专利名称：一种用于罩式退火炉的加热罩的制作方法
技术领域：
本发明属于一种热处理过程中的罩式退火炉设备，具体涉及一种用于罩式退火炉的加热罩。
背景技术：
罩式退火炉是冷轧钢卷或其它金属材料退火过程中常使用的一种周期性热处理设备，主要由炉台、内罩、加热罩、冷却罩等构成。罩式退火炉加热罩一般由罩体、燃烧器、换热器、空气管路、燃气管路、烟气管路、助燃风机等部件构成。在其工作过程中，燃烧器在加热罩内燃烧燃料加热，高温烟气通过换热器后温度降低，排出加热罩外，同时将助燃空气加热。现有的罩式退火炉加热罩的燃烧器多布置在加热罩下部，分为两排或者三排交错布置，燃烧器同时燃烧进行加热，烟气从加热罩上部的排烟口排出，这使得罩式退火炉加热过程中，其下部分靠近燃烧器区域，温度较高，使内罩下部分温度较高，这造成了内罩内的堆垛钢卷下部钢卷温度较高，钢卷温度不均勻，存在较大温差，容易造成钢卷粘结的现象； 同时，存在下部钢卷已经达到退火所需温度，但是上部钢卷温度还未达到的现象，为了使上部分钢卷达到退火要求温度，使得排烟温度很高，加热时间延长，造成了燃料的巨大浪费。
发明内容
针对上述的现有罩式退火炉加热罩的缺点，本发明提出一种用于罩式退火炉的加热罩，通过燃烧器在加热罩上的分组布置以及交叉脉动的燃烧方式，使得加热罩内温度场更加均勻，提高了钢卷退火质量，减少罩式退火炉加热时间，降低了罩式退火炉排烟温度， 具有结构简单、占地面积小、运行费用低、节省燃料和加热效果好的优点。实现本发明的目的所采用的具体技术方案如下一种用于罩式退火炉的加热罩，包括加热罩壳体和设置在该壳体上的至少一个燃烧器组，其中，每个所述燃烧器组包括成对布置的两蓄热式燃烧器，所述蓄热式燃烧器包括燃烧气体流道、燃气进口、蓄热式换热器和烧嘴，所述燃气进口一端与外部的燃气支管通过电磁阀连接，以控制燃气的输入，另一端穿过蓄热式换热器后与烧嘴连通，两蓄热式燃烧器的燃烧气体流道)各自分别连接到四通换向阀一个入口，该四通换向阀)的另外两入口分别与外部空气管道和废气管道连通，通过对四通换向阀的切换，实现两燃烧气体流道与空气管道和废气管道的交替连通，从而实现每个燃烧器组中的两个燃烧器的交替燃烧。燃烧器安装在在加热罩上；罩式退火炉在对钢卷进行加热时，每个燃烧器分别进行燃烧或作为烟气排出通道，烟气在通过燃烧器的过程中，将燃烧器后半部分的蓄热体加热，同时，助燃空气在通过参与燃烧的燃烧器时被其蓄热体加热；通过管道切换装置的作用，每个燃烧器作交叉脉动燃烧。燃烧器安装在在加热罩上，分为若干组，每组燃烧器数目2个，均勻布置在罩式退火炉加热罩上；每个燃烧器有一个切向的角度，使火焰切向加热内罩，防止高温火焰直接正
3对内罩。每个燃烧器的换热器安装在烧嘴后面，加热罩工作时，空气流经换热器被加热然后进入烧嘴参与燃烧，或者高温烟气经烧嘴通过换热器，将热量传递给换热器。本发明中的罩式退火炉加热罩的烟气热量回收由每个燃烧器后面的蓄热式换热器来完成，代替了原有罩式退火炉的金属热交换器，具有换热效率高、体积小、重量轻、成本低的特点。管道切换装置由空气切换阀、烟气切换阀以及燃气切换阀组成，分别切换空气和烟气以及燃气的流向。罩式退火炉在对钢卷进行加热时，每个燃烧器分别交替进行燃烧和排烟，烟气在通过燃烧器的过程中，将燃烧器后半部分的换热器加热，同时，助燃空气在通过参与燃烧的燃烧器时被其换热器加热；通过管道切换装置的作用，每个燃烧器作交叉脉动燃烧，切换时间由事先设定好的控制系统控制。本发明中的每组中的两个燃烧器轮流工作，作交叉脉动燃烧，烟气在炉内往复流动对内罩进行加热，使得内罩温度更加均勻，提高了燃料燃烧效率和炉内传热效率。本发明中燃烧器所采用的换热器采用陶瓷蓄热体制作，能耐腐蚀并且可以充分吸收烟气的余热，使排烟温度降低到150°C以下，甚至可以达到常温，当排烟温度降到150°C 以下后会产生露点析出液，烟气中的氮氧化物等酸性气体可以被吸附在露点析出液中，可以减轻对环境的污染。
图1为本发明的一种用于罩式退火炉的加热罩外形图。图2为本发明的一种用于罩式退火炉的加热罩工作原理示意图。图3为本发明中的燃烧器组结构示意图。图4为本发明中所使用的燃烧器的结构示意图。图5为本发明中某一高度上一种典型的燃烧器布置形式示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例和附图进一步说明本发明。由图2-5所示，本发明的罩式退火炉用加热罩罩设在罩式退火炉的炉台11上，内部设置有内罩12和钢卷13。加热罩包括加热罩壳体1和设置在壳体1上的至少一个燃烧器组，本实施例中优选为4个。由图3所示，每个燃烧器组包括有两成对布置的蓄热式燃烧器2。由图4所示，每个蓄热式燃烧器2包括燃烧气体流道15、燃气进口 17、蓄热式换热器16和烧嘴18，其中，蓄热式换热器位于烧嘴18后部，燃烧气体流道15流经蓄热式换热器16，燃气进口 17穿过蓄热式换热器16后连接到烧嘴18。燃气进口 17与燃气管道通过电磁阀14连接，利用电磁阀14控制燃气的输入，两蓄热式燃烧器2的燃烧气体流道15连接到四通换向阀3两个入口，该四通换向阀3的另外两入口分别与空气管道5和废气管道6连通，其中一个燃烧气体流道15与空气管道5连通时，另一个燃烧气体流道15与废气管道6连通，当切换四通换向阀3时，与空气管道5连通的燃烧气体流道15则切换到与废气管道6连通，与废气管道6连通燃烧气体流道15切换到与空气管道5连通，实现两燃烧气体流道15通过该四通换向阀3与空气管道5和废气管道6的交替连通，从而每个燃烧器组中的两个燃烧器2交替燃烧(交叉脉动燃烧)，即同一时间其中一个燃烧而另一个蓄热。在罩式退火炉加热罩工作时，当燃烧器工作状态为燃烧加热时，助燃空气经过蓄热体被加热然后经过烧嘴参与燃烧；当燃烧器工作状态为蓄热时，炉内燃烧的烟气通过烧嘴进入蓄热体，其热量被蓄热体吸收。排烟管道处安装有引风机，空气管道处安装有鼓风机。由图4所示，燃烧气体流道15通过四通换向阀3与排烟管道或者空气管道5相连，这使燃烧气体流道既可以充当空气进口流道，又可以充当烟气排出流道，这两种功能的变换通过控制系统调节四通换向阀来实现；燃气管道前设置有电磁阀14，由控制系统控制燃料的流通。燃烧器的工作状态分为两种，一种是排烟状态，一种是燃烧状态。在排烟状态中，通过四通换向阀3，将燃烧气体流道15与排烟管道9相连，同时控制系统关闭燃气管道上面的电磁阀，截止燃气流通，烧嘴18处没有燃气燃烧，罩式退火炉加热罩内的高温烟气由于压力的原因，通过烧嘴18、流经蓄热体，将热量传递给蓄热体后通过烟气排出管道9排出系统，这一过程烟气温度降低，蓄热体温度升高；排烟过程持续一段时间后，控制系统通过调节四通换向阀3，使得燃烧气体流道15与空气管道5相连，同时控制电磁阀开启，使燃气进入烧嘴18，空气进入燃烧气体流道15，流经蓄热体，被高温蓄热体加热后在烧嘴18处与燃气混合进行燃烧，在这个过程中，蓄热体的将热量传递给空气，自身温度逐渐降低。在这种罩式退火炉的工作过程中，每个燃烧器都是在控制系统的调节下做交叉脉动燃烧。在罩式退火炉加热罩上布置多个燃烧器组时每个燃烧器组可以在同一高度上交叉布置或者不同高度上布置，并通过管道与四通阀、电磁阀连接在一起。图5为某一高度上一种典型的燃烧器布置图，如图5所示，每个燃烧器均沿内罩切向布置，避免燃烧器火焰直接冲刷内罩壁面，延长内罩使用寿命。如图2所示，本实施例的加热罩上一共布置了 4个燃烧器组A、B、C和D，每组有两个燃烧器，分别是燃烧器A1、燃烧器A2、燃烧器B1、燃烧器B2、燃烧器C1、燃烧器C2、燃烧器 D1、燃烧器D2。在图2所示的工作状态中，控制系统控制燃烧器控制每个燃烧器前面的电磁阀，使得燃烧器A2、B2、C2、D2处有燃气通入，同时，控制四通换向阀，使得空气通过管道和四通换向阀，进入燃烧器A2、B2、C2、D2，经这4个燃烧器后部的蓄热体加热到一定温度，在烧嘴处与燃气混合燃烧；炉内由于压力的原因，使得高温烟气由燃烧器Al、Bi、Cl、Dl的烧嘴处进入这四个燃烧器，流经蓄热体，蓄热体对高温烟气进行余热回收，使烟气自身温度降低到150°C以下，经四通换向阀流向排烟管道9。维持这样的工作状态一段时间后，控制系统调节每个燃烧器前的电磁阀，使得燃烧器Al、Bi、Cl、Dl前又燃气通入，而其他四个燃烧器没有燃气通入，同时调节四通换向阀，使得空气通过管道和四通换向阀，进入燃烧器Al、 B1、C1、D1，经这4个燃烧器后部的蓄热体加热到一定温度，在烧嘴处与燃气混合燃烧；炉内由于压力的原因，使得高温烟气由燃烧器A2、B2、C2、D2的烧嘴处进入这四个燃烧器，流经蓄热体，蓄热体对高温烟气进行余热回收，使烟气自身温度降低到150°C以下，经四通换向阀流向排烟管道9。在这种工况下，每组燃烧器就这样进行交叉脉动燃烧。
以上叙述只是该新型交叉脉动燃烧罩式退火炉的一种典型工况。由于罩式退火炉的实际工作过程中，钢卷的温度是在一直变化的，因此所需要的加热状态也是在一直变化的，因此，控制系统可以分别控制每一组的每一个燃烧器的工作状况，比如，在需要加热量大的工况时，图2中的四组燃烧器每组都有一个进行燃烧，一个进行蓄热，在加热量需求小的时候，可以关闭一组或者多组燃烧器，既不进行燃烧，也不进行蓄热，这一切都可以根据实际工况有控制系统自动按照事先设计好的控制程序来调节。为了简化叙述这种罩式退火炉的工作流程，图2中只有4组燃烧器，实际中的这种罩式退火炉可以是有任意数目的燃烧器组，具体可以根据罩式退火炉大小及加热需求等实际情况来确定。
权利要求
1.一种用于罩式退火炉的加热罩，包括加热罩壳体(1)和设置在该壳体(1)上的至少一个燃烧器组，其中，每个所述燃烧器组包括成对布置的两蓄热式燃烧器( ，所述蓄热式燃烧器( 包括燃烧气体流道(15)、燃气进口(17)、蓄热式换热器(16)和烧嘴(18)，所述燃气进口(17) —端与外部的燃气支管(4)通过电磁阀(14)连接，以控制燃气的输入，另一端穿过蓄热式换热器(16)后与烧嘴(18)连通，两蓄热式燃烧器O)的燃烧气体流道(15) 各自分别连接到四通换向阀⑶一个入口，该四通换向阀⑶的另外两入口分别与外部空气管道( 和废气管道(6)连通，通过对四通换向阀C3)的切换，实现两燃烧气体流道(15) 与空气管道( 和废气管道(6)的交替连通，从而实现每个燃烧器组中的两个燃烧器(2) 的交替燃烧。
2.根据权利要求1所述的加热罩，其特征在于，所述的烟气排放管道(9)处安装有引风机，空气管道(8)处安装有鼓风机。
3.根据权利要求1或2所述的加热罩，其特征在于，所述燃烧器组为4个。
4.根据权利要求1-3之一所述的加热罩，其特征在于，当其中一个燃烧气体流道与空气管道连通时，另一个燃烧气体流道与废气管道连通，切换四通换向阀(3)时，与空气管道连通的燃烧气体流道则切换到与废气管道连通，与废气管道连通燃烧气体流道切换到与空气管道连通，实现两燃烧气体流道通过该四通换向阀(3)与空气管道和废气管道的交替连
全文摘要
本发明公开了一种用于罩式退火炉的加热罩，包括加热罩壳体和设置在该壳体上的至少一个燃烧器组，每个燃烧器组包括两蓄热式燃烧器，其包括燃烧气体流道、燃气进口、蓄热式换热器和烧嘴，燃气进口一端与外部的燃气支管通过电磁阀连接，另一端穿过蓄热式换热器后与烧嘴连通，两蓄热式燃烧器的燃烧气体流道分别连接到四通换向阀一个入口，另外两入口分别与外部空气管道和废气管道连通，通过对四通换向阀的切换，两燃烧气体流道与空气管道和废气管道的交替连通，从而实现燃烧器组中的两个燃烧器的交替燃烧。本发明可以使加热室加热温度均匀，同时减小钢卷退火中的温差和退火时间，提高钢卷退火质量，节省燃料、延长内罩寿命且易于控制退火炉加热状态。
文档编号C21D9/673GK102382973SQ20111032086
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者喻道远, 张喜来, 方顺利, 靳世平 申请人:华中科技大学