CN114854980A - 一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，包括：龙门架、炉门、炉壳、炉衬、余热回收装置、炉体爬梯、挡热板、台车、台车传动装置、炉体后密封、炉体侧部密封、燃烧系统、炉门托辊和炉压控制系统；炉门设置在所述龙门架的内侧；炉壳沿左右方向设置在所述龙门架的下方；炉衬内嵌在所述炉壳的内侧；余热回收装置设置在所述炉壳的后侧；台车沿前后方向设置在炉壳的内侧底端；所述燃烧系统设置在炉壳的内侧下方；两个所述炉门托辊分别设置在炉门底端左右两侧；炉压控制系统内嵌在所述炉壳的内腔后侧。该热处理固熔炉的炉温智能控制系统，可实现对大型锻件工件进行安全高效的加热处理，提高加热过程中安全性，并且提高加热过程中热量利用率，使加热操作更加节能高效。
Description
技术领域
本发明涉及固熔炉技术领域，具体为一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统及控制方法。
背景技术
在冶金工业中，加热炉习惯上是指把金属加热到轧制成锻造温度的工业炉，包括有连续加热炉和室式加热炉等，金属热处理用的加热炉另称为热处理炉，初轧前加热钢锭或使钢锭内部温度均匀的炉子称为均热炉，广义而言，加热炉也包括均热炉和热处理炉，为便于加热大型工件，又出现了适于加热钢锭和大钢坯的台车式炉，为了加热长形杆件还出现了井式炉，20世纪20年代后又出现了能够提高炉子生产率和改善劳动条件的各种机械化、自动化炉型。工业炉的燃料也随着燃料资源的开发和燃料转换技术的进步，而由采用块煤、焦炭、煤粉等固体燃料逐步改用发生炉煤气、城市煤气、天然气、柴油、燃料油等气体和液体燃料，并且研制出了与所用燃料相适应的各种燃烧装置。机械工业应用的工业炉有多种类型，在铸造车间，有熔炼金属的冲天炉、感应炉、电阻炉、电弧炉、真空炉、平炉、坩埚炉等；有烘烤砂型的砂型干燥炉、铁合金烘炉和铸件退火炉等，现有技术领域内，市面上缺少一种加热炉针对大型钢锭、核电产品、大型筒体等锻件的加热处理，并且现有的加热炉对热量利用率较差，造成热能的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统及控制方法，以至少解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，包括：
龙门架；
炉门，设置在所述龙门架的内侧；
炉壳，沿左右方向设置在所述龙门架的下方，所述炉门位于炉壳的左侧开口位置处；
炉衬，内嵌在所述炉壳的内侧；
余热回收装置，设置在所述炉壳的后侧；
炉体爬梯，安装在炉壳的顶端左侧；
挡热板，沿上下方向设置在所述炉壳的顶端且位于炉体爬梯的前侧；
台车，沿前后方向设置在炉壳的内侧底端；
台车传动装置，内嵌在炉壳的前侧安装位置地下，所述台车传动装置和台车相连接；
炉体后密封，设置在所述台车右侧与炉壳空隙处；
炉体侧部密封，所述炉体侧部密封的数量为两个，两个所述炉体侧部密封沿前后方向设置在台车左右两侧与炉壳空隙处；
燃烧系统，所述燃烧系统设置在炉壳的内侧下方；
炉门托辊，所述炉门托辊的数量为两个，两个所述炉门托辊分别设置在炉门底端左右两侧；
炉压控制系统，内嵌在所述炉壳的内腔后侧。
优选的，所述炉门包括：提升机构和炉门部件，所述提升机构由电机减速机、链轮、套筒滚子链和配重等构成安装在龙门架的顶端，所述炉门部件包括门体、立柱和气缸压紧机构，所述门体设置在提升机构移动端，所述立柱数量为两个并分别设置在炉门左右两侧，所述立柱为L形且内部设置有导向槽，所述提升机构内部配重件设置在立柱内侧，所述立柱内左右两侧设置有气缸压紧机构，所述气缸压紧机构伸缩端与门体接触，前后两个所述炉门托辊分别设置在门体的左右两侧并与立柱内侧导向槽卡接。
优选的，所述台车包括轨道、车体和载重端，所述轨道沿左右方向设置在炉壳的内侧底端，所述车体数量为若干个，若干个所述车体采用分段连接，所述车体下方设置有车轮，车轮驱动采用自行走减速机结构，且行走的两端极限处设有行程限位和机械限位，所述车体上方设置有载重端。
优选的，所述台车传动装置包括：前后两个同步减速电机并列传动对台车内部车体进行牵引。
优选的，所述燃烧系统包括：燃烧单元、助燃供风单元和供燃气单元；所述燃烧单元包括：平焰烧嘴、燃气管路、排烟管路以及辅助管路；所述平焰烧嘴设置在炉体两侧下部，且前后两侧错位设置；所述燃气管路、排管路以及辅助管路铺设在所述炉壳的外壁并与炉壳的内腔相通；所述助燃包括高压离心鼓风机和风道管路，所述高压离心鼓风机设置在炉壳的外部，所述风道管路一端与高压离心鼓风机出风口相连接，所述风道管路另一端延伸进炉壳的内腔；所述供燃气单元包括供燃气系统与燃烧单元连接的天然气管道。
优选的，所述炉压控制系统包括；压力变送器，换热器、烟道蝶阀、热风电偶和排烟管道系统部件依次进行连接所组成。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该热处理固熔炉的炉温智能控制系统，通过台车传动装置牵引台车内部车体沿导轨进入至炉壳内部，炉门中提升机构解除对门体提升，炉门托辊沿立柱内侧导向槽移动，门体到位后气缸压紧机构带动门体向炉壳面板方向压紧密封，燃烧系统中供燃气单元内部天然气管道将车间天然气主管道提供天然气由燃烧单元内部燃气管路排入至燃烧单元内部平焰烧嘴，助燃供风系统单元内部助燃风机经风道管路吹出的助燃空气送到燃烧单元内部平焰烧嘴处，为天燃气燃烧进行助燃，炉壳内部燃烧的烟气由余热回收装置排出，并经过余热回收装置内部实现余热回收并再次排放至炉壳内部提高热效率，无余热的烟气经由炉压控制系统内部排烟管道系统进行湿法除尘管道过滤清除残余的烟尘，并排放至外部，从而可实现对大型锻件工件进行安全高效的加热处理，提高加热过程中安全性，并且提高加热过程中热量利用率，使加热操作更加节能高效。
附图说明
图1为本发明的右侧剖视图；
图2为本发明的前侧剖视图；
图3为本发明的顶部剖视图。
图中：1、龙门架，2、炉门，3、炉壳，4、炉衬，5、余热回收装置，6、炉体爬梯，7、挡热板，8、台车，9、台车传动装置，10、炉体后密封，11、炉体侧部密封，12、燃烧系统，13、炉门托辊，14、炉压控制系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，包括：龙门架1、炉门2、炉壳3、炉衬4、余热回收装置5、炉体爬梯6、挡热板7、台车8、台车传动装置9、炉体后密封10、炉体侧部密封11、燃烧系统12、炉门托辊13和炉压控制系统14；炉门2设置在龙门架1的内侧；炉壳3沿左右方向设置在龙门架1的下方，炉门2位于炉壳3的左侧开口位置处，炉壳为分体式结构，分为炉壳侧立柱,侧墙钢板、顶板、炉门侧移框架及固定件都在制造厂分部件制造完成后运至现场拼装，钢板和型钢在制作前均作校平和校直处理，保证立柱的平直度和炉壳表面的平整，炉壳侧墙采用型钢和钢板组合焊接制成矩形片状，炉壳侧立柱安装在予埋在地面的安装板上，炉壳侧立柱之间用型钢连接,材质采用ZG35Cr24Ni7Si2NRe，安装间隙≤15mm，确保长期高温下炉门钢结构不变形、坚固耐用，密封性好，焊成整体炉壳框架，炉顶用型钢和钢板制成块状，与炉壳侧墙用螺钉固定或焊牢，炉顶用长螺杆吊挂在炉体框架顶部的横梁上，可以减少炉顶的大跨距的弯曲变形，在炉壳3两侧的燃烧位置装有烧咀砖,烧咀砖用NZ-LM专用纤维浇注料制成,最高使用温度可达1600℃；炉衬4内嵌在炉壳3的内侧，炉衬采用铬锆复合纤维与浇注料复合结构，即燃烧范围内采用耐高温高强浇注料复合结构，燃烧范围上方、炉顶、后墙采用硅酸铝纤维毯加LYLX-TM2新型氧化铝纤维复合模块，结构热面全部为氧化铝纤维毯，冷面为含铬锆纤维毯，二者拼接复合而成，铬锆复合纤维模块与耐热锚固件(材质Cr25Ni20)锚固，后墙及侧墙的纤维厚度为15mm硅钙板+135mm硅酸铝纤维毯+300mm氧化铝复合纤维模块，炉顶纤维总厚度450mm，保证炉壳3四周外表面平均温升≤50℃，炉壳3顶部外表面温升≤60℃，复合纤维模块的砌筑按照JB/T7629-94《耐火纤维炉衬的设计和安装规范》进行，复合纤维模块的锚固钉制成T形，锚固钉的定位呈正方形，每个拆叠块与相邻的成90℃角定位，上下之间也须错位排列，炉衬4全部砌筑完成后在纤维表面喷涂高温涂料，整个炉衬的厚度为450mm；余热回收装置5设置在炉壳3的后侧；炉体爬梯6安装在炉壳3的顶端左侧；挡热板7沿上下方向设置在炉壳3的顶端且位于炉体爬梯6的前侧；台车8沿前后方向设置在炉壳3的内侧底端；台车传动装置9内嵌在炉壳3的前侧安装位置地下，台车传动装置9和台车8相连接；炉体后密封10设置在台车8右侧与炉壳3空隙处；炉体侧部密封11的数量为两个，两个炉体侧部密封11沿前后方向设置在台车8左右两侧与炉壳3空隙处，炉体后密封10和炉体侧部密封11密封采用气缸杠杆式，炉体后密封10和炉体侧部密封11内部设有密封槽，且密封槽内放置耐火纤维真空成形折叠块，密封方式分段进行，每段都有可以单独调整，段与段之间为台阶状相接；燃烧系统12设置在炉壳3的内侧下方；炉门托辊13的数量为两个，两个炉门托辊13分别设置在炉门2底端左右两侧；炉压控制系统14内嵌在炉壳3的内腔后侧。
作为优选方案，更进一步的，炉门2包括：提升机构和炉门部件，提升机构由电机减速机、链轮、套筒滚子链和配重等构成安装在龙门架1的顶端，炉门部件包括门体、立柱和气缸压紧机构，门体设置在提升机构移动端，门体由大型钢、钢板焊接制成框架，框架周边镶有耐热铸铁的护板，框架内设置有内衬，衬体采用硅钙板+硅酸铝纤维毯+LYGX589纤维模块+预埋式耐热锚固件锚固(材质Cr25Ni20)构成纤维折叠块砌筑，纤维模块厚度不小于250mm，总厚度不小于400mm，门体压紧时耐火纤维紧贴炉壳3外壁，保证密封可靠。在炉壳3对应位置处四周镶有硅酸铝纤维密封条耐高温，提高密封效果，立柱数量为两个并分别设置在炉门左右两侧，立柱为L形且内部设置有导向槽，立柱，提升机构内部配重件设置在立柱内侧，立柱内左右两侧设置有气缸压紧机构，气缸压紧机构伸缩端与门体接触，前后两个炉门托辊13分别设置在门体的左右两侧并与立柱内侧导向槽卡接。
作为优选方案，更进一步的，台车8包括轨道、车体和载重端，轨道沿左右方向设置在炉壳3的内侧底端，轨道采用地面分段预埋固定，使轨道在受热情况下能够沿纵向延伸，不会变形弯曲起拱，轨道采用三排布置，确保台车运行平稳、不变形，轨道之间的距离为5600mm，车体数量为若干个，若干个车体采用分段连接，减少车体因受温度和重载影响产生的变形，车体下方设置有车轮，车轮驱动采用自行走减速机结构，且行走的两端极限处设有行程限位和机械限位，车体上方设置有载重端，车体和载重端为钢结构加衬体制成，钢结构由纵梁和横梁组成，车体车架采用箱梁框架结构，车体边框采用ZG35Cr24Ni7Si2NRe耐热铸钢件，厚度≥25mm，两块间安装间隙≤15mm，两侧砂封刀、砂封槽均采用ZG35Cr24Ni7Si2NRe耐热铸钢，衬体分为三层，上层、中层为承重耐火层，下部为隔热层，上层与垫铁接触部分中间部位采用重质高铝砖立砌，厚度不小于230mm，下层隔热层为无石棉硅钙板和高强度轻质耐火砖，四周采用耐高温高强浇注料，进而避免台车的下沉与地面干涉，车体四周采用耐高温高强浇注料，避免撞击而损坏；
作为优选方案，更进一步的，台车传动装置9包括：前后两个同步减速电机并列传动对台车8内部车体进行牵引，台车传动装置9驱动配备有安全可靠的机械、电气多重限位，台车传动装置9内部电机采用变频控制，保证台车8启动、运行、停车平稳、安全、可靠。
作为优选方案，更进一步的，燃烧系统12包括：燃烧单元、助燃供风单元和供燃气单元；燃烧单元包括：平焰烧嘴、燃气管路、排烟管路以及辅助管路；平焰烧嘴设置在炉体两侧下部，且前后两侧错位设置；燃气管路、排管路以及辅助管路铺设在炉壳3的外壁并与炉壳3的内腔相通；助燃包括高压离心鼓风机和风道管路，高压离心鼓风机设置在炉壳3的外部，风道管路一端与高压离心鼓风机出风口相连接，风道管路另一端延伸进炉壳3的内腔，助燃供风系统由高压离心鼓风机和管路等组成，高压离心鼓风机吹出的助燃空气，经过空气换热器，气动双位蝶阀，压力开关、波纹管等送到各件烧咀，为天燃气燃烧进行助燃，各区烧咀都是单独进行控制，每区烧咀的控制箱可按预定的点火程序进行智能化控制，与火焰监测器、点火变压器、点火棒等组成安全的燃烧控制系统，具有多种故障报警功能，高压离心鼓风机采用变频器控制，变频器自动调节风机驱动电机转速，可以根据温控程序及工艺自动调节助燃空气的压力和流量，高压离心鼓风机进风口设置有消音器，保证离开风机1.5米处噪音≤85db，高压离心鼓风机底座设有减震装置，高压离心鼓风机出口与管道连接处采用软连接，减轻管道震动和基础震动，保证车间的工作环境，并根据实际西药在热风管路上还安装有膨胀节、在分管道上安装有防爆膜，在安装防爆膜的地方用钢筋网罩住起到保护作用，经过换热器出来的热风管道按照GB4272-84《设备及管道保温技术通则》均采用保温材料进行保温，并在最外边用铝皮包扎；供燃气单元包括供燃气系统与燃烧单元连接的天然气管道。
作为优选方案，更进一步的，炉压控制系统14包括；压力变送器，换热器、烟道蝶阀、热风电偶和排烟管道系统部件依次进行连接所组成，炉压控制系统14采用钢质烟囱后排烟结构，排烟道采用内保温处理，排烟道连接有列管式换热器、烟道蝶阀、热电偶等部件，压力变送器检测炉压，烟道蝶阀自动调节炉压，热风热电偶检测热风温度，烟气经过换热器提供热风温度，实现余热回收提高热效率。
通过本领域人员，可将本案中所有电气件与外部适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据具体实际使用情况，选择相适配的外部控制器进行连接，以满足对所有电器件的控制需求，其具体连接方式以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，不再进行说明，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
使用时，炉门2内部提升机构驱动对炉门2内部炉门部件中的门体进行提升，台车传动装置9驱动台车8内部车体沿轨道移动出炉壳3内部并将加工工件吊装至台车8内部载重端后，台车传动装置9再次牵引台车8内部车体沿导轨进入至炉壳3内部，并在台车8中车体内的自行走减速机结构在车体到位之前设置减速位，炉门2中提升机构解除对门体提升，使门体在立柱内侧配重作用下降落，并使炉门托辊13沿立柱内侧导向槽移动，使门体降落平稳至指定位置，门体到位后气缸压紧机构带动门体向炉壳3面板方向压紧密封，进而使门体升降运动轨迹呈L型，燃烧时，燃烧系统12中供燃气单元内部天然气管道将车间天然气主管道提供天然气由燃烧单元内部燃气管路排入至燃烧单元内部平焰烧嘴，助燃供风系统单元内部助燃风机经风道管路吹出的助燃空气送到燃烧单元内部平焰烧嘴处，为天燃气燃烧进行助燃，每区烧嘴可按预定的点火程序进行智能化控制调节温度和时间等，炉壳3内部燃烧的烟气由余热回收装置5排出，并经过余热回收装置5内部实现余热回收并再次排放至炉壳3内部提高热效率，无余热的烟气经由炉压控制系统14内部排烟管道系统进行湿法除尘管道过滤清除残余的烟尘，并排放至外部，从而可实现对大型锻件工件进行安全高效的加热处理，提高加热过程中安全性，并且提高加热过程中热量利用率，使加热操作更加节能高效。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，其特征在于，包括：
龙门架(1)；
炉门(2)，设置在所述龙门架(1)的内侧；
炉壳(3)，沿左右方向设置在所述龙门架(1)的下方，所述炉门(2)位于炉壳(3)的左侧开口位置处；
炉衬(4)，内嵌在所述炉壳(3)的内侧；
余热回收装置(5)，设置在所述炉壳(3)的后侧；
炉体爬梯(6)，安装在炉壳(3)的顶端左侧；
挡热板(7)，沿上下方向设置在所述炉壳(3)的顶端且位于炉体爬梯(6)的前侧；
台车(8)，沿前后方向设置在炉壳(3)的内侧底端；
台车传动装置(9)，内嵌在炉壳(3)的前侧安装位置地下，所述台车传动装置(9)和台车(8)相连接；
炉体后密封(10)，设置在所述台车(8)右侧与炉壳(3)空隙处；
炉体侧部密封(11)，所述炉体侧部密封(11)的数量为两个，两个所述炉体侧部密封(11)沿前后方向设置在台车(8)左右两侧与炉壳(3)空隙处；
燃烧系统(12)，所述燃烧系统(12)设置在炉壳(3)的内侧下方；
炉门托辊(13)，所述炉门托辊(13)的数量为两个，两个所述炉门托辊(13)分别设置在炉门(2)底端左右两侧；
炉压控制系统(14)，内嵌在所述炉壳(3)的内腔后侧。
2.根据权利要求1所述的一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，其特征在于：所述炉门(2)包括：提升机构和炉门部件，所述提升机构由电机减速机、链轮、套筒滚子链和配重等构成安装在龙门架(1)的顶端，所述炉门部件包括门体、立柱和气缸压紧机构，所述门体设置在提升机构移动端，所述立柱数量为两个并分别设置在炉门左右两侧，所述立柱为L形且内部设置有导向槽，所述提升机构内部配重件设置在立柱内侧，所述立柱内左右两侧设置有气缸压紧机构，所述气缸压紧机构伸缩端与门体接触，前后两个所述炉门托辊(13)分别设置在门体的左右两侧并与立柱内侧导向槽卡接。
3.根据权利要求2所述的一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，其特征在于：所述台车(8)包括轨道、车体和载重端，所述轨道沿左右方向设置在炉壳(3)的内侧底端，所述车体数量为若干个，若干个所述车体采用分段连接，所述车体下方设置有车轮，车轮驱动采用自行走减速机结构，且行走的两端极限处设有行程限位和机械限位，所述车体上方设置有载重端。
4.根据权利要求3所述的一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，其特征在于：所述台车传动装置(9)包括：前后两个同步减速电机并列传动对台车(8)内部车体进行牵引。
5.根据权利要求4所述的一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，其特征在于：所述燃烧系统(12)包括：燃烧单元、助燃供风单元和供燃气单元；所述燃烧单元包括：平焰烧嘴、燃气管路、排烟管路以及辅助管路；所述平焰烧嘴设置在炉体两侧下部，且前后两侧错位设置；所述燃气管路、排管路以及辅助管路铺设在所述炉壳(3)的外壁并与炉壳(3)的内腔相通；所述助燃包括高压离心鼓风机和风道管路，所述高压离心鼓风机设置在炉壳(3)的外部，所述风道管路一端与高压离心鼓风机出风口相连接，所述风道管路另一端延伸进炉壳(3)的内腔；所述供燃气单元包括供燃气系统与燃烧单元连接的天然气管道。
6.根据权利要求5所述的一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统，其特征在于：所述炉压控制系统(14)包括；压力变送器，换热器、烟道蝶阀、热风电偶和排烟管道系统部件依次进行连接所组成。
7.根据权利要求6所述的一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤；
炉门(2)内部提升机构驱动对炉门(2)内部炉门部件中的门体进行提升，台车传动装置(9)驱动台车(8)内部车体沿轨道移动出炉壳(3)内部并将加工工件吊装至台车(8)内部载重端后，台车传动装置(9)再次牵引台车(8)内部车体沿导轨进入至炉壳(3)内部，并在台车(8)中车体内的自行走减速机结构在车体到位之前设置减速位，炉门(2)中提升机构解除对门体提升，使门体在立柱内侧配重作用下降落，并使炉门托辊(13)沿立柱内侧导向槽移动，使门体降落平稳至指定位置，门体到位后气缸压紧机构带动门体向炉壳(3)面板方向压紧密封，进而使门体升降运动轨迹呈L型，燃烧时，燃烧系统(12)中供燃气单元内部天然气管道将车间天然气主管道提供天然气由燃烧单元内部燃气管路排入至燃烧单元内部平焰烧嘴，助燃供风系统单元内部助燃风机经风道管路吹出的助燃空气送到燃烧单元内部平焰烧嘴处，为天燃气燃烧进行助燃，每区烧嘴可按预定的点火程序进行智能化控制调节温度和时间等，炉壳(3)内部燃烧的烟气由余热回收装置(5)排出，并经过余热回收装置(5)内部实现余热回收并再次排放至炉壳(3)内部提高热效率，无余热的烟气经由炉压控制系统(14)内部排烟管道系统进行湿法除尘管道过滤清除残余的烟尘，并排放至外部。
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|---|---|---|---|
| CN202210478109.0A CN114854980A (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种热处理固熔炉的炉温智能控制系统及控制方法 |
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| CN114854980A true CN114854980A (zh) | 2022-08-05 |
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ID=82634887
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009155691A (ja) * | 2007-12-26 | 2009-07-16 | Nippon Steel Corp | 直火型ローラーハース式連続熱処理炉 |
| CN107419068A (zh) * | 2017-09-21 | 2017-12-01 | 江苏恒力炉业有限公司 | 一种分段燃气节能台车退火炉 |
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2022
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