具有热回收功能的罩式退火装置的制作方法

本发明涉及退火装置，具体涉及一种具有热回收功能的罩式退火装置。

背景技术：

退火是材料加工过程中的一个常见工艺，为了达到某种特性，如降低工件的硬度而提高其塑性，工件需要经过加热后，保持一段时间，然后缓慢降温以获得该种性能，退火炉是退火加工中不可或缺的加工设备。目前通常采用钟罩式球化退火炉，现有的退火炉大都包括加热外罩、内罩和底座，其中底座上设有托料盘，内罩罩在底座上，加热外罩罩在内罩外，但是目前退火炉存在以下缺点：内罩内温度不均匀、燃料燃烧效率低等缺点。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供一种具有热回收功能的罩式退火装置，本退火装置中设有分气盘，气体通过该分气盘均匀进入内罩内对产品进行加热，因此促进了内罩内温度以及底座受热的均匀性。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有热回收功能的罩式退火装置，包括底座、内罩和加热罩，所述内罩的下端固定密封于所述底座上，所述加热罩盖设于内罩的外侧且其下端固定密封于所述底座上，所述加热罩内侧、内罩外侧以及底座围成一封闭的燃烧腔，所述底座包括由下而上依次设置的底板、隔热板、分气盘和承载盘，所述底板固定于基座内，所述承载盘上用于放置装载线材的线材架，所述分气盘内设有若干均匀且间隔分布的叶片，所述承载盘上设有若干均匀分布的透气孔，所述分气盘内设有风机，所述风机下方连接第一驱动马达。

优选地，所述内罩呈圆形钟罩形状，该内罩包括内罩本体以及固定连接于内罩本体上端的顶盖，所述内罩本体的下端可拆卸地密封于底板上，所述内罩的顶盖和内罩本体为一体成型或焊接成型。

优选地，所述内罩与底板之间通过液压钳固定连接，且两者之间通过设有的o型液压密封圈密封，所述内罩本体下端设有夹层，所述夹层与水管连接，循环水通过水管进入夹层内直接作用于o型液压密封圈。

优选地，所述承载盘上设有网格便于线材架的放置，所述风机的叶轮为前弯式结构，所述第一驱动马达通过大直径的马达轴连接于风机的叶轮从而带动叶轮转动，所述第一驱动马达的前端还设有大尺寸法兰盘。

优选地，所述加热罩包括壳体、热回收器、燃烧系统、供助燃空气系统和供燃气系统，所述热回收器可拆卸地安装在壳体的外侧，所述燃烧系统、供助燃空气系统和供燃气系统皆位于壳体的外侧，所述壳体内设有烟气管，该烟气管连接于热回收器，且高温烟气经过热回收器冷却后通过烟气出口排出，所述热回收器通过其上端的冷助燃空气管连通供助燃空气系统，通过其下端的热助燃空气管连接燃烧系统，该燃烧系统连接所述供燃气系统。

优选地，共设有12个独立的燃烧系统，每个燃烧系统配有一个热回收器，所述燃烧系统分为上、下两层，且每层6个，该燃烧系统沿壳体下部周向均匀地分布于壳体外侧，且上下层燃烧系统相互间隔设计。

优选地，每个燃烧系统包括低氮氧化物燃烧器、点火棒以及uv火焰监测器，所述燃烧器的喷嘴固定于所述壳体下部，该喷嘴的喷火端位于壳体下部内侧，且在燃烧器附近的壳体内设有陶瓷纤维隔热件及其支架。

优选地，所述热回收器为内部具有螺旋管的换热器，冷助燃空气从螺旋管内通过，烟气从螺旋管外流过而对螺旋管内的空气进行加热，所述供助燃空气系统包括空气风机、空气管路、控制阀和第二驱动马达，所述空气风机将外部空气通过空气管路并经控制阀调节后输送至热回收器加热，所述第二驱动马达用于调节控制阀，所述供燃气系统包括燃气管路、燃气控制阀和快速燃气接头，所述快速燃气接头用于连接外部燃气源，所述燃气控制阀用于控制适当的燃气流量。

优选地，还包括控制箱和温度计，所述控制箱安装于壳体的外侧，所述控制箱内设有控制系统，该控制系统用于控制供助燃空气系统、燃烧系统以及供燃气系统，所述温度计位于壳体内用于监测壳体内温度。

优选地，所述隔热板为不锈钢板包覆于陶瓷纤维棉板的内包式隔热板，所述内罩、分气盘和承载盘皆为304不锈钢制品，所述加热罩呈圆钟罩形状，所述壳体内侧设有隔热层，所述隔热层为陶瓷纤维层，所述冷助燃空气管道上安装有膨胀节，所述壳体底部设有隔热条。

本发明的有益效果是：

1)本发明采用前弯式的风机并配合分气盘能够获得最佳的气体对流效果，高对流产生高均温性能从而缩短了制程时间以及具有更有效的设备利用率，进而得到更高品质的产品，同时也能够保证底座受热均匀，不会发生变形的现象；

2)本发明中的内罩内外壁采用波纹式结构，有利于加速加热或冷却，内罩中使用循环水用于液压钳的密封，液压钳通过plc系统进行自动控制，内罩通过液压钳和密封圈密封，为气体对流提供了一个密封的环境，能够降低能量的消耗；

3)本发明中每个燃烧系统中配置一个热回收器，采用这种独特分散式热回收形成，能够充分地对助燃空气进行加热，且燃烧器采用切线式高冲量燃烧器、适当的燃气比例控制以及燃烧器两层分布，大幅度提高了燃料燃烧效率，同时烟气废气排放之前被大幅度地降温，简化了烟气处理过程；本发明中设置高温限制器、安全熔断阀以及uv感应器检测火焰等安全措施，因此安全性能高，还具有维修简单、隔热性能好等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中底座的结构示意图；

图3为本发明中内罩的结构示意图；

图4为本发明中第一驱动马达的结构示意图；

图5为本发明中加热罩的结构示意图；

图6为本发明中加热罩的内部示意图；

图中：10-底座，11-底板，12-隔热板，13-分气盘，14-承载盘，15-基座，20-内罩，21-顶盖，22-内罩本体，23-密封圈，24-夹层，25-水管，30-第一驱动马达，31-风机，40-线材架，41-线材，50-加热罩，51-壳体，52-隔热层，53-烟气管，54-隔热条，55-控制箱，56-温度计，60-热回收器，61-冷助燃空气管，62-热助燃空气管，70-燃烧系统，71-燃烧器，72-点火棒，80-供助燃空气系统，81-空气风机，82-空气管路，83-控制阀，84-第二驱动马达，90-供燃气系统，91-燃气管路，92-燃气控制阀，93-快速燃气接头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1-6所示，一种具有热回收功能的罩式退火装置，包括底座10、内罩20和加热罩50，所述内罩20的下端固定密封于所述底座10上，所述加热罩50盖设于内罩的外侧且其下端固定密封于所述底座10上，所述加热罩内侧、内罩外侧以及底座10围成一封闭的燃烧腔，所述底座10包括由下而上依次设置的底板11、隔热板12、分气盘13和承载盘14，所述底板11固定于基座15内，所述基座15为混凝土地基，所述承载盘14上用于放置装载线材41的线材架40，所述分气盘13内设有若干均匀且间隔分布的叶片，所述承载盘14上设有若干均匀分布的透气孔，所述分气盘13内设有风机31，所述风机31下方连接第一驱动马达30。本发明中采用了分气盘13，分气盘能够促进温度的一致性，且能够分担线材对承载盘的装载压力，隔热板12能够将风机31与加热区隔开，延长了风机的使用寿命，隔热板12为陶瓷纤维棉板隔热板外包覆一层不锈钢板，因此线材上的污染物不会进入隔热板内部，而且内包式的隔热板也无需在试车前烘干，节约了时间以及经济成本，本退火装置中采用高纯度氢气作为高对流气体，氢是最轻的元素，因此可以使用很少量的电能就可以搅拌大量的气体，本发明采用前弯式的风机31并配合分气盘13能够获得最佳的气体对流效果，高对流产生高均温性能从而缩短了制程时间以及具有更有效的设备利用率，进而得到更高品质的产品，且采用隔热板隔离加热区域，减少能量的损失，本退火装置具有50吨的超大容量，降低了产品平均操作成本。

所述隔热板12为不锈钢板包覆于陶瓷纤维棉板的内包式隔热板，所述内罩20、分气盘13和承载盘14皆为304不锈钢制品，所述加热罩50呈圆钟罩形状，所述壳体内侧设有隔热层52，所述隔热层为陶瓷纤维层，所述冷助燃空气管道上安装有膨胀节，所述壳体底部设有隔热条54。亦即隔热板包括内部的陶瓷纤维棉板以及外部的不锈钢板，不锈钢板包覆于陶瓷纤维棉板的外侧。

如图2和图4所示，所述承载盘14上设有网格便于线材架的放置，所述风机31的叶轮为前弯式结构，所述第一驱动马达30通过大直径的马达轴连接于风机的叶轮从而带动叶轮转动，所述第一驱动马达的前端还设有大尺寸法兰盘。在承载盘14上设有网格便于线材架放置于承载盘的任何位置，也适合多种规格的线材架，设有的风机31能够促进内罩内部温度的一致性，从而得到性能高度一致的产品，采用前弯式叶轮能够生成较高的全压，此结构的风机特别适用于内罩内产生较高的阻力环境使用且风机马达带冷却循环系统来降低马达线圈产生的热量进而降低运转电流来节约电能且延长风机使用寿命，风机能够根据内部压力来同步调速运行；大直径的马达轴以及超大的法兰盘有助于减轻风机振动对马达的影响，从而延长其使用寿命。

如图3所示，所述内罩呈圆形钟罩形状，该内罩20包括内罩本体22以及固定连接于内罩本体上端的顶盖21，所述内罩本体的下端可拆卸地密封于底板11上，所述内罩的顶盖21和内罩本体22为一体成型或焊接成型。所述内罩20与底板11之间通过液压钳固定连接，且两者之间通过设有的o型液压密封圈23密封，所述内罩本体22下端设有夹层24，所述夹层24与水管25连接，循环水通过水管25进入夹层24内直接作用于o型液压密封圈23。液压钳采用常规的液压钳起到密封作用即可，附图中未示出，内罩的底部机械加工面与o型密封圈23完全密封，防止任何泄漏，内罩20内外壁采用波纹式结构，有利于加速加热或冷却，该循环水用于液压密封圈的密封，液压钳通过plc系统进行自动控制，内罩通过液压钳和密封圈与底板密封，为气体对流提供了一个密封且避免氧化气体进入造成碳金属氧化脱碳的环境，能够降低能量的消耗。

如图5和图6所示，所述加热罩50包括壳体51、热回收器60、燃烧系统70、供助燃空气系统80和供燃气系统90，所述热回收器60可拆卸地安装在壳体的外侧，所述燃烧系统70、供助燃空气系统80和供燃气系统90皆位于壳体的外侧，所述壳体51内设有烟气管53，该烟气管53连接于热回收器60，且高温烟气经过热回收器冷却后通过烟气出口排出，所述热回收器60通过其上端的冷助燃空气管61连通供助燃空气系统，通过其下端的热助燃空气管62连接燃烧系统70，该燃烧系统70连接所述供燃气系统。使用时，外部的燃气通过供燃气系统90进入燃烧系统70，外部的助燃空气通过供助燃空气系统进入位于壳体外部的热回收器60，退火炉内燃烧的高温烟气通过烟气管53进入热回收器而对冷的助燃空气进行加热，被加热后的助燃空气通过热助燃空气管进入燃烧系统辅助燃烧，被冷却后的烟气通过烟气出口排出至烟气处理装置，本发明中每个燃烧系统中配置一个热回收器，采用这种独特分散式热回收形成，能够充分地对助燃空气进行加热，大幅度提高了燃料燃烧效率。

本实施例中加热罩共设有12个独立的燃烧系统70，每个燃烧系统配有一个热回收器60，所述燃烧系统分为上、下两层，且每层6个，该燃烧系统沿壳体51下部周向均匀地分布于壳体外侧，且上下层燃烧系统相互间隔设计。每个燃烧系统70包括低氮氧化物燃烧器71、点火棒72以及uv火焰监测器，所述燃烧器71的喷嘴固定于所述壳体下部，该喷嘴的喷火端位于壳体下部内侧，且在燃烧器附近的壳体内设有陶瓷纤维隔热件及其支架。所有的燃烧系统和热回收器公用一套供助燃空气系统和供燃气系统，燃烧器71采用切线式高冲量燃烧器、直火式使用气体燃料、适当的燃气比例控制、燃烧器两层分布以及每个燃烧器都配备一支热回收器，极大地提高了燃料燃烧效能。所述热回收器60为内部具有螺旋管的换热器，冷助燃空气从螺旋管内通过，烟气从螺旋管外流过而对螺旋管内的空气进行加热，所述供助燃空气系统80包括空气风机81、空气管路82、控制阀83和第二驱动马达84，所述空气风机81将外部空气通过空气管路并经控制阀调节后输送至热回收器加热，所述第二驱动马达84用于调节控制阀83，所述供燃气系统90包括燃气管路91、燃气控制阀92和快速燃气接头93，所述快速燃气接头93用于连接外部燃气源，所述燃气控制阀92用于控制适当的燃气流量。热回收器是一种换热器利用燃烧后的废烟气对空气进行预热，预热后空气送到烧嘴与燃气混合后燃烧，预热后空气温度可到300℃左右，从而提高了燃烧效率，节约燃料，同时排放的烟气温度下降，减轻环境污染。

如图6所示，还包括控制箱55和温度计56，所述控制箱55安装于壳体51的外侧，所述控制箱内设有控制系统，该控制系统用于控制供助燃空气系统、燃烧系统以及供燃气系统，所述温度计56位于壳体内用于监测壳体内温度。利用控制系统实现全自动化控制，操作人员操作plc界面即可控制整个过程。

本发明的操作过程：

步骤一：操作员选择要执行的程序，将装载了线材41的线材架40运至底座的承载盘14上，用内罩20专用起吊工具将内罩盖于底座10上；

步骤二：手动连接循环水并打开循环水阀门，手动关闭液压钳开关使得液压钳锁住内罩20；

步骤三：在软件系统中选择好球化工艺的程序，并点击泄漏测试，测试通过后自动开始充入氮气，然后系统提示装加热罩50；

步骤四：利用行车将加热罩50吊起，加热罩50上定位件套设于底座上设有的导柱并使加热罩沿着导柱匀速下降，完成盖炉操作；

步骤五：完成连接系统接线座和天然气管道后，手动按下加热罩50电箱启动按钮等绿灯亮时再打开天然气阀门完成开炉动作，氧气分析仪确认充氮完成后再用氢气置换氮气；

步骤六：进行球化工序，加热罩50中的燃烧器71在燃烧腔里形成火焰，火焰加热内罩20，内罩20经辐射传热，将热量传给内部线材41，热量由外向内传递，设置于底座10内的风机31驱动环流保护气体，强化对流传热，并均匀温度；操作人员观察软件系统中温度曲线是否运行正常，并观察点火器等是否正常运行；

步骤七：球化结束后，系统提示取下加热罩50，将加热罩与控制箱上的连接线以及天然气连接软管全部拔除，采用行车将加热罩吊至空旷区冷却；

步骤八：采用工业风扇对内罩20进行冷却，等温度降至设定值时系统提醒取下内罩，手动打开液压钳开关，关闭循环水开关，拔除循环水结构，再将内罩吊至空旷区；

步骤九：将球化好的线材41吊出并放于冷却区，冷却至常温后出线。

应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。