CN202643764U - 可旋ⅰ型套管式辐射管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可旋Ⅰ型套管式辐射管，包括由旋转法兰、直管、封头和托管组成的辐射管外管，辐射管外管托管穿过炉膛并插入第二炉墙的安装孔中；旋转法兰两端被位于炉膛外的外侧连接法兰和炉墙法兰夹持在中间，外侧连接法兰和炉墙法兰连接，炉墙法兰固定于第一炉墙上，外侧连接法兰与烧嘴头部相连，烧嘴的尾部穿过外侧连接法兰并伸入到辐射管外管内，烧嘴的头部设有连接进气管、进风管和排烟管的换热器，烧嘴的尾部设有套装并固定于辐射管外管内的陶瓷内管，旋转法兰侧壁沿圆周方向均布有多个盲孔。本实用新型能够有效纠正、抵消下挠变形量，防止管体过早损坏，延长使用寿命，适于广泛应用于冶金行业冷轧带钢生产的间接燃气加热装置上。

Description

可旋Ⅰ型套管式辐射管

技术领域

本实用新型涉及冶金行业冷轧带钢生产的间接燃气加热装置，具体地指一种可旋Ⅰ型套管式辐射管。

背景技术

冷轧带钢经过轧制之后需要进行退火热处理，连续退火机组是在带钢连续通过状态下采用连续退火的方法，将冷轧后的硬带钢进行再结晶热处理。连续热处理工艺是世界上先进的冷轧带钢热处理工艺。带钢在整个热处理过程中，经加热(包括预热、加热、均热等)、冷却(包括缓冷、快冷、过冷时效和终冷等)，达到工艺要求的热处理产品的各项性能指标。带钢连续热处理炉有立式和卧式两种形式。

目前带钢连续热处理炉加热段一般采用燃气辐射管间接加热，通过热辐射加热辐射管及加热炉壁后再热辐射加热带钢，使带钢晶格组织发生变化，消除带钢内应力，使带钢的塑性得到恢复，提高带钢性能，从而达到退火的目的。由于燃烧产物不与带钢表面接触，因此不会影响带钢的表面质量，可实现带钢在炉膛内的无氧化加热或控制气氛加热。辐射管加热装置主要由辐射管、烧嘴和换热器等组成。

辐射管将燃料燃烧释放的热能辐射给带钢，管体有多种形式，如I型、U型、W型、P型、O型等。其中U型和W型辐射管因加热面积大、燃料利用率高、控制和操作相对容易，在大型带钢连续退火炉上应用最多。

20世纪80年代初欧洲出现了一种改进型的U型辐射管技术——将出口端管腿弯折回来罩在燃烧管的外周，让燃烧产物在烧嘴处排出。该技术的独特之处在于，安装在排放口的换热器与进入辐射管的助燃冷空气处于同一平行方向上，这样避免了使用复杂的管道系统来预热空气。这项技术实际上就是将辐射管设计成管中套管结构，而烧嘴就在内层管中燃烧，通过受热的套管表面以热辐射为主的形式把热量传递到被加热物体，燃烧产物不与被加热物体接触，不会造成燃烧气氛污化或者影响产品质量，炉内气氛及加热温度便于控制和调节。这种改进的U型辐射管被称为I型套管式辐射管。

I型套管式辐射管具有热效率高、炉温控制方便和稳定的特点。它可以根据热处理工艺要求进行各种方式的安置。由于使用换热式烧嘴，套管式辐射管温度分布非常均匀，而且废气中NOx含量很低，效率可达0.8~0.85，采用燃气——空气恒流量控制装置自动操作，在欧洲已成为燃气辐射管的主要型式。

I型套管式辐射管具有结构简单、制作容易、质量可靠、升温快、炉内装拆方便等优点，但套管型辐射管在高温炉中面临着严重的热变形问题。

辐射管是由铬镍合金离心浇铸而成的耐热不锈钢管，正常使用过程中长期处于1000℃左右的高温环境下，辐射管呈红热状态，在管内烧嘴、内管和辐射管外管的重力作用下容易发生挠曲变形。再加上加热炉因为断带、处理故障、正常停机检修等各种原因需要停炉，频繁降温、升温，又使辐射管长期处于交变热应力状态。使用一定时间之后，辐射管容易变形产生裂纹、漏气，以致报废。

辐射管一旦出现裂纹，就不能继续使用，需及时更换。更换时机组停机，炉子降温、升温会浪费大量时间，耽误生产，降低机组生产作业率。

一般来说，国内辐射管使用寿命普遍偏低，目前国内辐射管的设计使用寿命在两年以上(在西欧、日本等国家其辐射管的使用寿命可以达到四年以上)，部分甚至仅有一年左右。

所以，提高价格昂贵的辐射管的使用寿命和减小维修工作量是现代热处理技术发展对辐射管提出的一个重要要求。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种能够有效纠正、抵消下挠变形量，防止管体过早损坏，延长使用寿命的可旋Ⅰ型套管式辐射管。

为实现上述目的，本实用新型所设计的可旋Ⅰ型套管式辐射管，包括由从头至尾依次焊接在一起的旋转法兰、直管、封头和托管组成的辐射管外管，所述辐射管外管的尾部穿过第一炉墙设于炉膛内，所述托管插入第二炉墙的安装孔中；所述旋转法兰两端被位于炉膛外的外侧连接法兰和炉墙法兰夹持在中间，所述外侧连接法兰和炉墙法兰通过多个螺栓连接，炉墙法兰固定于第一炉墙上，所述外侧连接法兰通过多个螺钉与烧嘴的头部相连接，所述烧嘴的尾部穿过外侧连接法兰并伸入到辐射管外管内，烧嘴的头部设有连接进气管、进风管和排烟管的换热器，烧嘴的尾部设有套装于辐射管外管内的陶瓷内管，所述陶瓷内管侧壁通过固定部件固定于辐射管外管内，所述旋转法兰侧壁沿圆周方向均布有多个盲孔。

作为优选方案，所述旋转法兰侧壁沿圆周方向均布有六个盲孔。

进一步地，所述旋转法兰与外侧连接法兰和炉墙法兰之间分别设有起密封作用的耐高温石棉垫。

更进一步地，所述炉墙法兰与第一炉墙之间通过固定筒焊接相连，所述固定筒内壁与直管外壁之间填充有耐高温的石棉毡。

再进一部地，所述陶瓷内管的固定部件为沿陶瓷内管侧壁的圆周方向均布的多排定位钉。

再进一步地，所述旋转法兰由Q235钢板加工而成，所述直管和托管均由Cr27Ni37W2通过离心铸造而成，所述封头由Cr27Ni37W2通过模铸法制造而成。

本实用新型的工作原理是这样的：辐射管外管头部焊接有旋转法兰，与一般辐射管法兰的不同之处在于不在法兰端面上开设连接孔，而在圆柱面上均匀钻有6个

深30mm的盲孔，孔的中心线与辐射管外管中心线垂直，在旋转法兰圆柱面上钻孔的目的是用来旋转辐射管外管。采取定期旋转辐射管外管这一维护保养措施，能有效纠正、抵消下挠变形量，防止管体的过早损坏，延长其使用寿命。

本实用新型的优点在于：本实用新型可以很方便地旋转辐射管外管，从而补偿和减少辐射管外管由于在高温工况下变软下挠所引起的变形，防止辐射管外管的过早断裂和漏气，这样既能有效延长I型辐射管的使用寿命，提高机组生产作业率，又可保证退火炉中带钢产品的表面质量，能获得明显的经济效益。

附图说明

图1为本实用新型可旋Ⅰ型套管式辐射管的结构示意图；

图2为图1中辐射管外管的结构示意图；

图3为图2中旋转法兰的A向结构示意图；

图4为图3中B-B的剖视结构示意图；

图5为图1中外侧连接法兰的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1，本实用新型的可旋Ⅰ型套管式辐射管，包括辐射管外管1、螺钉2、螺栓3、外侧连接法兰4、炉墙法兰5、陶瓷内管6、烧嘴7、换热器8、耐高温石棉垫12、固定筒13和石棉毡14。

参见图2，所述辐射管外管1由从头至尾依次焊接在一起的旋转法兰1.1、直管1.2、封头1.3和托管1.4组成。参见图3，所述旋转法兰1.1侧壁沿圆周方向均布有多个盲孔1.1.1，在本实施例中，所述旋转法兰1.1侧壁沿圆周方向均布有六个盲孔1.1.1，所述盲孔1.1.1为

深30mm。所述辐射管外管1的尾部穿过第一炉墙10设于炉膛9内，所述托管1.4插入第二炉墙11的安装孔11.1中，所述托管1.4与安装孔11.1之间留有空隙，这是为了容许辐射管外管1受热膨胀延伸，所述外侧连接法兰4和炉墙法兰5位于炉膛9外，并将旋转法兰1.1两端夹持在中间，所述外侧连接法兰4和炉墙法兰5通过多个螺栓3连接，炉墙法兰5固定于第一炉墙10上，在本实施例中，所述旋转法兰1.1与外侧连接法兰4和炉墙法兰5之间分别设有起密封作用的耐高温石棉垫12；所述螺栓3为6个M18mm螺栓，与螺栓3相配合的是6个位于外侧连接法兰4外圈的

通孔，可参见图5；所述炉墙法兰5与第一炉墙10之间通过固定筒13焊接相连，所述固定筒13内壁与直管1.2外壁之间填充有耐高温的石棉毡14；由于旋转法兰1.1安装在炉膛9外侧，工作温度较低，所以旋转法兰1.1由普通的Q235钢板加工而成；由于直管1.2、封头1.3和托管1.4三部分在炉膛9内1000℃左右的高温下工作，所以直管1.2和托管1.4均由Cr27Ni37W2通过离心铸造而成，封头1.3由Cr27Ni37W2通过模铸法制造而成。

所述烧嘴7的头部通过多个螺钉2与外侧连接法兰4相连接，在本实施例中，所述螺钉2为4个M16mm的螺栓，与螺钉2相配合的为4个位于外侧连接法兰4内圈的M16mm螺孔，可参见图5。所述烧嘴7的尾部穿过外侧连接法兰4并伸入到辐射管外管1内，所述换热器8分别与进气管8.1、进风管8.2和排烟管8.3相连接，换热器8与烧嘴7的头部相连。所述陶瓷内管6套装于辐射管外管1内并与烧嘴7的尾部相连，所述陶瓷内管6侧壁通过固定部件固定于辐射管外管1内，在本实施例中，所述陶瓷内管6的固定部件为沿陶瓷内管6侧壁的圆周方向均布的多排定位钉6.1。

燃气和经换热器8预热后的空气在烧嘴7中混合燃烧，火焰在陶瓷内管6中喷射。由于陶瓷内管6的外圆周面上设置有多个定位钉6.1，燃烧后的烟气绕过陶瓷内管6、辐射管外管1之间含有定位钉6.1的缝隙通道经换热器8进行热交换之后到排烟管8.3，再经集风管（图中未示出）被风机（图中未示出）抽出厂房（图中未示出）外。

在停炉检修期间定期旋转辐射管外管1，操作时，只需松开6个M18mm的螺栓3，而不需要卸下这6个M18mm螺栓3。松开6个M18mm螺栓之后，利用二根

钢棒（图中未示出）作为工具插入辐射管外管1的旋转法兰1.1侧壁上任意对称的一对

盲孔中，如同船长操作舵轮一样，即可轻松旋转辐射管外管1，并且角度任意可调。

Claims (6)

1.一种可旋Ⅰ型套管式辐射管，包括由从头至尾依次焊接在一起的旋转法兰（1.1）、直管（1.2）、封头（1.3）和托管（1.4）组成的辐射管外管（1），所述辐射管外管（1）的尾部穿过第一炉墙（10）设于炉膛（9）内，所述托管（1.4）插入第二炉墙（11）的安装孔（11.1）中；其特征在于：所述旋转法兰（1.1）两端被位于炉膛（9）外的外侧连接法兰（4）和炉墙法兰（5）夹持在中间，所述外侧连接法兰（4）和炉墙法兰（5）通过多个螺栓（3）连接，炉墙法兰（5）固定于第一炉墙（10）上，所述外侧连接法兰（4）通过多个螺钉（2）与烧嘴（7）的头部相连接，所述烧嘴（7）的尾部穿过外侧连接法兰（4）并伸入到辐射管外管（1）内，烧嘴（7）的头部设有连接进气管（8.1）、进风管（8.2）和排烟管（8.3）的换热器（8），烧嘴（7）的尾部设有套装于辐射管外管（1）内的陶瓷内管（6），所述陶瓷内管（6）侧壁通过固定部件固定于辐射管外管（1）内，所述旋转法兰（1.1）侧壁沿圆周方向均布有多个盲孔（1.1.1）。

2.根据权利要求1所述的可旋Ⅰ型套管式辐射管，其特征在于：所述旋转法兰（1.1）侧壁沿圆周方向均布有六个盲孔（1.1.1）。

3.根据权利要求1或2所述的可旋Ⅰ型套管式辐射管，其特征在于：所述旋转法兰（1.1）与外侧连接法兰（4）和炉墙法兰（5）之间分别设有起密封作用的耐高温石棉垫（12）。

4.根据权利要求1或2所述的可旋Ⅰ型套管式辐射管，其特征在于：所述炉墙法兰（5）与第一炉墙（10）之间通过固定筒（13）焊接相连，所述固定筒（13）内壁与直管（1.2）外壁之间填充有耐高温的石棉毡（14）。

5.根据权利要求1或2所述的可旋Ⅰ型套管式辐射管，其特征在于：所述陶瓷内管（6）的固定部件为沿陶瓷内管（6）侧壁的圆周方向均布的多排定位钉（6.1）。

6.根据权利要求1或2所述的可旋Ⅰ型套管式辐射管，其特征在于：所述旋转法兰（1.1）由Q235钢板加工而成，所述直管（1.2）和托管（1.4）均由Cr27Ni37W2通过离心铸造而成，所述封头（1.3）由Cr27Ni37W2通过模铸法制造而成。

Images