CN111394562A - 一种中低温热处理炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业炉领域，涉及一种中低温热处理炉，包括炉体，炉体内设有沿炉体的延伸方向布置的工件传输机构；沿工件传输机构的传输方向，炉体内设有至少一个供热段；每个供热段包括至少一个布置在炉体顶部的烧嘴以及至少一个炉内烟气自循环系统；所述炉体上设有排烟口。本发明可以保证炉膛横向供热均衡性；强化炉内对流传热效果；可提高炉温均匀性，尤其是中低温时的温度均匀性；当炉内烟气循环系统故障时，依然可以正常生产；该炉型从预热段尾部排烟，排烟温度低，热效率高；其炉内循环系统不会增加炉膛高度，炉型结构简洁、可靠。

Description

一种中低温热处理炉

技术领域

本发明属于工业炉领域，涉及一种中低温热处理炉

背景技术

现有的中低温热处理炉(典型代表为钢管步进式回火炉)，炉型有两种：

一种是常规明火加热炉型，完全依靠炉内多点供热，没有烟气循环系统。

该种结构主要存在以下问题：

首先，因为没有烟气循环搅拌功能，对于以对流传热为主的中低温热处理，特别是500℃以下的低温热处理，其炉温均匀性较差，不能满足高品质产品(例如抗硫管，高压锅炉管等)的热处理工艺要求。其次，由于高温火焰没有得到循环烟气的及时混合降温，造成火焰面温度较高，进而造成炉内二次生成的氮氧化物较多，不利于环保。

另外一种是采用炉外(一般置于炉顶之上)独立燃烧室+炉外烟气再循环。

这种炉型的主要缺点是：

受到布置空间的限制，庞大的炉外独立燃烧室数量必然有限(一般相邻两个燃烧室间距约3.2米)，因此造成供热点分布不均匀，从实际使用情况来看，容易造成横向温差。温度均匀性完全依赖炉外烟气再循环系统的强制循环风机的搅拌作用，当高温循环风机故障时，炉体无法进行生产，由于高温循环风机故障造成的停产现象较多，生产不稳定。由于其炉外循环系统体积非常庞大，现有的该炉型结构均是由炉体两端供热，由炉体中部排烟，造成该炉型没有预热段，排烟温度较高，能耗偏高。由于炉顶燃烧室燃烧空间有限，造成单位空间内燃烧负荷大幅增加，促进了氮氧化物的生成，不利于环保。该炉型把炉内烟气抽到了炉膛外部，造成了不必要的流程散热损失，并且提高了炉顶的环境温度。该炉型的炉顶钢结构下面是炉膛，上面是燃烧室，钢结构上下都被高温部件覆盖，其工作环境温度非常高。该炉型结构非常复杂，投资高，施工难度大，施工周期长。炉体高度非常高，对车间高度要求高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中低温热处理炉，以避免局部高温区，促进炉温均匀性，提高产品质量，降低排烟温度，提高热效率，使炉型更加环保。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种中低温热处理炉，包括炉体，炉体内设有沿炉体的延伸方向布置的工件传输机构；沿工件传输机构的传输方向，炉体内设有至少一个供热段；每个供热段的烧嘴沿炉体宽度方向均匀并排布置；每个供热段包括至少一个布置在炉体顶部的烧嘴以及至少一个炉内烟气自循环系统；所述炉体上设有排烟口。

可选的，所述炉内烟气自循环系统包括至少一个子循环单元，每个子循环单元包括导流罩与离心风机，炉体内烟气通过离心风机抽入导流罩内，并由导流罩出口再回喷入炉内，与相应区域内烧嘴喷出的高温火焰混合。

可选的，所述炉内烟气自循环系统安装在炉体内顶面上。

可选的，每个供热段划分为多个控温区。

可选的，子循环单元数量不必与控温区数一致，一个子循环单元可以对应一个或几个控温区。

可选的，所述排烟口设置在与工件传输机构的起点相匹配的炉体低温端。

可选的，所述供热段沿工件传输机构的传输方向分段设置，烧嘴喷出的高温火焰在炉内按“U”型轨迹运动。

可选的，所述炉体内设有预热段，所述预热段设置在工件传输机构的起点一侧。

可选的，所述排烟口设置在炉体下部。

本发明的有益效果在于：

1.本发明的各个供热段中的烧嘴沿着炉体的宽度方向均匀布置，确保炉体横向供热的均衡性。并可根据各区域的实际热负荷情况自动调节该区域的供热能力，炉温均匀性好，产品质量高。

2.本发明的炉内烟气自循环系统中的各个子循环单元沿着炉体宽度方向均匀布置，确保炉体横向循环烟气的均衡性。并可根据各区域的实际热负荷情况自动调节该区域的烟气循环量，炉内对流换热效果好，炉温均匀性好，产品质量高。

3、炉内烟气由离心风机正下方被风机抽入不锈钢导流罩，再由导流罩的出口回喷入炉内，并和相应区域的供热段的烧嘴喷出的高温火焰混合，降低火焰温度，消除炉内局部高温区，防止炉内二次生成氮氧化物，有利于环保。

4、各供热段的烧嘴喷出的高温火焰在炉内均按“U”形轨迹运动，可以进一步增大炉内气流的扰动，促进温度均匀性；并且可以增加高温烟气在炉内的流程，让烟气能更充分的把热量释放给炉膛和工件，排烟温度低，热效率高。

5、炉体设有预热段，烧嘴燃烧产生的烟气流经预热段，被入炉低温工件吸收热量后最终由预热段尾部下方的排烟口排出，排烟温度低，热效率高。

6、该炉型的烟气循环在炉膛内部即可完成，不需要把烟气抽出炉膛再返回炉膛。这样可以避免不必要的流程散热损失，并保证了炉顶良好的工作环境。

7、该炉型的供热系统在炉顶，排烟口在炉底，让炉内热气流从炉体上部空间被强制引流到下部空间；再借助炉内烟气循环系统的强力搅拌作用，可以消除常规炉型常见的炉膛高度方向上的分层温差现象。

8、该炉型在烟气自循环系统故障情况下仍然可以工作，但温度均匀性稍差。

总的来说，该炉型结构可避免局部高温区，降低氮氧化物排放；促进炉温均匀性，提高产品质量；降低排烟温度，提高热效率；减少设备故障，提高设备运行稳定性；减少一次性投资；降低炉型对车间的空间高度要求。该方案突破了传统思维，为传统中低温热处理炉型结构改进提供了新思路。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的纵断面示意图；

图2为本发明的横断面示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图2，附图中的元件标号分别表示：炉体1、工件传输机构2、装料辊道3、出料辊道4、多点离散供热系统5、炉内烟气自循环系统6。

本发明沿着炉体1长度方向上设有多个供热段；各供热段均设有直接安装在炉顶端墙上的多点离散供热系统5；各供热段均设置有直接安装在炉顶耐材内表面下方的炉内烟气自循环系统6；供热段数根据产量和炉体1长度确定。产量越大，炉体1长度越长，则供热段数越多，一般设置1～4个供热段。炉体1内部均有耐火隔热材料，外面为钢结构。炉内工件传输机构2可以为步进机构，也可以为其他类型。装料辊道3和出料辊道4分别由多根辊道编组构成。

各供热段内的多点离散供热系统5直接安装在炉顶各段端墙上，包含多个烧嘴；烧嘴沿着炉体1宽度方向均匀布置，确保炉体1横向供热的均衡性；各供热段沿着炉体1宽度方向上可以划分为多个控温区，并可以根据各区的实际热负荷情况自动调节该区的供热能力，调节灵活，炉温均匀性好，产品质量高。

其炉内烟气自循环系统6系统直接安装在各供热段炉顶耐材内表面下方，包含多个子循环单元，可灵活调节各区烟气循环量。炉内烟气自循环系统6中的各个子循环单元沿着炉体1宽度方向均匀布置，烟气子循环单元数量不必与控温区数一致，一个烟气子循环单元可以对应一个或几个控温区。可以根据某一区或某几区的实际热负荷情况灵活调节相应的烟气子循环单元的烟气循环量，炉内对流换热效果好，炉温均匀性好，产品质量高。其每个炉内烟气子循环单元包括1个炉内不锈钢导流罩和1个变频离心风机。炉内烟气由离心风机正下方被风机抽入不锈钢导流罩，再由导流罩的出口回喷入炉内，并和相应区域的多点离散供热系统5的烧嘴喷出的高温火焰混合，混合后的气流再对炉内工件进行加热，炉内对流换热效果好，炉温均匀性好，产品质量高。循环烟气对高温火焰有稀释降温功能，可有效消除炉内局部高温区，防止炉内二次生成氮氧化物，有利于环保。

多点离散供热系统5的烧嘴喷出的高温火焰在炉内均按“U”形轨迹运动，可以进一步增大炉内气流的扰动，促进温度均匀性；并且可以增加高温烟气的流程，让烟气能更充分的把热量释放给炉膛和工件，排烟温度低，热效率高。

炉体1设有预热段，烧嘴燃烧产生的烟气流经预热段，被入炉低温工件吸收热量后最终由预热段尾部下方的排烟口排出，排烟温度低，热效率高。多点离散供热系统5在炉顶，排烟口在炉底，让炉内热气流从炉体1上部空间被强制引流到下部空间；再借助炉内烟气循环系统的强力搅拌作用(其烟气循环量可以达到新生烟气量的25倍以上)，可以消除常规炉型常见的炉膛高度方向上的分层温差现象。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种中低温热处理炉，其特征在于，包括炉体，炉体内设有沿炉体的延伸方向布置的工件传输机构；沿工件传输机构的传输方向，炉体内设有至少一个供热段；每个供热段包括至少一个布置在炉体顶部的烧嘴以及至少一个炉内烟气自循环系统；所述炉体上设有排烟口。

2.如权利要求1中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述炉内烟气自循环系统包括至少一个子循环单元，每个子循环单元包括导流罩与离心风机，炉体内烟气通过离心风机抽入导流罩内，并由导流罩的出口再回喷入炉内，与相应区域内烧嘴喷出的高温火焰混合。

3.如权利要求1或2中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述炉内烟气自循环系统安装在炉体内顶面上。

4.如权利要求1中所述的中低温热处理炉，其特征在于，每个供热段划分为多个控温区。

5.如权利要求1中所述的中低温热处理炉，其特征在于，子循环单元数量不必与控温区数一致，一个子循环单元可以对应一个或几个控温区。

6.如权利要求1中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述排烟口设置在与工件传输机构的起点相匹配的炉体低温端。

7.如权利要求1或6中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述供热段沿工件传输机构的传输方向分段设置，烧嘴喷出的高温火焰在炉内按“U”型轨迹运动。

8.如权利要求1或6中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述每个供热段的烧嘴沿炉体宽度方向均匀并排布置。

9.如权利要求1或6中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述炉体内设有预热段，所述预热段设置在工件传输机构的起点一侧。

10.如权利要求1或6中所述的中低温热处理炉，其特征在于，所述排烟口设置在炉体下部。

Images