專利名稱：直燃式金屬管材光亮熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直燃式金屬管材光亮熱處理爐，屬金屬熱處理加 工設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前金屬管材光亮熱處理爐主要有網(wǎng)帶式光亮退火爐、輥底式光 亮熱處理爐、輥底網(wǎng)帶式光亮退火爐、車臺式或爐膽式真空退火爐等， 但這些退火爐都是以電或加熱管作為加熱元件，還專門在爐內(nèi)通入氮 氣、氮氣+氫氣、氬氣等惰性或還原氣體來保護(hù)金屬管材不氧化。但 電屬二次能源，成本高，同時消耗大，產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本高。尤其隨 著電能的緊張也限制了產(chǎn)品的生產(chǎn)。加熱管式屬二次間接加熱，火焰 需先將加熱管加熱，再由加熱管將熱量輻射到爐膛內(nèi)，加熱升溫慢， 熱效率低，消耗大，同時還需要單獨引入保護(hù)性氣體保護(hù)退火產(chǎn)品防 止氧化。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能有效提高燃?xì)饧訜嵝?，降低能耗?熱處理成本的直燃式金屬管材光亮熱處理爐。本發(fā)明為直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征在于包括依次相 連的內(nèi)設(shè)傳送輥道的加熱室，保溫緩冷室，冷卻室，干燥室；加熱室 和保溫緩冷室外包保溫耐火材料，加熱室內(nèi)上下兩端設(shè)有空氣管道， 煙氣管道，帶燃燒器的燃?xì)夤艿?；冷卻室內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝置的 冷卻管道；干燥室內(nèi)設(shè)有干燥管。所述加熱室的前端還可設(shè)有外包保溫耐火材料的預(yù)熱室。所述預(yù)熱室的上部還可設(shè)有帶熱交換器的上方煙道，熱交換器與空氣管道和 干燥管相連。所述預(yù)熱室的前端還可設(shè)有垂簾，以防止和減少金屬管 材進(jìn)口處熱量的損失。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點和積極效果1、 利用天然氣、液化氣、煤氣等燃?xì)庠诩訜崾覂?nèi)直接燃燒，并 在加熱室內(nèi)形成正壓的還原性氣氛。燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量不通過其它 有形介質(zhì)，直接對連續(xù)通過加熱室內(nèi)的金屬管材加熱，使金屬管材快 速受熱升溫并達(dá)到工藝所要求的軟化溫度，加熱軟化的金屬管材隨即 連續(xù)通過水、冷氣等冷卻介質(zhì)直接快速冷卻，從而使退火熱處理和冷 卻后的金屬管材表面不發(fā)生或很少發(fā)生氧化變色。提高了燃?xì)獾募訜?效率和熱利用率，縮短了金屬管的加熱升溫時間，提高了連續(xù)通過熱 處理的速度和熱處理生產(chǎn)效率，同時節(jié)約了電能，降低了能耗。2、 在無額外保護(hù)性氣體的條件下，可通過調(diào)整燃?xì)馊紵目杖急龋谷紵蔬€原焰，利用燃?xì)庾陨砣紵a(chǎn)生的CO、 H2、 N2、 C02 等惰性和還原性氣體，并形成正壓，防止了爐外的空氣進(jìn)入爐內(nèi)，實 現(xiàn)金屬管材的一步光亮退火，保證了金屬管材熱處理過程中無氧化， 減少保護(hù)性氣體的消耗和保護(hù)性氣體發(fā)生裝置。退火后的金屬管材表 面光亮、無明顯氧化色不需進(jìn)行酸洗和其他表面處理，減少了退火后 表面處理的金屬消耗和酸洗液的處理和排放，減少了對環(huán)境的污染。3、 熱處理后的金屬管材連續(xù)通過水、惰性冷氣等冷卻介質(zhì)直接 噴淋快速冷卻，加快了冷卻速度，縮短了冷卻時間，縮短了爐子冷卻 區(qū)的長度。從而使金屬管材在沒有惰性氣體或還原性氣體保護(hù)的條件 下也可達(dá)到金屬管材表面光亮不氧化的目的。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2是圖1所示A-A面結(jié)構(gòu)剖視圖。圖中，l為保溫緩冷室，2為保溫耐火材料，3為傳送輥道，4為金屬管材，5為垂簾，6為上方煙道，7為熱交換器，8為空氣管道， 9為煙氣管道，IO為燃燒器，ll為燃?xì)夤艿溃?2為冷卻室，13為干 燥管，14為冷卻水噴淋裝置，15為加熱室，16為水簾，17為冷卻管 道，18為火焰，19為預(yù)熱室，20為干燥室。
具體實施方式
本發(fā)明主要由依次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道3的預(yù)熱室19、加熱室 15、保溫緩冷室l、冷卻室12、干燥室20等構(gòu)成；預(yù)熱室19、加熱 室15、保溫緩冷室1外包保溫耐火材料2，加熱室15內(nèi)上下兩端設(shè) 有空氣管道8、煙氣管道9、帶燃燒器10的燃?xì)夤艿?1;預(yù)熱室19 的前端設(shè)有垂簾5，上部設(shè)有帶熱交換器7的上方煙道6，熱交換器 7與空氣管道8和干燥管13相連；冷卻室12內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝 置14的冷卻管道17;干燥室20內(nèi)設(shè)有干燥管13。以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述，本發(fā)明的工藝流程分為 預(yù)熱段I、加熱段II、保溫緩冷段III、冷卻段W和干燥段V，金屬管 材的傳送輥道3采用耐熱不銹鋼輥，表面經(jīng)磨光和拋光處理，傳送輥 道3的上平面為預(yù)熱室19、加熱室15、保溫緩冷室1、冷卻室12、 干燥室20的中心線，預(yù)熱室19、加熱室15、保溫緩冷室l、冷卻室 12、干燥室20均為長方形或矩形結(jié)構(gòu)。1、 預(yù)熱段I:金屬管材4進(jìn)入預(yù)熱室19內(nèi)，由加熱室15內(nèi)的 爐氣對金屬管材4進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度由室溫升高到400~500°C 。2、 加熱段II:加熱室15內(nèi)根據(jù)熱處理要求的退火溫度設(shè)置燃燒 器10中燒嘴的數(shù)量和型號，燃燒器10置于加熱室15的上下兩側(cè)， 以傳送輥道3的上平面為中心呈上下兩排錯位分布，以保證金屬管材 4受熱均勻，燃燒器10的火焰18的大小根據(jù)熱處理溫度由氣體調(diào)節(jié) 控制閥自動調(diào)節(jié)氣流和氣量來控制，燃燒器10噴射出的火焰18和熱 氣直接噴入加熱室15內(nèi)，以使加熱室15內(nèi)連續(xù)通過的金屬管材4在 短時間內(nèi)加熱到700~900°C。同時通過調(diào)節(jié)燃燒氣氛的空燃比以保證燃燒器火焰為還原焰。氣體燃燒生成CO、 H2、 N2、 C02等惰性和還 原性氣體，調(diào)節(jié)氣量使加熱室15內(nèi)始終保持為正壓的還原性氣氛， 防止了金屬管材4在加熱時的氧化。同時加熱后的爐氣經(jīng)過預(yù)熱室19內(nèi)段對進(jìn)入加熱室15內(nèi)的金屬 管材4進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后的金屬管材4溫度可達(dá)到400 50(TC，預(yù)熱 后的煙氣由預(yù)熱室19上方煙道6進(jìn)入到熱交換器7，在熱交換器7 內(nèi)通過空氣管道8換熱將進(jìn)入燃燒器15內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫 度為100~300°C，這樣又提高了燃燒效率。3、 保溫緩冷段III:加熱后的金屬管材4進(jìn)入保溫緩冷室1進(jìn)行 冷卻。保溫緩冷段III的目的一是減少加熱室15內(nèi)的熱量損失，二是 利用加熱室15內(nèi)的爐氣使高溫狀態(tài)的金屬管材4在進(jìn)入冷卻段IV前 有一個保溫緩冷過程，使再結(jié)晶后的金屬管材4有一個晶粒長大的過 程，防止冷卻過快而造成應(yīng)力集中和晶粒過細(xì)，使金屬管材4硬化和 脆化。在保溫緩冷室內(nèi)1金屬管材4的溫度將由原來的700 900'C降 低到450 650'C。4、 冷卻段IV:冷卻室12內(nèi)的冷卻水噴淋裝置14將冷卻管道17 引入的水呈水簾16均勻地噴淋到金屬管材4上，使其快速冷卻到 《0°C ，防止了一定溫度的金屬管材4在空氣中暴露而引起的氧化。5、 干燥段V:干燥室20內(nèi)的干燥管13下部有一排小孔或?qū)挾?《mm的窄縫，熱交換后的150 30(TC低溫爐氣通入干燥管13后，氣 體從小孔或窄縫中噴出，吹干金屬管材4表面殘留的冷卻水。上述過程根據(jù)不同規(guī)格的金屬管材在450~800mm/min的高速運 行下連續(xù)完成，而現(xiàn)有技術(shù)的金屬管材通過熱處理爐的速度為 150 350mm/min。因此，熱處理過程的每個階段都是在較短的時間內(nèi) 完成，這樣不僅提高了金屬管材4熱處理的效率，同時熱處理后的金 屬管材4清潔、光亮。
權(quán)利要求
1. 一種直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征在于包括依次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道(3)的加熱室(15)，保溫緩冷室(1)，冷卻室(12)，干燥室(20)；加熱室(15)和保溫緩冷室(1)外包保溫耐火材料(2)，加熱室(15)內(nèi)上下兩端設(shè)有空氣管道(8)，煙氣管道(9)，帶燃燒器(10)的燃?xì)夤艿?11)；冷卻室(12)內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝置(14)的冷卻管道(17)；干燥室(20)內(nèi)設(shè)有干燥管(13)。
2、 按權(quán)利要求1所述的直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征 在于所述加熱室(15)的前端還設(shè)有外包保溫耐火材料(2)的預(yù)熱 室(19)。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其 特征在于所述預(yù)熱室(19)的上部設(shè)有帶熱交換器(7)的上方煙道(6)，熱交換器(7)與空氣管道(8)和干燥管(13)相連。
4、 按權(quán)利要求1所述的直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征 在于所述預(yù)熱室(19)的前端還設(shè)有垂簾(5)。
全文摘要
一種直燃式金屬管材光亮熱處理爐，屬金屬熱處理加工設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域，主要由依次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道(3)的預(yù)熱室(19)、加熱室(15)、保溫緩冷室(1)、冷卻室(12)、干燥室(20)等構(gòu)成；加熱室(15)內(nèi)上下兩端設(shè)有空氣管道(8)、煙氣管道(9)、帶燃燒器(10)的燃?xì)夤艿?11)；預(yù)熱室(19)的前端設(shè)有垂簾(5)，上部設(shè)有帶熱交換器(7)的上方煙道(6)，熱交換器(7)與空氣管道(8)和干燥管(13)相連；冷卻室(12)內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝置(14)的冷卻管道(17)；干燥室(20)內(nèi)設(shè)有干燥管(13)。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能有效提高燃?xì)饧訜嵝剩档湍芎暮蜔崽幚沓杀尽?br> 文檔編號C21D9/08GK101270406SQ200810061558
公開日2008年9月24日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者傅林忠, 彭立強(qiáng), 曹建國, 峰 李, 狄大江, 趙學(xué)龍, 魏連運, 黃路稠 申請人:浙江海亮股份有限公司