CN204455205U - 一种可均匀加热的低温明火热处理炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可均匀加热的低温明火热处理炉，包括炉壳体和多个设置在炉壳体上的烧嘴，所述烧嘴设有燃料入口、空气入口、火焰喷口和用于排除燃烧烟气的烟气出口，所述燃料入口与两条以上不同流量的燃料管道相连或所述空气入口与两条以上不同流量的空气管道相连。本实用新型的烧嘴设有数个燃料管道或空气管道，可以根据需要调节各烧嘴的空气燃料比，形成高速喷出的高温烟气或温度较低的烟气，进而调整工作状态为加热或均热保温态，从而实现对工件在低炉温条件下的升温加热和均热保温。

Description

一种可均匀加热的低温明火热处理炉

技术领域

本实用新型属于钢铁冶金领域，涉及一种热处理炉，特别涉及一种可均匀加热待处理金属的低温明火热处理炉。

背景技术

低温火焰炉内的传热以对流传热为主。影响对流传热效果的因素很多，其中最主要的因素是被加热件表面的传热介质的速度。增大被加热件的表面气流流速，使流体紊乱程度增加，边界层减薄相应减小热阻。因此使被加热件表面的传热介质进行高速再循环是强化对流传热的最有效方法。

热轧精整机组的工序中，在保证钢板硬度前提下，为消除钢板内部应力，要求对钢板加热进行低温回火，如高品质耐磨钢等品种，需采用淬火+低温回火的热处理工艺，对低温回火的温度均匀性要求达到±5℃以内。该工序采用的热处理炉炉膛温度较低，一般300℃以下，为了满足热处理工艺需要，要求炉温均匀，钢板整体温差≤±5℃。对于该类明火热处理炉，在采用同一套燃烧系统的前提下，既要覆盖高温回火，又要覆盖低温回火，常规燃烧和控制方式难于实现。在低温热处理时，热处理炉内传热主要以对流方式进行，一般布置数量较多的小功率烧嘴直接加热；或者将燃烧后的烟气稀释到适当温度后鼓入炉膛内，利用烟气加热。采用烧嘴直接加热的方式，炉温调节灵活，响应速度快，可适应较大供热负荷的变化，可适应较高的炉膛温度变化，但使用明火加热时，烧嘴的火焰高温区较集中，要获得较好的炉温均匀性，需对炉内气流进行比较强烈的扰动，同时气流剧烈扰动，也能强化对流换热系数，提高传热效果。目前采用的手段主要是炉顶安装轴流风扇搅拌炉内气流，或者安装风扇的同时在炉膛内安装倒U型导流罩，烧嘴在导流罩外燃烧，利用风扇抽吸高温气体加热工件。高温轴流风扇价格昂贵，导流罩安装困难，只能安装在室式炉内，对于较长的连续退火炉，导流罩的安装和拆卸非常困难，无法采用。采用烟气鼓入炉膛内加热的方式，调节滞后性较强，不能响应快速变化的生产工艺需要，并且对于较长的炉子，需设置多台燃烧室和鼓风机，系统复杂，造价较高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，可实现对工件均匀加热的明火热处理炉。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种可均匀加热的低温明火热处理炉，包括炉壳体和设置在炉壳体上的烧嘴，所述烧嘴设有燃料入口、空气入口和火焰喷口，所述燃料入口与两条以上流量不同的燃料管道相连或所述空气入口与两条以上流量不同的空气管道相连。

作为本实用新型的优选，所述烧嘴还设有烟气出口，燃烧产生的烟气经烟气出口排出。

作为本实用新型的优选，所述热处理炉为间断式或连续式热处理炉。

作为本实用新型的优选，所述烧嘴数目为多个，交替设置在热处理炉加热室的单侧或双侧和/或炉顶部。

作为本实用新型的进一步优选，所述燃料管道数目为两条，分别为额定流量管道和小流量管道，或所述空气管道数目为两条，分别为额定流量和大流量两条管道。

进一步，采用脉冲信号调节所述燃料管道和空气管道的工作状态。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的烧嘴设有数个燃料管道和空气管道，各烧嘴可以根据需要调节空气燃料比进而将工作状态调整为加热或均热保温态。使用时，首先调整燃料管道和空气管道的开闭，使烧嘴的空气过剩系数为1.0～1.1(此空燃比既能够确保燃料完全燃烧，又不会有较多的过剩空气冷却火焰，且烧嘴火焰温度较高)，快速对工件加热；当工件温度达到设定值需要均匀加热或保温时，调整燃料管道和空气管道的开闭，使空气过剩系数增大，根据工艺需要最大可增加到2.5左右，使相应烧嘴进入均热保温态(此时大量过剩空气稀释火焰，降低燃烧后的烟气温度，若通入过量空气，增大了烟气量，提高了烧嘴出口火焰速度；采取降减少燃料量的方式，烟气量降低较少，保持了烧嘴出口的火焰速度，两种方式都降低了烟气温度，并且保证炉内烟气的搅动剧烈，由此获得低温下较好的温度均匀性)，从而实现对工件的均热保温。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为实施例1可均匀加热的低温明火热处理炉结构示意图；

图2为图1采用两侧烧嘴布置时的俯视图；

图3为采用单侧烧嘴布置时的俯视图；

图4为实施例1烧嘴结构示意图；

图5为实施例2烧嘴结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。

实施例1：

如图1-3所示，本实施例的可均匀加热的低温明火热处理炉，包括炉壳体7和交替布置在炉壳体7上用于加热工件2的烧嘴1，所述烧嘴1可以设置在炉壳体7炉壳体7的单侧(如图3所示)或者两侧或者炉顶(本实施中烧嘴1设置在炉壳体7的两侧，如图1、2所示)。本实施例的热处理炉为连续式热处理炉(炉内不同段，烧嘴分别采用加热模式和均热模式，被加热件连续运行经过升温段和均热段后完成热处理，炉子连续作业)，当然也可以实施于间断式热处理炉(被加热件放入其中经过升温和均热后再取出)。

本实施例的烧嘴结构如图4所示，包括一空气入口A、一燃料入口B、一火焰喷口C和一烟气出口D空气入口A同时与额定流量空气管道3和大流量空气管道4相连，燃料入口B与额定流量燃料管道5连接。

本实施例的可均匀加热的低温明火热处理炉可以按照如下方法使用：

1、快速加热段：

工件进入快速加热段后，此段烧嘴1为加热模式，开启额定流量空气管道3和额定流量燃料管道5，关闭大流量空气管道4，使得烧嘴1处于加热模式。此时烧嘴1中的空气、燃料配为正常配比(空气过剩系数为1.0～1.1)，保证燃料完全燃烧，又没有多余的空气，烧嘴出口的火焰温度高，能够使炉膛快速升温，进而实现对工件的快速加热。

2、均热保温阶段：

当工件温度达到预设值后，进入均热保温段，此段烧嘴1为均热模式，开启大流量空气管道4并同时关闭额定流量空气管道3，此时烧嘴1处于均热模式，通过大流量空气管道4进入烧嘴1的空气过量(空气过剩系数达2.5左右)，多余的空气可以稀释火焰，降低火焰温度，同时多余的空气供入，也增大了烟气量，提高了烟气喷出速度，这样就有更多的温度较低的烟气高速喷入炉膛内，减少局部高温区，同时对炉气的扰动加强，强化了对流传热效果，从而实现对工件的低温均匀加热保温。经验证，采用本方法可将工件各点温差控制在±5℃范围内。采用此种方式，风机功率比采用额定空气量燃烧的功率要大。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的烧嘴采用如图5所示结构；包括一空气入口A、一燃料入口B、一火焰喷口C和一烟气出口D，空气入口A与额定流量空气管道3相连，燃料入口B同时与额定流量燃料管道5和小流量燃料管道6连接。

本实施例的可均匀加热的低温明火热处理炉可以按照如下方法使用：

1、快速加热段：工件首先进入加热段，开启额定空气管道3和额定流量燃料管道5，关闭小流量燃料管道6，使得烧嘴1处于加热模式。此时烧嘴1中的空气、燃料配为正常配比(空气过剩系数为1.0～1.1)，保证燃料完全燃烧，又没有多余的空气，烧嘴出口的火焰温度高，能够使炉膛快速升温，进而实现对工件的快速加热。

2、均热保温阶段：

当工件温度达到预设值后，进入均热保温段，开启小流量燃料管道6并同时关闭额定流量燃料管道5，此时烧嘴1处于均热模式，进入烧嘴1的燃料量降低，烧嘴功率降低，多余的空气可以稀释火焰，降低火焰温度，同时多余的空气增大了烟气量，保证了烟气喷出速度，这样温度较低的烟气高速喷入炉膛内，减少局部高温区，同时对炉气的扰动并未因烧嘴功率变小而减弱，保证了对流传热效果，实现对工件的快速加热。与第一种方法相比，本方法通过调节煤气流量调节加热过程，，虽然烟气喷出速度比第一种方法略有降低，但本方法无需增大风机的功率，不会造成额外的能量消耗。

需要说明的是，为了减少烟道布置，本实施例烧嘴1优选采用自身预热方式，即将烟气从烧嘴1的烟气出口D抽出，抽走的烟气同时与助燃空气换热，进而降低排烟温度，提高助燃空气温度，提高热利用效率。

为严格控制工件加热温度，避免加热温度不均，本实施例采用采用脉冲信号调节所述燃料管道和空气管道的工作状态。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种可均匀加热的低温明火热处理炉，包括炉壳体和设置在炉壳体上的烧嘴，所述烧嘴设有燃料入口、空气入口和火焰喷口，其特征在于：所述燃料入口与两条以上流量不同的燃料管道相连或所述空气入口与两条以上流量不同的空气管道相连。

2.根据权利要求1所述可均匀加热的低温明火热处理炉，其特征在于：所述烧嘴还设有烟气出口，燃烧产生的烟气经烟气出口排出。

3.根据权利要求1所述可均匀加热的低温明火热处理炉，其特征在于：所述热处理炉为间断式或连续式热处理炉。

4.根据权利要求1所述可均匀加热的低温明火热处理炉，其特征在于：所述烧嘴数目为多个，交替设置在热处理炉加热室的单侧或双侧和/或炉顶部。

5.根据权利要求1-4任意一项所述可均匀加热的低温明火热处理炉，其特征在于：所述燃料管道数目为两条，分别为额定流量管道和小流量管道，或者所述空气管道数目为两条，分别为额定流量和大流量两条管道。

6.根据权利要求5所述可均匀加热的低温明火热处理炉，其特征在于：采用脉冲信号调节所述燃料管道和空气管道的工作状态。