CN201793663U - 一种实现热处理炉快速降温的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种实现热处理炉快速降温的装置，本装置包括烧嘴控制器5、煤气阀组、空气阀组和供热/冷却管组，烧嘴控制器5接至煤气阀组和空气阀组的控制端，煤气阀组和空气阀组的出口端接至供热/冷却管组，烧嘴控制器5通过烧嘴点火电极及点火变压器10对供热/冷却管组进行点火控制，烧嘴控制器5通过火焰监测装置11对供热/冷却管组的火焰状况进行监测。本实用新型利用现有条件实现保护气氛辊底式热处理炉的快速降温，本实用新型还能加快热处理炉停炉检修的降温过程。

Description

一种实现热处理炉快速降温的装置

技术领域

本实用新型涉及钢板热处理领域，特别是钢板辐射管加热保护气氛热处理炉领域。

背景技术

保护气氛辊底式热处理炉是中厚板热处理线上的关键设备，其采用纯度为99.99％的氮气作为保护气氛，通过I型辐射管间接加热，采用低NO_x(x表示一个氧化氮分子中的氧原子数)自身预热式烧嘴进行脉冲燃烧控制，通过炉底辊单独进行变频驱动和控制，实现灵活多变的速度控制。热处理炉具有产量高，炉温均匀，自动化程度高，产品性能稳定、均匀，表面质量好等优点，受到广大中厚板生产厂的青睐，得到了广泛应用。

正是由于保护气氛热处理炉良好的密封性能，充满窒息气体氮气，采用辐射管间接加热等原因，导致热处理炉散热能力被严重消弱，其降温速度比较缓慢。例如，在自然冷却条件下，炉温由900℃降至150℃，需要三天三夜(72h)的时间。严重影响炉子作业率。

中厚板热处理具有“小批量、多品种”的特点，并且不同种类的钢板要求的热处理工艺可能各不相同。因此，中厚板热处理过程中，不可避免地需要多种工艺降温过程(例如，炉温由900℃降至650℃，或炉温由900℃降至450℃)。目前工艺降温过程普遍采用空炉后自然冷却的方式。这种方式不仅冷却时间长，而且空炉过程也需要很长的时间，最终导致整个工艺降温过程的延长。

另外，热处理炉难免会出现事故停炉或质量停炉(例如，炉底辊结瘤将严重影响钢板质量，需要停炉磨辊)。为了缩短停炉降温时间，操作人员采用向炉膛内鼓风，装入冷钢板在炉内连续运行等方式降温，这些方式在一定程度上，可以加快降温速度，但炉膛鼓风所产生高温空气的排放，被加热的冷钢板使用与存放一直困扰着操作人员。

可见低的降温速度即不利于生产工艺的调整变化，也不利于事故状态下的停炉检修，很大程度上影响了热处理炉的生产灵活性和作业率的提高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种实现热处理炉快速降温的装置，本实用新型在不改变炉内气氛的情况下，利用现有条件实现保护气氛辊底式热处理炉的快速降温，以加快热处理炉工艺降温过程，提升生产的灵活性；本实用新型还能加快热处理炉停炉检修的降温过程，缩短降温检修时间，提高热处理炉有效作业率。

本实用新型所采用的技术方案是：一种实现热处理炉快速降温的装置，其包括烧嘴控制器5、煤气阀组、空气阀组和供热/冷却管组，烧嘴控制器5接至煤气阀组和空气阀组的控制端，煤气阀组和空气阀组的出口端接至供热/冷却管组，烧嘴控制器5通过烧嘴点火电极及点火变压器10对供热/冷却管组进行点火控制，烧嘴控制器5通过火焰监测装置11对供热/冷却管组的火焰状况进行监测。

与空炉后自然冷却方式相比，本实用新型所提供的热处理炉快速降温装置，具有以下优点：

1.冷却速度快

2.可实现分区冷却，减少或避免热处理炉工艺降温过程中的空炉

3.工艺降温时间大大缩短，提高了热处理炉的作业率

与停炉检修过程中，炉膛鼓风、冷钢板炉内连续运行方法相比，本实用新型所提供的热处理炉快速降温装置，具有以下优点：

1.冷却炉膛所产生的热空气，被热处理炉排烟系统直接排出厂房外

2.不需要调运、存放冷却用钢板，生产管理简单

3.另外，该装置仅对燃烧系统的控制部分进行升级改造，不会增加额外成本；由于冷却风在进入辐射管内的过程中，首先被烧嘴的自身预热器预热，不会因急冷导致辐射管内陶瓷内管的损坏，安全可靠。

经实验证明，采用本降温装置，热处理炉温度由900℃降低到450℃缩短为10小时，由450℃降至150℃缩短为18小时。

附图说明

图1为辐射管加热器结构示意图。

图2为附图1的A-A视图。

图3为辐射管加热器控制原理图(一)。

图4为辐射管加热器控制原理图(二)。

图中，1：I型辐射管；2：低NO_x自身预热式烧嘴；3：碳化硅内管；4：翅片对流型空气预热器；5：烧嘴控制器；6：燃气气动/电磁阀(其采用气动阀或电磁阀)；7：空气电磁阀；8：燃气手动开闭阀；9：空气手动开闭阀；10：烧嘴点火电极及点火变压器；11：火焰监测装置；12：燃气手动调节阀。

具体实施方式

一种实现热处理炉快速降温的装置，其包括烧嘴控制器5、煤气阀组、空气阀组和供热/冷却管组，烧嘴控制器5接至煤气阀组和空气阀组的控制端，煤气阀组和空气阀组的出口端接至供热/冷却管组，烧嘴控制器5通过烧嘴点火电极及点火变压器10对供热/冷却管组进行点火控制，烧嘴控制器5通过火焰监测装置11对供热/冷却管组的火焰状况进行监测。

在优选的实施方式中，如图3所示，煤气阀组包括燃气气动/电磁阀6、燃气手动开闭阀8和燃气手动调节阀12，烧嘴控制器5接至燃气气动/电磁阀6的控制端子，燃气气动/电磁阀6的入口端通过燃气手动开闭阀8接至煤气入口，燃气气动/电磁阀6的出口端通过燃气手动调节阀12接至供热/冷却管组的煤气入口。

在优选的实施方式中，如图3所示，空气阀组包括空气电磁阀7和空气手动开闭阀9，烧嘴控制器5接至空气电磁阀7的控制端子，空气电磁阀7的入口端通过空气手动开闭阀9接至空气入口，空气电磁阀7的出口端接至供热/冷却管组的空气入口。

在优选的实施方式中，如图1和图2所示，供热/冷却管组包括依次相联通的低NO_x自身预热式烧嘴2、翅片对流型空气预热器4和I型辐射管1，I型辐射管1内部装有碳化硅内管3，煤气阀组和空气阀组的出口与低NO_x自身预热式烧嘴2相接。

在优选的实施方式中，如图3和图4所示，烧嘴控制器5采用BCU控制器或IES258型控制器，采用IES258型控制器时，空气电磁阀7的控制端还接有独立控制信号源。

一种实现热处理炉快速降温的方法：在炉膛冷却条件下，烧嘴控制器5或独立控制信号源单独打开空气电磁阀7，空气手动开闭阀9处于打开状态，煤气阀组处于关闭状态，使助燃风进入I型辐射管1内，将辐射管的热量带走，进而使炉膛冷却。

在炉膛供热条件下，烧嘴控制器5控制燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、烧嘴点火电极10连锁动作，使供热/冷却管组燃烧供热。

本实用新型的工作原理：如图1～4所示，本实用新型的热处理炉供热系统由若干套辐射管加热器构成。每套辐射管加热器均包括烧嘴控制器5、低NO_x自身预热式烧嘴2、翅片对流型空气预热器4、燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、燃气手动开闭阀8(设备维护时用，通常打开)、燃气手动调节阀12(调试时用，通常打开)、空气手动开闭阀9(设备维护时用，通常打开)、烧嘴点火电极及点火变压器10、I型辐射管1、碳化硅内管3。

辐射管加热器的工作原理：当烧嘴控制器5得到工作命令后，打开燃气气动阀/电磁阀6和空气电磁阀7，同时烧嘴点火电极及点火变压器10将低NO_x自身预热式烧嘴2内陶瓷燃烧室的空燃气混合物点燃，并形成持续稳定的火焰；火焰从烧嘴口喷出，高温烟气直接进入碳化硅内管3并运行至I型辐射管1末端；并在I型辐射管1和碳化硅内管3形成的间隙内反向流动，并最终经过翅片对流型空气预热器4之后，由低NO_x自身预热式烧嘴2的排烟管道排出。在低NO_x自身预热式烧嘴2的作用下，I型辐射管1形成高温辐射源，对炉膛内的钢板进行加热。

本实用新型所涉及的辐射管加热器，不仅具有炉膛供热的功能，还具有炉膛冷却(从炉膛吸热)的功能，其特点是：通过原有管道系统，向I型辐射管1内单独供原助燃用冷却风，以冷却风冷却辐射管的方式，最终实现热处理炉快速降温。

本实用新型所涉及的烧嘴控制器5，不仅可以使燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、点火电极10连锁动作，还可单独控制空气电磁阀7。

本实用新型所涉及的烧嘴控制器5，在接到冷却炉膛命令后，单独打开空气电磁阀7，使冷却风依次经过空气阀组的助燃风管道、翅片对流型空气预热器4(内管)、低NO_x自身预热式烧嘴2、碳化硅内管3、I型辐射管1、翅片对流型空气预热器4(外管)，并最终通过低NO_x自身预热式烧嘴2的排烟管道排出。

本实用新型所涉及的空气电磁阀7，为单独控制电磁阀，即烧嘴控制器5具有单独控制空气电磁阀7功能时，由烧嘴控制器5控制；烧嘴控制器5不具备单独控制空气电磁阀7功能时，引入独立控制信号，进行开闭控制。

图1为辐射管加热器结构示意图。图2为图1的A-A视图，“+”表示烧嘴喷出的气体，沿垂直于纸面方向由外向里流动；“·”表示遇到辐射管端面气体，反向流动，即，沿垂直于纸面方向由里向外流动。

图3为辐射管加热器控制原理图(一)，该图中烧嘴控制器5采用通用型BCU烧嘴控制器，其具有单独控制空气电磁阀7的功能。非工作状态下时，烧嘴控制器5的“2”、“4”、“5”位处于低电位，燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、烧嘴点火电极10均处于关闭状态；当处于加热炉膛状态时，烧嘴控制器5的“2”、“4”、“5”位处于高电位，燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、烧嘴点火电极10连锁动作，烧嘴被持续点燃；当处于冷却炉膛状态时，烧嘴控制器5的“2”位处于高电位，“4”、“5”位处于低电位，只有空气电磁阀7打开，实现往I型辐射管1内鼓冷风，达到降低炉膛温度的目的。

图4为辐射管加热器控制原理图(二)，该图中烧嘴控制器5采用通用型IES258烧嘴控制器，其不具有单独控制空气电磁阀7的功能。非工作状态下时，烧嘴控制器5的“2”、“4”、“5”位处于低电位，燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、烧嘴点火电极10均处于关闭状态；当处于加热炉膛状态时，烧嘴控制器5的“2”、“4”、“5”位处于高电位，燃气气动/电磁阀6、空气电磁阀7、烧嘴点火电极10连锁动作，烧嘴被持续点燃；当处于冷却炉膛状态时，烧嘴控制器的“2”、“4”、“5”位均处于低电位，独立控制信号源的外来信号使空气电磁阀7打开，实现往I型辐射管1内鼓冷风，达到降低炉膛温度的目的。

Claims (5)

1.一种实现热处理炉快速降温的装置，其特征在于：其包括烧嘴控制器(5)、煤气阀组、空气阀组和供热/冷却管组，烧嘴控制器(5)接至煤气阀组和空气阀组的控制端，煤气阀组和空气阀组的出口端接至供热/冷却管组，烧嘴控制器(5)通过烧嘴点火电极及点火变压器(10)对供热/冷却管组进行点火控制，烧嘴控制器(5)通过火焰监测装置(11)对供热/冷却管组的火焰状况进行监测。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：煤气阀组包括燃气气动/电磁阀(6)、燃气手动开闭阀(8)和燃气手动调节阀(12)，烧嘴控制器(5)接至燃气气动/电磁阀(6)的控制端子，燃气气动/电磁阀(6)的入口端通过燃气手动开闭阀(8)接至煤气入口，燃气气动/电磁阀(6)的出口端通过燃气手动调节阀(12)接至供热/冷却管组的煤气入口。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：空气阀组包括空气电磁阀(7)和空气手动开闭阀(9)，烧嘴控制器(5)接至空气电磁阀(7)的控制端子，空气电磁阀(7)的入口端通过空气手动开闭阀(9)接至空气入口，空气电磁阀(7)的出口端接至供热/冷却管组的空气入口。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：供热/冷却管组包括依次相联通的低NO_x自身预热式烧嘴(2)、翅片对流型空气预热器(4)和I型辐射管(1)，I型辐射管(1)内部装有碳化硅内管(3)，煤气阀组和空气阀组的出口与低NO_x自身预热式烧嘴(2)相接。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的装置，其特征在于：烧嘴控制器(5)采用BCU控制器或IES258型控制器，采用IES258型控制器时，空气电磁阀(7)的控制端还接有独立控制信号源。

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