一种辊底式热处理炉的制作方法

本实用新型涉及热处理设备领域，具体的是一种辊底式热处理炉。

背景技术：

传统辊底式热处理炉通常采用烧嘴与预热器集成为一体，助燃空气与燃气在烧嘴内部通道多级混合，实现充分燃烧，形成较长的火焰形状，烟气由烧嘴外环通道排出，烧嘴的外环通道内设有翅片对流型空气预热器，与烟气进行热交换，回收余热。采用供热、排烟一体化烧嘴的辊底式热处理炉，在炉长方向上烧嘴交错布置，保障钢板温度均匀。沿炉长方向设置10个-15个温度控制段，每段设2支热电偶检测温度。

由于烧嘴与预热器集成，预热器体积受到限制，空气预热温度不高，节能效果较差；由于供热和排烟在同一位置，火焰容易短路，未进入炉膛就直接由烟道排走，浪费能源；另外每个温度控制段只有两支热电偶，炉温无法进行精确控制。

技术实现要素：

为了提高节能效果，本实用新型提供了一种辊底式热处理炉，该辊底式热处理炉将烧嘴与换热器采用分体式设置，该辊底式热处理炉的优点是炉温均匀、空气预热温度高、能耗低，投资较少，特别适合厚板明火热处理。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种辊底式热处理炉，包括炉体、炉内辊道、燃烧排烟系统和燃烧监控系统，所述炉体含有内外套设的炉衬耐火材料层和外侧钢结构，所述炉内辊道位于所述炉体内，所述炉内辊道含有沿出料方向间隔设置的多根炉辊，所述炉体含有从上向下依次连接的炉顶、炉墙和炉底，同一侧的所述炉墙内设有沿所述出料方向间隔设置的多个燃烧口和排烟口，该燃烧口位于炉辊的下方，该排烟口位于炉辊的上方，所述燃烧排烟系统含有供排主管道和沿所述出料方向间隔设置的多个燃烧排烟单元，所述燃烧排烟单元含有烧嘴、换热器、燃气供应支线、助燃空气供应支线和排烟支线，烧嘴匹配的插件于所述燃烧口内，换热器匹配的插件于所述排烟口内，所述供排主管道能够向所述燃烧排烟单元供应燃气以及将所述燃烧排烟单元内的烟气排出，该燃烧监控系统能够检测炉膛内的温度和压力。

所述炉体的两端均设有炉门、炉门升降装置和炉门压紧装置，炉辊的两端通过调心滚子轴承和轴承座与外侧钢结构连接，所述辊底式热处理炉还包括辊道驱动机构，所述辊道驱动机构含有变频减速电动机和中间接轴联轴器。

炉门的内侧设有密封帘，密封帘为耐火纤维布与柔性吊挂不锈钢丝网的组合结构，炉辊上方的炉衬耐火材料层为耐火纤维模块结构，炉辊下方的炉衬耐火材料层为砌砖结构。

外侧钢结构由钢材焊接而成，炉门的内侧表面设有轻型耐火纤维结构，炉门的内部设有水冷结构，所述炉门升降装置为电动升降结构，所述炉门压紧装置为气动压紧结构。

烧嘴位于换热器的正下方，烧嘴与炉辊沿所述出料方向交替排布，所述炉体内的下部设有导流墙，导流墙与烧嘴位于所述炉体的相对两侧，导流墙能够引导热空气向上移动。

所述供排主管道含有燃气供应主管线、助燃空气供应主管线和排烟主管线，燃气供应主管线通过燃气供应支线与烧嘴的燃气接口连接，助燃空气供应主管线通过助燃空气供应支线与换热器的助燃气入口连接，换热器的助燃气出口通过连接支线与烧嘴的助燃气接口连接，排烟主管线通过排烟支线与换热器的烟气出口连接。

燃气供应支线上依次设有手动球阀、第一电磁阀和第一手动闸阀，助燃空气供应支线上依次设有第二电磁阀和第二手动闸阀。

所述炉顶内设有多个测温孔，所述炉顶内设有三个测压孔，所述多个测温孔和三个测压孔沿所述出料方向间隔排布，该燃烧监控系统含有多个热电偶和测压仪，热电偶与所述测温孔一一对应连接，所述测压仪与所述测压孔一一对应连接。

本实用新型的有益效果是：

1、烧嘴布置于辊底式热处理炉的炉内辊道间隙，烧嘴与烟道在炉墙上下同侧成对配置、设置导流墙、分段隔墙、全炉烧嘴分段交错并结合脉冲燃烧控制，有效的组织火焰，保证了沿炉宽方向上的温度均匀性。

2、每个烧嘴对应一支热电偶，结合数字化脉冲控制系统，从控制上做到极为灵活的供热分区，每个烧嘴的燃烧状态可以得到有效控制，可实现精确的炉温控制。确切地说，供热区的划分是根据热电偶的设置情况而定的，有多少只热电偶，就可以在不增加任何成本的情况下，分为相同数量的供热区。

3、上部炉膛因为没有烧嘴，无需满足烧嘴的安装空间和燃烧空间，所以比传统辊底炉上炉膛高度要低，投资较少。

4、烟道内预热器大小可根据预热温度的需要调整，所以预热空气温度较高，达500℃以上，同时炉体耐材大部分采用绝热效果好的耐火纤维模块，散热损失少，炉子热效率高。

5、可以满足高端厚板热处理要求，对于提高企业产品竞争力具有十分重要的意义。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型所述辊底式热处理炉的主视图。

图2是沿图1中a-a方向的剖视图。

图3是沿图1中g-g方向的部分剖视图。

图4是燃烧排烟系统的示意图。

图5是换热器的示意图。

1、炉辊；2、烧嘴；3、换热器；4、导流墙；5、热电偶；6、外侧钢结构；7、炉衬耐火材料层；8、密封帘；9、炉门；10、分段隔墙；11、燃气供应支线；12、助燃空气供应支线；13、排烟支线；14、燃气供应主管线；15、助燃空气供应主管线；16、排烟主管线；17、连接支线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种辊底式热处理炉，包括炉体、炉内辊道、燃烧排烟系统和燃烧监控系统，所述炉体含有内外套设的炉衬耐火材料层7和外侧钢结构6，所述炉内辊道位于所述炉体内，所述炉内辊道含有沿出料方向f(即钢板在炉内的行进方向)间隔设置的多根炉辊1，所述炉体含有从上向下依次连接的炉顶、炉墙和炉底，同一侧的所述炉墙内设有沿所述出料方向f间隔设置的多个燃烧口和排烟口，该燃烧口位于炉辊1的下方，该排烟口位于炉辊1的上方，所述燃烧排烟系统含有供排主管道和沿所述出料方向间隔设置的多个燃烧排烟单元，所述燃烧排烟单元含有烧嘴2、换热器3、燃气供应支线11、助燃空气供应支线12和排烟支线13，烧嘴2匹配的插件于所述燃烧口内，换热器3匹配的插件于所述排烟口内，所述供排主管道能够向所述燃烧排烟单元供应燃气以及将所述燃烧排烟单元内的烟气排出，该燃烧监控系统能够检测炉膛内的温度和压力，如图1至图5所示。

在本实施例中，所述炉体的两端均设有炉门9、炉门升降装置和炉门压紧装置，该炉门升降装置能够使炉门9升降，所述炉门压紧装置能够使炉门9压紧炉体。炉辊1的两端通过调心滚子轴承和轴承座与外侧钢结构6连接，所述辊底式热处理炉还包括辊道驱动机构，所述辊道驱动机构含有变频减速电动机和中间接轴联轴器。

所述辊底式热处理炉还包括装料辊道、出料辊道、对中装置、刷辊等机构，主要实现钢板的定位、表面清洁以及输送功能。所有辊道均由一台变频减速电动机和中间接轴联轴器驱动，炉内辊道结构由耐热钢空心辊身及两端轴头焊接组合而成，炉辊1的两端轴上装有调心滚子轴承，轴承座安装在外侧钢结构6上的支架处。

在本实施例中，所述炉体按照由内向外的顺序可以分为炉衬耐火材料层7和外侧钢结构6，所述炉体按照从上向下顺序可以分为依次连接的炉顶、炉墙和炉底。外侧钢结构6放置在混凝土基础上，炉门9的内侧设有密封帘8，密封帘8为耐火纤维布与柔性吊挂不锈钢丝网的组合结构，密封帘8起到炉门开启时密封炉气，减少热量损失的作用。

炉辊1上方的炉衬耐火材料层7为耐火纤维模块结构，根据热处理温度的不同，由不同使用温度、不同厚度的硅酸铝耐火纤维模块和背衬硅酸铝耐火纤维毯组成，工作面为硅酸铝耐火纤维模块。

炉辊1下方的炉衬耐火材料层7为砌砖结构。由各种耐火砖、隔热砖以及硬质硅酸铝耐火纤维制品组成，工作面为耐火砖。炉衬耐火材料主要起防护和隔热作用，在炉内高温状态下，降低室式炉炉壁的温度，从而改善炉区操作环境。全炉烧嘴及排烟口位置沿炉长方向共分4段交错，在各段分界处的炉底和炉顶设置隔墙，烧嘴对面的炉墙砌筑导流墙，改善炉内烟气流动，保障钢板的温度均匀性。

在本实施例中，外侧钢结构6由钢材焊接而成。具体的，外侧钢结构6由各种型钢(槽钢、工字钢、角钢、h型钢)以及各种厚度的钢板焊接而成，分为炉顶钢结构、侧部钢结构、炉底钢结构和端部钢结构，由上面四部分组成1个矩形框架结构。钢结构的主要作用是支撑炉衬耐火材料、各种炉用设备(炉门和燃烧器等)以及炉子外部的操作走台、管道等，是整个辊底炉的骨架。

在本实施例中，两个炉门9分别为装料炉门和出料炉门，炉门9的内侧表面设有轻型耐火纤维结构，炉门9的内部设有水冷结构，所述炉门升降装置为电动升降结构，所述炉门压紧装置为气动压紧结构。

炉门9炉门由各种型钢和钢板组合而成，内衬使用轻型耐火纤维结构，水冷结构；炉门升降机构：用于装、出料时自动打开和关闭炉门，采用电动升降形式；炉门关闭后，由气动压紧装置压紧，可以有效防止炉内高温烟气外溢和吸入外部冷空气。

在本实施例中，烧嘴2位于换热器3的正下方，烧嘴2与炉辊1沿所述出料方向交替排布，所述炉体内的下部设有导流墙4，导流墙4与烧嘴2位于所述炉体的相对两侧，导流墙4能够引导热空气向上移动。

在本实施例中，所述供排主管道含有燃气供应主管线14、助燃空气供应主管线15和排烟主管线16，燃气供应主管线14通过燃气供应支线11与烧嘴2的燃气接口连接，助燃空气供应主管线15通过助燃空气供应支线12与换热器3的助燃气入口b连接，换热器3的助燃气出口c通过连接支线17与烧嘴2的助燃气接口连接，排烟主管线16通过排烟支线13与换热器3的烟气出口d连接。

采用下部单侧烧嘴供热，同侧上部排烟，利用烟管内预热器回收余热方式。烧嘴与烟管在炉墙上下同侧成对配置，烧嘴通过空气与燃气的多级混合燃烧，高速的燃烧产物从炉墙下侧喷入炉内，流经钢板的下、上表面后，烟气经烟道内预热器热交换后排出炉外。烧嘴2采用亚高速烧嘴，配烧嘴控制器，每个烧嘴的燃气和助燃空气管道上均设一套电磁阀和手动阀，可实现脉冲燃烧，保证炉温的均匀性。

具体的，燃气和助燃空气在烧嘴2内混合燃烧并向炉膛内喷射火焰，换热器3的构造大致图5所示，换热器3含有内空腔和外空腔，换热器3的烟气入口e和换热器3的烟气出口d均与该内空腔连通，换热器3的助燃气入口b和换热器3的助燃气出口c均与该外空腔，炉膛内的高温烟气可以进入内空腔加热外空腔内的助燃空气，如图3至图5所示。

燃气供应支线11上依次设有手动球阀、第一电磁阀和第一手动闸阀，助燃空气供应支线12上依次设有第二电磁阀和第二手动闸阀。燃气供应主管线14、助燃空气供应主管线15和排烟主管线16均设有风机，风机采用变频电机，通过调整电机频率改变风机抽力来控制炉膛压力。

在本实施例中，所述炉顶内设有多个测温孔，所述炉顶内设有三个测压孔，所述多个测温孔和三个测压孔沿所述出料方向间隔排布，该燃烧监控系统含有多个热电偶5和测压仪，热电偶5与所述测温孔一一对应连接，热电偶5与炉辊1沿出料方向f交替排列，所述测压仪与所述测压孔一一对应连接。

所述燃烧监控系统由检测元件以及控制软、硬件组成。检测元件包括测炉温的热电偶5，测钢板温度的红外测温计；测炉压的压力变送器(即测压仪)；测烟气中氧含量的残氧分析仪；测钢板位置的激光检测器，电机编码器等。控制软件包括温度控制、炉压控制、流量控制、plc控制等。

本实用新型采用上述燃烧及排烟设计、炉气良好循环的炉形结构结合脉冲数字化燃烧控制技术，可以使钢板在辊底式热处理炉中加热温度均匀，满足相应的热处理要求、能耗低，投资少。

下面介绍该辊底式热处理炉的工作过程。

钢板在炉外完成对中定位，由炉辊1输送至该辊底式热处理炉的炉膛内，装料炉门关闭，烧嘴2中燃烧介质燃烧，产生的烟气流经钢板的下表面、导流墙4、钢板上表面、进入换热器3的烟气入口e由排烟风机排出厂房外。烟气的热量加热钢板和预热助燃空气。

每支热电偶5对应一套烧嘴2和换热器3，通过热电偶5的温度反馈可以掌握和调节烧嘴的工作状态，保证燃烧介质完全燃烧。数字化脉冲控制系统通过控制燃气电磁阀和空气电磁阀的开启时序，结合热电偶5的反馈，控制所辖分区的供热量的不同分配，实现热电偶——烧嘴的最佳组合，也就是弹性分区。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。