CN209716083U - 一种铝棒单棒炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种铝棒单棒炉，包括机架，设置在机架上的炉体，设置在炉体内、用于输送铝棒的输送装置，以及排气装置；炉体后部设置有加热腔，加热腔内设置有多个烧嘴，炉体前部设置有预热室，加热腔的一侧设置有流道；所述加热腔与预热室隔离，加热腔与流道连通，流道与预热室连通，排气装置用于从预热室排气。该铝棒单棒炉能够避免烟气沿加热腔流动而导致前区铝棒二次加热。

Description

一种铝棒单棒炉

技术领域

本实用新型涉及铝材生产设备技术领域，特别涉及一种铝棒单棒炉。

背景技术

使用铝棒挤压成型的方式生产各种铝材产品前，需要先对铝棒进行加热，铝棒单棒炉（本文中提及的铝棒单棒炉是指隧道式的铝棒单棒炉）是一种用于对铝棒进行加热的设备，一般的铝棒单棒炉的炉体内均设置有加热腔，加热腔内沿长度方向设置有多个烧嘴，加热腔前端设置有预热室，预热室处设置有排气装置；铝棒在加热腔中，燃气和空气混合好后从烧嘴喷出燃烧对铝棒进行加热，产生的烟气会沿着加热腔往前方流动进入预热室对前方的铝棒进行预热，最后烟气会被排气装置排出。

由于铝棒温度一般要求不超过530℃，而火焰温度约1300℃至1400℃，产生的烟气约1000℃，当烟气沿加热腔流动时，会对前区铝棒进行二次加热，无法进行准确温度控制，甚至有熔棒的危险，为避免此现象，一般会通过调节燃气流量来降低的前加热区的加热温度，来避免熔棒，但这样设置有时又会造成铝棒芯表温差（即内外温差）加大，对于高端工业材的挤压不利。

可见，现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种铝棒单棒炉，旨在解决高温烟气沿加热腔流动导致前区铝棒二次加热的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种铝棒单棒炉，包括机架，设置在机架上的炉体，设置在炉体内、用于输送铝棒的输送装置，以及排气装置；炉体后部设置有加热腔，加热腔内设置有多个烧嘴，炉体前部设置有预热室，加热腔的一侧设置有流道；所述加热腔与预热室隔离，加热腔与流道连通，流道与预热室连通，排气装置用于从预热室排气。

所述的铝棒单棒炉中，所述加热腔沿长度方向设置有多块隔板，每块隔板上均开设有用于供铝棒通过的穿孔，这些隔板把加热腔分隔为多个子加热腔，每个子加热腔均与流道连通。

所述的铝棒单棒炉中，所述排气装置包括一端与预热室前部连通的排气管，以及设置在排气管另一端的抽气机。

所述的铝棒单棒炉，还包括用于向各烧嘴输送空气的送气管，以及热交换器；所述排气管和送气管均连接至该热交换器以进行换热。

所述的铝棒单棒炉中，所述烧嘴包括烧嘴主体，烧嘴主体内设置有一个主燃烧孔、多个稳焰孔和一个导流孔；主燃烧孔为与烧嘴主体同轴设置的圆孔；稳焰孔沿主燃烧孔的周向均匀排布，稳焰孔为圆柱孔且其前端与后端在主燃烧孔的周向上具有一个夹角；导流孔为设置在烧嘴主体前端的圆柱盲孔，主燃烧孔和稳焰孔的前端连通至导流孔的后端。

所述的铝棒单棒炉中，所述预热室内沿长度方向设置有若干个烟气循环装置，烟气循环装置能够使预热室内的烟气围绕铝棒循环流动。

所述的铝棒单棒炉中，所述烟气循环装置包括设置在铝棒正上方的吸风斗，设置在吸风斗正上方的离心叶轮，以及用于驱动离心叶轮转动的驱动机构；吸风斗的入口朝下设置、出口朝上设置，吸风斗与预热室的内壁之间具有间隙，离心叶轮的转轴竖直设置。

所述的铝棒单棒炉，还包括一个设置在炉体前侧的外预热装置，该外预热装置包括基架和设置在基架上的预热筒；预热筒两端分别设置有进气口和排气口，进气口与所述排气装置连接，排气装置把烟气从进气口送入预热筒内。

所述的铝棒单棒炉中，所述预热筒的内腔为圆柱形，内腔内同轴地设置有一个螺旋叶片；该螺旋叶片的外侧与内腔腔壁固连，其内径不小于铝棒的直径。

所述的铝棒单棒炉中，所述外预热装置还包括一个排风机，该排风机的入口通过管道与所述排气口连接。

有益效果：

本实用新型提供了一种铝棒单棒炉，工作时，铝棒在加热腔中进行加热，高温烟气在排气装置的作用下往前流动，由于加热腔与预热室隔离，加热腔与流道连通，流道与预热室连通，烟气会先流入流道，再沿流道流向预热室，最后排出，不会沿加热腔流动导致前区铝棒二次加热。

附图说明

图1为本实用新型提供的铝棒单棒炉的结构示意图。

图2为本实用新型提供的铝棒单棒炉中，烧嘴的前视图。

图3为本实用新型提供的铝棒单棒炉中，烧嘴的后视图。

图4为图2中的A-A截面图。

图5为图1中的B-B截面图。

图6为本实用新型提供的铝棒单棒炉中，离心叶轮的结构示意图。

图7为本实用新型提供的铝棒单棒炉中，外预热装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种铝棒单棒炉，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本文中，后是指铝棒移动的方向，前与后反向。

请参阅图1-7，本实用新型提供的一种铝棒单棒炉，包括机架1，设置在机架上的炉体2，设置在炉体内、用于输送铝棒90的输送装置3，以及排气装置4；炉体后部设置有加热腔5，加热腔内设置有多个烧嘴6，炉体前部设置有预热室7，加热腔的一侧设置有流道8；所述加热腔与预热室隔离，加热腔与流道连通，流道与预热室连通，排气装置用于从预热室排气。

工作时，铝棒在输送装置的输送作用下从前往后进入炉体内，燃气从加热腔中的烧嘴喷出燃烧对铝棒进行加热，燃烧产生的高温烟气在排气装置的作用下往前流动，由于加热腔与预热室隔离，加热腔与流道连通，流道与预热室连通，烟气会先流入流道，再沿流道流向预热室，最后排出，不会沿加热腔流动而导致前区铝棒二次加热，从而提高温度控制的准确性，避免熔棒，且不会造成铝棒芯表温差加大。

具体的，所述加热腔5沿长度方向设置有多块隔板9，每块隔板上均开设有用于供铝棒90通过的穿孔，这些隔板把加热腔分隔为多个子加热腔，每个子加热腔均与流道连通。通过这些隔板，可把加热腔与预热室隔离，同时可避免不同子加热腔之间相互干扰，从而大大地提高温度控制的准确性。

本实施例中，所述流道8为一个设置在加热腔5下侧且沿加热腔整个长度方向延伸的腔体。事实上，流道8也可以为一根输气管，该输气管与各子加热腔之间均连接有连接支管，各子加热腔中的烟气通过各自的连接支管进入输气管后流向预热室；但是这种结构与本申请的技术方案相比，结构复杂，生产成本和维护成本较高。另外，流道不一定要设置在加热腔下侧，也可以设置在左侧、右侧或上侧，此处把流道设置在加热腔下侧是为了方便其它元器件的排布。

具体的，所述排气装置4包括一端与预热室7前部连通的排气管4.1，以及设置在排气管另一端的抽气机4.2。把排气管设置在预热室前部，烟气会流动至预热室前部才能排出，提高了烟气在预热室中的移动距离，从而充分地与需预热的铝棒接触，使烟气的余热得到更好的利用。

进一步的，所述流道8与预热室7的后端连通，使烟气从整个预热室流过，进一步提高烟气在预热室中的移动距离，从而进一步提高余热的利用率。

优选的，所述的铝棒单棒炉，还包括用于向各烧嘴6输送空气的送气管10，以及热交换器（图中没画）；所述排气管和送气管均连接至该热交换器以进行换热。燃气燃烧需要氧气，此处，燃气和空气混合好后送往烧嘴进行燃烧，该部分空气由送气管10进行输送，而通过热交换器可利用烟气的余热加热该部分空气，使余热随着空气带入加热腔进行利用，提高余热的利用率，降低能耗。

具体的，见图2-4，所述烧嘴6包括烧嘴主体6.1，烧嘴主体内设置有一个主燃烧孔6.2、多个稳焰孔6.3和一个导流孔6.4；主燃烧孔为与烧嘴主体同轴设置的圆孔；稳焰孔沿主燃烧孔的周向均匀排布，稳焰孔为圆柱孔且其前端与后端在主燃烧孔的周向上具有一个夹角a（见图2、3，所有稳焰孔的后端相对前端围绕主燃烧孔的中心轴旋转了一个角度a）；导流孔为设置在烧嘴主体前端的圆柱盲孔，主燃烧孔和稳焰孔的前端连通至导流孔的后端。

现有的烧嘴一般只设置有主燃烧孔和稳焰孔，且稳焰孔与主燃烧孔为相互平行的直孔，使用这种烧嘴时的输入燃气压力的调节范围一般为2.0MPa～3.0MPa，低于或高于此压力值易造成断火或熄灭，引起安全隐患，可调范围较窄，而在此压力范围内，火焰喷射速度约20m/s，火焰中焰长度为65mm～80mm，前端外焰900℃处的面积约30cm²。而本申请的烧嘴在工作时，从稳焰孔喷出的燃气以倾斜的角度喷出并撞上导流孔的周壁，在导流孔周壁的作用下螺旋运动，使火道以螺旋线型喷射，燃烧增加充分，与现有技术的烧嘴相比，燃气使用压力调节范围更大，火焰喷射速度更快，火焰中焰长度更长，火焰稳定性较高。

具体的，所述夹角a为10°～15°；所述稳焰孔6.3与主燃烧孔6.2的直径之比为1:4～5，所述主燃烧孔6.2与导流孔6.4的直径之比为1:2～3；在该范围内的加热效果较好。优选的，所述夹角a为15°；所述所述稳焰孔与主燃烧孔的直径之比为1:5，所述主燃烧孔与导流孔的直径之比为1:2.4，所述稳焰孔3设置有八个，加热效果最佳。

例如，稳焰孔6.3的直径为2mm，主燃烧孔6.2的直径为10mm，导流孔6.4的直径为24mm，经试验表明，该烧嘴的燃气使用压力在0.2MPa～3.5MPa之间不会出现断火或熄灭现象，射速度约30m/s，火焰中焰长度75mm～110mm，前端外焰900℃处的面积约50cm²。由于具有更长的中焰长度，前端外焰900℃处的面积更大，火焰对铝棒的有效包裹面积更大，加热更均匀和快速，加热效果更好。

进一步的，所述烧嘴主体6.1的后部设置有进气孔6.5，该进气孔为前小后大的截锥状，所述主燃烧孔6.2的后端和稳焰孔6.3的后端均与进气孔连通。由于进气孔从后到前逐渐缩小，可提高进气孔前端处的压力，从而使燃气的喷射速度更快，有利于提高加热效果。优选的，所述进气孔6.5的半锥角为2°。

本实施例中，所述进气孔6.5前端开设有一个扩张孔6.6，该扩张孔为直径比进气孔前端直径大的圆孔，扩张孔的后端与进气孔前端连通，扩张孔的前端与主燃烧孔6.2的后端和稳焰孔6.3的后端均连通。燃气从进气孔流入扩张孔时，压力会降低流速会增大，可提高进气流量，并进一步提高喷射速度。

见图1，所述预热室7内沿长度方向设置有若干个（即至少一个）烟气循环装置11，烟气循环装置能够使预热室内的烟气围绕铝棒循环流动。一般的铝棒单棒炉中烟气会直接从预热室流过后排出，烟气的流动基本为直线运动，在预热室内停留的时间较短，因此对铝棒的接触时间较少，而且只有靠近铝棒的部分烟气能够对铝棒进行加热，烟气的余热利用率低，预热效果较差，且浪费能源。本申请在预热室内设置烟气循环装置，使烟气围绕铝棒循环流动，一方面可增长烟气的移动路程，提高烟气与铝棒的接触时间从而提高预热效果，另一方面可使更多的烟气与铝棒接触从而提高余热利用率。由于烟气的余热得到更充分的利用，可以节省能源，当烟气循环装置11设置多个时，效果更佳。

具体的，见图5，所述烟气循环装置11包括设置在铝棒90正上方的吸风斗11.1，设置在吸风斗正上方的离心叶轮11.2，以及用于驱动离心叶轮转动的驱动机构；吸风斗的入口朝下设置、出口朝上设置，吸风斗与预热室的内壁之间具有间隙，离心叶轮的转轴竖直设置。

离心叶轮的结构如图6所示，包括上基板11.2a、下基板11.2b以及多块设置在上基板和下基板之间的叶片11.2c，上基板和下基板之间形成空腔，下基板开设有进气孔；离心叶轮转动时会把空腔内的空气沿周向排出从时空腔形成负压，下方的空气会从进气孔吸入空腔内。因此，离心叶轮转动时会从下方吸取烟气，使烟气从铝棒下方绕过铝棒表面向上流动，再从离心叶轮周向流出从吸风斗与预热室的内壁之间具有间隙朝下流动形成循环。

进一步的，所述驱动机构包括驱动电机11.3、传动齿轮组11.4、以及轴筒11.5；离心叶轮11.2的转轴穿设在轴筒11.5中。

见图1、7，所述的铝棒单棒炉，还包括一个设置在炉体2前侧的外预热装置12，该外预热装置包括基架12.1和设置在基架上的预热筒12.2；预热筒两端分别设置有进气口12.3和排气口12.4，进气口与所述排气装置4连接，排气装置把烟气从进气口12.3送入预热筒内。经过预热室的一次利用和热交换器的二次利用后，烟气还具有较高的温度，一般在150℃以上，如果直接排放会造成一定的热能浪费；此处，铝棒在进入炉体前可先在预热筒内预热，把二次利用后的烟气送入预热筒内对铝棒进行预热，可进一步利用余热，更加节省能源。

进一步的，所述预热筒12.2的内腔为圆柱形，内腔内同轴地设置有一个螺旋叶片12.5；该螺旋叶片的外侧与内腔腔壁固连，其内径不小于铝棒的直径。预热时铝棒从螺旋叶片的内侧穿过，螺旋叶片和铝棒把预热筒的内腔分隔为一个螺旋通道，烟气沿该螺旋通道流动，提高了烟气的移动路程，使延长了烟气与铝棒的接触时间，提高余热的利用率，而且由于烟气围绕铝棒螺旋移动，使铝棒各处加热比较均匀，温差较小，预热效果好。

本实施例中，所述预热筒12.2和炉体2直线排布，预热筒的出口与炉体的入口连接，预热筒的入口处设置有密封门12.6。

此外，所述外预热装置12还包括一个排风机12.7，该排风机的入口通过管道与所述排气口12.4连接，以保证烟气的流动顺畅。

具体的，所述输送装置3包括承托在铝棒下侧的传输轮3.1，传输在传输轮上的传输轮轴3.2，传输电机（图中没画），以及链条传动机构3.3，传输电机通过链条传动机构驱动所有传输轮轴3.2同步转动。

优选的，所述外预热装置12也设置有输送装置，该输送装置的结构与输送装置3的结构相类似，区别仅在于传输轮和对应传输轮轴的数量。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种铝棒单棒炉，其特征在于，包括机架，设置在机架上的炉体，设置在炉体内、用于输送铝棒的输送装置，以及排气装置；炉体后部设置有加热腔，加热腔内设置有多个烧嘴，炉体前部设置有预热室，加热腔的一侧设置有流道；所述加热腔与预热室隔离，加热腔与流道连通，流道与预热室连通，排气装置用于从预热室排气。

2.根据权利要求1所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述加热腔沿长度方向设置有多块隔板，每块隔板上均开设有用于供铝棒通过的穿孔，这些隔板把加热腔分隔为多个子加热腔，每个子加热腔均与流道连通。

3.根据权利要求1所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述排气装置包括一端与预热室前部连通的排气管，以及设置在排气管另一端的抽气机。

4.根据权利要求3所述的铝棒单棒炉，其特征在于，还包括用于向各烧嘴输送空气的送气管，以及热交换器；所述排气管和送气管均连接至该热交换器以进行换热。

5.根据权利要求1所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述烧嘴包括烧嘴主体，烧嘴主体内设置有一个主燃烧孔、多个稳焰孔和一个导流孔；主燃烧孔为与烧嘴主体同轴设置的圆孔；稳焰孔沿主燃烧孔的周向均匀排布，稳焰孔为圆柱孔且其前端与后端在主燃烧孔的周向上具有一个夹角；导流孔为设置在烧嘴主体前端的圆柱盲孔，主燃烧孔和稳焰孔的前端连通至导流孔的后端。

6.根据权利要求1所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述预热室内沿长度方向设置有若干个烟气循环装置，烟气循环装置能够使预热室内的烟气围绕铝棒循环流动。

7.根据权利要求6所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述烟气循环装置包括设置在铝棒正上方的吸风斗，设置在吸风斗正上方的离心叶轮，以及用于驱动离心叶轮转动的驱动机构；吸风斗的入口朝下设置、出口朝上设置，吸风斗与预热室的内壁之间具有间隙，离心叶轮的转轴竖直设置。

8.根据权利要求1所述的铝棒单棒炉，其特征在于，还包括一个设置在炉体前侧的外预热装置，该外预热装置包括基架和设置在基架上的预热筒；预热筒两端分别设置有进气口和排气口，进气口与所述排气装置连接，排气装置把烟气从进气口送入预热筒内。

9.根据权利要求8所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述预热筒的内腔为圆柱形，内腔内同轴地设置有一个螺旋叶片；该螺旋叶片的外侧与内腔腔壁固连，其内径不小于铝棒的直径。

10.根据权利要求8所述的铝棒单棒炉，其特征在于，所述外预热装置还包括一个排风机，该排风机的入口通过管道与所述排气口连接。