工业燃气炉的制作方法

本发明涉及一种工业燃气炉，主要用于金属热处理行业，尤其适用于金属淬火。

背景技术：

传统金属淬火所用的高温(870℃左右)燃气加热炉(俗称“工业燃气炉”)，其烧嘴一般设置于炉膛顶部或两侧或底部的两侧(如图2所示)，火焰直接喷入炉膛，火焰的直接辐射和对流会使靠近火焰附近的工件受热温度明显高于远离火焰的工件，特别是由于热气向上流动的原理导致炉膛上、下部位的工件温度差别更大，多达几十甚至上百度，最终导致工件淬火质量较差，甚至变形或裂纹报废。为了减少工件温差，常常使用延长加热时间、慢慢焖的方法来缓解，这样又增加了能耗、降低了生产效率。

目前，行业普遍采用的方法是通过增加烧嘴数量来减少炉膛温差，能够起到一定作用，但并无质的改变。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种能够提高炉温的均匀性、降低能耗且能够提高金属热处理质量、降低热处理产品报废率的工业燃气炉。

本发明所述的工业燃气炉，包括炉体和烧嘴，炉体下部设有导热板，通过导热板将炉体内腔分隔成上部炉膛和下部燃烧室两部分，导热板上开有若干通孔，烧嘴设置在燃烧室两侧的炉墙壁上。

通过在工业燃气炉底部增设燃烧室和导热板，这样火焰不直接喷入炉膛而是经烧嘴喷入燃烧室内，高速喷出的火焰在燃烧室有限的空间内形成强对流，与燃烧室内的空气迅速搅拌，使两千度左右的高温火焰气流迅速与燃烧室内的低温气流混合均热，再加上导热板的压制作用，避免烧嘴喷出的火焰进入炉膛后直接局部向上流动，而是通过导热板上的通孔均匀地向上流动，同时，一部分热量会通过导热板的辐射进入炉膛，保证炉膛水平截面不同部位的温度均匀性。另外，全部热量从整个炉底均匀向上进入炉膛，运用了最合理的热气流向上流动的加热原理，而不像传统工业燃气炉火焰从炉膛的顶部或两侧或炉底两侧的局部范围内直接进入炉膛，保证了本设计的炉膛垂直截面不同高度位置的炉温均匀性。同时，上行至炉膛顶部的热量会通过炉膛顶板辐射到炉膛内和工件上，经辐射下行的一部分热量会再次通过导热板辐射回炉膛内和工件上，会进一步增加炉温均匀性。通过本发明最终能够使有效加热区内的炉温温差保持在10℃以内，彻底解决了高温工业燃气炉炉温不均匀的问题，提高了金属热处理质量，降低了热处理产品报废率，降低能耗，减少排放。

优选的，烧嘴的数量为多个且多个烧嘴呈均匀分布，使燃烧室内的空气加热尽可能的均匀，进一步提高炉温的均匀性。

优选的，通孔均匀布满于导热板上，从而使燃烧室内的空气通过导热板上开设的通孔均匀地向上进入炉膛中。

进一步优选的，通孔的孔径为7～30mm，以保证导热板对火焰的压制作用，避免烧嘴喷出的火焰进入炉膛后直接局部向上流动。

优选的，导热板采用导热系数不小于30w/(m·k)的材料制成。因导热板本身采用导热性很好的材料制成，因此热量会通过导热板的辐射更加均匀地进入炉膛，保证炉膛水平截面不同部位的温度均匀性。

优选的，燃烧室由隔板分隔成数个燃烧单元，每个燃烧单元中均至少对应设置一个烧嘴，各隔板上设有热量流通通道，并通过各热量流通通道将各燃烧单元联通。通过设置多个燃烧单元，能够进一步增加燃烧室内空气加热的均匀性。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明通过在传统工业燃气炉的底部增设燃烧室和导热板、并将烧嘴设置于燃烧室中，使火焰不直接喷入炉膛而是经烧嘴喷入燃烧室内，将燃烧室内的空气加热搅拌均匀，并通过布满整个炉底的通孔使火焰均匀地向上进入炉膛，对炉膛内的工件进行加热，从而使热能能够得到充分有效利用，降低了能耗，而且极大地提高了炉温的均匀性，同时，炉膛顶部以及导热板会将热量反复辐射至炉膛内和工件上，进一步增加了炉温均匀性，最终使有效加热区内的炉温温差保持在10℃以内，彻底解决了高温工业燃气炉炉温不均匀的问题，提高了金属热处理质量，降低了热处理产品报废率，降低能耗，减少排放。

附图说明

图1是本发明的剖面图；

图2是传统工业燃气炉的结构示意图。

图中：1、炉体；2、炉膛；3、导热板；4、通孔；5、燃烧单元；6、烧嘴；7、热量流通通道；8、隔板；9、高温烟气出口；10、助燃空气入口；11、炉门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例做进一步描述：

如图1所示，工业燃气炉包括炉体1、烧嘴6、炉门11、高温烟气出口9和助燃空气入口10，炉体1下部设有导热板3，通过导热板3将炉体1内腔分隔成上部炉膛2和下部燃烧室两部分；导热板3采用导热系数不小于30w/(m·k)的材料制成，本实施例中采用碳化硅材料，其相比常规使用的耐热钢，成本低，导热系数高，耐高温1550℃，且具有较高的高温强度、高硬度、高耐磨性；导热板3上开有若干通孔4且通孔4均匀布满于导热板3上，通孔4的孔径为15mm；本实施例中的燃烧室由隔板8分隔成数个燃烧单元5，每个燃烧单元5中对应设置一个烧嘴6，各隔板8上设有热量流通通道7，并通过各热量流通通道7将各燃烧单元5联通；烧嘴6和助燃空气入口10设置在燃烧室两侧的炉墙壁上；炉门11和高温烟气出口均设置在炉膛2上。图中箭头指代热量流动方向。

通过在工业燃气炉底部增设燃烧室和导热板3，这样火焰不直接喷入炉膛2而是经烧嘴6喷入燃烧室内，高速喷出的火焰在燃烧室有限的空间内形成强对流，与燃烧室内的空气迅速搅拌，使两千度左右的高温火焰气流迅速与燃烧室内的低温气流混合均热，再加上导热板3的压制作用，避免烧嘴6喷出的火焰进入炉膛2后直接局部向上流动，而是通过均匀布满于整个炉底的导热板3上的通孔4均匀地向上流动，同时，导热板3本身采用的是导热性很好的材料，热量会通过导热板3的辐射更加均匀地进入炉膛2，保证炉膛2水平截面不同部位的温度均匀性。另外，全部热量从整个炉底均匀向上进入炉膛2，运用了最合理的热气流向上流动的加热原理，而不像传统工业燃气炉火焰从炉膛2的顶部或两侧或炉底两侧的局部范围内直接进入炉膛2，保证了本设计的炉膛2垂直截面不同高度位置的炉温均匀性。同时，上行至炉膛2顶部的热量会通过炉膛2顶板辐射到炉膛2内和工件上，经辐射下行的一部分热量会再次通过导热板3辐射回炉膛2内和工件上，会进一步增加炉温均匀性。

本实施例中通过设置多个燃烧单元5，且数个烧嘴6呈均匀分布，使燃烧室内的空气加热尽可能的均匀，进一步提高淬火炉内炉温的均匀性。

通过本发明最终能够使有效加热区内的炉温温差保持在10℃以内，彻底解决了高温工业燃气炉炉温不均匀的问题，提高了金属热处理质量，降低了热处理产品报废率，降低能耗，减少排放。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种工业燃气炉，主要用于金属热处理行业，尤其适用于金属淬火。本发明工业燃气炉包括炉体和烧嘴，炉体下部设有导热板，通过导热板将炉体内腔分隔成上部炉膛和下部燃烧室两部分，导热板上开有若干通孔，烧嘴设置在燃烧室的侧壁上。本发明通过在传统工业燃气炉的底部增设燃烧室和导热板、并将烧嘴设置于燃烧室中，使火焰不直接喷入炉膛而是经烧嘴喷入燃烧室内，将燃烧室内的空气加热搅拌均匀，并通过布满整个炉底的通孔使火焰均匀地向上进入炉膛，使炉温温差保持在10℃以内，彻底解决了高温工业燃气炉炉温不均匀的问题，提高了金属热处理质量，降低了热处理产品报废率，降低能耗，减少排放。

技术研发人员：冯以盛;张运涛;柴明显
受保护的技术使用者：山东联美弹簧科技股份有限公司
技术研发日：2019.07.19
技术公布日：2019.09.27