CN111876579B - 节能型退火炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及退火炉生产领域，具体提供一种节能型退火炉。所述退火炉包括炉体，炉体内垂直导流板与炉体的侧墙压棉板之间构成垂直风道，其特点是炉体内设置有底部出风孔板和至少两个水平托盘，底部出风孔板与炉体炉底压棉板之间构成底部风道，底部风道与垂直风道相连通，水平托盘通过滚轮机构设置在底部出风孔板上，且相邻两个水平托盘之间通过连接机构活动连接。与现有技术相比，本发明的节能型退火炉能够有效提高退火炉的装炉量、减少托盘变形、降低生产安全风险，具有良好的推广应用价值。

Description

节能型退火炉

技术领域

本发明涉及退火炉生产领域，具体提供一种高效节能型退火炉。

背景技术

铝合金卷材在成品阶段大多需要根据品质控制要求在铝材退火炉中通过一定时间(20-300h)的高温热处理(200℃-520℃)，实现铝材消除加工应力、改善组织力学性能、提高表面洁净度等工艺目标。

一方面，为了尽量提高退火炉产量，退火生产时往往将多个铝合金卷材悬挂于一个料框中，多个料框装载于一个一体式托盘，通过料车将装载有料框的托盘推举、运送到退火炉内，放置于炉底立柱上，退火完成后由料车将托盘推举、运送到退火炉外的备料台立柱上进行冷却。

现有的托盘多为一体式托盘，其主要特征是由厚壁槽钢焊接成一个长方形的框架结构托盘，中间有多道加强纵梁和横梁以增强整体结构强度，每一台退火炉配置一个一体式托盘，并配合三维式料车进行运输，虽然具有结构简单、制作成本低的特点，但也存在几个问题：

1、由于是一体式结构，料架装载好料架后的托盘整体重量大，必须通过三维式料车进行托盘的运输，三维式料车必须先通过液压系统将托盘推举起来，移动到退火炉或备料台的立柱对应位置后，料车的液压系统下降，如此一体式托盘才能就位于立柱之上，因此退火炉膛上方和立柱下方都必须预留有一定的高度用于托盘和料车的升降避位，这样造成退火炉膛的有效装料空间减少了大约6立方米(长6米*宽2米*高0.5)，极大的降低了退火炉产能；

2、整体尺寸较大(长约6米、宽约2米、高约0.3米)，由于在退火时，托盘上装载有很多铝卷，重达20多吨，经过长时间高温加热容易造成热变形，特别是托盘在下降过程会与立柱产生垂直方向的撞击冲力，托盘和立柱接触的部位往往向上凹陷、弯拱，造成整体扭曲、变形，不利于料架摆放的平稳；

3、变形后的托盘与立柱的接触面不平整，就位时在重力的作用下容易产生托盘滑动和位移，致其使所承载料框出现整体侧移，严重时会造成料框倒斜、托盘倾覆、铝卷磕碰伤等严重生产事故。

另一方面，为了将热风引致退火炉炉膛下部，炉膛下部会装配若干导风管，并在导风管上加工出风孔。导风管虽然能够将热风送入退火炉炉膛下部，但存在以下不足：1、出风位置集中，易导致底部铝合金卷材受热不均；2、出风风速较大，导风管附近铝合金卷材易被撕裂，大量铝合金碎片被热风带到炉膛各处，甚至进入循环风机，引起风机故障，存在巨大的安全隐患；3、次品率高。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种装炉量大、生产安全风险小的节能型退火炉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种节能型退火炉，包括炉体，炉体内垂直导流板与炉体的侧墙压棉板之间构成垂直风道，其特点是炉体内设置有底部出风孔板和至少两个水平托盘，底部出风孔板与炉体炉底压棉板之间构成底部风道，底部风道与垂直风道相连通，底部出风孔板上开有若干底板出风孔，水平托盘通过滚轮机构设置在底部出风孔板上，且相邻两个水平托盘之间通过连接机构活动连接。

作为优选，底部风道的高度优选为垂直风道宽度的0.25-0.5倍，例如当垂直风道的宽度为200-400mm时，底部风道的高度优选为50-200mm。

底板出风孔总面积优选为底部风道进风口总面积的1.0-1.2倍，各底板出风孔可矩形阵列分布，或环形阵列分布，或相邻排(或列)底板出风孔交错分布，或随机无序分布，优选为矩形阵列分布。

作为优选，底部出风孔板与炉体炉底压棉板之间通过若干连接分隔板相连接，相邻连接分隔板之间构成独立腔室。

作为优选，可以在垂直导流板下部加工若干侧板出风孔，使垂直风道中的热风一部分进入底部风道，一部分直接通过垂直导流板下部的侧板出风孔进入腔体底部，进一步提升腔体底部热风的均匀性。

侧板出风孔的总面积(两侧垂直导流板上侧板出风孔的总面积)优选为底板出风孔总面积的0.4-0.6倍。各侧板出风孔可矩形阵列分布，或环形阵列分布，或相邻排(或列)侧板出风孔交错分布，或随机无序分布，优选为矩形阵列分布。

作为优选，可以在垂直风道底部设置有导向板(例如弧形导向板或平面导向板等)，用于将垂直风道的热风导入底部风道。

作为优选，本发明节能型退火炉还包括轨道，轨道固定在底部出风孔板上方，滚轮机构与轨道滚动配合，以使水平托盘沿轨道方向运动。

所述轨道可采用工字钢型轨道、滑槽式导向轨等，可直接固定在退火炉炉底立柱上，或者通过轨道压板、安装台板固定在炉底立柱上。炉底立柱顶的端位于底部出风孔板上方或者与底部出风孔板平齐，以保证轨道上方的水平托盘位于底部出风孔板上方。

作为优选，水平托盘的个数优选为2-4个，其尺寸和个数可根据退火炉最大装炉量、炉膛和料架的尺寸确实。各水平托盘通过连接机构沿水平方向相连、形成一个整体。

作为优选，可以在水平托盘上设置若干通风孔，以保证水平托盘处具有良好的热循环。

作为优选，还可以在水平托盘上设置推拉件，用于与炉膛内牵引机构和/或炉膛外牵引机构的动力输出单元传动连接。所述牵引机构可以是料车、电机等。可以是推拉件与牵引机构动力输出单元直接连接，也可以是通过链条、钢丝绳、机械传动组件等与牵引机构动力输出单元传动连接。

作为优选，所述推拉件设置在水平托盘的炉口端和/或炉里端，可以是固定在托盘上的推拉环或推拉钩，或者是开在水平托盘上的推拉孔。

所述水平托盘可以采用平板状、盘状等结构形式，为了得到最佳热循环效果及良好的稳定性，优选为包括横梁、端梁，两个横梁和两个端梁相互连接成矩形框架式结构，两组连接机构分别固定在两个端梁上。

为了进一步加强稳定性，可以在矩形框架式结构内部固定至少一个加强件。所述加强件可以是固定在两个横梁之间的加强纵梁，和/或是固定在两个端梁之间的加强横梁，和/或是固定在横梁与端梁之间的加强筋。

作为优选，所述连接机构包括挂接钩板、拉耳块，挂接钩板和拉耳块分别设置在端梁的两端，且挂接钩板与相邻托盘上的拉耳块相扣接，用于实现相邻托盘间的活动连接。

作为优选，挂接钩板固定部通过支撑转轴与端梁可旋转连接，挂接钩板扣接端延伸至水平托盘外侧，用于与相邻托盘上的拉耳块相扣接。

作为优选，可以在端梁上固定限位销轴，挂接钩板扣接端可搭接在限位销轴上，以保持在适当角度(例如使挂接钩板的开口位始终朝下)，便于与相邻托盘上的拉耳块快速扣接。还可以在挂接钩板与端梁之间设置防旋转组件，以实现挂接钩板角度锁死。所述防旋转组件优选由卡销、手柄和卡座构成，卡销插入端穿过挂接钩板的防转孔，并插入端梁的防转孔中，卡销外端与手柄固定，手柄与卡座上的卡槽相卡拉，所述卡座固定在端梁上。

作为优选，还可以在挂接钩板与拉耳块相扣接的另一端加工有配重部，在配重部重力作用下挂接钩板扣接端与拉耳块保持扣接关系。

作为优选，在每个端梁上至少固定有两组滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮、耐高温轴承、支撑轴、安装座，滚轮通过耐高温轴承、支撑轴装配在安装座上，安装座固定在端梁下部。所述耐高温轴承优选耐温超过 500℃的合金钢深沟球轴承。

作为优选，安装座通过强加固板和螺栓固定于端梁下部，可在保证稳定性的情况下便于装配、拆卸。

和现有技术相比，本发明的节能型退火炉具有以下突出的有益效果：

(一)垂直导流板下部开设侧板出风孔，出风孔位置偏下，且出风孔面积均现有导流板出风口减少，可使循环风机在较低的频率较低的风量情况下，侧面的出风形成有一定压力的喷射，且可使部分风量进入底部风道。由于有一定的喷射压力，侧面下部的多排出风孔可喷射的热空气到料架的下部较远的距离，有利于改造空气循环的路径，提高在循环风机低频率运转时的流体分布的均匀性；

(二)底部出风孔板上全面积设置底板出风孔，可使底部的出风量分散，大幅提高空气流体在炉体底部出风的均匀性，且力度柔和，避免了现有技术底部铝合金卷材受热不均、易被撕裂的技术问题，次品率低，消除了安全隐患；

(三)底部出风孔板上全面积分隔成独立腔室的风道，且底板出风孔总面积为底部风道进风口总总面积的1.0-1.2倍，可使均布的多排出风孔中部的出风量比边部的出风量稍大，因为实际生产时中部的热空气循环阻力最大，铝卷吸热量最多；

(四)侧板出风孔的总面积为底板出风孔总面积的0.4-0.6倍。这样使侧面流体总量和底部流体一半的总量相近，有利于进一步提高流体分布的均匀性，可达到更高要求的温度均匀性；

(五)每节水平托盘安装有多组滚轮机构，通过滚轮在轨道上的滚动实现水平托盘的位移，使装载料架后的水平托盘可以在料车的推拉力作用下沿水平方向运动平稳地进入或退出退火炉炉膛，无需预留托盘上升/下降运动的空间，提高30％以上的有效装料空间；

(六)由多节水平托盘挂接形成整体，相邻两个托盘之间为软连接，在保证整体平整度的情况下又可保持自各有一定的活动调节量，在退火炉的高温环境下具有更好的结构强度和自由膨胀间隙，在高温退火时具有良好的“变形-自调整”能力，结构强度高、抗热变形能力强，有效解决一体托盘受热后产生的“整体扭曲、变形”问题，提高了料架摆放的平稳性，杜绝生产安全事故的发生；

(七)滚轮与轨道形成滚动摩擦、接触，运动速度快、阻力小，托盘与轨道的接触部位平稳性好，不会出现撞击冲力产生的凹陷、弯拱、变形等问题，保证节能型退火炉的寿命长久；

(八)滚轮机构长时间使用后，可就地加注耐高温润滑脂润滑或拆卸下来更换轴承，维护简便。

附图说明

附图1是实施例一节能型退火炉的结构示意图；

附图2是图1退火炉立体图(省略炉体压棉板)；

附图3是图1退火炉立体图(省略炉体压棉板、垂直导流板)

附图4是图1退火炉中水平托盘连接关系结构示意图；

附图5是图4中A处放大图；

附图6是图1退火炉中水平托盘结构示意图；

附图7是实施例二节能型退火炉中水平托盘、导轨、炉底立柱装配关系图；

附图8是实施例二节能型退火炉中水平托盘、导轨连接关系结构示意图；

附图9是图8中水平托盘连接关系B向视图；

附图10是实施例二节能型退火炉中水平托盘结构图；

附图11是图10中C处放大图。

附图中的标记分别表示：

1、炉体，11、侧墙压棉板，12、炉底压棉板，13、炉底立柱，2、垂直导流板，21、连接杆，22、垂直风道，23、侧板出风孔，3、底部出风孔板，31、C型连接分隔板，32、底部风道，33、底板出风孔，4、导向板，5、轨道，51、安装台板，52、轨道压板，6、水平托盘，61、横梁， 62、端梁，63、加强纵梁，64、加强横梁，65、加强筋，66、通风口，67、推拉件，7、连接机构，71、挂接钩板，711、固定部，712、配重部，713、扣接部，72、拉耳块，73、支撑转轴，74、限位销轴，75、防旋转组件， 751、卡销，752、手柄，353、卡座，8、滚轮机构，81、滚轮，82、耐高温轴承，83、安装座，84、加固板，85、螺栓，86、支撑轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

如附图1、2、3所示，本实施例的节能型退火炉包括炉体1、垂直导流板2、底部出风孔板3、导向板4、轨道5、水平托盘6、连接机构7及滚轮机构8。

炉体1内垂直导流板2通过连接杆21与侧墙压棉板11固定连接，垂直导流板2与侧墙压棉板11之间构成200mm宽的垂直风道22。底部出风孔板3通过C型连接分隔板31与炉底压棉板12固定连接，底部出风孔板 3与炉底压棉板12之间构成50mm高的底部风道32，且C型连接分隔板 31将底部风道32分隔，使相邻C型连接分隔板31之间构成独立腔室式风道。

垂直风道22底部装配有导向板4。导向板4倾斜安装在侧墙压棉板 11下部与底部风道32的进风口之间，用于将垂直风道22的热风导入底部风道32。

炉底立柱13固定在炉底压棉板12上，且其顶端位于底部出风孔板3 的上方。轨道5通过安装台板51固定在炉底立柱13上，用于支撑水平托盘6，使装载料架后的水平托盘6可以在料车的推拉力作用下沿水平方向运动进入或退出退火炉炉膛。

所述垂直导流板2下部加工有若干侧板出风孔23。所述底部出风孔板3上加工有若干底板出风孔33。侧板出风孔23和底板出风孔33均沿炉门向炉后墙方向矩形阵列分布。底板出风孔33总面积为底部风道32 进风口总面积的1.0-1.2倍，为侧板出风孔23总面积的约2.0倍。

如附图4所示，四个水平托盘6之间通过连接机构7沿水平方向相连、形成一个整体。水平托盘6通过固定在其下部的滚轮机构8与轨道5配合。

如附图5、6所示，所述水平托盘6由横梁61、端梁62和加强横梁 64构成。两个横梁61和两个端梁62均采用厚壁矩形钢管制作，相互连接成矩形框架式结构。两个端梁62上均加工有通风口66，且两端梁62 之间固定有加强横梁64。

水平托盘6两个端梁62的外侧均装配有连接机构7，下部均装配有滚轮机构8。

所述连接机构7主要由挂接钩板71和拉耳块72构成，两者分别固定在端梁62相对的两端。

挂接钩板71由固定部711、配重部712及扣接部713构成。配重部 712和扣接部713分别位于固定部711两侧，且扣接部713延伸至水平托盘6外侧。固定部711通过支撑转轴73与端梁62可旋转连接。在配重部 712重力作用下扣接部713与拉耳块72保持扣接关系。端梁62上扣接部 713的上方还固定有限位销轴74，用于使挂接钩板71的开口位保持朝上。

所述滚轮机构8主要由滚轮81、支撑轴86构成。支撑轴86固定在端梁62上，滚轮81通过耐高温轴承与支撑轴86滚动配合。所述耐高温轴承为耐温超过500℃的合金钢深沟球轴承。

实施例二：

本实施例的节能型退火炉包括炉体1、垂直导流板2、底部出风孔板 3、导向板4、轨道5、水平托盘6、连接机构7及滚轮机构8。

各部分位置关于与实施例一基本相同，区别在于：

(一)垂直风道22的宽度为400mm，底部风道32的高度为200mm。

(二)如附图7所示，轨道5通过轨道压板52固定于安装台板51 之上，安装台板51焊接固定在炉底立柱13上。

(三)如附图8所示，三个水平托盘6之间通过连接机构7沿水平方向相连、形成一个整体，且炉口端和炉里端的水平托盘6上分别固定有推拉件67。水平托盘6通过固定在其下部的滚轮机构8与轨道5滚动配合。

如附图9、10、11所示，所述水平托盘6由横梁61、端梁62、加强纵梁63、加强横梁64及加强筋65构成。两个横梁61和两个端梁62均采用厚壁矩形钢管制作，相互连接成矩形框架式结构。两个横梁61之间固定有加强纵梁63；两个端梁62之间固定有加强横梁64；横梁61和端梁62的连接处固定有加强筋65。

水平托盘6两个端梁62的外侧均装配有连接机构7，下部均装配有滚轮机构8。

所述连接机构7主要由挂接钩板71和拉耳块72构成，两者分别固定在端梁62相对的两端。

挂接钩板71固定部通过支撑转轴73与端梁62可旋转连接；扣接端延伸至水平托盘6外侧，并与相邻托盘6上的拉耳块72相扣接。在挂接钩板71与端梁62之间还装配有限位销轴74和防旋转组件75。

限位销轴74固定在端梁62上，使得挂接钩板71的扣接端可搭接在限位销轴74上，以保持挂接钩板的开口位始终朝下。

防旋转组件75由卡销751、手柄752和卡座753构成。卡销751插入端穿过挂接钩板71的防转孔，并插入端梁62的防转孔中，外端与手柄 752固定，手柄752与卡座753上的卡槽相卡拉。所述卡座753固定在端梁62上。

所述滚轮机构8主要由滚轮81、耐高温轴承82、支撑轴、安装座83、加固板84构成。耐高温轴承82镶嵌于滚轮81中心部位，其外圈与滚轮 81贴合。支撑轴穿过轴承82内圈，其两端通过加固板84和螺栓85固定于端梁62下方的安装座83中。所述耐高温轴承82为耐温超过500℃的合金钢深沟球轴承。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.节能型退火炉，包括炉体，炉体内垂直导流板与炉体的侧墙压棉板之间构成垂直风道，其特征在于：炉体内设置有底部出风孔板和至少两个水平托盘，底部出风孔板与炉体炉底压棉板之间构成底部风道，底部风道与垂直风道相连通，底部出风孔板上开有若干底板出风孔，底板出风孔总面积为底部风道进风口总面积的1.0-1.2倍，垂直导流板下部开有若干侧板出风孔，侧板出风孔的总面积为底板出风孔总面积的0.4-0.6倍,水平托盘通过滚轮机构设置在底部出风孔板上，且相邻两个水平托盘之间通过连接机构活动连接,

所述水平托盘包括横梁、端梁，两个横梁和两个端梁相互连接成矩形框架式结构，两组连接机构分别固定在两个端梁上,

所述连接机构包括挂接钩板、拉耳块，挂接钩板和拉耳块分别设置在端梁的两端，所述挂接钩板固定部通过支撑转轴与端梁可旋转连接，挂接钩板扣接端延伸至水平托盘外侧，用于与相邻托盘上的拉耳块相扣接,

在挂接钩板与端梁之间设置有限位销轴和/或防旋转组件，所述限位销轴固定在端梁上，用于使挂接钩板保持在适当角度；所述防旋转组件由卡销、手柄和卡座构成，卡销插入端穿过挂接钩板的防转孔，并插入端梁的防转孔中，卡销外端与手柄固定，手柄与卡座上的卡槽相卡拉，所述卡座固定在端梁上；

或者在挂接钩板与拉耳块相扣接的另一端加工有配重部，在配重部重力作用下挂接钩板扣接端与拉耳块保持扣接关系。

2.根据权利要求1所述的节能型退火炉，其特征在于，底部出风孔板与炉体炉底压棉板之间通过若干连接分隔板相连接，相邻连接分隔板之间构成独立腔室。

3.根据权利要求1或2所述的节能型退火炉，其特征在于，垂直风道底部设置有导向板，用于将垂直风道的热风导入底部风道。

4.根据权利要求1或2所述的节能型退火炉，其特征在于，还包括轨道，轨道固定在底部出风孔板上方，滚轮机构与轨道滚动配合，以使水平托盘沿轨道方向运动。

5.根据权利要求4所述的节能型退火炉，其特征在于，轨道直接固定在炉底立柱上，或者通过轨道压板、安装台板固定在炉底立柱上。

6.根据权利要求4所述的节能型退火炉，其特征在于，水平托盘上设置有若干通风孔和推拉件。

7.根据权利要求1所述的节能型退火炉，其特征在于，在每个端梁上至少固定有两组滚轮机构，所述滚轮机构包括滚轮、耐高温轴承、支撑轴、安装座，滚轮通过耐高温轴承、支撑轴装配在安装座上，安装座固定在端梁下部。

8.根据权利要求1所述的节能型退火炉，其特征在于，在矩形框架式结构内部固定至少一个加强件，所述加强件是固定在两个横梁之间的加强纵梁，和/或是固定在两个端梁之间的加强横梁，和/或是固定在横梁与端梁之间的加强筋。

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