專利名稱：懸鏈線爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種懸鏈線爐，該懸鏈線爐與環(huán)境保護高度相容，容易維護，并且通過抑制爐溫的波動能夠滿意地對將被處理的材料進行熱處理。
背景技術：
作為一種水平爐的懸鏈線爐在被燃燒器加熱的爐殼內(nèi)對將被處理材料進行諸如退火之類的熱處理。懸鏈線爐的爐殼形成為沿對應于材料傳送的方向的縱向尺寸長并且沿一對爐側(cè)壁限定的橫向尺寸短，以便匹配材料的寬度。材料被水平拉力拉動并且沿爐殼的縱向方向傳送。
在這種傳送過程中，如圖7中所示，材料(a)由于其自重克服用于傳送材料(a)的拉力而彎曲，并且在用于在其上支撐材料(a)的支撐輥子(b)之間下垂，由此出現(xiàn)形成具有可觀的下垂量(h)的懸鏈線下垂(c)的懸鏈線曲線。此外，一般類型的普通燃燒器用作用于加熱這種懸鏈線曲線形狀的材料的燃燒器。大量的燃燒器從一個爐側(cè)壁到另一個爐側(cè)壁布置在材料的上側(cè)和下側(cè)并且朝向爐寬度方向，由此材料從上側(cè)和下側(cè)被燃燒器和燃燒器火焰加熱的爐壁的熱量輻射加熱。
在如上所述的傳統(tǒng)的具有這種爐殼結構的懸鏈線爐中，爐殼的寬度較窄，以匹配材料的寬度。因此，如果燃燒器的容量增加以獲得較大的熱量輸入，燃燒器火焰變得大于爐殼的橫向尺寸，因此與朝向它的其它爐側(cè)壁沖突。從而其它爐壁過熱，由此耐火材料被損壞。
鑒于這種情況，燃燒器的熱量輸入必須被限制以與爐殼的寬度尺寸對應。因此，具有低容量的燃燒器傳統(tǒng)上以多個的方式布置，以確保必要的熱量輸入。然而，傳統(tǒng)的普通燃燒器在防止廢氣的措施方面存在問題，并且還具有較低的節(jié)能特性。因此，使用大量的這種燃燒器與環(huán)境保護不相容，并且已經(jīng)期望構成設置有代替上述普通燃燒器的燃燒器的爐殼結構。
從燃燒器性能的觀點看，能夠想到使用例如文獻1(TOKKYO bunken專利文獻1)披露的稱作交替燃燒型再生燃燒器的再生燃燒器。如眾所周知，再生燃燒器由相對布置以交替執(zhí)行燃燒操作和排氣操作的一對燃燒器，設置在每一個燃燒器中的熱量貯存器，以及用于切換燃燒器操作的選擇器閥構成。熱量貯存器在燃燒器排氣操作期間從廢氣儲蓄熱量，并且當操作切換到燃燒操作時儲蓄熱量的熱量貯存器加熱燃燒空氣。因此，再生燃燒器與環(huán)境具有優(yōu)良的相容性。
爐殼結構可以通過將代替上述普通燃燒器的這種再生燃燒器設置在爐側(cè)壁上并且位于材料的上側(cè)和下側(cè)而構造而成。
日本專利公開(專利公開)No.10-267262然而，當再生燃燒器僅僅是代替普通燃燒器根據(jù)傳統(tǒng)的懸鏈線爐的爐殼結構而被使用時，盡管增加了保護環(huán)境的效果，但是出現(xiàn)了涉及材料不良熱處理的缺點和設備維護復雜的問題。
具體而言，在設計爐殼中，對再生爐所需要的熱量輸入由加熱材料所需的熱量、廢氣的熱量損失、燃燒空氣的預熱溫度、從爐壁的熱量損失等確定，并且再生爐中的每一個爐需要的熱量輸入與上述普通的燃燒器相比是大約兩倍。如果試圖確保兩倍的熱輸入，燃燒器的火焰長度自然變長。因此，如在傳統(tǒng)的普通燃燒器的情況下一樣，出現(xiàn)了爐側(cè)壁過熱的問題。
因此，即使在再生爐的情況下，其每一個的熱輸入必須被限制，以匹配爐殼的寬度尺寸。為了確保需要的熱量輸入，如在普通燃燒器的情況下一樣，必須設置大量的再生爐。特別是在再生爐的情況下，如果其數(shù)量增加，諸如選擇器閥和熱量存儲器之類的輔助裝置的數(shù)量就會增加。從而不僅設備加工增加而且維護工作也增加。
此外，在再生爐的情況下，由于涉及燃燒器的切換控制，因此爐溫波動較大，從而材料的熱處理會受到不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在以相關技術解決上述問題，并且相應地本發(fā)明的目的是提供一種懸鏈線爐，該懸鏈線爐具有與環(huán)境保護的高度相容性，容易維護，并且能夠通過抑制爐溫的波動滿意地對將被處理材料進行熱處理。
本發(fā)明提供了一種用于加熱材料的懸鏈線爐，該材料形成為懸鏈線曲線狀并且在被燃燒器加熱的爐殼中沿爐殼的縱向方向傳送，其特征在于包括，下部燃燒器，該燃燒器朝向所述爐殼的橫向方向連續(xù)燃燒，并且設置在所述材料的下側(cè)；以及交替燃燒型再生燃燒器，該交替燃燒型再生燃燒器具有一對交替燃燒的燃燒器，朝向所述爐殼的縱向方向燃燒，并且設置在所述材料的上側(cè)。
由于交替燃燒型再生燃燒器朝向爐殼的縱向方向燃燒，因此再生燃燒器與再生燃燒器沿爐寬度方向布置的情況相比能夠以需要的熱量輸入燃燒，而不受爐殼的橫向尺寸的限制，因此再生燃燒器的數(shù)量能夠作為爐殼結構的整體而降低。此外，再生燃燒器用作位于材料上側(cè)的燃燒器，并且另一方面，連續(xù)燃燒的下部燃燒器設置在材料的下側(cè)。因此，由于下部燃燒器即使在再生燃燒器的切換操作期間也連續(xù)燃燒，因此爐溫能夠保持基本上恒定，由此能夠抑制再生燃燒器的切換控制引起的爐溫波動，并且能夠滿意地保持材料的溫度分布，從而能夠進行合適的熱處理。
此外，由于能夠降低再生燃燒器的數(shù)量，因此能夠減輕諸如選擇器閥和熱量貯存器之類的輔助裝置的維護工作。此外，利用處理排氣和節(jié)能方面優(yōu)良的再生燃燒器能夠增強與懸鏈線爐的環(huán)境的相容性。
此外，根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的特征在于設置由兩個組成的所述再生燃燒器的一組，以將所述爐殼從所述爐殼的寬度方向保持在所述再生燃燒器的每一個的所述成對的燃燒器之間。由此，也能夠通過兩個再生燃燒器沿爐寬度方向控制爐溫，由此沿爐寬度方向的溫度能夠一致。
此外，根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的特征在于所述再生燃燒器沿所述爐殼的縱向方向設置為多個。因此，作為整個懸鏈線爐，能夠確保與環(huán)境保護的高度相容性，維護容易，以及用于材料的熱處理的高性能。
再者，根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的特征在于單獨控制所述再生燃燒器和所述下部燃燒器中的熱量輸入。由此，能夠優(yōu)化爐溫分布。
此外，根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的特征在于所述爐殼具有沿所述材料的傳送方向布置的多個爐溫控制區(qū)，所述再生燃燒器和所述下部燃燒器在傳送方向的上游側(cè)設置在所述溫度控制區(qū)中，并且布置在側(cè)面并且連續(xù)燃燒的燃燒器在傳送方向的下游側(cè)設置在所述爐溫控制區(qū)中。因此，材料能夠在需要熱量輸入較大的上游側(cè)被再生燃燒器和下部燃燒器適當加熱，從而懸鏈線爐能夠合理配置。
此外，根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的特征在于所述再生燃燒器是擴散燃燒型的。由此，能夠降低氧化氮的排放。


圖1是描述根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的一個優(yōu)選實施例的示意平面圖；圖2是在圖1中所示的懸鏈線爐的側(cè)視圖；圖3是描述根據(jù)本發(fā)明的多個懸鏈線爐的爐溫控制區(qū)；圖4是描述在交替燃燒型再生爐設置在將被處理材料的上側(cè)和下側(cè)的情況下，燃燒器燃燒操作和爐溫之間的關系的曲線；圖5是描述在圖1中所示的懸鏈線爐中每一個燃燒器的燃燒操作和爐溫的關系的曲線；圖6是描述在圖1中所示的懸鏈線爐的變化的示意平面圖；圖7是描述懸鏈線爐加熱的材料的傳送狀態(tài)的示意側(cè)視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐的一個優(yōu)選實施例。懸鏈線爐通常構造為沿與傳送將被處理材料的方向相對應的爐殼的縱向方向提供多個爐溫控制區(qū)。圖1和2示出了根據(jù)該實施例的懸鏈線爐1的一個爐溫控制區(qū)(S)。如在傳統(tǒng)的例子中，形成該實施例的懸鏈線爐1的爐殼2，從而其縱向尺寸長而其橫向尺寸(W)短，以匹配材料3的寬度。材料3在被燃燒器加熱的爐殼2內(nèi)以懸鏈線曲線的形狀、沿爐殼2的縱向方向傳送的同時被加熱。
材料3被傳送，而穿過實質(zhì)上沿爐殼2的高度方向的中心位置。在材料3的下側(cè)，布置多個下部燃燒器4，并且在材料3的上側(cè)，布置交替燃燒型再生燃燒器5和6。材料3從上側(cè)和下側(cè)由從下部燃燒器4和再生燃燒器5和6加熱的爐壁的熱輻射和它們的燃燒器火焰加熱，并且進行諸如退火之類的熱處理。
下部燃燒器4間隔地沿爐殼2的縱向方向設置在考慮材料3的懸鏈線下垂的爐側(cè)壁2a的下部中。使用公知的普通燃燒器作為這些下部燃燒器4。這些下部燃燒器4被燃燒到爐殼2的寬度方向。具體而言，下部燃燒器4被燃燒，從而燃燒器火焰指向爐殼2的橫向方向，并且在傳送材料3的熱處理期間連續(xù)或不間斷燃燒。
另一方面，具有一對交替燃燒的燃燒器5a、5b、6a和6b的公知交替燃燒型再生燃燒器5和6布置為沿爐殼2的縱向方向彼此相對，并且朝向爐殼2的縱向方向燃燒，換句話說，它們?nèi)紵龝r燃燒器火焰指向爐殼2的縱向方向。在圖中所示的例子中，成對的燃燒器5a、5b、6a和6b沿爐殼2的縱向方向設置以沿相反的方向?qū)t殼2保持在其間，因為它們設置在爐側(cè)壁2a的上部中。然而，當然，成對的燃燒器5a、5b、6a和6b可以通過適當選擇相對于爐殼2的再生燃燒器5和6的安裝位置布置為沿爐殼2的縱向方向彼此相對。
尤其在該實施例中，兩個再生燃燒器5和6設置為一組而將爐殼2保持在其間。如眾所周知，再生燃燒器5和6的成對的燃燒器5a、5b、6a和6b根據(jù)選擇器閥的切換操作交替執(zhí)行燃燒操作和排氣操作。具體而言，當在沿材料3的傳送方向的上游側(cè)的燃燒器5a、6a執(zhí)行燃燒操作時，在下游側(cè)的燃燒器5b、6b執(zhí)行排氣操作。當下游側(cè)的燃燒器5b、6b由于切換操作轉(zhuǎn)換到燃燒操作時，在上游側(cè)的燃燒器5a、6a執(zhí)行排氣操作。由此，爐被操作，同時熱量存儲在熱量貯存器中并且燃燒氣體被加熱。
對于受到這種切換控制的再生燃燒器5和6以及連續(xù)燃燒的下部燃燒器4，它們每一個的熱量輸入被單獨控制。作為再生燃燒器5和6，擴散燃燒型燃燒器優(yōu)選用于通過在爐殼內(nèi)將燃料和燃燒空氣彼此混合保持燃燒器火焰溫度較低，從而降低了具有溫度依賴性的氧化氮排放。
在根據(jù)該實施例的懸鏈線爐1中，如圖3中所示，在位于沿材料3的傳送方向連續(xù)設置的多個爐溫控制區(qū)(S)的上游側(cè)的一些爐溫控制區(qū)(Sa)中，由再生燃燒器5和6和燃燒器4組成的多個燃燒器組合沿爐殼2的縱向方向重復設置。在每一個爐溫控制區(qū)(Sa)中，單獨控制再生燃燒器5和6和下部燃燒器4的每一個的熱量輸入。另一方面，在位于下游側(cè)的一些爐溫控制區(qū)(Sb)中，設置布置在側(cè)面的公知的燃燒器7。這些燃燒器7在材料3的熱處理期間連續(xù)燃燒。
下面，將說明該實施例的懸鏈線爐1的操作過程。由燃燒器加熱的懸鏈線爐1在材料3沿爐殼2的縱向方向從爐溫控制區(qū)(S)的上游側(cè)到爐溫控制區(qū)(S)的下游側(cè)傳送的過程中連續(xù)執(zhí)行材料3的熱處理。在上游側(cè)的爐溫控制區(qū)(Sa)中的交替燃燒型再生燃燒器5和6重復交替燃燒成對的燃燒器5a、5b、6a和6b的操作，并且另一方面，下部燃燒器4連續(xù)燃燒。
在該實施例中，因為交替燃燒型再生燃燒器5和6朝向爐殼2的縱向方向燃燒，因此這些再生燃燒器5和6與再生燃燒器朝向爐寬度方向布置的情況相比能夠以所需的熱量輸入燃燒而不受爐殼2的橫向尺寸(W)限制。因此再生燃燒器5和6的數(shù)量能夠作為爐殼結構的整體而降低。
在利用再生燃燒器5和6的配置中，如果布置在材料的上側(cè)和下側(cè)的所有燃燒器曾是如上所述的再生燃燒器，當需要的熱量輸入較小時，如圖4中所示，發(fā)生所有燃燒器停止燃燒的時間段(Ta)。如果再生燃燒器的燃燒根據(jù)該停止時間段(Ta)引起的爐溫下降而再開始，爐溫通常由于搖擺(如圖4中的α所示)而極大地波動。
相反，在該實施例的懸鏈線爐1中，作為位于材料3的上側(cè)的燃燒器，采用再生燃燒器5和6，并且另一方面，連續(xù)燃燒的下部燃燒器4設置在材料3的下側(cè)，從而如圖5中所示，下部燃燒器4在再生燃燒器5和6的切換操作期間連續(xù)燃燒甚至一時間段(Tb)，由此爐溫能夠保持實質(zhì)上恒定。因此，能夠抑制由再生燃燒器5和6的切換操作引起的爐溫波動(如圖5中的β所示)并且能夠滿意地保持材料3的溫度分布，由此能夠執(zhí)行適當?shù)臒崽幚怼?br> 此外，由于能夠降低再生爐5和6的數(shù)量，因此能夠減輕用于注入為再生爐5和6設置的選擇器閥和熱量貯存器的輔助裝置的維護。此外，利用處理排氣和節(jié)能方面優(yōu)良的再生燃燒器5和6，能夠增強與懸鏈線爐1的環(huán)境的相容性。
再者，由于為了將爐殼沿爐殼2的橫向方向保持在其間，而使再生燃燒器5和6的成對的燃燒器5a、5b、6a和6b設有作為一組的兩個燃燒器，因此通過單獨控制這兩個再生燃燒器5和6的每一個的熱量輸入也能夠沿爐寬度方向控制爐溫，由此沿爐寬度方向的溫度能夠一致。此外，由于單獨控制再生燃燒器5和6以及下部燃燒器4的每一個的熱量輸入，因此能夠優(yōu)化爐溫分布。
再者，因為設置有大量的用于布置再生燃燒器5和6的爐溫控制區(qū)(Sa)并且再生燃燒器5和6以多個的方式沿爐殼2的縱向方向設置，因此上述操作和效果不僅作為單個爐溫控制區(qū)(S)而且作為整個懸鏈線爐1都能夠?qū)崿F(xiàn)。此外，由于再生燃燒器5和6和下部燃燒器5在沿材料3的傳送方向的上游側(cè)設置在爐溫控制區(qū)(Sa)中，并且連續(xù)燃燒的側(cè)燃燒器7在材料3的傳送方向的下游側(cè)設置在爐溫控制區(qū)(Sb)中，因此材料3能夠在需要熱量輸入較大的上游側(cè)由再生燃燒器5和6和下部燃燒器4適當加熱，從而能夠合理地配置懸鏈線爐1。
在上述實施例中，作為一個例子描述了關于再生燃燒器5和6設置有兩個燃燒器作為一組以沿橫向方向?qū)t殼2保持在其間的情況。然而，當然，如圖6所示，一個再生燃燒器可以設置在每一個爐溫控制區(qū)(S)中。
總之，根據(jù)本發(fā)明的懸鏈線爐，與環(huán)境保護的相容性很高，維護容易，并且通過抑制爐溫的波動而適當?shù)丶訜岵牧稀?br> 權利要求
1.一種用于加熱材料的懸鏈線爐，該材料形成為懸鏈線曲線并且在被燃燒器加熱的爐殼中沿爐殼的縱向方向傳送，其特征在于包括下部燃燒器，該燃燒器朝向所述爐殼的橫向方向連續(xù)燃燒，并且設置在所述材料的下側(cè)；以及交替燃燒型再生燃燒器，該交替燃燒型再生燃燒器具有一對交替燃燒的燃燒器，朝向所述爐殼的縱向方向燃燒，并且設置在所述材料的上側(cè)。
2.根據(jù)權利要求1所述的懸鏈線爐，其中設置由兩個組成的所述再生燃燒器的一組，以將所述爐殼從所述爐殼的寬度方向保持在所述再生燃燒器的每一個的所述成對的燃燒器之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的懸鏈線爐，其中所述再生燃燒器沿所述爐殼的縱向方向設置成多個。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的懸鏈線爐，其中單獨控制所述再生燃燒器和所述下部燃燒器中的每一個的熱量輸入。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的懸鏈線爐，其中所述爐殼具有沿所述材料的傳送方向布置的多個爐溫控制區(qū)，所述再生燃燒器和所述下部燃燒器在傳送方向的上游側(cè)設置在所述溫度控制區(qū)中，并且布置在側(cè)面并且連續(xù)燃燒的燃燒器在傳送方向的下游側(cè)設置在所述爐溫控制區(qū)中。
6.根據(jù)權利要求1至5中的任一項所述的懸鏈線爐，其中所述再生燃燒器是擴散燃燒型的。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種懸鏈線爐，該懸鏈線爐具有與環(huán)境保護的高度相容性，容易維護，并且能夠通過抑制爐溫的波動滿意地執(zhí)行被處理材料的熱處理。在本發(fā)明中，在用于加熱材料(3)的懸鏈線爐(1)中，所述材料以懸鏈線曲線形成并且在被燃燒器加熱的爐殼(2)中沿爐殼(2)的縱向方向傳送，下部燃燒器朝向所述爐殼(2)的橫向方向連續(xù)燃燒，設置在所述材料(3)的下側(cè)，以及交替燃燒型再生燃燒器(5、6)具有一對交替燃燒的燃燒器(5a、5b、6a、6b)并且朝向所述爐殼(2)的縱向方向燃燒，設置在所述材料(3)的上側(cè)。
文檔編號C21D1/34GK1726293SQ20038010615
公開日2006年1月25日 申請日期2003年12月2日 優(yōu)先權日2003年1月14日
發(fā)明者中川博夫 申請人:中外爐工業(yè)株式會社