专利名称：悬链线炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种悬链线炉，该悬链线炉与环境保护高度相容，容易维护，并且通过抑制炉温的波动能够满意地对将被处理的材料进行热处理。
背景技术：
作为一种水平炉的悬链线炉在被燃烧器加热的炉壳内对将被处理材料进行诸如退火之类的热处理。悬链线炉的炉壳形成为沿对应于材料传送的方向的纵向尺寸长并且沿一对炉侧壁限定的横向尺寸短，以便匹配材料的宽度。材料被水平拉力拉动并且沿炉壳的纵向方向传送。
在这种传送过程中，如图7中所示，材料(a)由于其自重克服用于传送材料(a)的拉力而弯曲，并且在用于在其上支撑材料(a)的支撑辊子(b)之间下垂，由此出现形成具有可观的下垂量(h)的悬链线下垂(c)的悬链线曲线。此外，一般类型的普通燃烧器用作用于加热这种悬链线曲线形状的材料的燃烧器。大量的燃烧器从一个炉侧壁到另一个炉侧壁布置在材料的上侧和下侧并且朝向炉宽度方向，由此材料从上侧和下侧被燃烧器和燃烧器火焰加热的炉壁的热量辐射加热。
在如上所述的传统的具有这种炉壳结构的悬链线炉中，炉壳的宽度较窄，以匹配材料的宽度。因此，如果燃烧器的容量增加以获得较大的热量输入，燃烧器火焰变得大于炉壳的横向尺寸，因此与朝向它的其它炉侧壁冲突。从而其它炉壁过热，由此耐火材料被损坏。
鉴于这种情况，燃烧器的热量输入必须被限制以与炉壳的宽度尺寸对应。因此，具有低容量的燃烧器传统上以多个的方式布置，以确保必要的热量输入。然而，传统的普通燃烧器在防止废气的措施方面存在问题，并且还具有较低的节能特性。因此，使用大量的这种燃烧器与环境保护不相容，并且已经期望构成设置有代替上述普通燃烧器的燃烧器的炉壳结构。
从燃烧器性能的观点看，能够想到使用例如文献1(TOKKYO bunken专利文献1)披露的称作交替燃烧型再生燃烧器的再生燃烧器。如众所周知，再生燃烧器由相对布置以交替执行燃烧操作和排气操作的一对燃烧器，设置在每一个燃烧器中的热量贮存器，以及用于切换燃烧器操作的选择器阀构成。热量贮存器在燃烧器排气操作期间从废气储蓄热量，并且当操作切换到燃烧操作时储蓄热量的热量贮存器加热燃烧空气。因此，再生燃烧器与环境具有优良的相容性。
炉壳结构可以通过将代替上述普通燃烧器的这种再生燃烧器设置在炉侧壁上并且位于材料的上侧和下侧而构造而成。
日本专利公开(专利公开)No.10-267262然而，当再生燃烧器仅仅是代替普通燃烧器根据传统的悬链线炉的炉壳结构而被使用时，尽管增加了保护环境的效果，但是出现了涉及材料不良热处理的缺点和设备维护复杂的问题。
具体而言，在设计炉壳中，对再生炉所需要的热量输入由加热材料所需的热量、废气的热量损失、燃烧空气的预热温度、从炉壁的热量损失等确定，并且再生炉中的每一个炉需要的热量输入与上述普通的燃烧器相比是大约两倍。如果试图确保两倍的热输入，燃烧器的火焰长度自然变长。因此，如在传统的普通燃烧器的情况下一样，出现了炉侧壁过热的问题。
因此，即使在再生炉的情况下，其每一个的热输入必须被限制，以匹配炉壳的宽度尺寸。为了确保需要的热量输入，如在普通燃烧器的情况下一样，必须设置大量的再生炉。特别是在再生炉的情况下，如果其数量增加，诸如选择器阀和热量存储器之类的辅助装置的数量就会增加。从而不仅设备加工增加而且维护工作也增加。
此外，在再生炉的情况下，由于涉及燃烧器的切换控制，因此炉温波动较大，从而材料的热处理会受到不良影响。
发明内容
本发明旨在以相关技术解决上述问题，并且相应地本发明的目的是提供一种悬链线炉，该悬链线炉具有与环境保护的高度相容性，容易维护，并且能够通过抑制炉温的波动满意地对将被处理材料进行热处理。
本发明提供了一种用于加热材料的悬链线炉，该材料形成为悬链线曲线状并且在被燃烧器加热的炉壳中沿炉壳的纵向方向传送，其特征在于包括，下部燃烧器，该燃烧器朝向所述炉壳的横向方向连续燃烧，并且设置在所述材料的下侧；以及交替燃烧型再生燃烧器，该交替燃烧型再生燃烧器具有一对交替燃烧的燃烧器，朝向所述炉壳的纵向方向燃烧，并且设置在所述材料的上侧。
由于交替燃烧型再生燃烧器朝向炉壳的纵向方向燃烧，因此再生燃烧器与再生燃烧器沿炉宽度方向布置的情况相比能够以需要的热量输入燃烧，而不受炉壳的横向尺寸的限制，因此再生燃烧器的数量能够作为炉壳结构的整体而降低。此外，再生燃烧器用作位于材料上侧的燃烧器，并且另一方面，连续燃烧的下部燃烧器设置在材料的下侧。因此，由于下部燃烧器即使在再生燃烧器的切换操作期间也连续燃烧，因此炉温能够保持基本上恒定，由此能够抑制再生燃烧器的切换控制引起的炉温波动，并且能够满意地保持材料的温度分布，从而能够进行合适的热处理。
此外，由于能够降低再生燃烧器的数量，因此能够减轻诸如选择器阀和热量贮存器之类的辅助装置的维护工作。此外，利用处理排气和节能方面优良的再生燃烧器能够增强与悬链线炉的环境的相容性。
此外，根据本发明的悬链线炉的特征在于设置由两个组成的所述再生燃烧器的一组，以将所述炉壳从所述炉壳的宽度方向保持在所述再生燃烧器的每一个的所述成对的燃烧器之间。由此，也能够通过两个再生燃烧器沿炉宽度方向控制炉温，由此沿炉宽度方向的温度能够一致。
此外，根据本发明的悬链线炉的特征在于所述再生燃烧器沿所述炉壳的纵向方向设置为多个。因此，作为整个悬链线炉，能够确保与环境保护的高度相容性，维护容易，以及用于材料的热处理的高性能。
再者，根据本发明的悬链线炉的特征在于单独控制所述再生燃烧器和所述下部燃烧器中的热量输入。由此，能够优化炉温分布。
此外，根据本发明的悬链线炉的特征在于所述炉壳具有沿所述材料的传送方向布置的多个炉温控制区，所述再生燃烧器和所述下部燃烧器在传送方向的上游侧设置在所述温度控制区中，并且布置在侧面并且连续燃烧的燃烧器在传送方向的下游侧设置在所述炉温控制区中。因此，材料能够在需要热量输入较大的上游侧被再生燃烧器和下部燃烧器适当加热，从而悬链线炉能够合理配置。
此外，根据本发明的悬链线炉的特征在于所述再生燃烧器是扩散燃烧型的。由此，能够降低氧化氮的排放。
图1是描述根据本发明的悬链线炉的一个优选实施例的示意平面图；图2是在图1中所示的悬链线炉的侧视图；图3是描述根据本发明的多个悬链线炉的炉温控制区；图4是描述在交替燃烧型再生炉设置在将被处理材料的上侧和下侧的情况下，燃烧器燃烧操作和炉温之间的关系的曲线；图5是描述在图1中所示的悬链线炉中每一个燃烧器的燃烧操作和炉温的关系的曲线；图6是描述在图1中所示的悬链线炉的变化的示意平面图；图7是描述悬链线炉加热的材料的传送状态的示意侧视图。
具体实施例方式
下面将参照附图详细描述根据本发明的悬链线炉的一个优选实施例。悬链线炉通常构造为沿与传送将被处理材料的方向相对应的炉壳的纵向方向提供多个炉温控制区。图1和2示出了根据该实施例的悬链线炉1的一个炉温控制区(S)。如在传统的例子中，形成该实施例的悬链线炉1的炉壳2，从而其纵向尺寸长而其横向尺寸(W)短，以匹配材料3的宽度。材料3在被燃烧器加热的炉壳2内以悬链线曲线的形状、沿炉壳2的纵向方向传送的同时被加热。
材料3被传送，而穿过实质上沿炉壳2的高度方向的中心位置。在材料3的下侧，布置多个下部燃烧器4，并且在材料3的上侧，布置交替燃烧型再生燃烧器5和6。材料3从上侧和下侧由从下部燃烧器4和再生燃烧器5和6加热的炉壁的热辐射和它们的燃烧器火焰加热，并且进行诸如退火之类的热处理。
下部燃烧器4间隔地沿炉壳2的纵向方向设置在考虑材料3的悬链线下垂的炉侧壁2a的下部中。使用公知的普通燃烧器作为这些下部燃烧器4。这些下部燃烧器4被燃烧到炉壳2的宽度方向。具体而言，下部燃烧器4被燃烧，从而燃烧器火焰指向炉壳2的横向方向，并且在传送材料3的热处理期间连续或不间断燃烧。
另一方面，具有一对交替燃烧的燃烧器5a、5b、6a和6b的公知交替燃烧型再生燃烧器5和6布置为沿炉壳2的纵向方向彼此相对，并且朝向炉壳2的纵向方向燃烧，换句话说，它们燃烧时燃烧器火焰指向炉壳2的纵向方向。在图中所示的例子中，成对的燃烧器5a、5b、6a和6b沿炉壳2的纵向方向设置以沿相反的方向将炉壳2保持在其间，因为它们设置在炉侧壁2a的上部中。然而，当然，成对的燃烧器5a、5b、6a和6b可以通过适当选择相对于炉壳2的再生燃烧器5和6的安装位置布置为沿炉壳2的纵向方向彼此相对。
尤其在该实施例中，两个再生燃烧器5和6设置为一组而将炉壳2保持在其间。如众所周知，再生燃烧器5和6的成对的燃烧器5a、5b、6a和6b根据选择器阀的切换操作交替执行燃烧操作和排气操作。具体而言，当在沿材料3的传送方向的上游侧的燃烧器5a、6a执行燃烧操作时，在下游侧的燃烧器5b、6b执行排气操作。当下游侧的燃烧器5b、6b由于切换操作转换到燃烧操作时，在上游侧的燃烧器5a、6a执行排气操作。由此，炉被操作，同时热量存储在热量贮存器中并且燃烧气体被加热。
对于受到这种切换控制的再生燃烧器5和6以及连续燃烧的下部燃烧器4，它们每一个的热量输入被单独控制。作为再生燃烧器5和6，扩散燃烧型燃烧器优选用于通过在炉壳内将燃料和燃烧空气彼此混合保持燃烧器火焰温度较低，从而降低了具有温度依赖性的氧化氮排放。
在根据该实施例的悬链线炉1中，如图3中所示，在位于沿材料3的传送方向连续设置的多个炉温控制区(S)的上游侧的一些炉温控制区(Sa)中，由再生燃烧器5和6和燃烧器4组成的多个燃烧器组合沿炉壳2的纵向方向重复设置。在每一个炉温控制区(Sa)中，单独控制再生燃烧器5和6和下部燃烧器4的每一个的热量输入。另一方面，在位于下游侧的一些炉温控制区(Sb)中，设置布置在侧面的公知的燃烧器7。这些燃烧器7在材料3的热处理期间连续燃烧。
下面，将说明该实施例的悬链线炉1的操作过程。由燃烧器加热的悬链线炉1在材料3沿炉壳2的纵向方向从炉温控制区(S)的上游侧到炉温控制区(S)的下游侧传送的过程中连续执行材料3的热处理。在上游侧的炉温控制区(Sa)中的交替燃烧型再生燃烧器5和6重复交替燃烧成对的燃烧器5a、5b、6a和6b的操作，并且另一方面，下部燃烧器4连续燃烧。
在该实施例中，因为交替燃烧型再生燃烧器5和6朝向炉壳2的纵向方向燃烧，因此这些再生燃烧器5和6与再生燃烧器朝向炉宽度方向布置的情况相比能够以所需的热量输入燃烧而不受炉壳2的横向尺寸(W)限制。因此再生燃烧器5和6的数量能够作为炉壳结构的整体而降低。
在利用再生燃烧器5和6的配置中，如果布置在材料的上侧和下侧的所有燃烧器曾是如上所述的再生燃烧器，当需要的热量输入较小时，如图4中所示，发生所有燃烧器停止燃烧的时间段(Ta)。如果再生燃烧器的燃烧根据该停止时间段(Ta)引起的炉温下降而再开始，炉温通常由于摇摆(如图4中的α所示)而极大地波动。
相反，在该实施例的悬链线炉1中，作为位于材料3的上侧的燃烧器，采用再生燃烧器5和6，并且另一方面，连续燃烧的下部燃烧器4设置在材料3的下侧，从而如图5中所示，下部燃烧器4在再生燃烧器5和6的切换操作期间连续燃烧甚至一时间段(Tb)，由此炉温能够保持实质上恒定。因此，能够抑制由再生燃烧器5和6的切换操作引起的炉温波动(如图5中的β所示)并且能够满意地保持材料3的温度分布，由此能够执行适当的热处理。
此外，由于能够降低再生炉5和6的数量，因此能够减轻用于注入为再生炉5和6设置的选择器阀和热量贮存器的辅助装置的维护。此外，利用处理排气和节能方面优良的再生燃烧器5和6，能够增强与悬链线炉1的环境的相容性。
再者，由于为了将炉壳沿炉壳2的横向方向保持在其间，而使再生燃烧器5和6的成对的燃烧器5a、5b、6a和6b设有作为一组的两个燃烧器，因此通过单独控制这两个再生燃烧器5和6的每一个的热量输入也能够沿炉宽度方向控制炉温，由此沿炉宽度方向的温度能够一致。此外，由于单独控制再生燃烧器5和6以及下部燃烧器4的每一个的热量输入，因此能够优化炉温分布。
再者，因为设置有大量的用于布置再生燃烧器5和6的炉温控制区(Sa)并且再生燃烧器5和6以多个的方式沿炉壳2的纵向方向设置，因此上述操作和效果不仅作为单个炉温控制区(S)而且作为整个悬链线炉1都能够实现。此外，由于再生燃烧器5和6和下部燃烧器5在沿材料3的传送方向的上游侧设置在炉温控制区(Sa)中，并且连续燃烧的侧燃烧器7在材料3的传送方向的下游侧设置在炉温控制区(Sb)中，因此材料3能够在需要热量输入较大的上游侧由再生燃烧器5和6和下部燃烧器4适当加热，从而能够合理地配置悬链线炉1。
在上述实施例中，作为一个例子描述了关于再生燃烧器5和6设置有两个燃烧器作为一组以沿横向方向将炉壳2保持在其间的情况。然而，当然，如图6所示，一个再生燃烧器可以设置在每一个炉温控制区(S)中。
总之，根据本发明的悬链线炉，与环境保护的相容性很高，维护容易，并且通过抑制炉温的波动而适当地加热材料。
权利要求
1.一种用于加热材料的悬链线炉，该材料形成为悬链线曲线并且在被燃烧器加热的炉壳中沿炉壳的纵向方向传送，其特征在于包括下部燃烧器，该燃烧器朝向所述炉壳的横向方向连续燃烧，并且设置在所述材料的下侧；以及交替燃烧型再生燃烧器，该交替燃烧型再生燃烧器具有一对交替燃烧的燃烧器，朝向所述炉壳的纵向方向燃烧，并且设置在所述材料的上侧。
2.根据权利要求1所述的悬链线炉，其中设置由两个组成的所述再生燃烧器的一组，以将所述炉壳从所述炉壳的宽度方向保持在所述再生燃烧器的每一个的所述成对的燃烧器之间。
3.根据权利要求1或2所述的悬链线炉，其中所述再生燃烧器沿所述炉壳的纵向方向设置成多个。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的悬链线炉，其中单独控制所述再生燃烧器和所述下部燃烧器中的每一个的热量输入。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的悬链线炉，其中所述炉壳具有沿所述材料的传送方向布置的多个炉温控制区，所述再生燃烧器和所述下部燃烧器在传送方向的上游侧设置在所述温度控制区中，并且布置在侧面并且连续燃烧的燃烧器在传送方向的下游侧设置在所述炉温控制区中。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的悬链线炉，其中所述再生燃烧器是扩散燃烧型的。
全文摘要
本发明的目的是提供一种悬链线炉，该悬链线炉具有与环境保护的高度相容性，容易维护，并且能够通过抑制炉温的波动满意地执行被处理材料的热处理。在本发明中，在用于加热材料(3)的悬链线炉(1)中，所述材料以悬链线曲线形成并且在被燃烧器加热的炉壳(2)中沿炉壳(2)的纵向方向传送，下部燃烧器朝向所述炉壳(2)的横向方向连续燃烧，设置在所述材料(3)的下侧，以及交替燃烧型再生燃烧器(5、6)具有一对交替燃烧的燃烧器(5a、5b、6a、6b)并且朝向所述炉壳(2)的纵向方向燃烧，设置在所述材料(3)的上侧。
文档编号C21D1/34GK1726293SQ20038010615
公开日2006年1月25日 申请日期2003年12月2日 优先权日2003年1月14日
发明者中川博夫 申请人:中外炉工业株式会社