CN212451524U - 一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理*** - Google Patents

Abstract

本实用新型属于热处理炉无氧化气氛循环技术领域，具体涉及一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***。本辊底炉包括设置在炉体上的保护气循环加热装置，它由独立燃烧室、换热器和循环风机组成，独立燃烧室通过热烟气管与换热器连接，且换热器上还连接有与热烟气管连通的排烟管、与炉体的炉膛连通并具有循环风机的保护气输出管、与保护气输出管连通的热保护气集管；热保护气集管还通过保护气输入管连通炉膛。本实用新型解决了辐射管加热的低温温度均匀性差的问题，保证在100℃～300℃的较低炉温条件下，通过保护气体循环加热，在各温度下无氧化的同时，充分保证低温温度均匀性，可达到±3℃以内。

Description

一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***

技术领域

本实用新型属于热处理炉无氧化气氛循环技术领域，具体涉及一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，适用于中厚板、钢管、棒材、钢丝盘卷等辐射管加热无氧化气氛的辊底式热处理炉。

背景技术

中厚板热处理，一般的热处理工艺为淬火、正火、高、中、低温回火。淬火一般采用辐射管加热，炉内通入氮气保护，在高温淬火时保证钢板表面不被氧化，从而获得良好的钢板表面质量。淬火后回火温度范围一般在150℃-800℃，根据钢种不同采用不同的回火温度，对于高强耐磨钢系列，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，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，一般在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℃。

对于低温回火，由于辐射管加热效率低，且温度均匀性差，常规处理方法为明火加热，低温火焰炉内的传热以对流传热为主，从而获得较好的温度均匀性。但采用明火加热需要单独设置明火热处理炉，而且钢板表面有氧化，无法保证钢板表面质量，往往在交货前还需要对钢板再次表面处理，成本较高。而在低温下炉内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，即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。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，旨在解决辐射管加热在低温无氧化处理中的低温温度均匀性差的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，包括设置在炉体上的保护气循环加热装置，它由独立燃烧室、换热器和循环风机组成，独立燃烧室通过热烟气管与换热器连接，且换热器上还连接有与热烟气管连通的排烟管、与炉体的炉膛连通并具有循环风机的保护气输出管、与保护气输出管连通的热保护气集管；热保护气集管还通过保护气输入管连通炉膛。

进一步，独立燃烧室上设有单个或多个的燃烧器。

进一步，独立燃烧室、换热器和循环风机均布置于炉体的炉顶上。

进一步，炉体的两侧分设有热保护气集管，热保护气集管上设有多个沿其长度方向间隔布置的保护气输入管，保护气输入管上设有脉冲电磁阀。

进一步，炉体两侧的保护气输入管一一对应布置，单侧的保护气输入管相对于炉体内的炉辊呈上下对应布置。

进一步，保护气输出管上并位于炉膛与循环风机之间设有切断阀。

采用上述方案，高温时，采用高速自身预热式烧嘴辐射管加热，氮气保护，炉内含氧量低于100ppm；低温时，则利用炉内氮气保护气体独立循环。该***通过在炉顶设置有保护气体出口，而保护气体则通过循环风机抽出后进入换热器，并与炉顶设置的独立燃烧室供热在换热器中进行热交换加热，加热后的保护气体通过热保护气集管分散到炉膛两侧，并在炉膛过钢线上下设置具有喷气嘴的保护气输入管，而保护气输入管上设置有耐高温ON/OFF脉冲电磁阀进行相应的脉冲控制。这样，利用高速喷出的高温保护气流扰动炉膛内气氛，在钢板上下表面形成对流，以在炉内形成均匀热源，可在保证炉内无氧化的工况下，实现炉膛以及钢板良好的温度均匀性。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，在具备高温无氧化热处理功能的同时，保证在低温热处理获得良好的温度均匀性；同时能够保证受热件表面无氧化，从而获得良好的机械性能以及表面质量，适用于中厚板、钢管、棒材、钢丝盘卷等热处理辊底式热处理炉，并具有一炉多用，即在同一炉型上可实现淬火，也可实现超低温回火。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：

图1为本实用新型改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***的平面示意图。

图2为图1中的保护气体低温循环原理示意图。

附图标记：炉体1，炉辊2，辐射管3，燃烧器4，独立燃烧室5，热烟气管6，换热器7，循环风机8，热保护气集管9，脉冲电磁阀10，受热件11，排烟管12，保护气输出管13，保护气输入管14。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

请参阅图1、2，本实施例提及的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，包括设置在炉体1上的保护气循环加热装置，它由独立燃烧室5、换热器7和循环风机8组成，独立燃烧室5通过热烟气管6与换热器7连接，且换热器7上还连接有与热烟气管6连通的排烟管12、与炉体1的炉膛连通并具有循环风机8的保护气输出管13、与保护气输出管13连通的热保护气集管9；热保护气集管9还通过保护气输入管14连通炉膛；独立燃烧室5、换热器7和循环风机8均布置于炉体1的炉顶上；独立燃烧室上设有燃烧器4；炉体1的两侧分设有热保护气集管9，热保护气集管9上设有多个沿其长度方向间隔布置的保护气输入管14；炉体1两侧的保护气输入管14分别一一对应布置，单侧的保护气输入管14相对于炉体1内的炉辊2呈上下对应布置。采用上述方案，在低温时，为解决辐射管低温加热效率低且温度均匀性差的问题，独立设置保护气循环加热装置，以保证均匀的加热温度；即通过燃烧烟气换热给保护气体，从而实现给炉膛保护气供热。

在本实施例中的保护气输入管14上设有脉冲电磁阀10，通过脉冲电磁阀交替脉冲控制，利用高速喷出的高温保护气流扰动炉膛内气氛，以在受热件11上下表面形成对流，使得炉内形成均匀热源，在保证炉内无氧化的工况下，实现炉膛以及受热件良好的温度均匀性。

在本实施例中的独立燃烧室5上设有单个或多个的燃烧器4。供热方式可脉冲控制也可连续控制，独立燃烧室为独立***，在辊底炉本体进行高温热处理时，可不打开保护气循环***。独立燃烧室设置有单独的排烟管，烟气通过热烟气道与保护气体换热后，实现低温排放，节能降耗。

在本实施例中的独保护气输出管13上并位于炉膛与循环风机8之间设有切断阀(未画出)。这样，在炉膛高温时，不需要进行保护气循环，则保护气输出管上设置有耐高温切断阀，在无保护气循环时保护循环风机。

基于上述的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***的方式为：利用循环风机抽调出炉体炉膛内的保护气体；利用独立燃烧室提供热烟气，并在换热器中将抽调出的所述保护气体进行热交换式加热；将加热后的所述保护气体利用脉冲电磁阀呈对流式输回所述炉体炉膛内。

具体的，保护气体(氮气)通过炉顶循环风机抽出，进入到换热器，与独立燃烧室产生的热烟气进行换热，达到加热保护气体的目的，热保护气体则通过炉体两侧保护气输入管呈脉冲式对流的回喷入炉膛内，并形成均匀循环气流，从而在保证无氧化的环境下，获得良好的低温温度均匀性。

上述方法中还包括获取抽调出的保护气体的温度，并根据获取的保护气体温度对输回炉膛内的保护气体的加热进行控制。通过该步骤可以根据抽调的保护气体的温度，控制后续对保护气体的加热、回输，如可以通过控制保护气体输送量、频率等来实现。

下面详细说明下本示例所实施的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，用于钢板的无氧化热处理。根据工艺需要，在兼顾300℃以上高温热处理的同时，也满足100℃～300℃范围内无氧化热处理的需求，以获得良好的表面质量和产品性能。

高温无氧化热处理：受热件11(钢板)由炉辊2运输，辐射管3设置在炉辊2上下方，炉内充入氮气保护气体。辐射管烧嘴呈交错布置，安装布置在炉体1的两侧，每侧分上下两排，用于加热受热件11(钢板)进行上下加热。在300℃-1000℃各温度下进行热处理时，通过两侧交错布置的辐射管3烧嘴脉冲加热，炉内通有氮气保护气体，交错布置的辐射管烧嘴形成多个热源，均匀加热受热件11。

低温无氧化热处理：在热处理温度100℃-300℃时，炉内传热以对流传热为主，此时通过辐射管加热，加热滞后性大，辐射管传热效率低，受热件11(钢板)温度均匀性差。在此工况下，启用保护气循环加热装置。炉顶设置的独立燃烧室5，通过燃烧器4补热烧嘴进行加热，热烟气通过换热器7，由此提供给保护气稳定的热源，烟气换热后通过排烟管12排出。同时炉内氮气保护气体则通过炉顶保护气输出管抽出，并通过循环风机8后进入换热器7，氮气保护气体与燃烧室5出来的热烟气进行换热后，再通过布置在炉体两侧的热保护气集管分布到炉体上下两侧。在炉体上下两侧布置有多个保护气输入管，每个保护气输入管上设置有脉冲电磁阀以提供脉冲控制。

实施本方案的辊底炉，采用氮气保护辐射管加热，在具备高温无氧化热处理功能的同时，保证在低温热处理获得良好的温度均匀性，同时保证表面无氧化。从而获得良好的机械性能以及表面质量，适用于中厚板热处理辊底式热处理炉，一炉多用，在同一炉型上即可实现淬火，也可实现超低温回火。其钢板温度均匀性达到要求，通过埋偶测试，出炉钢板各点的温差在±3℃范围内。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，其特征在于，包括设置在炉体(1)上的保护气循环加热装置，它由独立燃烧室(5)、换热器(7)和循环风机(8)组成，独立燃烧室通过热烟气管(6)与换热器连接，且换热器上还连接有与热烟气管连通的排烟管(12)、与炉体的炉膛连通并具有循环风机的保护气输出管(13)、与保护气输出管连通的热保护气集管(9)；热保护气集管还通过保护气输入管(14)连通炉膛。

2.根据权利要求1所述的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，其特征在于，所述独立燃烧室上设有单个或多个的燃烧器(4)。

3.根据权利要求1所述的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，其特征在于，所述独立燃烧室、换热器和循环风机均布置于炉体的炉顶上。

4.根据权利要求1所述的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，其特征在于，所述炉体的两侧分设有热保护气集管，所述热保护气集管上设有多个沿其长度方向间隔布置的保护气输入管，所述保护气输入管上设有脉冲电磁阀(10)。

5.根据权利要求4所述的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，其特征在于，所述炉体两侧的保护气输入管一一对应布置，单侧的保护气输入管相对于炉体内的炉辊(2)呈上下对应布置。

6.根据权利要求1所述的改善辐射管式辊底炉低温无氧化热处理***，其特征在于，所述保护气输出管上并位于炉膛与循环风机之间设有切断阀。

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