CN201284352Y - 辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉 - Google Patents

Abstract

一种辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉，它解决了其他传统热处理炉存在的炉内气氛不好控制、氧含量偏高，能耗高、生产成本高等问题，其特征在于：该设备利用自身产生的废气，通过烟气换热器、烟气循环管道以及水冷换热器将烟气送到炉体冷却段内对钢管进行保护、冷却，同时在急冷、缓冷段四周设置水箱，对产品实行间壁冷却，提高了产品的质量。相对采用其他气体进行产品保护的炉，该炉在设计制造成本、安全操作、生产能力方面都具有明显的优势，受到厂家的一致欢迎。

Description

辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉

一、技术领域

本实用新型属于钢铁冶金行业设备，尤其是涉及到一种对不同规格的钢管进行加热处理，使产品内部进行晶体之间的转换，改进钢管的性能的辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉。

二、背景技术

目前国内大部分厂家生产的钢管热处理设备有：1、N₂-H₂气体保护气氛辊底炉，优点是产品氧化程度低，生产率及自动化程度高，缺点是对N₂-H₂气体比例控制要求高，随着H₂量的增加，控制难度加大，存在一点的危险性，该设备造价成本高，不适合大众化推广。2、N₂-H₂气体保护气氛台车炉，优点是温度控制精度高，氧含量低，操作安全，缺点是不能连续生产，生产效率低。3、无气体保护辊底炉，优点是温度控制精度及生产效率高，操作简单安全，缺点是炉内氧含量高，造成钢管在加热冷却过程中氧化严重，单位产品能耗高，不适合特种钢管的加热处理。

三、发明内容

本实用新型的目的是：提供一种在新型钢管热处理过程中实现减少产品氧化程度、提高产品品质及能源利用率的辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括炉体、管道系统和进出料设备等。炉体包括燃烧加热段、冷却段，管道系统由设置于炉体燃烧加热段上方的烟气换热器、助燃风机、助燃风管、天燃气管道、烟气管道、烟气输送风机和设置于炉体冷却段上方的烟气送风管道、水冷换热器和炉尾排烟管组成，所述烟气换热器固定安装于烟气换热器平台之上，其进烟口通过炉头排烟管道与设置于炉头端的排烟口连接，出烟口连接烟气管道，进气口通过管道与助燃风机相连，出气口连接助燃风主管通过分气管与设置于炉体之上的助燃风分管相连；所述烟气循环风机安装于烟气循环风机平台之上，通过烟气送风管道与烟气输送风机的烟气出风管道相通，出烟口通过支管连接至冷却室内辊棒底部，并在冷却段炉体两侧设置了与烟气送风管道相通的循环风管，该循环风管内设置了水冷换热器，与进水/回水管道相连，炉尾设置了排烟管道。同时，在炉体冷却段的炉顶、炉底和炉墙上均设置了换热水箱，分别与进水/回水管道相连。炉头、炉体燃烧段与急冷段之间和炉尾均安装有幕帘，以阻止外界空气进入炉内。

本实用新型的有益效果是：(1)氧含量低。为了减少氧的含量，用管道将部分尾气经过冷却后送到急冷室内，在冷却室内形成正压，阻止外界的空气进入冷却室，同时在冷却段的顶部安装有2台循环风机，抽出冷却室内的烟气，经过水冷换热后再送入冷却室内，如此循环，即到达对产品冷却的作用，又起到了阻止外界空气进入的目的，对产品进行保护；该设备在炉头与炉尾及冷却室出炉段均设置有过度段，并在其内部布置有封闭幕帘，阻止外界的空气从炉头或炉尾进入炉内。(2)冷却效果好。高温出炉的钢管通过急冷室与缓冷室后出炉，出炉温度≤250℃。当产品在急冷室运行时，通过安装在急冷室顶部的4台水冷换热器和2台烟气循环风机，对热烟气进行冷却，并将冷却后的烟气再次送到急冷室内，烟气与产品充分接触达到产品急冷的效果。为了保证产品出炉≤250℃，在冷却室的四壁设置有水冷箱，对产品进行间接冷却。(3)减小单位产品生产的能耗。该设备全窑炉顶采用全纤维结构，炉墙及炉底采用耐火保温砖及棉结构，保温性能好，设备单位面积散热少，该设备还安装有1台烟气—助燃风换热器，使助燃风温度达到≤200℃，提高能源利用率。总之，本实用新型具有连续式生产，产量大；采用燃料燃烧后产生的废气作为保护气体，相对N₂-H₂气体保护，危险性小；利用自身产生的烟气做为保护气体，不需要厂家另行购置N₂、H₂气体，节省了大部分的开支。

四、附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型冷却室水冷循环截面结构示意图；

图3为本实用新型俯视结构示意图。

图中1.烟气管道，2.烟气换热器，3.烟气输送风机，4.烟气循环风机，5.烟气送风管道，6.循环风管，7.烟气循环风机平台，8.炉尾排烟管，9.炉头排烟管道，10.烟气换热器平台，11.燃烧加热段，12.冷却段，13.进水/回水管道，14.水冷换热器，15.辊棒，16.换热水箱，17.进料装置，18.助燃风主管，19.助燃风机，20.助燃风分管，21.天燃气管道，22.出料装置。

五、具体实施方式

以承建一条49.8米辊底式烟气保护气氛钢管热炉为例。炉体外壳为钢结构，炉体框架采用单元式组装结构，外立柱采用方钢，外框架在制作时采用分节制模，现场安装时，单元节之间通过螺栓连接，立柱下脚焊接在基础预埋件上，大大减少现场安装的装劳动强度，燃烧器选用德国产品。第1节单元节长3000mm，第2-14节单元节长3600mm，构成炉体燃烧加热段11，第15节长为1200mm，第16-20节单元节长2400mm，组成炉体冷却段，第21节单元节1800mm。每一单元节内镶嵌喷漆钢板作外墙板，墙板厚度为5mm，炉子主传动均安装于每单元节立柱外侧。在第1、15、21节安装有幕帘，用来阻止外界的空气进入炉内。在炉体上方设置了管道系统，所述管道系统由设置于炉体燃烧加热段11上方的烟气换热器2、助燃风机19、助燃风管、燃气管道21、烟气管道1、烟气输送风机3和设置于炉体冷却段的烟气送风管道5、水冷换热器14和炉尾排烟管8等组成，烟气换热器2固定安装于支架撑起的烟气换热器平台10之上，其进烟口通过管道9与设置于炉头端的排烟口连接，出烟口连接烟气管道1，进气口通过管道与助燃风机19相连，出气口连接助燃风主管18通过分气管与设置于炉体之上的助燃风分管20相连；所述烟气送风管道5安装于窑体冷却段12的上方，其顶部与烟气输送风机3的出烟管道相通，由支架撑起的平台7上安装了2台循环风机4与烟气送风管道5相通，其出烟口通过支管连接至窑体冷却段12内传输辊棒11底部，并在冷却段炉体两侧设置了与烟气送风管道5相通的循环风管6，该循环风管6内设置了水冷换热器14，与进水/回水管道13相连，炉尾设置了排烟管道8。同时，在炉体冷却段的炉顶、炉底和炉墙上均设置了换热水箱16，分别与进水/回水管道13相连。电气自控系统采用基于西门子公司S7-300系列PLC的HS-DCS型计算机集散式控制系统。上位机采用研华IPC610-PIV工业控制机，配上西门子公司的WINCC6.0组态软件，作为上位监控组态软件，下位采用西门子公司S7-300系列PLC。实施本实用新型时，首先将待加热的钢管放置于进料装置17之上，打开电气自控系统，进料装置将钢管送至炉体内部燃烧加热段11内，打开燃气阀，点燃燃气对炉内进行燃烧加热，炉内的热烟气自连接于烟气换热器2进烟口的管道9进入烟气换热器2内。与此同时，打开助燃风机19，将自然空气经过管道送入换热器内的蛇形换热管内，在流经烟气换热器2内的热烟气的作用下使蛇形换热管内的空气温度上升，流经烟气换热器2内的烟气温度下降，被加热后的热空气经助燃风主管18和支管向助燃风分管20提供温度较高的助燃风，送至烧嘴与天然气混合助燃。而低温烟气大部分自烟气管道1排入空中，其中一部分经过烟气输送风机3送至烟气送风管道5内，进入窑炉冷却段12，使冷却段内布满烟气。待管钢加热燃烧好后，设置于炉体上的传送装置将钢管自加热燃烧段11内运送至冷却段12内，高温钢管在冷烟气中和设置于冷却段炉顶、炉底、炉墙内的换热水箱16进行热交换，钢管温度不断下降，而冷却段内的烟气温度不断上升，热烟气在与烟气送风管道5相通的循环风机4的作用下自循环风管6内抽出，流经循环风管6内的热烟气在水冷交换器14的作用下温度得到降低，降温后的烟气又被循环风机4送入炉体冷却段12对钢管进行冷却。如此循环，使冷却室12内为微正压，从而使加热后的钢管在利用炉体内自身的烟气保护下得到降温后，经出料装置18输送至成品车间。

Claims (3)

1、一种辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉，它包括炉体、管道系统和进出料设备，其特征在于：炉体包括燃烧加热段(11)、冷却段(12)，管道系统由设置于炉体燃烧加热段(11)上方的烟气换热器(2)、助燃风机(19)、助燃风管、天燃气管道(21)、烟气管道(1)、烟气输送风机(3)和设置于炉体冷却段(12)上方的烟气送风管道(5)、水冷换热器(14)和炉尾排烟管(8)组成，所述烟气换热器(2)固定安装于烟气换热器平台(10)之上，其进烟口通过炉头排烟管道(9)与设置于炉头端的排烟口连接，出烟口连接烟气管道(1)，进气口通过管道与助燃风机(19)相连，出气口连接助燃风主管(18)通过分气管与设置于炉体之上的助燃风分管(20)相连；所述烟气循环风机(4)安装于烟气循环风机平台(7)之上，通过烟气送风管道(5)与烟气输送风机(3)的烟气出风管道相通，出烟口通过支管连接至冷却室内辊棒(15)底部，并在冷却段炉体两侧设置了与烟气送风管道(5)相通的循环风管(6)，该循环风管(6)内设置了水冷换热器(14)，与进水/回水管道(13)相连，炉尾设置了排烟管道(8)。

2、根据权利要求1所述的辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉，其特征在于：在炉体冷却段的炉顶、炉底和炉墙上均设置了换热水箱(16)，分别与进水/回水管道(13)相连。

3、根据权利要求1所述的辊底式烟气保护气氛钢管热处理炉，其特征在于：在炉头、炉体燃烧段与急冷段之间和炉尾安装有幕帘。

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