辊底式板材连续炉及其回火方法与流程

本发明属于板材热处理领域，具体涉及一种辊底式板材连续炉及其回火方法。

背景技术：

高强度耐磨钢板(如，nm360、nm400、nm500等)广泛应用于车辆、船舶、矿山设备、工程机械及水泥设备等方面，生产工艺流程一般为热轧+淬火+低温回火工艺，回火工艺温度一般在200～400℃，为了在保持高硬度前提下，降低钢的脆性和减少淬火应力，对于特殊规格和品种，其回火处理温度甚至低至150℃。

对于大型宽厚板、中厚板生产厂来说，钢板的回火处理一般采用明火加热辊底式板材连续炉实现，该炉本体设计工作温度150～800℃之间，满足低温回火、中温回火、高温回火处理，但是在实际生产过程中，特别是低温回火时，由于炉温较低，烧嘴工作时产生的火焰和高温烟气，容易引起局部高温，导致炉温均匀性指标较差(≥±10℃，甚至更高)，无法保证钢板加热温度均匀性和组织性能均匀性的要求，容易导致无法通过相关质量体系认证(如cqi-9)，不利于高端热处理产品的生产和销售。

虽然在现有设备的基础上，工程技术人员通过增加扰动叶轮、采用烧嘴大小火脉冲等手段，改善炉温均匀性，但仍不能从本质上解决因烧嘴工作时局部高温对炉温均匀性的影响，不能在低温回火处理时将炉温均匀性指标降至±5℃以内。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种辊底式板材连续炉及其回火方法，该设备能实现高、中、低温三种回火工艺，中高温回火时可有效减弱明火加热装置对炉温均匀性和钢板加热均匀性的不利影响，低温回火时，获得较高的炉温控制精度和炉温均匀性。

本发明所采用的技术方案是：

一种辊底式板材连续炉，包括沿板材输送方向依次设置的进料炉门、进口密封室、炉本体、出口密封室和出料炉门以及用于输送板材的炉底辊传动系统、用于对炉内供热的供热系统和用于对炉内排烟的排烟系统，供热系统包括助燃风管路、燃气管路和烧嘴，烧嘴分布在炉内两侧；炉本体中后部设有一套以上的外循环补热系统，每套外循环补热系统均包括热风炉、补燃装置、循环风机、主阀门、热风管路和喷吹加热装置，热风炉上设有通过主阀门与炉本体的炉气出口连接的炉气入口、安装补燃装置的补燃装置安装口、与循环风机入口连接的炉气出口、安装测温传感器的测温安装口、冷风入口，循环风机出口通过热风管路与喷吹加热装置连接且每个喷吹加热装置都存在对应的支阀门，喷吹加热装置伸入炉内且分布在需要处理钢板的上下表面并在面向钢板表面侧设置若干喷口，位于下部的喷吹加热装置位于炉底辊之间。

进一步地，热风炉和循环风机安装在炉顶，热风管路包括两根集管和若干支管，循环风机设有一个入口、两个出口，循环风机的两个出口分别与两根集管连接，两根集管布置在炉本体两侧，支管一端与集管连接、另一端与喷吹加热装置一一对应连接，支阀门设在支管上。

进一步地，补燃装置采用电能加热或采用大调节比明火加热烧嘴，采用大调节比明火加热烧嘴时，由供热系统的助燃风管路和燃气管路提供助燃风和燃气，连续比例调节。

进一步地，炉气入口、补燃装置安装口和冷风入口位于热风炉的同侧。

进一步地，热风炉的断面为圆形或矩形结构，内部设置隔热材料。

进一步地，循环风机为离心式、耐高温的风机，采用变频调速。

进一步地，喷吹加热装置为喷管或喷箱结构。

进一步地，排烟系统包括排烟支管、排烟总管和预热装置，炉本体设有一个或若干个排烟口，排烟支管与排烟口一一对应连接后汇至排烟总管，预热装置用于利用排烟总管输送的烟气为助燃风管路内的助燃风预热。

上述辊底式板材连续炉的回火方法是：

在中、高温回火时，需要处理的钢板在炉底辊传动系统驱动下，向前连续运行或摆动前行，通过供热系统的烧嘴进行加热，完成加热、保温过程，外循环补热系统处于停机状态——主阀门和支阀门处于关闭状态，补燃装置、循环风机处于停机状态；

在低温回火时，需要处理的钢板在炉底辊传动系统驱动下，向前连续运行或摆动前行，加热段通过供热系统的烧嘴进行加热，均热段通过外循环补热系统完成补热，处于均热段的烧嘴处于停机状态、外循环补热系统处于工作状态——主阀门和支阀门处于开启状态，补燃装置和循环风机处于工作状态，在循环风机的驱动下，均热段内的炉气首先进入热风炉内，通过补燃装置补热后，再通过热风管路进入喷吹加热装置，并最终由喷吹加热装置的喷口喷出，对钢板进行喷吹加热，实现炉气循环补热，同时根据测得的温度和设定温度调节循环风机和补燃装置，实现温度的自动、精确调节。

本发明的有益效果是：

该设备通过本身的供热系统和增设的炉外循环补热系统实现高、中、低温三种回火工艺，中高温回火时，喷吹加热装置对烧嘴引起的局部高温，有明显的遮蔽和均匀作用，可有效减弱烧嘴火焰热辐射、局部高温烟气对炉温均匀性和钢板加热均匀性的影响，特别是在低温回火时，均热段通过炉外循环补热的方式对钢板进行喷吹加热，均热段内无明火火焰，彻底消除了烧嘴火焰、局部高温炉气对炉温均匀性和钢板加热均匀性的影响，炉本体控温精度可以达到±5℃以内，而且起到了强化传热的效果，钢板加热速率可提高30％左右，保证低温回火时，具有较高的炉温控制精度和炉温均匀性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2是本发明实施例的纵断面图示意图。

图3是本发明实施例的局部结构示意图。

图4是本发明实施例的均热段剖视结构示意图。

图中：1-进料炉门、2-进口密封室、3-炉本体、30-排烟口、31-炉气出口、32-加热段、33-均热段、4-供热系统、40-助燃风管路、41-燃气管路(图中未显示)、42-烧嘴、5-炉外循环补热系统、50-热风炉、50.1-炉气入口、50.2-补燃装置安装口、50.3-炉气出口、50.4-测温安装口、50.5-冷风入口、51-补燃装置、52-循环风机、53-主阀门、54-热风管路、54.1-集管、54.2-支管、54.3-膨胀节、54.4-支阀门、55-喷吹加热装置、55.1-位于下部的喷吹加热装置、55.2-位于上部的喷吹加热装置、55.3-喷口、6-排烟系统、60-排烟支管、61排烟总管、62-预热装置、7-炉底辊传动系统、8-出口密封室、9-出料炉门、10-钢板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1至图4所示，一种辊底式板材连续炉，包括沿板材输送方向依次设置的进料炉门1、进口密封室2、炉本体3、出口密封室8和出料炉门9以及用于输送板材的炉底辊传动系统7、用于对炉内供热的供热系统4、用于对炉内排烟的排烟系统、设在炉本体3中后部(一般炉本体3中后部为均热段33，前部为加热段32)的一套以上的外循环补热系统5(即，可以是一套、两套或多套)。

如图2所示，在本实施例中，供热系统4包括助燃风管路40、燃气管路41和烧嘴42(烧嘴42采用常用的明火烧嘴，脉冲燃烧控制)，烧嘴42分布在炉内两侧，排烟系统6包括排烟支管60、排烟总管61和预热装置62(可以采用空气预热器)，炉本体3设有一个或若干个排烟口30，排烟支管60与排烟口30一一对应连接后汇至排烟总管61，预热装置62用于利用排烟总管61输送的烟气为助燃风管路40内的助燃风预热，利用排烟系统6的预热，节约了能源。

如图2至图4所示，在本实施例中，每套外循环补热系统5均包括热风炉50、补燃装置51、循环风机52、主阀门53(可以采用炉气闸板阀)、热风管路54和喷吹加热装置55，热风炉50上设有通过主阀门53与炉本体3的炉气出口31连接的炉气入口50.1、安装补燃装置51的补燃装置安装口50.2、与循环风机52入口连接的炉气出口50.3、安装测温传感器(一般是热电偶)的测温安装口50.4、冷风入口50.5，循环风机52出口通过热风管路54与喷吹加热装置55连接且每个喷吹加热装置55都存在对应的支阀门54.4(可以采用手动阀)，喷吹加热装置伸入炉内且分布在需要处理钢板的上下表面并在面向钢板10表面侧设置若干喷口55.3，位于下部的喷吹加热装置55.1位于炉底辊之间。

如图2至图4所示，在本实施例中，热风炉50和循环风机52安装在炉顶，热风管路54包括两根集管54.1和若干支管54.2，循环风机52设有一个入口、两个出口，循环风机52的两个出口分别与两根集管54.1连接，两根集管54.1布置在炉本体3两侧，支管54.2一端与集管54.1连接、另一端与喷吹加热装置55一一对应连接，支阀门54.4设在支管54.2上，方便喷吹加热装置55的排布安装，支管54.2上可以设置膨胀节54.3，用于补偿因温度差与机械振动引起的附加应力。

在本实施例中，补燃装置采用电能加热或采用大调节比明火加热烧嘴(当然，也可以是其他加热方式)，采用大调节比明火加热烧嘴时，由供热系统的助燃风管路和燃气管路提供助燃风和燃气，连续比例调节。

如图3所示，在本实施例中，炉气入口50.1、补燃装置安装口50.2和冷风入口50.5位于热风炉50的同侧，方便了冷风和炉气的混合和加热。

在本实施例中，热风炉50的断面为圆形或矩形结构，内部设置隔热材料。

在本实施例中，循环风机52为离心式、耐高温的风机，采用变频调速。

在本实施例中，喷吹加热装置55为喷管或喷箱结构。

上述辊底式板材连续炉的回火方法是：

在中、高温回火时，需要处理的钢板10在炉底辊传动系统7驱动下，向前连续运行或摆动前行，通过供热系统4的烧嘴42进行加热，完成加热、保温过程，外循环补热系统5处于停机状态——主阀门53和支阀门54.4处于关闭状态，补燃装置51、循环风机52处于停机状态；

在低温回火时，需要处理的钢板10在炉底辊传动系统7驱动下，向前连续运行或摆动前行，加热段32通过供热系统4的烧嘴42进行加热，均热段33通过外循环补热系统5完成补热，处于均热段33的烧嘴42处于停机状态、外循环补热系统5处于工作状态——主阀门53和支阀门54.4处于开启状态，补燃装置51和循环风机52处于工作状态，在循环风机52的驱动下，均热段33内的炉气首先进入热风炉50内，通过补燃装置51补热后，再通过热风管路54进入喷吹加热装置55，并最终由喷吹加热装置55的喷口55.3喷出，对钢板10进行喷吹加热，实现炉气循环补热，同时根据测得的温度和设定温度调节循环风机52和补燃装置51，实现温度的自动、精确调节。

该设备通过本身的供热系统4和增设的炉外循环补热系统5实现高、中、低温三种回火工艺，中高温回火时，喷吹加热装置55对烧嘴42引起的局部高温，有明显的遮蔽和均匀作用，可有效减弱烧嘴42火焰热辐射、局部高温烟气对炉温均匀性和钢板10加热均匀性的影响，特别是在低温回火时，均热段33通过炉外循环补热的方式对钢板10进行喷吹加热，均热段内无明火火焰，彻底消除了烧嘴42火焰、局部高温炉气对炉温均匀性和钢板10加热均匀性的影响，炉本体控温精度可以达到±5℃以内，而且起到了强化传热的效果，钢板10加热速率可提高30％左右，保证低温回火时，具有较高的炉温控制精度和炉温均匀性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。