CN210856243U - 一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，属于退火炉技术领域，本实用新型要解决的技术问题为如何避免炉气循环过程中退火炉炉体内上部两侧处出现对流死角区域，采用的技术方案为：其结构包括水平导流板，水平导流板的上侧面设置有进出风筒，进出风筒内设置有循环风机扇叶；所述水平导流板的两端分别设置有一侧封板，水平导流板的下方设置有底面封板，底面封板上设置有回风孔；由底面封板、两侧封板和水平导流板组成回风整流腔室。

Description

一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置

技术领域

本实用新型涉及退火炉技术领域，具体地说是一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置。

背景技术

铝合金箔材是应用非常广泛的一种金属材料，在成品阶段大多需要根据品质控制要求在铝材退火炉中通过一定时间(20-300h)的高温热处理，实现铝材消除加工应力、改善组织力学性能、提高表面洁净度等工艺目标，铝箔退火炉生产过程根据退火工艺控制要求必须使炉气从常温逐步升温到200℃-320℃并长时间保持，炉气均匀性要求≤±3℃。

现有铝材退火炉多为箱式加热炉，其主要特征是箱式炉体，采用电能或燃气为加热能源，循环风机、加热器和导流板式风道内置于炉膛，水平导流板、垂直导流板和炉膛保温墙压棉板构成了风道，垂直导流板末端和炉膛底部形成的缺口构成了风道出风口，水平导流板中心位置设置进出风筒，循环风机叶轮悬空安装于进出风筒中，加热器安装在炉膛内两侧的风道中，根据装炉量在炉膛内设多个加热区，每个加热区安装有1台大风量轴流风机、1套加热器和1套热风导流板。

现有技术中炉膛内的炉气只能通过位于炉膛内顶部水平导流板中心的进出风筒回流，经进出风筒中的风机叶轮卷吸后沿水平导流板水平运动，后转向向下沿垂直风道下行经出风斜导板导向后向炉底方向进入炉膛，其炉气循环路径是：炉膛→进出风筒→水平风道→垂直风道→出风斜导板→炉膛，现有炉气循环结构存在几个问题：

1、回风集中，由于进出风管位于水平导流板中心部位，所有炉气从底部出风口进入炉膛后都只能从进出风筒这个地方回流并经风机叶轮进行二次循环，如此自上而下形成了一个“Λ”形气流路径，导致在气流路径外的区域形成“风短路”和“热死角”现象，炉膛均匀性很差可达±5-10℃的温差，因此现有技术中退火时循环风机必须维持较高的转速(＞20HZ、＞400r/min)和较大的循环风量(＞40000m3/h)；其中，对流死角区域出现在下部两出风斜导板之间；

2、炉膛均匀性差容易造成铝合金箔材、薄壁型材等产品在热处理时由于炉气温差过大产生“起杠”、“发蓝”、“力学性能不合格”等质量问题；

3、为了解决炉气均匀性问题，现有炉型必须采用大风量循环风机(功率37Kw、风量140000m3/h)和高频率运行(25-35Hz)用较大的循环风量搅拌、搅均炉膛内的炉气，也造成了循环风机运行能耗很高的问题，如20T退火炉配2台循环风机，每小时循环风机耗能30-40Kwh，铝箔平均退火时间150小时，循环风机能耗大约在4500Kwh以上；

4、大风量炉气循环时，往往风速高、冲刷力强，容易将铝箔吹散、吹碎，碎箔会被吹到加热器上造成电气短路，引起不正常停机和维修成本。

综上所述，如何避免炉气循环过程中退火炉炉体内上部两侧处出现对流死角区域是目前现有技术中亟待解决的问题。

专利号为CN201971859U的专利文献公开了一种高效的适用于热处理炉的风循环导流装置，包括侧墙，侧墙与炉顶连接，炉顶上端设置有循环风机，循环风机扇叶设置于水平导流器内，水平导流器与炉顶通过导流板挂件连接，水平导流器的上下端分别设置有上封板和下封板，上封板与下封板之间设置有角度的导流板连接，水平导流器与垂直导流器连接，垂直导流板器与侧墙之间通过侧导流板挂件连接，垂直导流器内壁侧设置有垂直钢板并且钢板设置有喷流管，垂直导流器与炉底连接。但是该技术方案炉气循环过程退火炉炉体内上部两侧处出现对流死角区域。

发明内容

本实用新型的技术任务是提供一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，来解决如何避免炉气循环过程中退火炉炉体内上部两侧处出现对流死角区域的问题。

本实用新型的技术任务是按以下方式实现的，一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，包括水平导流板，水平导流板的上侧面设置有进出风筒，进出风筒内设置有循环风机扇叶；所述水平导流板的两端分别设置有一侧封板，水平导流板的下方设置有底面封板，底面封板上设置有回风孔；由底面封板、两侧封板和水平导流板组成回风整流腔室。

作为优选，所述进出风筒呈圆筒状，圆筒状进出风筒的直径大于循环风机扇叶的直径。

更优地，所述进出风筒位于水平导流板上侧面的中心位置，进出风筒与回风整流腔室相连通。

作为优选，所述回风孔呈圆形或长条形，圆形或长条形回风孔设置有若干个，若干个回风孔沿底面封板由中心向外呈放射状分布。

更优地，所述回风孔沿底面封板由中心向外呈圆周阵列分布，回风孔的阵列圆周有大小圆周之分，回风孔的阵列大小圆周的圆心均与底面封板的中心点重合。

更优地，所述回风孔沿底面封板由中心向外呈矩形阵列分布，回风孔的阵列矩形有大小矩形之分，回风孔的阵列大小矩形的中心点均与底面封板的中心点重合。

作为优选，所述回风孔上设置有回风筒，回风筒位于底面封板的上侧面，即回风筒位于回风整流腔室内。

更优地，所述回风筒呈喇叭口状。

更优地，所述回风筒包括中心回风筒和外围回风筒，中心回风筒设置在底面封板的中间位置，外围回风筒位于中心回风筒的外侧且外围回风筒沿底面封板呈矩形阵列分布。

更优地，所述中心回风筒的中心轴线与底面封板相垂直，外围回风筒的中心轴线向中心回风筒的中心轴线倾斜且外围回风筒的中心轴线与中心回风筒的中心轴线之间的角度为15-85°。

本实用新型的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置具有以下优点：

(一)、与现有技术相比，本实新型能够实现退火炉炉膛内炉气在循环时有多个回风路径，并对炉膛不同位置、不同流速和温度的炉气进行整流和混合，实现降低循环风机转速和风量、提高炉膛温度均匀性、降低循环风机能耗、解决现有铝箔退火炉循环风机能耗高、炉气温差大、铝箔退火质量差的问题；炉气可以经底面封板的回风孔进入其箱体内，再由集风口进入风机进风口，由于回风整流室宽度方向比风机进风口宽、长度方向从炉门口向炉后墙纵伸，炉气的回风路径由现有技术的集中一处变成多个位置、多条路径，大大优化了炉气循环路径和热场分布结构，使得现有技术中风机进风口以外区域的“风短路”、“热死角”问题得到了解决；

(二)、本实用新型能够优化炉气回流路径，由集中回风变成多点多路回风，引导炉气从原有死角区域进行回流，实现对炉气循环路径的改善，解决“风短路”、“热死角”问题，大幅提高炉膛热场均匀性；

(三)本实用新型以较小的循环风量即可实现炉气的均匀循环并满足铝箔退火工艺升温要求，因而可以降低循环风机的风量(≤10000m3/h)和能耗(每台风机运行能耗只需8-10Kwh/h)；

(四)、本实用新型改善了炉气均匀性，炉膛内不同区域的铝箔卷都可有气流经过，解决由于温差大带来的退火力学性能不一致、除油效果不一致等质量问题，提高了铝合金产品的退火后的材料性能、表面质量等关键品质指标，减少产品质量缺陷和退货损失，提高了产品附加值和市场竞争力；

(五)、炉气均匀性的改善，使炉膛内各处的铝合金产品可以均匀吸热、提高了料温升温的同步速率，解决了现有技术中由于炉气温差大、各处炉料升温不同步导致的退火时间长、退火能耗高的问题；由于不再需要大风量风机对炉气进行搅拌、搅匀即可实现炉膛内炉气均匀运动和热对流，炉膛温差可以控制在≤±3℃，因此可以使用小风量循环风机替代现有技术中的大功率大风量循环风机或可以直接降低现有技术中风机的运行频率，以大幅降低退火过程中的循环风机运行能耗；

(六)、本实用新型降低风机风量后，解决大风量带来的铝箔吹散、吹碎、加热器短路维修等问题；

(七)、本实用新型的呈喇叭口状的外围回风筒向中心回风筒的方向倾斜设置，确保回风过程中风能够快速进入进出风筒，提高回风效率。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为实施例1的结构示意图；

附图2为附图1中回风整流腔室的立体结构示意图；

附图3为附图1中回风整流腔室的结构示意图；

附图4为附图3中A向的结构示意图；

附图5为附图3中B向的结构示意图；

附图6为实施例2中回风整流腔室的立体结构示意图；

附图7为实施例2中回风整流腔室的结构示意图；

附图8为实施例3的结构示意图；

附图9为附图8中底面封板的立体结构示意图；

附图10为附图8中底面封板的结构示意图；

附图11为实施例4的结构示意图。

图中：1、水平导流板，2、垂直导流板，3、进出风筒，4、循环风机电机，5、侧封板，6、底面封板，7、回风孔，8、多页式导流装置，9、回风筒，10、中心回风筒，11、外围回风筒，12、回风整流腔室，13、循环风机扇叶，14、电阻带加热器，15、侧墙保温棉板，16、圆弧形导流板。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本实用新型的一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置作以下详细地说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述。而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1：

如附图1所示，本实用新型的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置,其结构包括水平导流板1，水平导流板1的上侧面安装有进出风筒3，水平导流板1与进出风筒3重合的位置区域为镂空结构，进出风筒3呈圆筒状，圆筒状进出风筒3内安装有循环风机扇叶13；循环风机扇叶13小于进出风筒3的直径。水平导流板1的两端分别安装有一侧封板5，水平导流板1的下方安装有底面封板6，底部封板6与水平导流板1之间的垂直距离50-400mm。底面封板6上开设有回风孔7；由底面封板6、两侧封板5和水平导流板1组成回风整流腔室12。进出风筒3位于水平导流板1上侧面的中心位置，圆筒形进出风筒3与回风整流腔室12连通。如附图2、3和4所示，回风孔7呈圆形，圆形回风孔7设置有若干个，若干个回风孔7沿底面封板6中心向外呈放射状分布。

本实用新型的回风整流装置通过锚固件安装于炉膛内顶部，其中水平导流板1和垂直导流板2相连接，二者与炉膛顶部和侧墙保温棉板15间隔500-300mm形成炉气水平风道和垂直风道，并通过锚固件分别固定于炉膛顶部和侧墙，循环风机电机4垂直安装在水平导流板1的上方，循环风机扇叶13位于水平风道中，电阻带加热器14位于垂直风道中。

退火炉的炉气经回风整流腔室12的回风孔进入整流腔整流和混合后进入进出风筒3，循环风机扇叶13安装于进出风筒3中，炉气被循环风机扇叶13卷吸后向上进入水平导流板1与炉膛顶部压棉板构成的水平风道，后转向向下进入垂直导流板2与侧墙保温棉板15构成的垂直风道，经多页式导流装置8和圆弧形导流板16的导向朝多个角度进入炉膛，即使用本实用新型后的炉气循环路径是：炉膛内炉气由底面封板6的回风孔7进入回风整流腔室12→集风口→循环风机电机4进风口→水平风道→垂直风道→多页式导流装置8和圆弧形导流板16→炉膛。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别仅在于：如附图6和7所示，回风孔7呈长条形，长条形回风孔7设置有若干个，若干个回风孔7沿底面封板6由中心向外呈放射状分布。其他结构、位置关系及连接关系均与实施例1完全相同。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别仅在于：如附图5所示，回风孔7沿底面封板6由中心向外呈圆周阵列分布，回风孔7的阵列圆周有大小圆周之分，回风孔7的阵列大小圆周的圆心均与底面封板6的中心点重合。其他结构、位置关系及连接关系均与实施例1完全相同。

实施例4：

本实施例与实施例1的区别仅在于：如附图11所示，回风孔7沿底面封板6由中心向外呈矩形阵列分布，回风孔7的阵列矩形有大小矩形之分，回风孔7的阵列大小矩形的中心点均与底面封板6的中心点重合，由于中间风压高外围风压低，故矩形阵列的回风孔7的中间位置的孔的大小小于外围回风孔7的大小，确保进风均匀。其他结构、位置关系及连接关系均与实施例1完全相同。

实施例5：

本实施例与实施例1的区别仅在于：如附图8所示，回风孔7上安装有回风筒9，回风筒9位于底面封板6的上侧面，即回风筒9位于回风整流腔室12内。如附图9所示，回风筒9呈喇叭口状。如附图10所示，回风筒9包括中心回风筒10和外围回风筒11，中心回风筒10安装在底面封板6的中间位置，外围回风筒11位于中心回风筒10的外侧且外围回风筒11沿底面封板6呈矩形阵列分布。中心回风筒10的中心轴线与底面封板6相垂直，外围回风筒11的中心轴线向中心回风筒10的中心轴线方向倾斜设置且外围回风筒11的中心轴线与中心回风筒10的中心轴线之间的角度为30°。其他结构、位置关系及连接关系均与实施例1完全相同。

外围回风筒11还可以沿底面封板6由中心到外呈放射状分布或呈矩形阵列分布。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，包括水平导流板，水平导流板的上侧面设置有进出风筒，进出风筒内设置有循环风机扇叶；其特征在于，所述水平导流板的两端分别设置有一侧封板，水平导流板的下方设置有底面封板，底面封板上设置有回风孔；由底面封板、两侧封板和水平导流板组成回风整流腔室。

2.根据权利要求1所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述进出风筒呈圆筒状，圆筒状进出风筒的直径大于循环风机扇叶的直径。

3.根据权利要求1或2所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述进出风筒位于水平导流板上侧面的中心位置，进出风筒与回风整流腔室相连通。

4.根据权利要求1所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述回风孔呈圆形或长条形，圆形或长条形回风孔设置有若干个，若干个回风孔沿底面封板由中心向外呈放射状分布。

5.根据权利要求1或4所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述回风孔沿底面封板由中心向外呈圆周阵列分布，回风孔的阵列圆周有大小圆周之分，回风孔的阵列大小圆周的圆心均与底面封板的中心点重合。

6.根据权利要求1或4所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述回风孔沿底面封板由中心向外呈矩形阵列分布，回风孔的阵列矩形有大小矩形之分，回风孔的阵列大小矩形的中心点均与底面封板的中心点重合。

7.根据权利要求1所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述回风孔上设置有回风筒，回风筒位于底面封板的上侧面。

8.根据权利要求7所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述回风筒呈喇叭口状。

9.根据权利要求7或8所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述回风筒包括中心回风筒和外围回风筒，中心回风筒设置在底面封板的中间位置，外围回风筒位于中心回风筒的外侧且外围回风筒沿底面封板呈矩形阵列分布。

10.根据权利要求9所述的用于铝材退火炉的炉气回风整流装置，其特征在于，所述中心回风筒的中心轴线与底面封板相垂直，外围回风筒的中心轴线向中心回风筒的中心轴线倾斜且外围回风筒的中心轴线与中心回风筒的中心轴线之间的角度为15-85°。

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