CN114959203A - 一种热量循环再利用的球化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热量循环再利用的球化炉,属于退火设备技术领域。包括炉体和鼓风机,炉体由下至上依次包括退火段、成型段、加热段和预热段,退火段的炉体底部设置有出料口,加热段内设置有加热体,加热体内设置有熔融腔和下料管,加热体内设置有若干位于熔融腔下方的出料通道,出料通道的上端与熔融腔相通,鼓风机将退火段上部的热气流送入增压腔内,加热体上设置有连通增压腔与熔融腔的通气孔,通气孔位于熔融腔液面之上;增压腔与预热腔之间通过一限压阀相通,炉体上设置有连通预热腔的出气接管;加热体内设置有加热组件。本发明具有热能利用率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于退火设备技术领域,涉及一种热量循环再利用的球化炉。
背景技术
球化炉是常用的退火设备,其目的是提高产品塑性,减少残余应力,提高组织和成分的均匀化。
现有的球化炉,一般都是通过将粉料以自由落体方式进入载料通道,经瞬间加热到融化或熔融状态后继续下落,然后冷却形成球状;无论是燃气加热还是感应加热,其球化原理都大体相同,现有的方式存在如下问题:1、为了缩短金属粉末熔融时间,达到瞬间加热的目的,加热区需要的温度较高,提高了设计成本和生产成本;2、从载料通道流出的金属液体难以及时被分散,使金属液体需要先呈条状后自然成球,延长了纵向的加热区长度;3、球化后的金属球自然下落被冷却,为了达到冷却的工艺温度,退火段所需的长度也较长,使炉体的整体高度较高。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题,提供一种热量循环再利用的球化炉,本发明所要解决的技术问题是如何对冷却金属球产生的热能进行循环利用。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现:一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,包括炉体和鼓风机,所述炉体由下至上依次包括退火段、成型段、加热段和预热段,所述退火段的炉体底部设置有出料口,所述加热段内设置有加热体,所述加热体内设置有熔融腔和下料管,所述加热体内设置有若干位于熔融腔下方的出料通道,所述出料通道的上端与熔融腔相通,所述出料通道的下端朝向成型段的顶部,所述出料通道入口的直径大于出口的直径,各出料通道的下端的延长线在加热体的下方相交;所述加热段的中部设置隔板一,所述加热段与预热段之间设置有隔板二,所述隔板一与隔板二之间形成一增压腔,所述隔板二与炉体顶面之间形成一预热腔,所述下料管的下段位于熔融腔内,所述下料管的上段位于预热腔内;
所述鼓风机将退火段上部的热气流送入增压腔内,所述加热体上设置有连通增压腔与熔融腔的通气孔,所述通气孔位于熔融腔液面之上;所述增压腔与预热腔之间通过一限压阀相通,所述炉体上设置有连通预热腔的出气接管;所述加热体内设置有加热组件。
进一步的,所述退火段下端的炉体壁面上设置有位于出料口上方的通气格网,所述通气格网接保护气。
保护气可以是氮气。
进一步的,所述退火段的炉体内设置有若干导风罩,各导风罩相间设置,所述导风罩能够使退火段内由下至上的气流呈螺旋状。
进一步的,所述导风罩包括与炉体固定的外圈、导风板和中心连接部,所述导风板的内端与中心连接部固定,所述导风板的外端与外圈固定,所述导风板与导风罩的横截面之间呈锐角。
进一步的,所述加热加热组件包括感应线圈,所述感应线圈覆盖加热段。
进一步的,所述炉体的壁面上具有隔热保温层。
进一步的,所述鼓风机为增压风机。
进一步的,所述出料通道呈螺旋状。可在较小加热段的长度的情况下,确保金属液体被加热至工艺温度,由于金属液体被一定气压的压力挤出,可弥补螺旋状出料通道带来的液流阻力对液体流通速度的负面影响。
将熔融状态或粉末状态的金属原料从下料管投入,鼓风机将退火段的气流送入增压腔,增压腔内的气体通过通气孔作用在熔融腔的液面上,使出料通道内的金属液体被增压后从出口排出,从各出料通道的出口被排出的金属液体相互冲击,实现金属液体的碎化,使金属液体能够快速的由条状被分散呈滴粒状,缩短了呈球的时间,在加热段成球的金属于退火段冷却,并通过出料口排出。
限压阀在确保增压腔具有设定压力的情况下,将热气流送入预热腔,在预热腔内对下料管的上半段内的物料进行预热。
由退火段下方向上流通的气流实现对金属球的冷却,本方案中对金属球的冷却具有三重技术效果,第一、由于鼓风机的作用,气流流速较快,可以加速冷却,缩短退火段的长度;第二、由于导风罩的存在,使气流在退火段呈螺旋状,金属球在退火段内并非自由落体,而是呈曲线下落,延长了金属球的冷却路径,缩短了退火段的长度;第三、导风罩可以降低金属球的下落速度,金属球落在导风罩上,其速度降低后再次下落,延长了金属球在退火段的时间,也可以在炉体设计上缩短退火段的长度。
本方案可总体上缩短炉体的总高度,减小其尺寸,且可以对冷却金属球后的热气流进行再利用,提高了热能利用率,预热腔的热气流也能够对原料进行预热,从预热腔排出的热气流再通过常规手段进行回收即可。
增压腔内的气压不能太高,以驱使出料通道出来的液体金属相互撞击达到分散效果为宜,还需要确保熔融腔内的气压不会造成进料管内金属液体的回流,使进料管内金属液面略高于熔融腔液面即可,限压阀的限压值控制在0.1~0.8个大气压之间,确保气压对金属液体的增压挤出效果,但不会影响进料的顺畅。
附图说明
图1是本球化炉的结构示意图。
图2是加热体的结构示意图。
图3是本球化炉炉体的分区示意图。
图4是图1中A-A方向的截面图。
图中,1、炉体;2、鼓风机;3、出料口;4、加热体;5、熔融腔;6、下料管;7、出料通道;8、隔板一;9、隔板二;10、增压腔;11、预热腔;12、通气孔;13、限压阀;14、出气接管;15、加热组件;16、通气格网;17、导风罩;171、外圈;172、导风板;173、中心连接部;a、退火段;b、成型段;c、加热段;d、预热段。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图,对本发明的技术方案作进一步的描述,但本发明并不限于这些实施例。
如图1-4所示,球化炉包括炉体1和鼓风机2,炉体1由下至上依次包括退火段a、成型段b、加热段c和预热段d,退火段a的炉体1底部设置有出料口3,加热段c内设置有加热体4,加热体4内设置有熔融腔5和下料管6,加热体4内设置有若干位于熔融腔5下方的出料通道7,出料通道7的上端与熔融腔5相通,出料通道7的下端朝向成型段b的顶部,出料通道7入口的直径大于出口的直径,各出料通道7的下端的延长线在加热体4的下方相交;加热段c的中部设置隔板一8,加热段c与预热段d之间设置有隔板二9,隔板一8与隔板二9之间形成一增压腔10,隔板二9与炉体1顶面之间形成一预热腔11,下料管6的下段位于熔融腔5内,下料管6的上段位于预热腔11内;
鼓风机2将退火段a上部的热气流送入增压腔10内,加热体4上设置有连通增压腔10与熔融腔5的通气孔12,通气孔12位于熔融腔5液面之上;增压腔10与预热腔11之间通过一限压阀13相通,炉体1上设置有连通预热腔11的出气接管14;加热体4内设置有加热组件15。
退火段a下端的炉体1壁面上设置有位于出料口3上方的通气格网16,通气格网16接保护气,保护气可以是氮气。
退火段a的炉体1内设置有若干导风罩17,各导风罩17相间设置,导风罩17能够使退火段内由下至上的气流呈螺旋状。
导风罩17包括与炉体1固定的外圈171、导风板172和中心连接部173,导风板172的内端与中心连接部173固定,导风板172的外端与外圈171固定,导风板172与导风罩17的横截面之间呈锐角。
加热加热组件15包括感应线圈,感应线圈覆盖加热段c,即利用电磁感应的方法使被加热的材料的内部产生电流,依靠这些涡流的能量实现加热的方式,该方式为现有方式。
炉体1的壁面上具有隔热保温层。
鼓风机2为增压风机,鼓风机的进气口位于退火段中上部,该区域温度不是太高,避免其对鼓风机造成影响。
出料通道7呈螺旋状。可在较小加热段c的长度的情况下,确保金属液体被加热至工艺温度,由于金属液体被一定气压的压力挤出,可弥补螺旋状出料通道7带来的液流阻力对液体流通速度的负面影响。
将熔融状态或粉末状态的金属原料从下料管6投入,鼓风机2将退火段a的气流送入增压腔10,增压腔10内的气体通过通气孔12作用在熔融腔5的液面上,使出料通道7内的金属液体被增压后从出口排出,从各出料通道7的出口被排出的金属液体相互冲击,实现金属液体的碎化,使金属液体能够快速的由条状被分散呈滴粒状,缩短了呈球的时间,在加热段c成球的金属于退火段a冷却,并通过出料口3排出。
限压阀13在确保增压腔10具有设定压力的情况下,将热气流送入预热腔11,在预热腔11内对下料管6的上半段内的物料进行预热。
由退火段a下方向上流通的气流实现对金属球的冷却,本方案中对金属球的冷却具有三重技术效果,第一、由于鼓风机2的作用,气流流速较快,可以加速冷却,缩短退火段a的长度;第二、由于导风罩17的存在,使气流在退火段a呈螺旋状,金属球在退火段a内并非自由落体,而是呈曲线下落,延长了金属球的冷却路径,缩短了退火段a的长度;第三、导风罩17可以降低金属球的下落速度,金属球落在导风罩17上,其速度降低后再次下落,延长了金属球在退火段a的时间,也可以在炉体1设计上缩短退火段a的长度。
本方案可总体上缩短炉体1的总高度,减小其尺寸,且可以对冷却金属球后的热气流进行再利用,提高了热能利用率,预热腔11的热气流也能够对原料进行预热,从预热腔11排出的热气流再通过常规手段进行回收即可。
增压腔10内的气压不能太高,以驱使出料通道7出来的液体金属相互撞击达到分散效果为宜,还需要确保熔融腔5内的气压不会造成进料管内金属液体的回流,使进料管内金属液面略高于熔融腔5液面即可,限压阀13的限压值控制在0.1~0.8个大气压之间,确保气压对金属液体的增压挤出效果,但不会影响进料的顺畅。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (8)
1.一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,包括炉体(1)和鼓风机(2),所述炉体(1)由下至上依次包括退火段(a)、成型段(b)、加热段(c)和预热段(d),所述退火段(a)的炉体(1)底部设置有出料口(3),所述加热段(c)内设置有加热体(4),所述加热体(4)内设置有熔融腔(5)和下料管(6),所述加热体(4)内设置有若干位于熔融腔(5)下方的出料通道(7),所述出料通道(7)的上端与熔融腔(5)相通,所述出料通道(7)的下端朝向成型段(b)的顶部,所述出料通道(7)入口的直径大于出口的直径,各出料通道(7)的下端的延长线在加热体(4)的下方相交;所述加热段(c)的中部设置隔板一(8),所述加热段(c)与预热段(d)之间设置有隔板二(9),所述隔板一(8)与隔板二(9)之间形成一增压腔(10),所述隔板二(9)与炉体(1)顶面之间形成一预热腔(11),所述下料管(6)的下段位于熔融腔(5)内,所述下料管(6)的上段位于预热腔(11)内;
所述鼓风机(2)将退火段(a)上部的热气流送入增压腔(10)内,所述加热体(4)上设置有连通增压腔(10)与熔融腔(5)的通气孔(12),所述通气孔(12)位于熔融腔(5)液面之上;所述增压腔(10)与预热腔(11)之间通过一限压阀(13)相通,所述炉体(1)上设置有连通预热腔(11)的出气接管(14);所述加热体(4)内设置有加热组件(15)。
2.根据权利要求1所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述退火段(a)下端的炉体(1)壁面上设置有位于出料口(3)上方的通气格网(16),所述通气格网(16)接保护气。
3.根据权利要求2所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述退火段(a)的炉体(1)内设置有若干导风罩(17),各导风罩(17)相间设置,所述导风罩(17)能够使退火段内形成由下至上的螺旋状气流。
4.根据权利要求3所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述导风罩(17)包括与炉体(1)固定的外圈(171)、导风板(172)和中心连接部(173),所述导风板(172)的内端与中心连接部(173)固定,所述导风板(172)的外端与外圈(171)固定,所述导风板(172)与导风罩(17)的横截面之间呈锐角。
5.根据权利要求1-4任意项所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述加热加热组件(15)包括感应线圈,所述感应线圈覆盖加热段(c)。
6.根据权利要求1-4任意项所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述炉体(1)的壁面上具有隔热保温层。
7.根据权利要求1-4任意项所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述鼓风机(2)为增压风机。
8.根据权利要求1-4任意项所述一种热量循环再利用的球化炉,其特征在于,所述出料通道(7)呈螺旋状。
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