CN203731852U - 一种步进式加热炉 - Google Patents

Abstract

一种步进式加热炉，包括炉体、步进总成和烧嘴，所述炉体包括炉顶和炉墙，在所述炉顶上设有若干烧嘴，在所述炉体的底部设有步进总成，其特征是，在所述炉顶的底部固定安装有由耐火材料制成的两个压拱，两所述压拱将炉膛分为三段，矩形的所述压拱包括内外设置并相互滑动配合的两部分，一驱动部件设置在压拱的两部分之间并通过驱动压拱两部分之间的相对滑动改变炉膛三段之间的热量对流。炉顶底部的压拱可控制炉膛三段之间的热量对流，以保证炉膛三段之间的温差；工件放置在步进炉底和炉底上，炉底和步进炉底均由导热系数较小的耐火浇注料制成，可减少炉膛内的热量损失。每一步进周期工件经过两次翻转，使得工件的各面受热更均匀。

Description

一种步进式加热炉

技术领域

本实用新型涉及步进式加热炉技术领域，具体地说是一种用于对管轴类工件加热的步进式加热炉。

背景技术

目前国内步进式加热炉，大都是通过步进梁的上升、前移、下降、后退的往复运动，实现工件的步进。位于加热炉炉顶的烧嘴对步进的工件进行加热，由于工件是单面受热，工件受热不均匀，且炉膛畅通，散热快，导致能耗多。原有的步进梁式加热炉用于管轴类工件的加热时，会产生工件受热不均匀的现象，导致零件的加热不能满足要求。中国专利2012206844448公布的步进式自动翻转加热炉，通过活动梁的平移和上升将工件托起，然后活动梁平移和下降将工件放在固定梁上实现工件的翻转，以实现加热炉对工件的均匀加热。上述专利用于管轴类工件的加热时，可在一定程度上提高工件的受热均匀度，但工件的加热效果及受热均匀度仍不是很理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种步进式加热炉，用于解决现有步进式加热炉用于管轴类工件的加热时，工件受热不均匀的问题。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种步进式加热炉，包括炉体、步进总成和烧嘴，所述炉体包括炉顶和炉墙，在所述炉顶上设有若干烧嘴，在所述炉体的底部设有步进总成，其特征是，在所述炉顶的底部固定安装有由耐火材料制成的两个压拱，两所述压拱将炉膛分为三段，矩形的所述压拱包括内外设置并相互滑动配合的两部分，一驱动部件设置在压拱的两部分之间并通过驱动压拱两部分之间的相对滑动改变炉膛三段之间的热量对流。

进一步地，所述炉体还包括炉底和步进炉底，由钢结构和耐火浇注料制成的两所述炉底分别固定在左右两侧的炉墙上，在两侧的炉底之间设有由钢结构和耐火浇注料制成的步进炉底，所述步进炉底固定安装在步进总成上。

进一步地，所述步进总成包括步进道轨、步进下梁和步进上梁，两排所述步进道轨固定在地基上，在两水平放置的所述步进下梁的上部和下部分别设有若干滚轮；位于每一所述步进下梁下部的若干所述滚轮与每排步进道轨上的斜面滚动配合，两水平放置的步进上梁分别与两步进下梁上部的滚轮滚动配合，所述步进上梁与步进炉底的底部固定连接，一第一液压缸和第二液压缸的缸筒分别与竖直墙壁铰接，所述第一液压缸和第二液压缸的活塞杆自由端分别与步进下梁和步进上梁的尾部铰接。

进一步地，在左右两侧炉底的上部分别固定有一L形的第一支撑块，两第一支撑块相对设置并成对使用；在步进炉底的上部固定有两相对设置并成对使用的L形的第二支撑块，每一所述第一支撑块和第二支撑块的上部为锯齿形，且两所述第一支撑块上的齿与两第二支撑块上的齿相互错开。

进一步地，所述第一支撑块和第二支撑块上的齿为圆弧形。

进一步地，所述第一支撑块和第二支撑块上的齿为顶角为钝角的等腰三角形。

进一步地，所述驱动部件为第三液压缸。

进一步地，所述驱动部件为齿轮齿条。

进一步地，所述第一支撑块和第二支撑块均由耐热钢或铬刚玉砖制成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的步进式加热炉，在炉顶的底部安装有可伸缩的压拱，通过压拱控制炉膛三段之间的热量对流，以保证炉膛三段之间的温差；工件放置在步进炉底和炉底上，炉底和步进炉底均由导热系数较小的耐火浇注料制成，可减少炉膛内的热量损失。在每一步进周期中工件经过两次翻转，相对较多的翻转次数可以使得工件的各面受热更均匀。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为第一支撑块的正面视图；

图4为图2中B向视图；

图5为另一实施例的第一支撑块的示意图；

图6为每一步进周期之前的步进炉底与工件位置状态图；

图7为步进炉底上升时的工件与支撑块的位置状态图；

图8为压拱的结构示意图；

图中：1炉顶，2红外线温度感应器，3烧嘴，4热电偶，5压拱，51第一部分，52第二部分，6出料口,7步进道轨, 8步进下梁, 81安装架，9步进上梁, 10第一液压缸，11第二液压缸,12炉体钢结构，13喷火口,14炉墙，15炉底，16步进炉底，17炉膛，18第一支撑块，19第二支撑块，20齿，21波谷，22工件，23第三液压缸。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型包括炉顶1、红外线温度感应器2、烧嘴3、热电偶4、压拱5、步进道轨7、步进下梁8、步进上梁9、第一液压缸10、第二液压缸11、炉墙14、炉底15、步进炉底16和炉膛17，下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，加热炉炉体包括炉顶1、炉墙14、炉底15和步进炉底16，且炉顶、炉墙、炉底和步进炉底围成了加热工件的炉膛17。在炉体的外围设有炉体钢结构12，炉体钢结构用于支撑整个炉体。炉顶位于炉体的顶部，由耐火材料制成。在炉顶上安装有烧嘴3，烧嘴的下方为喷火口13，烧嘴用于喷出加热火焰并经喷火口进入炉膛内。炉墙位于炉体的四周，起保温作用，用于减少炉膛内的热损失。炉墙由耐火砖砌筑而成，由内向外依次是耐火层、绝热层和隔热层。炉底位于炉体的底部，由钢结构和耐火浇注料制成，钢结构位于底部起支撑作用，在钢结构的上部是导热系数和重量均较小的耐火浇注料，可减少由工件到炉底的热量传递，避免热量的流失。炉底包括左右设置的两部分，两部分分别通过钢结构固定在炉体钢结构或炉墙上。在炉体的底部还设有步进炉底，步进炉底位于两侧的炉底之间，步进炉底由钢结构和耐火浇注料制成，可减少由工件到炉底的热量传递，避免热量的流失，步进炉底通过钢结构与步进总成固定连接。在步进炉底和炉底的上部分别设有L形的第一支撑块18和第二支撑块19，第一支撑块和第二支撑块结构、形状完全相同。支撑块由耐热钢或铬刚玉砖制成，其中，在两侧的炉底上部分别设有一个第一支撑块18，在步进炉底的上部设有两个第二支撑块19，左右两侧炉底上的两第一支撑块成对使用，步进炉底上的两第二支撑块成对使用。每一第一支撑块和第二支撑块的上部为锯齿状，如图3所示，第一支撑块上部的每个齿20为圆弧形，如图5所示，第一支撑块上部的每个齿为顶角为钝角的等腰三角形。成对使用的两第一支撑块上的齿相对设置，成对使用的两第二支撑块上的齿相对设置，第一支撑块和第二支撑块上的齿相互错开。

如图2所示，步进总成包括步进道轨7、两步进下梁8、两步进上梁9、两第一液压缸10和两第二液压缸11，步进道轨为固定在地基上的金属块，其中步进道轨的上表面为斜面。若干步进道轨分两排固定在地基上，每排又包含若干个成一字形布置的步进道轨。步进下梁8为两个，通过槽钢和工字钢焊接而成，在每一步进下梁上分别固定有若干安装架81，安装架为中间设有方形通孔的矩形金属件，安装架通过方形通孔与步进下梁焊接固定，在每一安装架的两端通过转轴分别转动安装一滚轮，滚轮为金属轮，且位于下方的滚轮与相对应的步进道轨上的斜面接触配合，滚轮可在步进道轨的斜面上滚动。两步进下梁分别通过安装架下部的滚轮与两排步进道轨接触配合，并使得步进下梁处于水平状态。在每一步进下梁的上方设有一步进上梁，步进上梁也为槽钢和工字钢焊接而成的，步进上梁的底部与每一安装架上部的滚轮接触配合，步进上梁可沿与若干滚轮的接触面左右滑动。为驱动步进下梁沿步进道轨上的斜面的滑动，每一步进下梁的右端与一第一液压缸10的活塞杆铰接连接，第一液压缸的缸筒铰接在竖直墙壁上，两第一液压缸同步动作。当第一液压缸活塞杆伸出时，推动步进下梁向左侧移动，安装架上的滚轮便沿着步进道轨的斜面向上滚动，使得步进下梁向左侧移动的同时向上移动；当第一液压缸活塞杆缩回时，推动步进下梁向右侧移动，安装架上的滚轮便沿着步进道轨的斜面向下滚动，使得步进下梁向右侧移动的同时向下移动。为驱动步进上梁的左右移动，每一步进上梁的右端与一第二液压缸11的活塞杆自由端铰接连接，第二液压缸的缸筒铰接在竖直墙壁上，两第二液压缸同步动作。当第二液压缸活塞杆伸出时，推动步进上梁向左移动，安装架上部的滚轮与步进上梁之间相对滚动；当第二液压缸活塞杆缩回时，推动步进上梁向右移动，安装架上部的滚轮与步进上梁之间相对滚动。步进炉底通过底部的钢结构固定安装在两步进上梁的顶部，当步进上梁运动时，便带动步进炉底的运动。

下面对工件的步进过程进行描述，在每一步进周期前，如图6所示，管轴类工件22位于第一支撑块两相邻齿20之间的波谷21中。首先第一液压缸活塞杆伸出，使得步进下梁沿步进道轨上升，此时，固定在步进上梁上部的步进炉底竖直上升，步进炉底上的第二支撑块由低于第一支撑块的位置，逐渐上升至高于第一支撑块；当第二支撑块与第一支撑块接近平齐时，第二支撑块上的齿的一侧开始与工件接触，随着步进炉底的上升，如图7所示，工件被第二支撑块顶起并沿第二支撑块上齿的侧面滚动，直至工件滚动至第二支撑块相邻两齿的波谷处。然后第二液压缸活塞杆伸出，步进上梁向左移动，直至第二液压缸达到设定行程时，工件位于第一支撑块上相邻齿的上方。然后第一液压缸活塞杆缩回，使得步进下梁沿步进道轨下降，此时，固定在步进上梁上部的步进炉底竖直下降，步进炉底上的第二支撑块由高于第一支撑块的位置，逐渐下降至低于第一支撑块；当第二支撑块与第一支撑块接近平齐时，第一支撑块上的齿的一侧开始与工件接触，随着步进炉底的下降，工件落在第一支撑块上并沿第一支撑块上齿的侧面滚动，位于最左端的工件则落到出料口6处。当第一液压缸活塞杆完全缩回后，第二液压缸活塞杆开始缩回，使得步进炉底回到初始位置。此即为一个步进周期，在一个步进周期中，工件先上升，再平移，再下降，再平移；在上升和下降过程中，工件均发生翻转，每次翻转后，工件温度较低的一面朝上正对火焰，工件温度较高的一面则朝下，以实现对工件各面进行均应加热；一个步进周期，工件经过两次翻转，工件各面受热次数相对更多，工件受热更均匀。在一个步进周期中，工件由第一支撑块上的一个齿滚动到相邻的齿中，位于加热段最左端的工件则滚落到出料口中。

在炉顶上设有红外线温度感应器2和热电偶4，红外线温度感应器和热电偶用于实时采集炉膛内的温度数据，并将温度数据传送到智能仪表上显示，并转化成电流信号通过PLC控制器调整电磁阀的开启大小，控制供气量以调整烧嘴喷出的火焰大小。

加热炉分为三段，自工件的输送方向依次为预热段、均热段和加热段。为保证各段之间的温差，在炉顶的底部固定安装有两方形的压拱5，压拱为耐火材料制成的方形。每一压拱包括内外设置且相互滑动配合的两部分，如图8所示，分别为第一部分51和第二部分52，每一部分均可以承受炉膛内的高温环境，第一部分下表面设有方形盲孔，方形的第二部分置于第一部分的盲孔中，压拱的两部分之间接触良好。一第三液压缸23的活塞杆自由端和缸筒分别与压拱的两部分连接，通过第三液压缸活塞杆的伸缩运动实现压拱两部分之间的相对滑动。两压拱将炉膛分为三部分，压拱的设置可阻挡温度较高的加热段的热气流流向均热段和预热段，并配合调节各烧嘴的火焰大小，使得炉膛的三段之间具有一定的温度差，以达到热处理的要求。同时，各段之间存在一定的温差，可使工件分段受热，充分利用了资源，加热效果好。置于均热段炉顶上的热电偶用于监测均热段的温度，置于加热段炉顶上的红外温度感应器用于监测加热段的出料温度。同时，可通过调节压拱的长度，调节三段之间的热量对流，以调节各段之间的温差大小。

Claims (9)

1.一种步进式加热炉，包括炉体、步进总成和烧嘴，所述炉体包括炉顶和炉墙，在所述炉顶上设有若干烧嘴，在所述炉体的底部设有步进总成，其特征是，在所述炉顶的底部固定安装有由耐火材料制成的两个压拱，两所述压拱将炉膛分为三段，矩形的所述压拱包括内外设置并相互滑动配合的两部分，一驱动部件设置在压拱的两部分之间并通过驱动压拱两部分之间的相对滑动改变炉膛三段之间的热量对流。

2.根据权利要求1所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述炉体还包括炉底和步进炉底，由钢结构和耐火浇注料制成的两所述炉底分别固定在左右两侧的炉墙上，在两侧的炉底之间设有由钢结构和耐火浇注料制成的步进炉底，所述步进炉底固定安装在步进总成上。

3.根据权利要求1所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述步进总成包括步进道轨、步进下梁和步进上梁，两排所述步进道轨固定在地基上，在两水平放置的所述步进下梁的上部和下部分别设有若干滚轮；位于每一所述步进下梁下部的若干所述滚轮与每排步进道轨上的斜面滚动配合，两水平放置的步进上梁分别与两步进下梁上部的滚轮滚动配合，所述步进上梁与步进炉底的底部固定连接，一第一液压缸和第二液压缸的缸筒分别与竖直墙壁铰接，所述第一液压缸和第二液压缸的活塞杆自由端分别与步进下梁和步进上梁的尾部铰接。

4.根据权利要求2所述的一种步进式加热炉，其特征是，在左右两侧炉底的上部分别固定有一L形的第一支撑块，两第一支撑块相对设置并成对使用；在步进炉底的上部固定有两相对设置并成对使用的L形的第二支撑块，每一所述第一支撑块和第二支撑块的上部为锯齿形，且两所述第一支撑块上的齿与两第二支撑块上的齿相互错开。

5.根据权利要求4所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述第一支撑块和第二支撑块上的齿为圆弧形。

6.根据权利要求4所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述第一支撑块和第二支撑块上的齿为顶角为钝角的等腰三角形。

7.根据权利要求1所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述驱动部件为第三液压缸。

8.根据权利要求1所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述驱动部件为齿轮齿条。

9.根据权利要求6所述的一种步进式加热炉，其特征是，所述第一支撑块和第二支撑块均由耐热钢或铬刚玉砖制成。