CN114540609B - 一种基于热量回收的斜底加热工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热处理领域，具体涉及一种基于热量回收的斜底加热工艺，以斜底加热炉为加热装置，包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述管坯由预热1段进入，均热段排出。本发明解决了现有热处理热污染的问题，利用预热1段和预热2段形成热量缓冲区域，将加热段1区的热量通过管路与管坯形成对冲，达到热量传递的效果，同时对管坯形成预加热处理，大大提升了热处理的效率，减少了热处理的能耗。

Description

一种基于热量回收的斜底加热工艺
技术领域
本发明属于热处理领域，具体涉及一种基于热量回收的斜底加热工艺。
背景技术
热加工是在高于再结晶温度的条件下，使金属材料同时产生塑性变形和再结晶的加工方法，使金属零件在成形的同时改它的组织或者使已成形的零件改变既定状态以改善零件的机械性能。同样，热加工也是管坯生产过程中必不可少的步骤。
在管坯加热领域中，热量传导的方式主要有传导，辐射及对流三种。加热低温时管坯得到的热量大部分靠对流与传导方式得到热量，而在高温时(500度以上)绝对大部分热量依靠辐射传热；温度差稍微提高，辐射热量就大大增加，可以快速的提高炉温，增大炉气与管坯的温差，可以快速加热。纵所周知，管坯加热过程中，需要控制管坯的升温速度，若前期升温速度过快，会晶粒变化不均匀等问题，从而造成管坯品质不稳定，同时热处理工艺会带来大量的热量，直接排放不仅会造成能源的浪费，还会带来热污染。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于热量回收的鞋底加热工艺，解决了现有热处理热污染的问题，利用预热1段和预热2段形成热量缓冲区域，将加热段1区的热量通过管路与管坯形成对冲，达到热量传递的效果，同时对管坯形成预加热处理，大大提升了热处理的效率，减少了热处理的能耗。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种基于热量回收的鞋底加热工艺，以斜底加热炉为加热装置，包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述管坯由预热1段进入，均热段排出。在该加热工艺中，采用预热段和加热段的组合，将管坯逐步加热，形成逐步升温的效果，同时基于管坯自身的热传导性能，能够保证每个升温区域都能够达到内外温度的同步提升，有效的解决了管坯加热过程中急速升温带来的内外温差大的问题，同时将管坯的均热段设置在斜面底部的水平段，形成稳定的表面恒温体系，确保内外稳定恒温的同时，也保证晶粒转化稳定性，减少因管坯稳速度变化带来的晶粒变化。
所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m。
所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，利用隔火墙来限制来自加热段的热空气的流动方向，挡火墙形成的上端阻挡能够将排放的热空气迎着下滚的管坯流动，达到优先接触换热的效果，从而提升了热量回收效果。
所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，管坯进入至该区域内，依次受到第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴的加热烧结，基于上述的梯队烧嘴升温体系，达到均速提升温度的效果，且间隔式的烧嘴设计能够由预热段进入加热段开始形成持续性升温处理，该升温较为均速，且满足管坯自身材质的晶化要求。
所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。在使用过程中，平行于管坯的两个烧嘴件能够形成快速加热，形成的加热速度快于加热段1区，此时的管坯上晶粒化进一步加深，同时基于加热体系的覆盖面较大且均匀，管坯能够在第四烧嘴温度上升不多的情况下实现快速升温。在加热段1区上的连续性三烧嘴加热，将管坯温度达到初步晶化完成，形成稳定的管坯过渡升温，为后续的急速升温提供条件。同时，加热段2区和加热段1区属于加热区，在加热段1区加热升温的方式偏向于高温对流的方式，而加热段2区采用定温高功率，确保经过加热段的温度提升至恒温高热，达到热处理的效果，同时多喷嘴组件配合的方式能够瞬间提供热量，如此设计能够保证该装置在恒温的温度下将管坯温度不断上提，又不会产生过热或者过烧的情况下，简而言之，该条件下的热量体系能够实现快速补充热量，确保管坯温度无限接近恒温温度。
所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。在均热段中，管坯已经脱离斜底加热炉的斜面，且在水平段进行移动，因此，在均热段上的管坯属于均速移动或者略带减速的滚动，形成表面均匀且效率高的加热体系，能够将经过加热段1区和加热段2区的加热处理后的管坯形成一定的温度提升效率，无需基于大功率的高温度提升；两个平行于管坯的烧嘴件能够形成温度差小但是升温效率高的加热体系，减少了管坯过烧问题，同样的，温度过高带来的氧化铁皮的问题也得到改善。
在上述处理工艺中，均温段、加热段2区、加热段1区的温度是梯度变化，同时均热段至加热段1区的温度不断向外排出，形成热量的传递；同时，加热段1区内的热量随着空气对流进入至预热段，并与管坯迎面冲击，形成热量的交换，但是这种热量交换的效率较低，热量损失严重，针对这一问题，在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架。更进一步的，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为50-100g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的20-40％，所述搅拌均匀的搅拌速度为1000-2000r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为5-10℃，喷雾量是10-30mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，一般采用3-7次，所述密封烘干的温度为50-70℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为20-50g/L，异丙醇铝的浓度为150-200g/L，所述低温超声分散的超声频率为40-80kHz，温度为10-20℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是2-5mL/cm2，静置晾干的温度为15-20℃，所述第二溶解液的喷雾总量是10-30mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理2-5h，然后光照处理1-3h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:15-20，所述静置水解的温度为80-100℃，光照处理的温度为200-250℃，光照强度为10-30W/cm2。该步骤以苯基硅氧体系为框架，形成框架结构，并利用苯基三氯硅烷作为第一层和第二层的共同原料，在苯的作用下能够形成渗透性结构，同时水解处理后的光照处理能够促使立体多维结构的形成，同时氢氧化铝转化为氧化铝，形成纳米分散性氧化铝，此处氧化铝自身的导热性能够吸收热量，并将热量形成传递，即在斜底板表面形成热量传递网络，将加热段的热量传递至预热段，提供了物质传递热量，在管坯滚动接触时实现表面热量的传递，该温度基于与预热段的空气接触，能够形成热量互留与传递，因此，管坯在预热段能够进一步将热量回收，提升了预热段形成的热量回收效率，该效果能够通过比对实验准确得出。
更进一步的是，所述斜底板在喷雾前进行前处理，且该前处理将斜底板表面纳米级粗糙化，不影响表面光滑度的情况下增加表面的凹凸结构，大大提升了表面可粘附性，利用凹凸结构来增加比表面，促使苯基硅氧树脂形成稳定的表面粘附体系；进一步将斜底板表面极性化，促使苯基硅氧树脂中的硅氧结构与斜底板形成化学式连接，从而达到双重连接稳定性。所述前处理包括如下步骤：a1，将斜底板表面涂覆混合碱液，电解脱脂反应20-40min，然后蒸馏水冲洗，得到表面洁净的斜底板，所述混合碱液采用氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠的混合液，且氢氧化钠的浓度为10-20g/L，碳酸钠浓度为20-25g/L，磷酸钠的浓度为20-30g/L，涂覆量为10-20mL/cm2，电解脱脂的电流密度为50-60mA/cm2，温度为50-60℃；a2，将混合酸液和混合碱液交替喷雾在表面洁净的斜底板上，并且每次喷雾后静置20-40min，采用乙醇水超声清洗10-30min，经过交替处理后采用蒸馏水洗涤干净，得到表面粗糙的斜底板，所述混合酸液为磷酸与盐酸的混合液，且盐酸浓度为10-20g/L，磷酸浓度为20-25g/L，所述混合酸液的喷雾量是1-2mL/cm2，混合碱液的喷雾量是2-4mL/cm2，所述静置的温度为20-40℃，所述乙醇水中的乙醇体积占比为60-80％，超声清洗的超声频率为50-80kHz，温度为30-60℃，所述交替处理的次数不少于5次；a3，将表面粗糙的斜底板进行细砂磨皮处理，得到表面纳米级粗糙化的斜底板；a4，将上述斜底板放入密封反应釜中，通入盐酸蒸气反应2-4h，吹扫后得到预处理后的斜底板，所述盐酸蒸气是氯化氢、蒸馏水和氮气的混合气体，且氯化氢、水蒸气和氮气的体积比为1:1:10-20，反应温度为110-140℃，吹扫采用氮气，且吹扫的温度为100-120℃。利用碱电解的方式将油脂和粉尘杂质去除，达到表面洁净，然后采用酸碱反复喷雾的方式进行表面微腐蚀，同时防止深度腐蚀，造成表面坑洼情况严重，不利于后续的导热层处理。在该处理中，盐酸蒸气能够将表面的金属形成原位活化，增加表面活性，该活性处理与苯基三氯硅烷形成进一步的粘附，从而提升粘附效果，增加导热层的粘附牢度。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有热处理热污染的问题，利用预热1段和预热2段形成热量缓冲区域，将加热段1区的热量通过管路与管坯形成对冲，达到热量传递的效果，同时对管坯形成预加热处理，大大提升了热处理的效率，减少了热处理的能耗。
2.本发明利用挡火墙控制热量流向方向，有效的提升了热量传递面积，减少了热量散失。
3.本发明利用导热层作为空气对流接触之外的热传递，实现了热量的多方位传递，并且导热层在斜底板上形成热量传递网，利用固体接触的方式进行快速热量传递，提升预热段的热量传递速度。
4.本发明以硅氧框架为三维立体结构，形成多孔结构，确保热空气的对流，同时氧化铝自身的导热性能能够吸收热量与热量传递。进一步而言，在共水解过程中，两者形成三维包裹体系，达到相互稳定的效果，同时，乙基纤维素的不溶水特性能够保证第一镀膜层形成多孔结构，且孔隙大于第二镀膜层，更方便热空气流动与分散。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种基于热量回收的斜底加热工艺
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1010±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为60min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
实施例2
一种基于热量回收的斜底加热工艺
预热1段和预热2段的表面处理：在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至1L乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为50g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的20％，所述搅拌均匀的搅拌速度为1000r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为5℃，喷雾量是10mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，采用3次，所述密封烘干的温度为50℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入1L苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为20g/L，异丙醇铝的浓度为150g/L，所述低温超声分散的超声频率为40kHz，温度为10℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是2mL/cm2，静置晾干的温度为15℃，所述第二溶解液的喷雾总量是10mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理2h，然后光照处理1h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:15，所述静置水解的温度为80℃，光照处理的温度为200℃，光照强度为10W/cm2。
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1050±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为50min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，缩短了加热段的时间，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
实施例3
一种基于热量回收的斜底加热工艺
预热1段和预热2段的表面处理：在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至1L乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为100g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的40％，所述搅拌均匀的搅拌速度为2000r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为10℃，喷雾量是30mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，采用7次，所述密封烘干的温度为70℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入1L苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为50g/L，异丙醇铝的浓度为200g/L，所述低温超声分散的超声频率为80kHz，温度为20℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是5mL/cm2，静置晾干的温度为20℃，所述第二溶解液的喷雾总量是30mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理5h，然后光照处理3h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:20，所述静置水解的温度为100℃，光照处理的温度为250℃，光照强度为30W/cm2。
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1060±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为30min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，缩短了加热段的时间，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
实施例4
一种基于热量回收的斜底加热工艺
预热1段和预热2段的表面处理：在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至1L乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为80g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的30％，所述搅拌均匀的搅拌速度为1500r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为8℃，喷雾量是20mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，采用5次，所述密封烘干的温度为60℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入1L苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为40g/L，异丙醇铝的浓度为180g/L，所述低温超声分散的超声频率为60kHz，温度为15℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是4mL/cm2，静置晾干的温度为15℃，所述第二溶解液的喷雾总量是20mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理4h，然后光照处理2h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:18，所述静置水解的温度为90℃，光照处理的温度为240℃，光照强度为20W/cm2。
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1050±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为50min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，缩短了加热段的时间，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
实施例5
一种基于热量回收的斜底加热工艺
斜底板预处理：所述斜底板进行前处理，且该前处理将斜底板表面纳米级粗糙化，所述前处理包括如下步骤：a1，将斜底板表面涂覆混合碱液，电解脱脂反应20min，然后蒸馏水冲洗，得到表面洁净的斜底板，所述混合碱液采用氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠的混合液，且氢氧化钠的浓度为10g/L，碳酸钠浓度为20g/L，磷酸钠的浓度为20g/L，涂覆量为10mL/cm2，电解脱脂的电流密度为50mA/cm2，温度为50℃；a2，将混合酸液和混合碱液交替喷雾在表面洁净的斜底板上，并且每次喷雾后静置20min，采用乙醇水超声清洗10min，经过交替处理后采用蒸馏水洗涤干净，得到表面粗糙的斜底板，所述混合酸液为磷酸与盐酸的混合液，且盐酸浓度为10g/L，磷酸浓度为20g/L，所述混合酸液的喷雾量是1mL/cm2，混合碱液的喷雾量是2mL/cm2，所述静置的温度为20℃，所述乙醇水中的乙醇体积占比为60％，超声清洗的超声频率为50kHz，温度为30℃，所述交替处理的次数为5次；a3，将表面粗糙的斜底板进行细砂磨皮处理，得到表面纳米级粗糙化的斜底板；a4，将上述斜底板放入密封反应釜中，通入盐酸蒸气反应2h，吹扫后得到预处理后的斜底板，所述盐酸蒸气是氯化氢、蒸馏水和氮气的混合气体，且氯化氢、水蒸气和氮气的体积比为1:1:10，反应温度为110℃，吹扫采用氮气，且吹扫的温度为100℃。
预热1段和预热2段的表面处理：在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为50g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的20％，所述搅拌均匀的搅拌速度为1000r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为5℃，喷雾量是10mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，一般采用3次，所述密封烘干的温度为50℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为20g/L，异丙醇铝的浓度为150g/L，所述低温超声分散的超声频率为40kHz，温度为10℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是2mL/cm2，静置晾干的温度为15℃，所述第二溶解液的喷雾总量是10mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理2h，然后光照处理1h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:15，所述静置水解的温度为80℃，光照处理的温度为200℃，光照强度为10W/cm2。
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1010±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为60min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，缩短了加热段的时间，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
实施例6
一种基于热量回收的斜底加热工艺
斜底板预处理：所述斜底板进行前处理，且该前处理将斜底板表面纳米级粗糙化，所述前处理包括如下步骤：a1，将斜底板表面涂覆混合碱液，电解脱脂反应40min，然后蒸馏水冲洗，得到表面洁净的斜底板，所述混合碱液采用氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠的混合液，且氢氧化钠的浓度为20g/L，碳酸钠浓度为25g/L，磷酸钠的浓度为30g/L，涂覆量为20mL/cm2，电解脱脂的电流密度为60mA/cm2，温度为60℃；a2，将混合酸液和混合碱液交替喷雾在表面洁净的斜底板上，并且每次喷雾后静置40min，采用乙醇水超声清洗30min，经过交替处理后采用蒸馏水洗涤干净，得到表面粗糙的斜底板，所述混合酸液为磷酸与盐酸的混合液，且盐酸浓度为20g/L，磷酸浓度为25g/L，所述混合酸液的喷雾量是2mL/cm2，混合碱液的喷雾量是4mL/cm2，所述静置的温度为40℃，所述乙醇水中的乙醇体积占比为80％，超声清洗的超声频率为80kHz，温度为60℃，所述交替处理的次数为10次；a3，将表面粗糙的斜底板进行细砂磨皮处理，得到表面纳米级粗糙化的斜底板；a4，将上述斜底板放入密封反应釜中，通入盐酸蒸气反应4h，吹扫后得到预处理后的斜底板，所述盐酸蒸气是氯化氢、蒸馏水和氮气的混合气体，且氯化氢、水蒸气和氮气的体积比为1:1:20，反应温度为140℃，吹扫采用氮气，且吹扫的温度为120℃。
预热1段和预热2段的表面处理：在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至1L乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为100g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的40％，所述搅拌均匀的搅拌速度为2000r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为10℃，喷雾量是30mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，采用7次，所述密封烘干的温度为70℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入1L苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为50g/L，异丙醇铝的浓度为200g/L，所述低温超声分散的超声频率为80kHz，温度为20℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是5mL/cm2，静置晾干的温度为20℃，所述第二溶解液的喷雾总量是30mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理5h，然后光照处理3h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:20，所述静置水解的温度为100℃，光照处理的温度为250℃，光照强度为30W/cm2。
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1060±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为28min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，缩短了加热段的时间，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
实施例7
一种基于热量回收的斜底加热工艺
斜底板预处理：所述斜底板进行前处理，且该前处理将斜底板表面纳米级粗糙化，所述前处理包括如下步骤：a1，将斜底板表面涂覆混合碱液，电解脱脂反应30min，然后蒸馏水冲洗，得到表面洁净的斜底板，所述混合碱液采用氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠的混合液，且氢氧化钠的浓度为15g/L，碳酸钠浓度为20g/L，磷酸钠的浓度为25g/L，涂覆量为15mL/cm2，电解脱脂的电流密度为55mA/cm2，温度为55℃；a2，将混合酸液和混合碱液交替喷雾在表面洁净的斜底板上，并且每次喷雾后静置30min，采用乙醇水超声清洗20min，经过交替处理后采用蒸馏水洗涤干净，得到表面粗糙的斜底板，所述混合酸液为磷酸与盐酸的混合液，且盐酸浓度为15g/L，磷酸浓度为24g/L，所述混合酸液的喷雾量是2mL/cm2，混合碱液的喷雾量是3mL/cm2，所述静置的温度为30℃，所述乙醇水中的乙醇体积占比为70％，超声清洗的超声频率为70kHz，温度为50℃，所述交替处理的次数为7次；a3，将表面粗糙的斜底板进行细砂磨皮处理，得到表面纳米级粗糙化的斜底板；a4，将上述斜底板放入密封反应釜中，通入盐酸蒸气反应3h，吹扫后得到预处理后的斜底板，所述盐酸蒸气是氯化氢、蒸馏水和氮气的混合气体，且氯化氢、水蒸气和氮气的体积比为1:1:15，反应温度为130℃，吹扫采用氮气，且吹扫的温度为110℃。
预热1段和预热2段的表面处理：在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层，该导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述导热层以氧化铝导热材料，以硅氧体系为框架，所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至1L乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为80g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的30％，所述搅拌均匀的搅拌速度为1500r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为8℃，喷雾量是20mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，采用5次，所述密封烘干的温度为60℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入1L苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为40g/L，异丙醇铝的浓度为180g/L，所述低温超声分散的超声频率为60kHz，温度为15℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是4mL/cm2，静置晾干的温度为15℃，所述第二溶解液的喷雾总量是20mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系，步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理4h，然后光照处理2h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:18，所述静置水解的温度为90℃，光照处理的温度为240℃，光照强度为20W/cm2。
包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m，加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m，所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。在预热1段和预热2段前后分别设置有挡火墙，所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置，第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴将加热段1区内形成稳定的升温区域，所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行，所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
将304LR的管坯放置在斜底加热炉进料端，直接进入至预热段，通过预热段的热量转化为1050±10℃，预热段时间为120min；经由预热段处理后的管坯加入至加热段，并升温至1110±10℃，加热时间为45min；最后管坯进入至均温段，保持温度在1150±10℃，持续时间为10min。随着连续工艺的进行，加热段的热量进入至预热段，形成热量的回收利用，并将管坯的温度大幅度提升，从而减少了加热段的能耗需求。从整体而言，该工艺能够有效的提升热量利用率，减少了能耗，缩短了加热段的时间，且对产品质量并不会造成影响，同时也能够完美的过渡金属管坯的晶化过程。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：以斜底加热炉为加热装置，包括预热1段、预热2段、加热段1区、加热段2区和均热段；其中，预热1段、预热2段、加热段1区和加热段2区依次设置在向下的斜面上，均热段位于斜面底部的水平段，管坯由预热1段进入，均热段排出；
在预热1段和预热2段底部设置有多孔导热层；所述多孔导热层从加热段1区延伸至预热1段，且所述多孔导热层以氧化铝为导热材料，以硅氧体系为框架；所述多孔导热层的制备方法，包括如下：步骤1，将三氯苯基硅烷加入至乙醚中，并加入乙基纤维素搅拌均匀，形成第一溶解液，所述三氯苯基硅烷在乙醚中的浓度为50-100g/L，乙基纤维素的加入量是三氯苯基硅烷质量的20-40％，所述搅拌均匀的搅拌速度为1000-2000r/min；步骤2，将第一溶解液均匀喷雾在斜底板上，并密封烘干得到第一镀膜层，且烘干后回收尾气得到乙醚回收液；所述乙醚回收液能够用于步骤1中的三氯苯基硅烷溶解，所述均匀喷雾的温度为5-10℃，喷雾量是10-30mL/cm2，为保证喷雾效果，该喷雾采用少量多次的方式进行喷雾固化，采用3-7次，所述密封烘干的温度为50-70℃，且密封烘干后采用50℃的氮气吹扫；步骤3，将苯基三氯硅烷加入苯中，并加入异丙醇铝低温超声分散至完全混合，形成第二溶解液，所述苯基三氯硅烷在苯中的浓度为20-50g/L，异丙醇铝的浓度为150-200g/L，所述低温超声分散的超声频率为40-80kHz，温度为10-20℃；步骤4，将第二溶解液多次喷雾至第一镀膜层上表面，并静置晾干，形成第二镀膜层，所述第二溶解液每次的镀膜量是2-5mL/cm2，静置晾干的温度为15-20℃，所述第二溶解液的喷雾总量是10-30mL/cm2，所述静置晾干后采用氮气吹扫，并将苯气体回收后重复用于溶解体系；步骤5，将镀膜后的斜底板静置水解处理2-5h，然后光照处理1-3h，得到多孔结构的导热层，所述静置水解的环境为水蒸气与氮气的混合气体，且水蒸气与氮气的体积比为1:15-20，所述静置水解的温度为80-100℃，光照处理的温度为200-250℃，光照强度为10-30W/cm2；
所述斜底板在喷雾前进行前处理，且该前处理将斜底板表面纳米级粗糙化；所述前处理包括如下步骤：a1，将斜底板表面涂覆混合碱液，电解脱脂反应20-40min，然后蒸馏水冲洗，得到表面洁净的斜底板，所述混合碱液采用氢氧化钠、碳酸钠和磷酸钠的混合液，且氢氧化钠的浓度为10-20g/L，碳酸钠浓度为20-25g/L，磷酸钠的浓度为20-30g/L，涂覆量为10-20mL/cm2，电解脱脂的电流密度为50-60mA/cm2，温度为50-60℃；a2，将混合酸液和混合碱液交替喷雾在表面洁净的斜底板上，并且每次喷雾后静置20-40min，采用乙醇水超声清洗10-30min，经过交替处理后采用蒸馏水洗涤干净，得到表面粗糙的斜底板，所述混合酸液为磷酸与盐酸的混合液，且盐酸浓度为10-20g/L，磷酸浓度为20-25g/L，所述混合酸液的喷雾量是1-2mL/cm2，混合碱液的喷雾量是2-4mL/cm2，所述静置的温度为20-40℃，所述乙醇水中的乙醇体积占比为60-80％，超声清洗的超声频率为50-80kHz，温度为30-60℃，所述交替处理的次数不少于5次；a3，将表面粗糙的斜底板进行细砂磨皮处理，得到表面纳米级粗糙化的斜底板；a4，将上述斜底板放入密封反应釜中，通入盐酸蒸气反应2-4h，吹扫后得到预处理后的斜底板，所述盐酸蒸气是氯化氢、蒸馏水和氮气的混合气体，且氯化氢、水蒸气和氮气的体积比为1:1:10-20，反应温度为110-140℃，吹扫采用氮气，且吹扫的温度为100-120℃。
2.根据权利要求1所述的基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：所述预热1段水平长度为4m，所述预热2段的水平长度为8m。
3.根据权利要求1所述的基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：所述加热段1区的水平长度为3.5m，加热段2区的水平长度为1.2m，均热段的水平长度为1.2m。
4.根据权利要求1所述的基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：所述预热1段的管坯进口处上方设置有挡火墙，所述预热1段和预热2段连接处上方设置有挡火墙，所述预热2段与加热段1区连接处上方设置有挡火墙。
5.根据权利要求1所述的基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：所述加热段1区内上方设置有第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴，且第一烧嘴、第二烧嘴和第三烧嘴沿着管坯滚动方向依次设置。
6.根据权利要求1所述的基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：所述加热段2区内上方设置有第四烧嘴，且第四烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
7.根据权利要求1所述的基于热量回收的斜底加热工艺，其特征在于：所述均热段内上方设置有第五烧嘴，且所述第五烧嘴由两个相同的烧嘴件组成，两个所述烧嘴件的连线与管坯平行。
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