CN203307380U - 一种燃气热处理炉 - Google Patents

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吴茂仁
周建洪
任荣新
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Abstract

本实用新型涉及一种燃气热处理炉,包括烧嘴系统、底部烟道系统以及炉顶高温强制对流均温风机系统,其中所述烧嘴系统的烧嘴1在炉子的左右侧墙11、12水平相对排布,火焰方向为水平燃烧加热,所述底部烟道系统由纵向烟道2、横向烟道7、连通烟道4、承重墙3、炉底板5、总烟道6组成,且横向烟道7与纵向烟道2在炉底板5的下部成“井”字排布连通,纵向烟道2的后端与总烟道6相通再汇总到炉外烟道14,所述炉顶高温强制对流均温风机系统由炉内的耐高温风叶8和炉外的风机座9组成,且均匀排布在炉顶。本实用新型克服了现有技术中存在的加热效率低、均匀性差等缺陷,适于实际生产的应用。

Description

一种燃气热处理炉
技术领域
本实用新型涉及一种燃气热处理炉。
背景技术
目前对于工件的热处理一般采用电阻炉加热,但由于加热时间长,能耗大,特别是对大型工件和特殊材料的高温热处理,电阻炉的热效率和耐高温的稳定性不能满足实际生产的需要。
而采用天然气加热作为另一种清洁能源的普通燃气热处理炉,多采用台车炉或普通箱式炉设计,然而对于大尺寸和大重量工件长宽大于3米,重量大于40吨加热,其底部均存在加热时间慢,均热时间长的难点,造成工件受热不均降低加热效率,而且容易产生工件因热应力导致的开裂,给产品质量带来隐患。同时,加热区域大,由于燃气加热速度快,造成加热区内温差大,给炉子的温度均匀性带来很大问题。为改进这种情况一般都采用在炉底加垫块,和增加工件之间的间隔来改善炉内的热对流,但加热效率和热均匀性的改善效果并不明显。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型提供一种具有底部烟道的燃气热处理炉。
本实用新型提供的燃气热处理炉,包括烧嘴系统、底部烟道系统以及炉顶高温强制对流均温风机系统,其中所述烧嘴系统的烧嘴1在炉子的左右侧墙11、12水平相对排布,火焰方向为水平燃烧加热,所述底部烟道系统由纵向烟道2、横向烟道7、连通烟道4、承重墙3、炉底板5、总烟道6组成,且横向烟道7与纵向烟道2在炉底板5的下部成“井”字排布连通,纵向烟道2的后端与总烟道6相通再汇总到炉外烟道14,所述炉顶高温强制对流均温风机系统由炉内的耐高温风叶8和炉外的风机座9组成,且均匀排布在炉顶。
优选的,根据炉体的容积大小分为若干加热区,每个区由PLC分别控制各区烧嘴的大小火以控制加热情况。
优选的,所述每个加热区的容积为5~10m3
优选的,所述烧嘴1采用高速烧嘴,所述高速烧嘴置于炉子左右侧墙11、12的上部均匀排列,同时按左右方式成对排列。
优选的,所述烧嘴1在炉子侧视方向的排布位置距炉子有效加热区顶部有一安全距离DH。
优选的,所述安全距离DH为300~400mm。
优选的,所述底部烟道系统中的纵、横向烟道2、7由炉子底部基础面16、承重墙3和炉底板5隔离构成。
优选的,所述承重墙3为梯形立方体在底部均匀排列,在横向和纵向均保持一定间隔,其间隔形成连通的纵向烟道2和横向烟道7。
优选的,所述承重墙3的上平面高出炉底板5,并承受工件的重量。
所述炉底板5上均匀排布连通烟道4,所述连通烟道4连通炉底板5上部的炉体加热区和炉底板5下部的纵、横向烟道2、7。
本实用新型提供的燃气热处理炉,改进了烧嘴排布形式,将烧嘴改为侧上喷形式,工作时,加热材料置于炉子承重墙上,能避开火焰燃烧区,既保留了加热效率高的特点,同时又避免了火焰直接对工件加热从而有效防止了工件过热过烧的风险。
另一方面,本实用新型通过采用炉子底部烟道排布设计,工作时通过控制排烟压力,保证炉子保持一定的炉压,使热量在炉子内充分换热,热气流通过炉底板的排烟口进入炉底烟道,从而对炉底板和炉底承重墙充分均匀加热,使整个炉底保持均衡稳定,在工件的下部形成均匀稳定的热源,对工件持续加热,实现炉内热气流在炉膛内上下对流,使工件均匀受热。
同时,为了更好的控制炉温均匀性,烧嘴的燃烧根据分区情况实行分区控制,每个区域的燃烧系统按该区温度的误差独立控制。尽管理论上炉子的分区越多炉温的均匀性越容易控制,但增加分区的同时也增加了控制系统的成本和技术的难度,因此本实用新型按照每个区的容积5~10m3来确定分区数即能满足生产要求又能降低生产成本。
另外,实际生产运行中,PLC根据不同区域的实际炉温与设定炉温对比,分别控制各区烧嘴的大小火控制加热情况,充分提高加热效率和炉温均匀性。
另外,顶部的强制对流均温风机可根据不同的加热温度段,设定相应的转数,增加炉内热气流的强制对流效果,使加热效率更高,均匀性效果更好。
另外,炉底的承重墙3为烟道的组成部分,同时作为工件的承重面起支撑工件的作用,考虑下常使用中的损耗情况,将它制成独立的梯形立方体,以便拆换。
本实用新型的炉子加热时,根据工业计算机控制系统预设分段加热程序,可方便的实现各类材料的不同热处理工艺需求。
本实用新型通过改进炉子结构,使工件的加热过程与传统的加热过程相比,取得以下明显的技术效果:
1、提高升温效率近20%;
2、降低热损耗15-20%;
3、加热温度更均匀,有效区炉温达到±8℃;
4、不会产生因加热温度不均造成的开裂;
综上所述,本实用新型相对于现有技术,具有明显的技术效果,克服了现有技术中存在的缺陷,适于实际生产的应用。
附图说明
图1本实用新型热处理炉在炉门方向的主剖视图。
图2本实用新型热处理炉的左剖视图。
图3本实用新型热处理炉的俯剖视图和炉底局部剖视图。
具体实施方式
下面结合附图1-3,详细说明本实用新型的燃气热处理炉。根据产品热处理工艺要求制造炉子容积尺寸为5m×5m×2m的热处理炉。按加热容积在炉子左右墙配置六对高速烧嘴1左右各1支,为减小热影响区烧嘴1布置应高于有效加热区上部300~400mm。根据炉子容积将加热区域从炉后到炉门分为三个区,每区包括两对烧嘴1,这样可以实现对不同区域的温度进行单独控制。
燃气热处理炉的底部由七排承重墙3和八排纵向烟道2构成,每排承重墙3被分成若干段,其上平面高出炉底板5,并作为承载工件同时便于热气流的循环流动。每排底部纵向烟道2之间由横向烟道7连通,纵向烟道2在炉后端与总烟道6连通,总烟道3与炉外烟道14连通。炉底板5上均匀开有连通烟道4,实现炉内与烟道的连通。
炉子顶部按气流量配置六台强制对流均温风机8,工作时将炉内热气流强制进行对流循环,使炉内加热更充分,热效率更高。
本实用新型的炉子加热时,根据工业计算机控制系统预设工艺,两侧各区烧嘴1相对在水平方向进行高速大火加热,达到预设温度时各区根据实际温差调整烧嘴大小火状态,实现炉内各区温度均匀一致。加热期间炉顶的强制对流均温风机8实现炉内热气流的对流循环,由于炉体处于密封状态,炉内热气流只有通过炉底的连通烟道进入炉底的纵向2和横向烟道7,使热量在炉子底部充分换热,使炉底承重墙3快速升温,达到使工件均匀受热提高加热效率和炉温均匀性,避免局部加热造成裂纹的风险。加热时炉内热气流通过炉底板5的连通烟道4进入炉底板5下部的纵向2和横向烟道7汇总到炉后墙的总烟道6并经换热系统后排出炉外。换热系统可根据需要设定向炉外排烟量从而控制炉压,保持炉内的燃气压力在一定范围,充分利用热效率。
本实用新型并不局限于烧嘴、烟道和均温风机的数量、规格和具体排布尺寸,同时,根据本实用新型结构可延伸出其他的实用炉体。任何在本实用新型基础上进行的适应的改进,均不脱离本实用新型的思想,均落入本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种燃气热处理炉,包括烧嘴系统、底部烟道系统以及炉顶高温强制对流均温风机系统,其中所述烧嘴系统的烧嘴(1)在炉子的左右侧墙(11、12)水平相对排布,火焰方向为水平燃烧加热,所述底部烟道系统由纵向烟道(2)、横向烟道(7)、连通烟道(4)、承重墙(3)、炉底板(5)、总烟道(6)组成,且横向烟道(7)与纵向烟道(2)在炉底板(5)的下部成“井”字排布连通,纵向烟道(2)的后端与总烟道(6)相通再汇总到炉外烟道(14),所述炉顶高温强制对流均温风机系统由炉内的耐高温风叶(8)和炉外的风机座(9)组成,且均匀排布在炉顶。
2.根据权利要求1所述的燃气热处理炉,根据炉体的容积大小分为若干加热区,每个区由PLC分别控制各区烧嘴的大小火以控制加热情况。
3.根据权利要求2所述的燃气热处理炉,所述每个加热区的容积为5~10m3
4.根据权利要求1所述的燃气热处理炉,所述烧嘴(1)采用高速烧嘴,所述高速烧嘴置于炉子左右侧墙(11、12)的上部均匀排列,同时按左右方式成对排列。
5.根据权利要求4所述的燃气热处理炉,所述烧嘴(1)在炉子侧视方向的排布位置距炉子有效加热区顶部有一安全距离(DH)。
6.根据权利要求5所述的燃气热处理炉,所述安全距离(DH)为300~400mm。
7.根据权利要求1所述的燃气热处理炉,所述底部烟道系统中的纵、横向烟道(2、7)由炉子底部基础面(16)、承重墙(3)和炉底板(5)隔离构成。
8.根据权利要求1或7所述的燃气热处理炉,所述承重墙(3)为梯形立方体在底部均匀排列,在横向和纵向均保持一定间隔,其间隔形成连通的纵向烟道(2)和横向烟道(7)。
9.根据权利要求8所述的燃气热处理炉,所述承重墙(3)的上平面高出炉底板(5),并承受工件的重量。
10.根据权利要求1所述的燃气热处理炉,所述炉底板(5)上均匀排布连通烟道(4),所述连通烟道(4)连通炉底板(5)上部的炉体加热区和炉底板(5)下部的纵、横向烟道(2、7)。
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CN103243206A (zh) * 2013-05-10 2013-08-14 中航卓越锻造(无锡)有限公司 一种燃气热处理炉
CN116217247A (zh) * 2023-02-27 2023-06-06 中铝郑州有色金属研究院有限公司 一种铝电解阳极的预焙方法

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