CN110822905A - 一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉及其施工方法，所述加热炉包括地梁、立柱、炉盖、炉体板、测温装置、电加热装置和构件支座，若干地梁拼接形成平面炉底，立柱底部焊接有地脚板，立柱与地梁采用螺栓垂直连接，在立柱之间与炉盖内侧铺设有若干炉体板，测温装置包括若干热电偶和温度记录仪，电加热装置包括温控柜和若干电加热板，温控柜与热电偶采用补偿导线连接。本发明可在钢结构框架组焊构架集中整体热处理过程中可以满足一次性完成热处理的全部过程集中热处理，与采用的传统电加热片捆扎法局部热处理相比，有施工方便、应力消除效果好、保温材料重复利用率高、消耗的人工工时少、成本低而功效高等特点，保证了热处理质量并大大提高了热处理的一次合格率，大大提高了现场安装效率，而且各节点都可以快速拆装，方便重复利用。

Description

一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉及其施工 方法

技术领域

本发明属于大型热处理炉领域，尤其涉及一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉。

背景技术

目前工业钢结构的节点基本连接方式设计上基本为螺栓连接和焊接两大类，铆钉连接一般是运用在桥梁工程比较多，100万吨/年灵活焦化装置核心部位是反应区，此区域主要有3台大型设备：反应器（R101）、加热器（R102）和气化器（R103）。其中反应器运行温度约600℃，设备每米有5.6mm震幅，随设备高度依次递增，至设备顶震幅可达到300mm；因管道内流体为固液混合焦炭，管道内运行流体存在不稳定性，管支架与结构侧连接，导致其高框架整体还拌有200mm–300mm的横向摆幅。反应器R101框架1SS1钢结构主要由Ⅰ区和非Ⅰ区两部分组成，其中Ⅰ区直接承受动荷载为疲劳区，非Ⅰ区为普通结构区。疲劳区Ⅰ区结构东西跨26m，南北向10.5m，高78m，R101反应器钢结构1SS1的I区框架横梁，由于受工况是脉动的R101反应器影响，致使钢结构框架容易疲劳，所以钢结构框架设计采用螺栓连接和焊接的混合连接方式，并要求对所有焊接节点进行焊后热处理。

目前大型热处理炉的加热方式都是采用燃气加热的，导致加热效率低下，安全性能较低，而且炉体都是固定的，不能拆卸重复利用。

发明内容

本发明提供了一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉及其施工方法，旨在解决在大型热处理炉加热效率低，不能拆卸重复利用的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，包括地梁、立柱、可分离的炉盖、炉体板、测温装置、电加热装置和构件支座，地梁与立柱的数量有若干个，若干地梁拼接形成平面炉底，立柱底部焊接有地脚板，地脚板上设置有若干螺栓孔，立柱通过地脚板上的螺栓孔与地梁采用螺栓垂直连接，炉盖与立柱垂直连接并与平面炉底上下平行对应，在立柱之间与炉盖内侧铺设有若干炉体板，地梁、立柱、炉盖和炉体板连接形成封闭炉体，封闭炉体的高度大于待热处理件的最大高度，测温装置包括若干热电偶和温度记录仪，热电偶固定在封闭炉体内壁的炉体板上，电加热装置包括温控柜和若干电加热板，电加热板固定在封闭炉体内壁的炉体板上，温控柜与热电偶采用补偿导线连接。

更进一步的，在立柱与地脚板之间设置有斜支撑。

更进一步的，立柱上焊接有爬梯。

更进一步的，还包括保温毡条，在炉体板之间的缝隙放置有用于补偿热膨胀的保温毡条。

更进一步的，还包括U型连接件和连接板，U型连接件和连接板组合形成闭合环形并将炉体板与立柱固定。

更进一步的，在立柱之间设置有横梁，横梁通过U型连接件和连接板与立柱固定。

更进一步的，热电偶为K型筒装热电偶。

更进一步的，热电偶数量有8个，温度记录仪数量有2个，热电偶之间的距离不超过4600mm。

更进一步的，炉体板包括第一炉体板和第二炉体板，第一炉体板的尺寸为6425mm×1500mm，第二炉体板的尺寸为1050mm×1500mm。

本发明的另一方面提供所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉的施工方法，包括步骤：

S1、立柱安装,当钢结构地梁铺设完毕后，开始安装立柱,立柱采用工字钢制作,在立柱底部焊接地脚板，立柱地脚板与地梁用M20的高强螺栓进行固定;

S2、炉体板安装;

S3、电加热板的安装与电源线的连接，根据工件进炉摆放方式结合热处理的工艺，按照加热功率布置电加热板，电加热板的安装是在安装炉体板的过程中同时进行的，方法是第一层电加热板的引出导线从第一、二层炉体板间引出，第二层电加热板的引出导线从第二炉体板与炉顶间引出；

S4、工件进加热炉后放置在事先布置好的构件支座上防变形支撑；

S5、测温系统采用K型筒装热电偶，热电偶布置位置由热处理工艺和热处理施工需要规定，任意两个相邻的热电偶之间的距离不超过4600mm；

S6、分区控制，根据装炉量多少热处理功率不同热电偶数量不同来进行分区，每个加热区取一支热电偶既作控温用又作测温用,其他热电偶做测温热电偶，热电偶与温控柜的连接采用铜-康铜(K型)补偿导线；

S7、热电偶固定，采用M10螺帽固定热电偶，在所述螺帽上铣出一个槽，将螺母点焊于炉体表面，从槽的入孔把热电偶插入螺帽，最后用拧入上述螺母使之牢固于炉体表面。

综上，本发明可在钢结构框架组焊构架集中整体热处理过程中可以满足一次性完成热处理的全部过程集中热处理，与采用的传统电加热片捆扎法局部热处理相比，有施工方便、应力消除效果好、保温材料重复利用率高、消耗的人工工时少、成本低而功效高等特点，保证了热处理质量并大大提高了热处理的一次合格率，大大提高了现场安装效率，而且各节点都可以快速拆装，方便重复利用。

附图说明

图1是本发明提供的地脚板结构图。

图2是本发明提供的U型连接件及连接板结构图1。

图3是本发明提供的U型连接件及连接板结构图2。

图4是本发明提供的U型连接件及连接板结构图3。

图5是本发明提供的加热炉结构图。

1-立柱，2-炉体板，3-平面炉底，4-地脚板，5-螺栓孔，6-炉盖，7-电加热板，8-斜支撑，9-横梁，10-U型连接件，11-连接板。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、5所示，本发明提供了一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，包括地梁、立柱1、可分离的炉盖6、炉体板2、测温装置、电加热装置和构件支座，地梁与立柱1的数量有若干个，若干地梁拼接形成平面炉底3，立柱1底部焊接有地脚板4，地脚板4上设置有若干螺栓孔5，立柱1通过地脚板4上的螺栓孔5与地梁采用螺栓垂直连接，炉盖6与立柱1垂直连接并与平面炉底3上下平行对应，在立柱1之间与炉盖6内侧铺设有若干炉体板2，地梁、立柱1、炉盖6和炉体板2连接形成封闭炉体，封闭炉体的高度大于待热处理件的最大高度，测温装置包括若干热电偶和温度记录仪，热电偶固定在封闭炉体内壁的炉体板2上，电加热装置包括温控柜和若干电加热板7，电加热板7固定在封闭炉体内壁的炉体板2上，温控柜与热电偶采用补偿导线连接。

在本实施方式中，依据钢结构框架横梁焊接需要整体热处理的设计条件及钢结构规格来设计加热炉。炉体由钢结构及保温材料组成，炉壁高度高出需热处理钢构件的最大高度600mm， 为确保大型工件平行放置在加热炉内，来确定加热炉内部规格。炉底采用软炉底，炉底可采用由混凝土地面铺设硅酸铝保温材料组成。构件支座一般选用马凳型。采用专门的操作室来放置控制系统，

一、具体设计制作及安装施工顺序如下：

S1、立柱1安装。地梁的作用是为炉体找平及承载热处理工件的重量的，当钢结构地梁铺设完毕后，开始安装立柱1。立柱1采用工字钢制作。在立柱1底部焊接地脚板4，立柱1地脚板4与地梁用M20的高强螺栓进行固定。在安装并固定每一根立柱1的同时，要测量调整立柱1的垂直度，确保立柱1向任何方向的倾斜度不得大于2mm/米，总的倾斜度要≦10mm。

S2、炉体板2安装。在安装炉体板2的同时要按照设计布置来安装电加热板7， 炉体板2的安装要保证统一水平的炉体板2水平对齐，以提高安装质量。

S3、电加热板7的安装与电源线的连接。根据工件进炉摆放方式结合热处理的工艺，按照加热功率布置电加热板7。电加热板7的安装是在安装炉体板2的过程中同时进行的，防止出现电加热板7的快速插头在炉体板2吊装后不易穿出炉体板2的问题。方法是第一层电加热板7的引出导线从第一、二层炉体板2间引出。第二层电加热板7的引出导线从第二炉体板2与炉顶间引出。这样做是为了尽可能减少引出导线的长度，同时降低施工的高度。电加热板7分为3片一组，接线为每片加热片一条电源线，零线公用一根。另外火线必须分别接入A、B、C三相中，这样可以保证供电平衡和节省电源线。温控柜分别放置于炉墙四周，每36块电加热板7安装连接到一台温控柜上，根据功率一般每次需要4台控制柜。

S4、工件进加热炉后放置在事先布置好的构件支座上防变形支撑。

S5、测温系统采用K型筒装热电偶Φ1.5×2 L=2000-5000mm，热电偶布置位置由热处理工艺和热处理施工需要规定，任意两个相邻的热电偶之间的距离不超过4600mm。如采用8支热电偶，编号从01至08，可共用2台大华温度记录仪，编号从01至02，每支热电偶，每台记录仪，都需经检测合格方可用于施工。

S6、分区控制，根据装炉量多少热处理功率不同热电偶数量不同来进行分区，每个加热区最大功率不超过180Kw。每个加热区取一支热电偶既作控温用又作测温用,其他热电偶做测温热电偶。热电偶与温控柜的连接采用铜-康铜(K型)补偿导线。

S7、热电偶固定。采用M10螺帽固定。在螺帽上铣出一个4×4的槽，将螺母点焊于炉体表面，从槽的入孔把热电偶插入螺帽，最后用拧入上述螺母使之牢固于炉体表面。热处理结束后用手砂轮将螺帽打磨平齐，必要时做PT或MT检测。

S8、热处理过程中，设专人巡检记录，严密监视各点温度情况，发现问题及时处理。

S9、 热处理整个过程采用两台大华记录仪EH100-12时间温度长途记录仪记录温度变化，各点温度均降至400℃以下后，停止记录。

二、具体热处理操作过程及注意事项如下：

S1、从预制场倒运来的每批次钢结构构件经外观检验及尺寸检验合格后方可卸车至加热炉内。

S2、炉底必须用构件支座垫平垫稳，严禁被加热构件承受外力。

S3、热处理设备调试完毕并已安装就位，具备热处理条件。

S4、经全面检查合格，符合供电系统要求，并和启动预制场有关部门联系，确保热处理期间不断电。

S6、现场安全设施要齐全，符合要求，并验收合格。

S7、热处理所用的记录仪和热电偶等检测元件应校验合格。

S8、热处理炉内外各种易爆、易燃等物品清理干净。

S9、温度测量应以安置在被加热件上的热电偶为准。

S10、将炉盖吊离炉体，将被加热件应整齐地安置于热处理炉的有效加热区内，盖上炉盖即可进行钢构件的整体热处理。应保证热量均匀、流通。为了防止拘束应力及变形的产生，还应注意合理安置被加热件的构件支座。

S11、热处理时间由热处理工艺确定，降温为随炉冷却。

本实施方式可在钢结构框架组焊构架集中热处理过程中可以满足一次性完成热处理的全部过程集中热处理，保证了热处理质量并大大提高了热处理的一次合格率，且方便操作，有效节约了人工，省时省力，大大提高了现场安装效率，而且各节点都可以快速拆装，方便重复利用。

优选的实施方式，在立柱1与地脚板4之间设置有斜支撑8。如图1所示，在所有立柱1安装完毕后，可立即安装用金属角钢制造的斜支撑8。

优选的实施方式，立柱1上焊接有爬梯。利用爬梯可方便工人对炉体板2的安装及后续其它施工需要，进一步增加了操作的便捷性。

优选的实施方式，还包括保温毡条，在炉体板2之间的缝隙放置有用于补偿热膨胀的保温毡条。在炉体板2安装的时候不论是立缝还是横缝，中间都要放置保温毡条补偿热膨胀，水平缝在有加热器引出导线引出时最好放置两层保温毡条补偿热膨胀，保温毡条的固定可以用铁丝加工的钩子固定方法。凡是有导线穿出的炉体板2间隙时，在确定导线绝缘珠完好的同时，必须放置两层保温毡条，确保热处理通电过程中的用电安全。

优选的实施方式，还包括U型连接件10和连接板11，U型连接件10和连接板11组合形成闭合环形并将炉体板2与立柱1固定。如图2、3、4所示，炉体板2与立柱1间的连接利用专用的U型连接件10和连接板11进行固定安装。整体连接后，整个炉体强度很大，能够保证在使用中抗击大风。进一步保证了工作的稳定性及可靠性。

优选的实施方式，在立柱1之间设置有横梁9，横梁9通过U型连接件10和连接板11与立柱1固定。在立柱1之间从地面向上每3000mm处，横向间用10#工字钢焊接固定设置横梁9。使地梁和立柱1间形成整体的框架结构，不仅稳定了炉型尺寸，也为下一步炉体板2安装加强了稳固性，从而保证了整体的安装质量。

优选的实施方式，热电偶为K型筒装热电偶。

优选的实施方式，热电偶数量有8个，温度记录仪数量有2个，热电偶之间的距离不超过4600mm。

优选的实施方式，炉体板2包括第一炉体板2和第二炉体板2，第一炉体板2的尺寸为6425mm×1500mm，第二炉体板2的尺寸为1050mm×1500mm。采用两种尺寸的炉体板2可方便适用多种安装面积，从而提高整体的安装效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：包括地梁、立柱、可分离的炉盖、炉体板、测温装置、电加热装置和构件支座，所述地梁与所述立柱的数量有若干个，若干所述地梁拼接形成平面炉底，所述立柱底部焊接有地脚板，所述地脚板上设置有若干螺栓孔，所述立柱通过所述地脚板上的螺栓孔与所述地梁采用螺栓垂直连接，所述炉盖与所述立柱垂直连接并与所述平面炉底上下平行对应，在所述立柱之间与所述炉盖内侧铺设有若干所述炉体板，所述地梁、立柱、炉盖和炉体板连接形成封闭炉体，所述封闭炉体的高度大于待热处理件的最大高度，所述测温装置包括若干热电偶和温度记录仪，所述热电偶固定在所述封闭炉体内壁的所述炉体板上，电加热装置包括温控柜和若干电加热板，所述电加热板固定在所述封闭炉体内壁的所述炉体板上，所述温控柜与所述热电偶采用补偿导线连接。

2.根据权利要求1所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：在所述立柱与所述地脚板之间设置有斜支撑。

3.根据权利要求1所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：所述立柱上焊接有爬梯。

4.根据权利要求1所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：还包括保温毡条，在所述炉体板之间的缝隙放置有用于补偿热膨胀的所述保温毡条。

5.根据权利要求1所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：还包括U型连接件和连接板，所述U型连接件和连接板组合形成闭合环形并将所述炉体板与所述立柱固定。

6.根据权利要求5所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：在所述立柱之间设置有横梁，所述横梁通过所述U型连接件和连接板与所述立柱固定。

7.根据权利要求1所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：所述热电偶为K型筒装热电偶。

8.根据权利要求7所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：所述热电偶数量有8个，所述温度记录仪数量有2个，所述热电偶之间的距离不超过4600mm。

9.根据权利要求1至8之一所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉，其特征在于：所述炉体板包括第一炉体板和第二炉体板，所述第一炉体板的尺寸为6425mm×1500mm，所述第二炉体板的尺寸为1050mm×1500mm。

10.一种权利要求1-9任意一项所述的移动装配式、可炉内电加热消应力的加热炉的施工方法，其特征在于，包括步骤：

S1、立柱安装,当钢结构地梁铺设完毕后，开始安装立柱,立柱采用工字钢制作,在立柱底部焊接地脚板，立柱地脚板与地梁用M20的高强螺栓进行固定;

S2、炉体板安装;

S3、电加热板的安装与电源线的连接，根据工件进炉摆放方式结合热处理的工艺，按照加热功率布置电加热板，电加热板的安装是在安装炉体板的过程中同时进行的，方法是第一层电加热板的引出导线从第一、二层炉体板间引出，第二层电加热板的引出导线从第二炉体板与炉顶间引出；

S4、工件进加热炉后放置在事先布置好的构件支座上防变形支撑；

S5、测温系统采用K型筒装热电偶，热电偶布置位置由热处理工艺和热处理施工需要规定，任意两个相邻的热电偶之间的距离不超过4600mm；

S6、分区控制，根据装炉量多少热处理功率不同热电偶数量不同来进行分区，每个加热区取一支热电偶既作控温用又作测温用,其他热电偶做测温热电偶，热电偶与温控柜的连接采用铜-康铜(K型)补偿导线；

S7、热电偶固定，采用M10螺帽固定热电偶，在所述螺帽上铣出一个槽，将螺母点焊于炉体表面，从槽的入孔把热电偶插入螺帽，最后用拧入上述螺母使之牢固于炉体表面。

Images