用于退火制品的间歇式炉的制作方法

文档序号:14185594
用于退火制品的间歇式炉的制作方法

本实用新型涉及一种用于退火制品的间歇式炉(Chargenofen)和用于热处理的方法。具有权利要求1前序部分所述特征的间歇式炉例如从DE102 27 499 A1中公知。



背景技术:

工业炉有连续式炉和间歇式炉之分。间歇式炉具有封闭的炉室,在该封闭的炉室内对单批装料进行热处理。间歇式炉的实例是能够对单个卷材进行灵活的和单独的热处理的单卷材炉(Ein-Coil-Ofen)。间歇式炉的另一个实例是所谓的室式炉,其被用于卷材、压紧螺栓和轧制钢坯的热处理。这种室式炉例如从DE 102 27 499 A1中公知。

已知的间歇式炉具有例如带喷嘴的流动管路系统,这些流动管路系统在炉室中引导并加入传热介质并且向位于炉室中的装料施加传热介质以便进行对流传热。在此应尽可能均匀地加热装料,以避免因局部过热而损坏装料,并实现尽可能一致的材料特性。

为此,根据DE 102 27 499 A1的室式炉能够实现炉室中的喷嘴与待加热的装料之间的相对移动。这种相对移动是通过如下方式实现的,即喷嘴系统和/或装料是可转动的。

单卷材炉被构造成类似的并具有单一的腔室,在该腔室中对单个卷材进行热处理。和室式炉一样,流动通道设置了喷嘴,这些喷嘴将传热介质引导到卷材上。在单卷材炉下方或前方布置了装料设备。从下方装料时,炉被安装在钢架中,该钢架为在炉下方的卷材处理提供了空间。

已知的室式炉和单卷材炉的结构造价贵并且相对大,从而造成能量损耗也相应地大或者需要相应全面的隔热措施。



技术实现要素:

本实用新型的任务在于改善前述类型的间歇式炉,以便用简单的方式实现较高的热处理效率。本实用新型的任务还在于提出一种用于热处理的方法。

根据本实用新型,该任务通过具有权利要求1的特征的间歇式炉得以实现。鉴于该方法,该任务通过权利要求14的对象得以实现。

本实用新型基于这样的想法,即提出一种具有炉壳体的间歇式炉,特别是单室炉或单卷材炉。炉壳体具有可封闭的进料口、用于炉料(Ofengut)的容纳空间,特别是单一的容纳空间,以及用于通过传热介质对流传热到炉料的装置。至少一个通风机(Ventilator)被布置在炉壳体中。间歇式炉具有至少一个用于传热介质的加热装置和/或至少一个用于在外部被加热的传热介质的入口。加热装置被直接布置在通风机的吸入侧之前或被直接布置在通风机的压力侧之后或被周向地布置在通风机与炉壳体之间的环形间隙中。用于在外部被加热的传热介质的入口的位置可以位于炉的任意一个能够进入炉内部,即进入用于炉料的容纳空间的地方,从而使在外部被加热的传热介质能够进入容纳空间。优选地,用于在外部被加热的传热介质的入口被直接布置在通风机的吸入侧之前或被直接布置在通风机的压力侧之后或被周向地布置在通风机与炉壳体之间的环形间隙中。但本实用新型并不局限于这种布置。

换而言之,至少一个用于传热介质的加热装置被直接布置在通风机的吸入侧之前或被直接布置在通风机的压力侧之后或被周向地布置在通风机与炉壳体之间的环形间隙中。替代地或补充地,至少一个用于在外部被加热的传热介质的入口被直接布置在通风机的吸入侧之前或被直接布置在通风机的压力侧之后或被周向地布置在通风机与炉壳体之间的环形间隙中或被布置在任意一个能够进入炉内部,即进入容纳空间的地方。

用于炉料的容纳空间被布置在通风机的压力侧。这意味着,容纳空间可以被直接布置在通风机的压力侧之后或被布置成远离压力侧。

气态的介质在通风机的吸入侧被吸入。气态的介质通过增加的压力在通风机的压力侧离开通风机。

本实用新型具有各种优点。

本文提到的实用新型不需要喷嘴或喷嘴系统,该喷嘴系统在现有技术中被用于向炉料施加传热介质。为此省去现有技术中设置的流动通道,这些流动通道被布置在炉壳体的容纳空间中并向喷嘴提供传热介质。因此也称为炉壳体的开阔式容积。省去流动通道和喷嘴缩短了流动路程并减少了压力损失。鉴于单卷材炉,本实用新型实现了炉料或卷材上方的通风机的抽吸范围的缩小。使用保护气体环境时的扫气损失(Spülverlust)因有效利用的炉体积而减小。通过紧凑的结构形式使炉的空间需求和炉的待隔离的外表面减小。为此无需额外的隔热措施便降低了热损失。

根据炉料使用例如热空气、废气或保护气体作为传热介质。

根据本实用新型的间歇式炉特别适合用于热处理铝制退火制品,特别是铝制卷材。

根据本实用新型,传热介质可以用不同的方式加热。

在一种变型中,加热装置被分配给通风机。该加热装置被直接布置在通风机的吸入侧之前或被直接布置在通风机的压力侧之后或被周向地布置在炉壳体与通风机之间的环形间隙中。也有可能的是,加热装置,特别是第一加热装置,被直接布置在通风机的吸入侧之前,并且/或者加热装置,特别是第二加热装置,被直接布置在通风机的压力侧之后,并且/或者加热装置,特别是第三加热装置,被周向地布置在炉壳体与通风机之间的环形间隙中。

换句话说,加热装置和通风机被布置在炉壳体中。

当加热装置被直接布置在通风机的吸入侧之前时,由通风机吸入的传热介质流过加热装置并与此同时被其加热。已加热的传热介质流过通风机并在压力侧从通风机排出。此外,传热介质可以穿过其它加热装置,吸收热量,然后流入容纳空间。替代地,已加热的传热介质可以从通风机被直接引入容纳空间,传热介质在这里遇到炉料。容纳空间被直接布置在通风机的压力侧之后。

当加热装置被直接布置在通风机的压力侧之后时,冷的传热介质流经通风机并在压力侧从通风机中排出。接着,传热介质穿过加热装置并吸收热量。容纳空间在流动方向上位于加热装置下游,从而向位于容纳空间中的炉料施加已加热的传热介质。

当使用被周向地布置在炉壳体与通风机之间的环形间隙中的加热装置时,传热介质从炉的容纳空间经由环形间隙向通风机的吸入侧方向回流并在环形间隙内被加热。

气体加热式炉设备原则上分为两种可能的加热类型。要么是燃烧器直接在炉内点火。于是这称为直接加热装置,因为废气构成传热介质。在间接加热装置中,燃烧器在闭合的回路内在辐射管(Strahlrohr)内点火。然后热管将热量传递至传热介质。这意味着,没有废气进入炉内部。两种类型在铝制行业中有代表性。

另一种变型在于,替代或除了加热装置外,至少一个用于在外部被加热的传热介质,例如用于另一炉设备的废气的入口被分配给通风机。

与辐射管结合的入口可以被直接布置在吸入侧之前或被直接布置在压力侧之后或被布置在炉壳体与通风机之间的环形间隙中。也有可能的是,设置与辐射管结合的多个入口,这些入口直接在通风机的吸入侧之前和直接在通风机的压力侧之后以及在炉壳体与通风机的环形间隙中通向炉室或容纳空间。也可能的是,不使用辐射管的入口可以在任意位置实现。通过入口可以将在外部,即在炉外被加热的优选为热空气或热的保护气体的传热介质供给至间歇式炉,或者在使用辐射管时也可以将热的废气供给至间歇式炉。有可能将用于在外部被加热的传热介质的一个或更多个入口与一个或更多个加热装置结合,例如以便将炉中预热过的传热介质通过加热装置置于期望的最终温度。

布置在炉壳体中的通风机致使实现相比于已知的喷嘴系统更短的流动路径并从而实现炉壳体中较少的压力损失。

本实用新型的优选的实施形式在从属权利要求中说明。

优选地,容纳空间没有喷嘴通道。其优势在于增加了有效容积。

在一种优选的实施形式中,加热装置具有电阻加热器和/或用于气态的加热介质的加热管。该加热管也可称之为辐射管。电阻加热器具有容易控制的优点。加热管的优点是可以将来自其它炉的废气用于加热间歇式炉。废气不直接进入间歇式炉,而是被引导通过放出热量的加热管,从而使炉环境不受影响。可以使用其它加热介质来代替废气。

优选地,多个通风机,特别是2个通风机相对地布置在容纳空间的两侧。每个通风机被分配至少一个加热装置和/或至少一个用于在外部被加热的传热介质的入口。加热装置或用于在外部被加热的传热介质的入口和各自对应的通风机构成了单元,该单元实现了用于对流传热的设备。

该实施形式具有的优点是炉料从两侧被均匀地加热。特别地,该实施形式不仅适合于加热卷材,特别是铝制卷材。

在另一种优选的实施形式中,间歇式炉的容纳空间被构造成是大体空心圆柱形的。通风机被布置在容纳空间的端侧上。由此实现间歇式炉的特别紧凑的结构形式,该结构形式能实现快速、高效且均匀地加热炉料。

优选地,通风机具有布置在炉壳体之外的驱动器。这具有的优点是通风机驱动器未受到热负荷或受到的热负荷相对小,从而无需为驱动器提供特殊的隔热技术性的或导热的措施。

当通风机与炉壳体之间构造的环形间隙被构造用于传热介质的循环时,则实现特别紧凑的结构形式,该结构形式不需要用于炉壳体中的循环的特别的配件。

进料口可以由盖或由多个盖元件封闭。盖或盖元件绕着在壳体纵向方向延伸的旋转轴是可枢转的。通风机被布置在炉壳体的固定的部分中。该实施形式特别适合于圆柱形的间歇式炉,其炉壳体在纵向方向被单次或多次分开并因此形成盖或盖元件。在本实施形式中,炉料,特别是卷材可以借助起重机使用线圈夹具(Spulengreifer)从上方来装载。

替代地,进料口可以通过炉壳体的至少一个端侧的壁元件来封闭,该端侧的壁元件绕着在壳体横向方向上延伸的旋转轴线是可枢转的。该端侧的壁元件与通风机连接。其结果是,通风机与端侧的壁元件在打开或闭合进料口时一起枢转。间歇式炉的进料从前面或后面通过C型钩或升降式装卸车来实现。线圈夹具也可以与盖结合起来使用。

也可能的是,进料口可由炉壳体的至少一个端侧的壁元件来封闭,该端侧的壁元件在壳体纵向方向上是可轴向位移的且与通风机连接。因此,在本实施方式中通风机与壁元件一起轴向位移以打开或闭合炉。在这种情况下通过C型钩实现进料。线圈夹具也可以与盖结合起来使用。

在特别优选的实施形式中,炉壳体被分开并且具有轴向可分离的壳体部分,该壳体部分在炉运行中至少部分地构成容纳空间。可分离的壳体部分改善了间歇式炉的处理和操作可能性。因此,壳体部分可以构造成是可置换的以适合容纳空间的长度。为此可以使用各种长度的壳体部分,从而使容纳空间的长度能适合炉料的长度,例如卷材的长度。这具有的优点是炉容积能适合每次将要进行处理的炉料的长度,这对客户而言意味着高灵活性。因此,使有效容积最大化并减少炉的扫气损失,这有助于进一步提高效率。

补充地或替代地,可分离的壳体部分具有用于移动壳体部分的运输装置。这易于装载炉料或取出炉料,该炉料能够与壳体部分一起通过运输装置被容易地移动。将可置换的壳体部分与运输装置结合在一起是可能的。

根据另一种优选的实施方式,可分离的壳体部分被构造为一体式的或被分成具有盖或可枢转的门扇(Flügel)。一体式的变型在结构上构造简单。被分成部分的变型能够在进料或取出时很方便接触炉料。

优选地,壳体部分是中空圆柱形的。

在根据本实用新型的用于热处理炉料的方法中,炉料被布置在间歇式炉,特别是单室炉或单卷材炉的容纳空间中。在炉中或在炉外被加热的传热介质由至少一个,特别由两个通风机吹到炉料上,特别是直接吹到炉料上以进行对流传热。

附图说明

借助实施例并参考所附的示意性附图对本实用新型的其它细节进行更详细的说明。在这些附图中显示:

图1示出了具有两个布置在端侧的通风机的根据本实用新型的实施例的间歇式炉的纵向剖面;

图2示出了具有可置换的中间部分的根据本实用新型的另一个实施例的间歇式炉的纵向剖面;

图3示出了处于分离状态的根据图2的间歇式炉;

图4示出了具有可枢转的盖的根据本实用新型的另一个实施例的间歇式炉的横截面;

图5示出了具有可枢转的壁元件的根据本实用新型的另一个实施例的间歇式炉的纵向剖面,并且

图6示出了具有可运动的中间部分的根据本实用新型的另一个实施例的间歇式炉的纵向剖面。

具体实施方式

根据图1的间歇式炉优选地,但不是仅用于热处理铝制退火制品,例如铝制卷材。图1所示的卷材的参考标记为25。间歇式炉通常可用于卷材(无论何种材料)或其它退火制品。

具体地说,间歇式炉涉及适合用于热处理单个卷材的单卷材炉。本实用新型也可用于适用于热处理压紧螺栓、轧制钢坯或卷材的单室炉。

间歇式炉具有带隔热装置的炉壳体10。该炉壳体可以具有圆柱形的形状。其它炉形状是可能的。炉壳体10限定容纳空间12,在间歇式炉运行中,炉料或退火制品被布置在该容纳空间中。在本文中是一个单一的容纳空间12。在根据图1的间歇式炉中,卷材(特别是铝制卷材)被装载在容纳空间12中。为此,容纳空间12具有用于退火制品,特别是用于铝制卷材的支承装置26。支承装置例如可以是支承座或支承杆并且与容纳空间12的底部连接。卷材也可以被放置在底部的侧表面上。其它的支承件是可能的。

容纳空间12在间歇式炉未装载的状态下构成空的自由空间。容纳空间12通过可封闭的进料口11是可进入的,该进料口以不同的变型在图3至图5中示例性地示出并在下面进行更详细的说明。

容纳空间在根据图1的间歇式炉中是大体中空圆柱形的并从而近似适合于将要加热的卷材的形状。

炉壳体10具有用于通过传热介质对流传热至退火制品上的装置13。传热介质例如可以是热空气。根据退火制品可以使用其它传热介质,例如另一炉的废气或保护气体。

用于对流传热的装置13包括通风机14和分配给通风机14的用于传热介质的加热装置15。具体地,用于对流传热的装置13包括两个通风机14,对这两个通风机分别分配加热装置15。本实用新型并不局限于通风机14或加热装置15的具体数量。通常在炉壳体10中设置多于一个的通风机和多于一个的加热装置也是可能的。

由两个通风机14和两个加热装置15组成的布置特别有利于加热卷材。在图1中可以看出,加热装置15被直接布置在通风机14的吸入侧16之前。这均适用于两个通风机14或相应的加热装置15。容纳空间12直接连通到通风机14的压力侧17。换句话说,容纳空间12在两个轴向侧,即在炉壳体10的纵向方向上由通风机14或其压力侧17来限定。

替代或除了布置在吸入侧16的加热装置15外,可以在通风机14的压力侧17布置其它的加热装置15。在这种情况下,布置在压力侧17的加热装置15在炉壳体10的纵向方向上限定容纳空间12。

替代或除了加热装置15外,炉壳体10可以具有用于在炉壳体之外被加热的传热介质的一个或更多个入口(未示出)。该入口或相应的这些入口在通风机14的吸入侧16或压力侧17通向壳体10。用于在外部被加热的传热介质的入口可以与加热装置15结合。

如从图1中看出的,炉壳体10除了通风机14、加热装置15、用于卷材25的支撑装置26和可能的例如用于测量含氧量、温度和压力的测量装置外没有配件。容纳空间12至少没有喷嘴通道,因为对流传热通过通风机14和加热装置15来实现。因此,提供开阔式的炉容积,这意味着压力损失少,扫气损失少,用于隔热的消耗少。

加热装置15至少部分地,特别是完全覆盖通风机14的工作面,但也可以放置在炉壳体与通风机之间的环形间隙中。加热装置15相对于通风机14在径向方向上且沿着通风机周界延伸。与此同时,加热装置15具有通孔(未示出),传热介质可以流过该通孔。

加热装置15可以构造成具有集中式能量供应的整体式加热元件或分开的加热元件,这些分开的加热元件各自具有自己的能量供应。

在根据图1的实施例中,加热装置15被构造成电阻加热器。电阻加热器具有呈放射状布置的加热螺线圈,这些加热螺线圈相对于通风机14从内向外径向延伸。在根据图1的实施例中,加热螺线圈覆盖通风机14的叶片,即加热螺线圈的长度大致对应于叶片长度。传热介质可在加热螺线圈之间流过。也有可能使电阻加热器从通风机的旋转轴线呈螺旋形在炉壳体方向上延伸或者将加热螺线圈环绕周向地定位在炉壳体与通风机之间的环形间隙中。

根据图1的通风机和加热单元被构造为对称的。

加热装置15可以具有用于气态的加热介质的一个加热管或更多个加热管代替电阻加热器。在此使用热空气和热气体,例如废气。也有可能将电阻加热器和加热管彼此组合在一起,从而使间歇式炉具有混合加热器。

传热介质在运行时流过加热装置15并与此同时吸收热量。被加热的传热介质流经通风机14并在压力侧(参照粗线箭头)排出。在这里向容纳空间12中的退火制品施加被加热的传热介质。

为了使结构紧凑,将通风机14和加热装置15各布置在中空圆柱形的容纳空间12的端侧18、19。由此使容纳空间12的有效容积最大化。

通风机14涉及轴流式通风机。

通风机14各自具有驱动器20,特别是具有布置在炉壳体10之外的电动机。电动机或一般的驱动器20以公知的方式直接与通风机14联接,借助皮带传动与通风机连接或者在少数情况下也经由传动机构与通风机连接。

炉壳体10通常在端侧18、19上具有大体旋转对称的凹进部27,该凹进部延伸进炉壳体10中并具有封闭的另一端侧。

具体地,凹进部27在根据图1的实施例中具有向内的、即朝向容纳空间12的逐渐变细的部分,该部分逐渐变为圆柱形的部分。该圆柱形的部分朝向容纳空间12是闭合的。该凹进部27可以具有其它的几何形状,例如连续的圆柱形的或连续的圆锥形的几何形状。

凹进部27与炉壳体10的中心轴线M被布置为同轴的。通风机14的支承件与凹进部27连接,特别是与圆柱形的部分连接。通风机被布置成平行于凹进部27的另一端侧。加热装置15被固定在凹进部27的布置在炉壳体10中的壁上。由此实现加热装置15、通风机14和驱动器20的驱动轴的同轴布置。此外,通风机14尽可能地紧靠用于容纳空间12中退火制品的支承件26通过凹进部27来实现。驱动器20,具体为传动线路被布置在凹进部27的内部并从而被布置在炉壳体10之外。

在通风机14与炉壳体10之间构造了允许传热介质在容纳空间12或通常在炉壳体10中循环的环形间隙21。该循环的特征在于通风机14的压力侧17上的粗箭头和吸入侧16上的细箭头。因此,传热介质在容纳空间12中或通常在炉壳体10中翻转,其中被加热的传热介质向退火制品25或容纳空间12的方向流动。被冷却的传热介质经环形间隙21回流到通风机14的吸入侧16并在此被加热装置15加热,以便通过通风机14又回流到压力侧17上。

在根据图2的实施例中这样设置,即炉壳体10被分开并具有可置换的壳体部分24,特别是中间件,其用方框来标识。图3中示出了壳体部分24,特别是中间件或中间部分是如何与两个侧面的壁元件23分离,以便将其置换。因此,间歇式炉可以按长度与不同的退火制品件,特别是不同的卷材匹配。这具有的优点是,即使在各种长度下通风机14与卷材25之间的距离仍恒定。

而且,根据图2、3的间歇式炉提供了这种可能性,即通过侧面的壁元件23的轴向位移来打开或封闭进料口11,从而使容纳空间12可以通过C型钩或升降式装卸车来进料。结合图4也可以使用线圈夹具。

替代地,如图4所示,进料口11通过盖22被打开或被封闭,该盖可以绕着在炉壳体10的纵向方向上延伸的旋转轴枢转。本实施形式特别适合于圆柱形的炉壳体。该旋转轴被布置在垂直的中心平面的侧面。盖22具有平行于旋转轴延伸的封闭侧,该封闭侧被布置在垂直的中心平面的另一侧上。

具有加热装置15的通风机14在此被布置在炉壳体10的固定的部分中并且不随盖22一起运动。

替代地,可以设置两个用于打开和封闭间歇式炉的可枢转的门扇。门扇的旋转轴彼此相对地各布置在垂直的中心平面的侧面。门扇的两个封闭侧,即在闭合位置相互锁定的门扇侧在闭合位置位于间歇式炉的垂直的中心平面上。门扇铰接在炉壳体的底部件上。门扇与底部件一起构成中空圆柱形的炉壳体的外表面。

在根据图5的实施例中,侧面的壁元件23可绕着横向于中心轴线M延伸的旋转轴线枢转以便打开或关闭进料口11。在此变型中,通风机14和加热装置15与侧面的壁元件牢固连接并且在打开或封闭进料口11时随之运动。

根据图6的实施例涉及根据图3的间歇式炉的变型,其中壁元件23是可轴向地,即沿着间歇式炉的纵向轴线移动的,特别是可运动的。至于与根据图3和图6的实施形式中一致的特征,则参考图3的描述。在根据图6的实施例中炉壳体被构成为三件式的。两个壁元件23和壳体部分24在闭合位置,即在间歇式炉运行中构成炉壳体10。与根据图3的实施例不同的是,在根据图6的实施形式中,壳体部分24被构造成底部件。在壳体部分24的区域中的炉壳体10的外表面由壁元件23构成。壁元件23各自具有壳体延伸部28,该壳体延伸部将壁元件23的外表面在轴向方向,即在间歇式炉的纵向方向上延长。壳体延伸部28在闭合位置覆盖壳体部分24。

构造成底部件的壳体部分24是可运动的。为此,壳体部分24具有例如以滚轮形式(运输车)的运输装置29。其它运输装置是可能的。运输装置29以如下方式构造,使得壳体部分24横向于间歇式炉的纵向方向移动是可能的。如图6清晰可见,炉料被支承在壳体部分24上。具体地,卷材在运输车上。

根据图6的间歇式炉的运行如下。两个外部的壁元件23在热处理后在轴向方向与壳体部分24分开,如通过炉壳体10的纵向方向上的箭头所示。卷材从炉中移动到壳体部分24或运输车上并被带走。在另一壳体部分24或运输车上处于等待位置的下一个待处理的卷材行进到两个壁元件23之间。随后壁元件23在壳体部分24的方向上轴向移动以封闭间歇式炉。然后将两个壳体延伸部28彼此连接并将壁元件23与壳体部分24连接。当达到间歇式炉的闭合位置时,开始进行热处理。

参考标记列表

10 炉壳体

11 进料口

12 容纳空间

13 用于对流传热的装置

14 通风机

15 加热装置

16 吸入侧

17 压力侧

18 端侧

19 端侧

20 驱动器

21 环形间隙

22 盖

23 壁元件

24 壳体部分/中间件

25 卷材

26 支承装置

27 凹进部

28 壳体延伸部

29 运输装置

再多了解一些
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