CN104975159A - 一种多层辊底余热利用周期炉及其余热回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多层辊底余热利用周期炉及应用于多层辊底周期炉的余热回收方法。本发明所述的多层辊底余热利用周期炉包括炉体、升降机、真空换气室、进出料台、传动***、控制***，所述传动***包括传动装置，所述传动装置与电机相连接，所述进出料台、真空换气室、升降机及炉体依次连接，所述炉体与升降机之间设有电动炉门，所述炉体外部设有炉壳，炉体内设有多个加热体、至少两层炉内托辊，各层所述炉内托辊设置于传动装置上，所述控制***控制传动装置的正反传动和升降活动台的上下升降。本发明所述周期炉与现有技术中的连续炉和周期炉相比，具有装炉量大、应用范围广、生产能耗低、生产效率高的优点。

Description

一种多层辊底余热利用周期炉及其余热回收方法

技术领域

本发明涉及一种热处理炉，具体涉及一种多层辊底余热利用周期炉及一种应用于多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法。

背景技术

热处理炉是一种用于对金属工件进行热处理的设备，按照供热方式分为火焰炉和电炉两类，按照热工制度又可分为周期炉和连续炉。其中，连续炉是指炉子连续生产，炉膛划分温度区段，工件依次由预热区逐步进入温控区。经由连续炉处理的金属工件具有表面光洁、硬度均匀、变形性小的特点。但是，目前的连续炉都为单层，工件从一端进料另一端出料。这种类型的炉体一般均存在产量较低、设备整体占地面积大、生产成本高等缺陷。同时，将出料口和进料口设置于炉体两侧，极易形成空气对流，引起金属工件的氧化脱碳。

周期式炉又称间断式炉，炉子间断生产，在每一个加热周期内炉温是变化的，主要有箱式炉、台车式炉、井式炉、罩式炉等。周期式炉在工作过程中可周期性地分批处理金属工件，在加热过程中不进行加料和出料的操作。因此，现有的周期炉普遍存在批次生产处理量小、生产能力低的问题。所以，现有周期式炉通常应用于小规模生产的热处理车间。

另外，周期式炉的金属热处理工艺一般包括三个步骤：首先将金属工件放在周期炉的炉膛内加热到适宜的温度；其次，在此温度内保持一定的时间；最后，再以不同的速度冷却。其中，在冷却过程中，处于保温阶段的金属工件会放出大量的热量，而如果有效地回收利用该部分热量来预热另一批次需要热处理的金属工件将会大幅度缩短周期炉的升温时间，降低周期炉加热所需的能耗。

此外，现有的周期炉一般都是白天完成升温和保温的工艺操作，晚上进行降温的工艺操作。但是，由于白天的峰电电价一般较高，所以现有的周期炉生产成本往往偏高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种批次处理量大、有效实现热量回收利用、节约能源且生产成本较低的多层辊底余热利用周期炉及应用于多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种多层辊底余热利用周期炉，包括炉体、升降机、真空换气室、进出料台、传动***、控制***，所述传动***包括传动装置，所述传动装置与电机相连接，所述进出料台、真空换气室、升降机及炉体依次连接，所述炉体与升降机之间设有电动炉门，所述炉体外部设有炉壳，炉体内设有多个加热体、至少两层炉内托辊，各层所述炉内托辊设置于传动装置上，所述升降机上设有升降装置，所述升降装置与升降活动台相连接，所述升降活动台上设有升降料架，所述升降料架上设有多个传动托辊，所述多个传动托辊设置于传动装置上，所述真空换气室包括前、后真空门，所述前、后真空门与提门装置相连接，所述真空换气室内设有多个气室托辊，所述多个气室托辊设置于传动装置上，所述进出料台包括进出料架，所述进出料架上设有进出料托辊，所述进出料托辊与传动装置相连接，所述控制***控制传动装置的正反传动和升降活动台的上下升降。

在本发明所述的多层辊底余热利用周期炉中，金属工件依次通过进出料台、真空换气室、升降机传输至炉体内的各层炉内托辊上，经炉体升温和保温后，再传输至升降机的升降料架上，最后再依次从升降机、真空换气室传输至进出料台，完成整个热处理过程。

进一步地，所述升降装置包括一个驱动电机、设置于升降机两侧顶部的两根升降轴，一个所述驱动电机与两根升降轴相连接，每根所述升降轴上设置有两个传动链轮，所述传动链轮通过链条或钢丝绳与升降活动台相连接，所述升降机两侧设有与升降活动台相互匹配的导轨。本发明所述的升降装置通过驱动电机同时驱动两根升降轴转动，并通过升降轴的转动带动升降活动台的上升和下降。同时，由于设置于升降活动台上的升降活动架上设有传动装置，所述传动装置上设多个传动托辊。因此，设置于传动托辊上的金属工件在传动装置的带动下可以实现正、反传动。

进一步地，所述真空换气室上设有提门轴，提门轴上设有提门链轮，所述提门链轮上设有提门链条，所述提门轴与设置于换气室外的提门气缸相连接，所述提门链条与前、后真空门相连接。

作为优选，所述炉体的炉膛四周设有耐火保温层，所述耐火保温砖的设置可以有效地减少炉体内的热量向外界环境中扩散。

作为优选，所述升降机包括外壳，所述升降机内升降区域的顶部和底部设有保温隔热层，所述保温隔热层的设置可以有效地减少升降机内的热量向外扩散。

为了进一步降低生产成本、降低生产所需能耗、实现余热回收利用，本发明所述的一种应用于多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法包括以下步骤：

S1：依次将工件从进出料台、真空换气室，传输至升降机的升降料架上，再通过升降机传输至炉体内上下各层炉内托辊上；

S2：所述炉体晚上升温和保温，白天降温，炉体可利用夜间富裕的电力资源加热炉内金属工件，缓解白天的用电压力，同时工人操作都在白天热处理炉降温时进行，便于操作管理；

S3：炉体在降温过程中，炉体内的工件分层次依次传输出至升降活动架上，层与层之间设有出料时间间隔，从炉体传输至升降料架上的工件在升降机内设有的固定停留时间，所述固定停留时间的设置，可有效地将金属工件携带的大量热量扩散至升降机内，继而减少热损失；

S4：将升降料架中热处理好的工件传输至进出料台，每传输至进出料台一批次工件，再向升降机输送一批次待处理的工件，并通过升降机将待处理的工件传输至炉内托辊上，传输至炉内托辊上的待处理工件可充分利用炉内其它层次托辊上的金属工件散发的热量实现工件预热；

S5：重复步骤S3和S4直至炉体内的各层炉内托辊上的工件出完为止。

作为优选，在所述步骤S2中，炉体晚上采用谷电升温，夜间的谷电与白天的峰电相比，价格较为便宜，因此采用夜间谷电加热炉内金属工件，可大幅度周期炉的生产成本；

作为优选，，在所述步骤S4中，所述一批次待处理工件在升降机内设有的固定停留时间，所述停留时间的设置可以将该批次待处理工件进行预热后再传输至炉内托辊上，继而进一步实现余热回收利用。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、本发明所述的多层辊底余热利用周期炉炉体内设有多层炉内托辊，炉体一侧配合使用升降机完成进料和出料操作，与现有技术中的单层连续炉和单层周期炉相比，具有装炉量大、应用范围广、生产能耗低、生产效率高的优点。

2、本发明所述的多层辊底余热利用周期炉将进出料台设置于炉体同侧，可以有效避免将进料台和出料台设置于炉体两侧而引起的空气对流，继而较好地避免地金属工件产生氧化脱碳。

3、在本发明所述的升降装置中，设置于升降机顶部的两根升降轴均与同一个驱动电机相连接，当驱动电机产生故障时，两根升降轴转动同时停止转动，升降机停止工作，继而有效避免了现有技术中多电机驱动的升降机存在的故障隐患和使用不安全问题。

4、在本发明所述的提门装置中，提门气缸设置于真空换气室外，继而有效有避免了现有技术中将提门气缸设置于真空换气室内所存在的气缸漏气问题。

5、在本发明所述的一种应用于多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法中，多层辊底余热利用周期炉在晚上升温和保温，在白天进行降温，炉体晚上可采用谷电对炉内工件进行加热，而谷电相对于白天的峰电而言，电价较为便宜，因此利用该方法的多层辊底余热利用周期炉既可以大幅度降低周期炉的生产成本，也可以有效利用夜间富裕的电力资源，缓解白天的用电压力。

6、在本发明所述的一种应用于多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法中，在炉体在降温过程中，由于炉体内各层托辊上的工件设有出料时间间隔，因此，当从升降机输送一批次待处理工件至炉体内时，该炉体其余几层的高温金属工件由于降温而产生的热量会迅速预热该批次工件，继而使得在夜间升温时，经预热后的金属工件会迅速地加热至所要求的工艺温度，继而降低了周期炉加热所需的能耗、降低了生产成本。

7、在本发明所述的一种应用于多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法中，从炉体传输至升降料架上的工件在升降机内设有的固定停留时间，以保证工件的热量尽可能散发在升降机中；此外，由于待处理工件在升降机内也设有的固定停留时间，因此，该批次待处理工件可以通过升降机中的热量进行预热后再传输至炉内托辊上，继而大幅度缩短周期炉的升温时间，降低周期炉加热所需的能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种多层辊底余热利用周期炉的结构示意图；

图2为本发明所述真空换气室的结构示意图；

图3为本发明所述升降机的结构示意图；

标号说明：1、进出料台；11、进出料架；12、进出料托辊；2、真空换气室；21、气室托辊；22、后真空门；23、提门装置；24、前真空门；25、提门轴；26、提门气缸；27、提门链条；3、升降机；32、升降装置；33、导轨；34、升降轴；35、升降活动台；36、链条；37、传动链轮；4、电动炉门；5、炉体；51、炉壳；52、耐火保温层；53、炉内托辊；54、加热体。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1至2所示，本实施例1所述的一种多层辊底余热利用周期炉，包括炉体5、升降机3、真空换气室2、进出料台1、传动***、控制***，所述传动***包括传动装置，所述传动装置与电机相连接，所述进出料台1、真空换气室2、升降机3以及炉体5按照顺序依次连接，所述炉体5与升降机3之间设有电动炉门4，所述炉体5外部设有炉壳51，炉体5的炉膛四周设有耐火保温层52，炉体5内部炉膛设有多个加热体54、至少两层炉内托辊53，各层炉内托辊53均设置与传动装置上，所述升降机3上设有升降装置32，所述升降装置32包括一个驱动电机、设置于升降机3构顶部的两根升降轴34，一个所述驱动电机与两根升降轴34相连接，每根所述升降轴34上设置有两个传动链轮37，四个传动链轮37均通过链条36或钢丝绳与升降活动台35相连接，所述升降机31两侧设有与升降活动台35相互匹配的导轨33，所述升降活动台35上设有升降活动架，所述升降活动架上设有多个传动托辊，所述多个传动托辊设置于传动装置上，所述真空换气室2包括前真空门24、后真空门22，所述前、后真空门均与提门装置23相连接，提门装置包括设置真空换气室2上的提门轴25，所述提门轴25与设置于真空换气室2外的提门气缸26相连接，所述提门轴25上设有两个提门链轮，所述提门链轮通过链条27与前真空门24、后真空门22相连接，所述真空换气室2内设有多个气室托辊21，所述多个气室托辊21设置于传动装置上，所述进出料台1包括进出料架11，所述进出料架11上设有12进出料托辊，所述进出料托辊12与传动装置相连接，所述控制***控制传动装置的正反传动和升降活动台35的上下升降。

实施例2：作为优选的实施方式，实施例2所述的一种多层辊底余热利用周期炉与实施例1的区别在于，所述升降机3设有外壳，所述升降机3内的升降区域顶部和底部设有保温隔热层。

在实施例1、实施例2所述的多层辊底余热利用周期炉中，金属工件依次通过进出料台1上的进出料托辊12、真空换气室2内的气室托辊21、升降料架上的传动托辊，在传动装置带动下传输至炉体5内的各层炉内托辊53上。其中，由于炉体5内设至少两层炉内托辊53，炉体5一侧配套设置升降机3，金属工件均通过升降机3传进并传出炉体5，因此，本发明所述的多层辊底余热利用周期炉不仅具有装炉量达、批次生产效率高的特点，还具有节约进出料场地的优点。

实施例1、实施例2所述的多层辊底余热利用周期炉的具体作业方法包括以下步骤：

S1：依次将工件从进出料台1、真空换气室2，传输至升降机3的升降料架上，再通过升降机3传输至炉体5内上下各层炉内托辊53上；

S2：所述炉体5晚上升温和保温，白天降温，所述炉体5晚上采用谷电升温；

S3：炉体5在降温过程中，炉体5内的工件分层次依次传输出至升降机3的升降活动架上，各层炉内托辊53上的工件设有出料时间间隔，从炉体5传输至升降料架上的工件在升降机3内设有的固定停留时间；

S4：将升降料架中热处理好的工件传输至进出料台1，每传输至进出料台1一批次工件，再向升降机3输送一批次待处理的工件，所述一批次待处理工件在在升降机3内固定停留一段时间后，再通过升降机3将待处理的工件传输至炉体5的炉内托辊53上；

S5：重复步骤S3和S4直至热处理炉炉体5内的各层托辊上的工件出完为止。

本发明所述的多层辊底余热利用周期炉在晚上升温和保温，在白天进行降温，炉体5晚上可采用谷电对炉内工件进行加热，而谷电相对于白天的峰电而言，电价较为便宜，因此使用该作业方式的多层辊底余热利用周期炉既可以大幅度降低周期炉的生产成本，也可以有效利用夜间富裕的电力资源，缓解白天的用电压力。

另外，由于炉体5在白天降温过程中，置于炉内的工件会散发出大量的热量，本发明通过各层炉内托辊53上的工件设出料时间间隔，继而可以利用炉内各层托辊上的工件所散发的热量来预热通过升降机3传输至炉内的待处理工件。同时，从炉体5传输至升降料架上的工件以及从进出料台1传输至升降料架上的工件在升降机3内均设有停留时间，继而使得从炉体输出的金属工件可以将热量散至升降机3中，并用来预热待处理的工件。经预热后的炉内待处理工件在周期炉升温过程中，可减少周期炉的升温时间、降低周期加热所需的能耗。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种多层辊底余热利用周期炉，包括炉体、升降机、真空换气室、进出料台、传动***、控制***，所述传动***包括传动装置，所述传动装置与电机相连接，所述进出料台、真空换气室、升降机及炉体依次连接，所述炉体与升降机之间设有电动炉门，其特征在于，

所述炉体外部设有炉壳，炉体内设有多个加热体、至少两层炉内托辊，各层所述炉内托辊设置于传动装置上；

所述升降机上设有升降装置，所述升降装置与升降活动台相连接，所述升降活动台上设有升降料架，所述升降料架上设有多个传动托辊，所述多个传动托辊设置于传动装置上；

所述真空换气室包括前、后真空门，所述前、后真空门与提门装置相连接，所述真空换气室内设有多个气室托辊，所述多个气室托辊设置于传动装置上；

所述进出料台包括进出料架，所述进出料架上设有进出料托辊，所述进出料托辊与传动装置相连接，

所述控制***控制传动装置的正反传动和升降活动台的上下升降。

2.根据权利要求1所述的多层辊底余热利用周期炉，其特征在于，所述的升降装置包括一个驱动电机、设置于升降机顶部的两根升降轴，一个所述驱动电机与两根升降轴相连接，每根所述升降轴上设置有两个传动链轮，所述传动链轮通过链条或钢丝绳与升降活动台相连接，所述升降机两侧设有与升降活动台相互匹配的导轨。

3.根据权利要求1所述的多层辊底余热利用周期炉，其特在于，所述真空换气室上设有提门轴，提门轴上设有提门链轮，所述提门链轮上设有提门链条，所述提门轴与设置于换气室外的提门气缸相连接，所述提门链条与前、后真空门相连接。

4.根据权利要求1所述的多层辊底余热利用周期炉，其特在于，所述炉体的炉膛四周设有耐火保温层。

5.根据权利要求1所述的多层辊底余热利用周期炉，其特在于，所述升降机包括外壳，所述升降机内升降区域的顶部和底部设有保温隔热层。

6.一种应用于权利要求1-5所述的任一多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：依次将工件从进出料台、真空换气室，传输至升降机的升降料架上，再通过升降机传输至炉体内上下各层炉内托辊上；

S2：所述炉体晚上升温和保温，白天降温；

S3：炉体在降温过程中，炉体内的工件分层次依次传输出至升降活动架上，各层炉内托辊上的工件设有出料时间间隔，从炉体传输至升降料架上的工件在升降机内设有的固定停留时间；

S4：将升降料架中热处理好的工件传输至进出料台，每传输至进出料台一批次工件，再向升降机输送一批次待处理的工件，并通过升降机将待处理的工件传输至炉体托辊上；

S5：重复步骤S3和S4直至炉体内的各层托辊上的工件出完为止。

7.根据权利要求6所述的应用于一种多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法，其特征在于，在所述步骤S2中，炉体晚上采用谷电升温。

8.根据权利要求6所述的应用于一种多层辊底余热利用周期炉的余热回收方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述一批次待处理工件在在升降机内设有的固定停留时间。