专利名称：金属无氧化工业炉及工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于工业炉，特别是金属加热或金属热处理炉及金属无氧化加热或热处理工艺。
现有技术金属无氧化工业炉为避免金属在加热或热处理时氧化，采取惰性气体保护措施，用惰性气体传热来间接加热。其存在的缺点首先加大了能源的消耗，并且使炉型构造复杂化，从而增加产品的成本。
本发明的目的是提出一种金属无氧化工业炉及金属无氧化加热工艺技术方案，具有节约能源，降低产品成本和炉型构造简单，便于实施的优点。
本发明金属无氧化工业炉，包括炉体、助燃空气管道、燃气管道，在炉体下部沿两侧炉墙方向设置至少一对蓄热槽，蓄热槽下部是助燃空气通道/排烟通道，蓄热槽中部填充蓄热体，蓄热槽上部是燃烧槽，在燃烧槽外侧壁上设置燃气喷口和二次助燃空气喷口；燃气喷口、二次助燃空气喷口的管道及一次助燃空气通道的炉外管道与设置在炉体外的换向机构相联。本发明还可以在炉体下部沿两侧炉墙方向设置两对蓄热槽，炉体同侧的两个蓄热槽的上部燃烧槽是共用燃烧槽，炉体两侧蓄热槽上部的燃烧槽两外侧壁上设置的燃气喷口是设置在分置于炉体两侧的一对蓄热槽下部的燃气通道，另一对分置于炉体两侧的蓄热槽的下部是助燃空气通道；两对蓄热槽下部的助燃空气通道和燃气通道在蓄热周期也是排烟通道。本发明在蓄热槽中部填充的蓄热体为球状或蜂窝状，蓄热体由耐热网在其下部支撑、并与蓄热槽下部的气体通道相间隔，在耐热网和蓄热体中有气体流通的间隙。
采用本发明无氧化工业炉的金属无氧化加热工艺是由炉体外设置的换向机构控制炉内两侧蓄热槽的工作状态，将其工作状态分为A、B两种状态交替进行，两侧蓄热槽交替进行一次助燃空气预热和排烟蓄热当一侧处于一次助燃空气预热状态，例如A状态时，该侧燃烧槽中的二次助燃空气喷口关闭，同时控制从蓄热槽下部的一次助燃空气通道经预热进入燃烧槽中与燃气混合燃烧的一次助燃空气量，令其不足以使燃气充分燃烧，在处于不完全燃烧状态的高温燃气经过炉膛而进入另一侧蓄热槽上部的燃烧槽时，由该燃烧槽外壁上设置的二次助燃空气喷口补充空气，与该不完全燃烧的燃气混合并令其充分燃烧，高温废气再与该侧蓄热槽中部填充的蓄热体进行热交换后，经过排烟管道进入炉外的换向机构，由引风机导入烟囱排出；当工作状态转换为B状态时，反向重复前一过程。在A、B两种状态下，炉膛内都充满了具有强还原性质的不完全燃烧的高温燃气，一次助燃空气与燃气的当量配比以0.2～0.8为宜，达到金属无氧化加热的目的。
本发明具有突出的实质性特点首先在于不使用现有技术中防止金属氧化的惰性气体保护，高温燃气直接对金属进行加热；其次，本发明的工业炉构造简单，工艺也简单易行。
本发明具有的显著的进步首先在于采用高温燃气直接加热金属物料，节约能源，而采用蓄热槽构造使废气中的余热几乎全部获得回收，既减少热损失，降低产品成本，同时还减少大气污染。
本发明的实施例如附图所示
图1是使用高热值燃气的实施例炉体横剖面示意图；图2是使用低热值燃气的实施例炉体横剖面示意图。
图中标号表示1、物料，2、炉体，3、燃烧槽，4、二次助燃空气喷口，5、高热值燃气喷口，6、蓄热体，7、一次助燃空气通道/排烟通道，8、低热值燃气通道/排烟通道，9换向机构。
结合实施附图对本发明加以具体说明本发明金属无氧化工业炉如图1和图2所示。
图1是本发明金属无氧化工业炉使用高热值燃气的构造示意图，包括炉体2，在炉体下部沿两侧炉墙方向设置至少一对蓄热槽，蓄热槽下部是一次助燃空气通道/排烟通道7，蓄热槽中部填充蓄热体6，蓄热槽上部是燃烧槽3，在燃烧槽3外侧壁上设置高热值燃气喷口5和二次助燃空气喷口4；本实施例的燃气喷口5，一次助燃空气通道7和二次助燃空气喷口4的联结管道外接设置在炉体外的换向机构9。
图2是本发明金属无氧化工业炉使用低热值燃气的构造示意图，在炉体2下部沿两侧炉墙方向设置两对蓄热槽，炉体同侧的两个蓄热槽的上部燃烧槽3是共用燃烧槽3，炉体2两侧蓄热槽上部的燃烧槽3两外侧壁上设置的燃气喷口是设置在分置于炉体两侧的一对蓄热槽下部的燃气通道8，另一对分置于炉体两侧的蓄热槽的下部是一次助燃空气通道7；两对蓄热槽下部的一次助燃空气通道7和燃气通道8在蓄热周期也是排烟通道；本实施例的一次助燃空气通道7，二次助燃空气喷口4和燃气通道8外接设置在炉体外的换向机构9。本实施例对燃气也进行预热，因此可以适用低热值燃气做燃料。
本发明在蓄热槽中部填充的蓄热体6为球状或蜂窝状，蓄热体6由耐热网在其下部支撑、并与蓄热槽下部的气体通道7和8相间隔，在耐热网和蓄热体中有气体流通的间隙。本发明的耐热网与炉篦子相似，图中虽然没有显示，但很容易想象。
采用本发明无氧化工业炉的金属无氧化加热工艺是由炉体外设置的换向机构9控制炉内两侧蓄热槽的工作状态，将其工作状态分为A、B两种状态交替进行，两侧蓄热槽交替进行一次助燃空气预热和排烟蓄热当一侧处于空气预热状态，例如A状态时，该侧燃烧槽中的二次助燃空气喷口4关闭，同时控制从蓄热槽下部的一次助燃空气通道7经预热进入燃烧槽3中与燃气混合燃烧的一次助燃空气量，令其不足以使燃气充分燃烧，在处于不完全燃烧状态的高温燃气经过炉膛加热物料1之后，而进入另一侧蓄热槽上部的燃烧槽3时，由该燃烧槽3外壁上设置的二次助燃空气喷口4补充空气，与该不完全燃烧的燃气混合并令其充分燃烧，高温废气再与该侧蓄热槽中部填充的蓄热体6进行热交换后，经过排烟通道7和8进入炉外的换向机构9，由引风机导入烟囱排出；当工作状态转换为B状态时，反向重复前一过程。在A、B两种状态下，炉膛内都充满了具有强还原性质的不完全燃烧的高温燃气，达到金属无氧化加热的目的。A、B两种工作状态转换周期可以是30～300秒。
本发明工业炉采用蓄热槽构造可以在蓄热槽上部的燃烧槽3上部开口处形成面式火幕，可以对金属物料均匀加热。不完全燃烧的燃气具有强还原性，可以用于金属的光亮热处理工艺。
权利要求
1.一种无氧化工业炉，包括炉体、助燃空气管道、燃气管道，其特征在于在炉体下部沿两侧炉墙方向设置至少一对蓄热槽，蓄热槽下部是助燃空气管道/排烟管道，蓄热槽中部填充蓄热体，蓄热槽上部是燃烧槽，在燃烧槽外侧壁上设置燃气喷口和二次助燃空气喷口；燃气管道、助燃空气管道和二次助燃空气管道与设置在炉体外的换向机构相联。
2.如权利要求1所述的工业炉，其特征在于在炉体下部沿两侧炉墙方向设置两对蓄热槽，炉体同侧的两个蓄热槽的上部燃烧槽是共用燃烧槽，炉体两侧蓄热槽上部的燃烧槽两外侧壁上设置的燃气喷口是设置在分置于炉体两侧的一对蓄热槽下部的燃气管道，另一对分置于炉体两侧的蓄热槽的下部是助燃空气管道；两对蓄热槽下部的助燃空气管道和燃气管道在蓄热周期是排烟管道。
3.如权利要求1所述的工业炉，其特征在于蓄热槽中填充的蓄热体为球状或蜂窝状，蓄热体由耐热网在其下部支撑、并与蓄热槽下部的气体通道相间隔，在耐热网和蓄热体中有气体流通的间隙。
4.一种使用如权利要求1或2或3所述的无氧化工业炉的金属无氧化加热工艺，其特征在于由炉体外设置的换向机构控制炉内两侧蓄热槽的工作状态分为A、B状态，交替进行煤气、一次空气预热和二次空气喷入使燃气完全燃烧、排烟蓄热；当一侧处于一次空气、煤气预热状态时，控制经预热进入燃烧槽中与燃气混合燃烧的一次助燃空气量，令其不足以使燃气充分燃烧，在处于不完全燃烧状态的高温燃气经过炉膛而进入另一侧蓄热槽上部的燃烧槽时，由该燃烧槽外壁上设置的二次助燃空气喷口补充空气，与其混合并令其充分燃烧，废气再与蓄热体进行热交换后，经过排烟管道进入炉外的换向机构，由引风机导入烟囱排出；当换向系统使工作状态转换时，反向重复前一过程。
5.一种使用如权利要求4所述的无氧化工业炉的金属无氧化加热工艺，其特征在于燃气在炉膛内不充分燃烧，使炉气具有非氧化气氛，空气与燃料的当量配比为0.2～0.8之间。
6.一种使用如权利要求4所述的无氧化工业炉的金属无氧化加热工艺，其特征在于A、B两种工作状态转换周期可以是30～300秒。
全文摘要
金属无氧化工业炉在炉体下部沿两侧炉墙方向设置至少一对蓄热槽,蓄热槽下部是助燃空气通道/排烟通道,蓄热槽中部填充蓄热体,蓄热槽上部是燃烧槽,在燃烧槽外侧壁上设置燃气喷口和二次助燃空气喷口;燃气喷口、二次助燃空气喷口的管道及一次助燃空气通道的炉外管道与设置在炉体外的换向机构相联。本发明金属无氧化加热工艺是:由炉体外设置的换向机构控制炉内两侧蓄热槽的工作状态,将其工作状态分为A、B两种状态交替进行,两侧蓄热槽交替进行一次助燃空气预热和排烟蓄热。
文档编号F27B9/00GK1307220SQ0010062
公开日2001年8月8日 申请日期2000年1月25日 优先权日2000年1月25日
发明者侯长连 申请人:侯长连