專利名稱：無氧化加熱方法及裝置的制作方法
技術(shù)范圍本發(fā)明涉及無氧化加熱方法及裝置，特別是涉及在鋼包、中間包等煉鋼、連續(xù)澆鑄領(lǐng)域的各種爐子以及加熱金屬(包括有色金屬)材料等加熱、熱處理領(lǐng)域的各種爐子內(nèi)采用有效的無氧化性氣體進(jìn)行無氧化加熱的技術(shù)。
背景技術(shù)：
以往，在加熱爐中在無氧化狀態(tài)下加熱鋼材等的加熱方法包括有(1)輻射管加熱法(日本鋼鐵協(xié)會編最新實(shí)用燃燒技術(shù)，P31，(1983))、(2)直焰還原加熱法(第88屆西山紀(jì)念技術(shù)講座，P75(1983))、(3)雙層氣氛燃燒法(日本鋼管技術(shù)報(bào)，No.120，P24(1988))等。
(1)輻射管加熱法，它是藉燃燒器的燃燒加熱配置在加熱爐內(nèi)的輻射管內(nèi)部，利用從輻射管外表面散發(fā)的熱來加熱鋼材的方法。這種方法由于能夠自由地設(shè)定與鋼材接觸的爐內(nèi)氣氛，故容易將爐內(nèi)氣氛控制在無氧化狀態(tài)。
(2)直焰還原加熱法，它是使在燃燒器火焰中的外焰部分形成的還原火焰直接對準(zhǔn)鋼材以實(shí)現(xiàn)在還原氣氛下加熱的方法。
(3)雙層氣氛燃燒法，它是通過不完全燃燒得到的無氧化氣氛包圍鋼材，同時在無氧化氣氛外側(cè)的未燃?xì)怏w區(qū)域內(nèi)通過調(diào)節(jié)二次燃燒的雙層氣氛進(jìn)行加熱的方法。
以上各種方法盡管都是涉及鋼材的加熱，但對AL、Cu等有色金屬加熱時也可采用。
然而，上述以往的各種金屬材料的無氧化加熱技術(shù)分別存在下列種種問題。其中(1)輻射管加熱這種方法使含有燃燒生成的H2O和燃燒時剩余的O2等的氧化性燃燒氣體與爐內(nèi)氣氛完全隔離，這方面是非常出色的。但是，①對于爐溫高達(dá)1200℃以上的高溫情況。還沒有能耐受高溫的有效的管子材料；②由于燃燒是在狹小的管子空間內(nèi)進(jìn)行的。因此，燃燒器的燃燒容量(爐子的加熱能力)受到限制。鑒于這些原因，作為熱處理爐姑且不論、爐溫超過1200℃的鋼材軋制用的加熱爐從未使用過這種加熱方法。
(2)直焰還原加熱這種方法，因?yàn)楸仨氁阡摬母浇纬蛇€原氣氛，故①受到鋼材表面溫度(900℃以下)、燃燒條件(負(fù)荷、空氣比、燃燒器容量)等操作方面的限制；②鋼材表面與燃燒器之間的距離等受到設(shè)備的限制；③燃料具有的燃燒熱量只有一部分被利用，熱效率不高等。鑒于上述原因，軋制鋼材用的加熱爐(熱軋、厚板和條鋼等加熱爐)從未使用過這種加熱方法。
(3)雙層氣氛燃燒這種方法，由于①為了形成雙層氣氛，爐內(nèi)燃燒器的配置受到限制(如，爐頂燃燒器和側(cè)面燃燒器難于并用)、在加熱大型鋼材情況下，加熱溫度的均勻性有問題；②加熱能力/爐容積之比較原來的燃燒器要小，因此爐子大；③燃燒負(fù)荷變動時，無氧化氣氛易遭破壞，對負(fù)荷變動大的爐子難于適用等原因，故熱軋、厚板以及條鋼等大型鋼材軋制用的加熱爐還未曾用過這種加熱方法。
另外，象上述(2)和(3)那種靠燃燒獲得無氧化氣氛的方法，由于爐溫和燃燒條件(如，鋼材溫度＞1200℃時為獲得無氧化氣氛，必須使燃燒氣體的成分達(dá)到CO/CO2＞3.1、H2/H2O＞1.2，在以焦?fàn)t煤氣為燃料時，必須以空氣比＜0.5進(jìn)行燃燒)受到限制，操作上的制約也多，難以在鋼材表面附近完全形成無氧化的氣氛，而且長時間穩(wěn)定保持無氧化氣氛，故不能充分防止氧化。
下面，就涉及連續(xù)澆鑄中的一種加熱爐的中間包加熱作為技術(shù)背景加以說明。
中間包本身由于沒有發(fā)熱體，在使用的時候，為要確保鋼水可能澆鑄的溫度，必須采用另外的手段進(jìn)行加熱。另外，采用多個中間包邊交換邊連澆的場合，例如，在變更鋼種的時候，同等待上機(jī)的中間包交換，為了使使用過的中間包在下次使用之前處于等待上機(jī)的狀態(tài)，同樣也必須將其加熱到可能澆鑄的溫度。無論哪種情況，在以往的中間包上，一般都采用在中間包預(yù)熱蓋上設(shè)置氣體燃燒器作為加熱手段進(jìn)行預(yù)熱。具體地說，在氣體燃燒器中，例如使用焦?fàn)t煤氣之類燃料氣體時要送入混入理論需要量的110-120％的空氣，使之在中間包內(nèi)燃燒，從而把中間包的內(nèi)表面預(yù)熱到1200～1300℃。但是，這種場合，由于在燃燒氣體中混入了過多的氧，在連續(xù)重復(fù)使用預(yù)熱的中間包時，先前使用(上次澆鑄)后的殘鋼、殘?jiān)谙麓螡茶T預(yù)熱時要被氧化，生成FeO(所謂FeO增加現(xiàn)象)。而這種生成的FeO與鋼中AL反應(yīng)將生成Al2O3，它將以夾雜物的形式存在于鋼中，結(jié)果在下游工序中會導(dǎo)致生成起因于Al2O3的重皮、起泡等質(zhì)量缺陷。
很久以來，為尋求防止FeO增加的技術(shù)，提出了各種方案。例如，日本的平4-22,567專利公報(bào)中，就公開了一種中間包預(yù)熱方法。即在重復(fù)使用連鑄用中間包時，把供給預(yù)熱用氣體燃燒器的空氣量控制到相當(dāng)于氣體供給量的理論需要量的70～100％，結(jié)果使中間包內(nèi)氣氛中的氧濃度比以往要低，從而抑制了殘鋼的氧化。
另外，在日本的平2-37,949號專利公報(bào)中還公開了一種中間包內(nèi)氣體置換技術(shù)。即隨著中間包內(nèi)的預(yù)熱結(jié)束，中止供給燃料，同時用惰性氣體Ar氣體驅(qū)出燃燒器內(nèi)殘存的燃料并使其在預(yù)熱蓋內(nèi)燃燒，與此同時，通過氣體置換專用的Ar氣管道送入置換用Ar氣體進(jìn)行置換，使中間包內(nèi)的燃燒氣體在短時間內(nèi)被Ar氣體置換，從而抑制了殘鋼的氧化。
但是，上述日本的平2-37,949號專利公報(bào)和日本的平4-22,567號專利公報(bào)中公開的方法，雖然都能確保中間包使用時可能澆鑄的溫度，但都是用與空氣混合的氣體燃料在中間包內(nèi)燃燒，把中間包內(nèi)壁預(yù)熱到1200～1300℃的以往方法為基本前提。而且，在這種前提下，上述日本的平2-37,949號公報(bào)的技術(shù)中，尤其在重復(fù)使用中間包而進(jìn)行預(yù)熱時，為了充分抑制殘鋼氧化的問題，在預(yù)熱結(jié)束之后特意向中間包內(nèi)吹入惰性氣體以便清除包內(nèi)燃燒氣體和殘存氧氣，置換成非氧化氣氛。的確，在用惰性氣體強(qiáng)制清掃的方法中，由于解決了燃燒氣體和氧氣在包內(nèi)的殘存問題，故多少可縮短預(yù)熱后到氣體置換結(jié)束的時間。但是，仍不能防止加熱過程中由于過多的氧而使殘?jiān)趸矣捎谟脷怏w清掃，又有降低中間包內(nèi)壁溫度造成熱損失的問題。
為此，后來的日本的平4-22,567號專利公報(bào)提出的技術(shù)，是藉把供給預(yù)熱氣體燃燒器的空氣量控制在理論需要量以下，不必進(jìn)行惰性氣體清掃來抑制殘鋼的氧化，從而不會產(chǎn)生先前日本的平2,37,949專利公報(bào)技術(shù)中所發(fā)生的那種問題。但是，為要完全防止氧化，必須將燃燒器的理論空氣量控制在50％以下，這又引起由于燃燒時氧氣不足而發(fā)生不完全燃燒的問題，從而使加熱成本非常高。而且，在處理未燃?xì)怏w時又有必要采取防爆和CO中毒等安全措施等問題。
本發(fā)明涉及在金屬材料加熱、熱處理領(lǐng)域和煉鋼、連鑄領(lǐng)域中必須要求在無氧化氣氛中加熱的各種爐子的加熱技術(shù)，并著重解決上述先有技術(shù)所存在的主要問題。本發(fā)明的一第一目的是提供一種無氧化加熱方法和裝置、即通過連續(xù)地向爐子內(nèi)送入高溫?zé)o氧化性氣體進(jìn)行加熱，可以完全防止被加熱物的氧化，同時又有效地利用熱量，而不必?fù)?dān)心燃料不完全燃燒和中毒等問題。
本發(fā)明的一第二個目的是提供一種無氧化加熱方法和裝置，即以確立能個別解決上述以往各種技術(shù)存在的各種各樣問題的技術(shù)為目標(biāo)，通過防止或抑制加熱時的氧化，以降低鐵皮損失，提高回收率，而且藉抑制氧化可使除鱗處理變得容易，因此能降低成本。
本發(fā)明的一第三目的是實(shí)現(xiàn)低成本的無氧化加熱操作，即提供一種產(chǎn)生高溫?zé)o氧化性氣體的有效手段，特別是藉與爐內(nèi)燃燒氣體進(jìn)行熱交換，獲得預(yù)熱到高于加熱中的鋼材溫度或幾乎等于爐溫的無氧化性氣體來形成鋼材的加熱氣氛。
發(fā)明的公開達(dá)到上述目的的本發(fā)明的權(quán)利要求第1～第11項(xiàng)所述的發(fā)明內(nèi)容涉及的是無氧化加熱方法。
本發(fā)明的無氧化加熱方法是在要求無氧化氣氛的爐內(nèi)以高溫?zé)o氧化性氣體進(jìn)行加熱時，通過交替切換多臺蓄熱式加熱器，同時反復(fù)進(jìn)行把無氧化性氣體加熱到規(guī)定溫度的操作，從而連續(xù)生成高溫?zé)o氧化性氣體(權(quán)利要求1)。由此，即便存在少量的氧化性氣體也能排出，使高溫?zé)o氧化性氣體不間斷地向爐內(nèi)送入，從而可完全防止被加熱物的氧化。
這里，若把送入爐內(nèi)的高溫?zé)o氧化性氣體的一部分再循環(huán)、再用于爐內(nèi)的加熱(權(quán)利要求2)、可實(shí)現(xiàn)熱的有效利用。
另外，由于送入爐內(nèi)的高溫?zé)o氧化性氣體是通過蓄熱式加熱器與爐內(nèi)燃燒氣體進(jìn)行熱交換生成的(權(quán)利要求3)，因此，原來作為廢氣排出的爐內(nèi)燃燒氣體中的余熱得到積極的利用，從而實(shí)現(xiàn)更低成本的無氧化加熱操作。
本發(fā)明的無氧化加熱方法適用于作為要求無氧化氣氛爐子的連鑄中間包的加熱(權(quán)利要求4)。采用這種方法，可以省掉原來當(dāng)重復(fù)使用內(nèi)壁有殘鋼的中間包時用預(yù)熱燃燒器藉中間包內(nèi)燃燒氣體進(jìn)行的預(yù)熱，從而完全防止中間包內(nèi)殘鋼的氧化即防止所謂FeO的增加，進(jìn)而防止成品鋼材質(zhì)量缺陷的發(fā)生。
這種場合下，中間包外部的加熱手段是采用至少加熱到850℃以上的無氧化性氣體，對該中間包內(nèi)部進(jìn)行保溫以供下次再用(權(quán)利要求5)，這樣就可使再用中間包時的最大等待上機(jī)時間比以往大幅度延長，從而增加多爐連續(xù)澆鑄的次數(shù)。
本發(fā)明的無氧化加熱方法還適合于用在要求無氧化氣氛的鋼材加熱爐(權(quán)利要求6)。采用本發(fā)明的方法，可以省去燃燒條件限制多，難以充分防止氧化的輻射管加熱法，直焰還原加熱法和雙層氣氛燃燒法等以往加熱爐無氧化加熱方式，可以穩(wěn)定加熱爐內(nèi)鋼材表面的氣氛并使其保持完全無氧化的氣氛，從而降低鐵皮損失、提高產(chǎn)品收得率。
這種場合下，在加熱爐內(nèi)被加熱鋼材的周圍，由于供給的是預(yù)熱到高于加熱中鋼材溫度或大致與爐溫相同溫度的高溫?zé)o氧化性氣體(權(quán)利要求7)，因此可防止?fàn)t溫和鋼材溫度降低，從而提高加熱效率。
另外，這種場合下，在鋼材表面溫度超過700℃的加熱帶或均熱帶內(nèi)，藉把高溫?zé)o氧化性氣體吹到鋼材附近使其包圍被加熱鋼材或者用吹入的高溫?zé)o氧化性氣體與爐內(nèi)氧化性氣體置換(權(quán)利要求8)，這樣，可把被加熱鋼材與加熱爐內(nèi)氧化性氣體氣氛隔開，從而，因降低鐵皮損失而促進(jìn)鋼材收得率的提高。
本發(fā)明的無氧化加熱方法還適用于要求無氧化氣氛的退火爐(權(quán)利要求9)。采用本發(fā)明的方法，可以通過噴吹高溫氣體進(jìn)行對流傳熱加熱，取代以往用輻射管燃燒器進(jìn)行間接加熱的方法，從而顯著提高如帶鋼等被加熱材料的板溫可控性。
在本發(fā)明的無氧化加熱方法中，作為無氧化性氣體使用的是惰性氣體或?qū)⑽⒘靠扇冀缦抟韵碌倪€原性氣體混入惰性氣體的混合氣體，將無氧化性氣體導(dǎo)入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)氣氛變?yōu)闊o氧化或還原氣氛。在這種場合，可以單獨(dú)或混合使用作為惰性氣體的N2和Ar氣體，也可以單獨(dú)或混合使用上面所說的還原性氣體H2和CO氣體(權(quán)利要求10、11)。通過把爐內(nèi)氣氛變成可燃界限以下的還原氣氛，一方面能使防止氧化的作用更充分，另一方面，也能進(jìn)行氧化物還原，同時，排除因爐內(nèi)氣體泄漏而引起爆炸的問題。
本發(fā)明權(quán)利要求中第12～第16項(xiàng)所述的發(fā)明涉及的是無氧化加熱裝置。
本發(fā)明的無氧化加熱裝置，是對向要求無氧化氣氛的爐內(nèi)供給的無氧化性氣體進(jìn)行加熱的蓄熱式加熱裝置，它配備有蓄熱體及其加熱裝置并且至少兩個為一組的熱交換器，以及連接熱交換器和未加熱的無氧化性氣體供給管線的切換閥，把上述熱交換器的任意一個作為加熱蓄熱體的蓄熱系統(tǒng)，而另一個作為加熱無氧化性氣體并進(jìn)行送風(fēng)的送風(fēng)系統(tǒng)，用上述切換閥切換這兩個系統(tǒng)同時通過熱交換連續(xù)地產(chǎn)生高溫?zé)o氧化性氣體(權(quán)利要求12)。采用這種裝置，可以確保熱交換產(chǎn)生的高溫?zé)o氧化性氣體連續(xù)地供給爐內(nèi)，從而防止被加熱物的氧化。
在這種蓄熱式無氧化加熱裝置中，還設(shè)有氣體循環(huán)用風(fēng)機(jī)，其吸風(fēng)側(cè)接到爐內(nèi)，其排風(fēng)側(cè)與上述未加熱無氧化性氣體供給管線相連，從而構(gòu)成加熱氣體的循環(huán)路徑(權(quán)利要求13)，這樣，可以使加熱氣體反復(fù)循環(huán)使用，促進(jìn)熱的有效利用。
本發(fā)明的無氧化加熱裝置中的蓄熱體的加熱裝置，可從氣體燃料燃燒器、液體燃料燃燒器、電阻加熱器、感應(yīng)加熱器、等離子槍中任選一種(權(quán)利要求14)。這樣，根據(jù)被加熱體的條件，使裝置最佳地適應(yīng)被加熱體。
另外，與上述這些加熱裝置不同，使用爐內(nèi)燃燒氣體作為蓄熱體的加熱裝置(權(quán)利要求15)，可以有效利用余熱，從而節(jié)省能源消費(fèi)量。
還有，在本發(fā)明的無氧化加熱裝置中，除了無氧化性氣體之外，還可以使用混有燃爆界限以下的微量還原性氣體的混合氣體(權(quán)利要求16，17)。因此，可將爐內(nèi)氣氛保持還原性，從而更充分地防止被加熱物的氧化。
附圖的簡要說明

圖1是表示在中間包無氧化加熱中應(yīng)用本發(fā)明的一個實(shí)施例的原理圖；圖2是表示圖1所示的中間包無氧化加熱中，該中間包最大等待上機(jī)時間與先有方法相比的延長效果曲線；圖3是表示中間包無氧化加熱的其它實(shí)施例的原理圖4是表示在中間包無氧化加熱時中間包溫度的變化曲線；圖5是中間包無氧化加熱中，循環(huán)使用中間包內(nèi)高溫?zé)o氧化性氣體的實(shí)施例的原理圖；圖6是表示在退火爐的無氧化加熱中應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的原理圖；圖7是表示鋼材加熱爐中，鋼材表面溫度與生成鐵皮厚度之間關(guān)系的曲線；圖8是表示步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐中各段內(nèi)鋼材表面溫度的變化曲線；圖9是表示在鋼材加熱爐的無氧化加熱中應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的原理圖；圖10是表示鋼材加熱爐概況的簡略視圖；圖11是表示在鋼材加熱爐的加熱段和均熱段內(nèi)噴吹無氧化性氣體情況的簡略視圖；圖12是表示鋼材加熱爐的無氧化加熱的實(shí)施例與先有加熱法相比，鐵皮降低效果曲線。
標(biāo)號說明1.中間色；2.熱交換器；3.切換閥；5.蓄熱體，10.供給未加熱無氧化性氣體的管線；12.氣體循環(huán)用風(fēng)機(jī)。
應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例本發(fā)明人以解決要求無氧化氣氛的爐子的加熱為目標(biāo)，首先著重解決以往關(guān)于確保反復(fù)使用的中間包的可能澆鑄溫度存在的問題。關(guān)于中間包加熱，為要解決以往存在的問題，考慮到必須實(shí)現(xiàn)不在中間包內(nèi)進(jìn)行燃燒情況下反復(fù)使用中間包，即實(shí)現(xiàn)無預(yù)熱、無氧化的反復(fù)使用作業(yè)，為此，反復(fù)進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)不斷進(jìn)行研究。
根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，通常，盡管澆鑄中的中間包內(nèi)襯表面溫度上升到幾乎和鋼水溫度相等的1540～1570℃左右，但當(dāng)澆鑄結(jié)束時溫度開始下降，若將該包原封不動地等待上機(jī)，例如一個70噸的中間包，大約經(jīng)過6小時之后就要低于1100℃，而經(jīng)過14小時之后就要下降到850℃以下。
在中間包不到850℃的溫度下，若將由鋼包注入到中間包內(nèi)的鋼水從中間至底部的水口再注入到結(jié)晶器，即便從水口下方吹入氧氣攪動也很困難。另外，等待上機(jī)的中間包溫度若低的話，在把鋼水注入到中間包時，鋼水溫降加大，為了確保澆鑄初期的鋼水溫度，必須提高注入中間包時的鋼水溫度。但是，在澆鑄后半期，由于中間包溫度上升，鋼水溫度提高并超過了必要值以上，因此不得不降低澆鑄速度并成為泄漏事故的原因。因此，把850℃定為實(shí)際上中間包再使用時的溫度下限也通過實(shí)驗(yàn)確定了下來。
另外，隨著溫度下降，中間包內(nèi)壓力減小，外部空氣(氧氣)侵入，則中間包內(nèi)氧濃度增大。在中間包再使用時，為了防止殘鋼氧化，顯然必須把等待上機(jī)中的中間包內(nèi)的氧濃度降到1％以下。因此，在不用無氧化性氣體清掃中間包內(nèi)氣體時，為防止隨著等待上機(jī)的中間包溫度下降而發(fā)生的氧氣侵入，必須將中間包幾乎完全密封起來。上述等待上機(jī)中的中間包溫降數(shù)據(jù)就是在這種密封狀態(tài)下的數(shù)值。
不過，即便是完全密封，例如中間包內(nèi)氣體隨著溫度下降也要收縮，而且中間包內(nèi)由于溫度高而產(chǎn)生氣體流動，這樣，外來空氣就會侵入，因此，空氣的侵入不可能避免。由于實(shí)際上杜絕外來空氣侵入中間包是不可能的，因此，僅靠密封要達(dá)到完全無氧化是很困難的。作為對策，提出用無氧化性氣體(如N2氣體)連續(xù)清掃的辦法來防止從中間包外部來的氧氣侵入。為檢驗(yàn)這種辦法的可能性，在70噸中間包內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以120Nm3/h的流量，將N2氣體連續(xù)送入中間包內(nèi)，同時觀察待機(jī)狀態(tài)下中間包的溫度降，發(fā)現(xiàn)比原來不用N2氣體清掃時，溫度降更快，大約經(jīng)3小時，溫度降到1100℃，而經(jīng)8-9小時后，溫度降到850℃以下。
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本發(fā)明人為了重復(fù)使用中間包，開發(fā)出一種用在中間包外面加熱的無氧化性氣體使中間包的內(nèi)表面溫度保持在可能澆鑄的溫度，即850℃以上，又能省去原來用燃燒氣體在中間包內(nèi)的預(yù)熱操作，在無預(yù)熱情況下防止氧化，同時使中間包能夠重復(fù)使用的方法，從而構(gòu)成了本發(fā)明。
無氧化性氣體的加熱手段并無特殊的限制，例如，采用把用氣體燃燒器加熱的蓄熱體作為氣體加熱源的蓄熱式預(yù)熱器，或者電阻加熱和感應(yīng)加熱或等離子槍等加熱方式都是適用的。
下面參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施例加以說明。
圖1是表示實(shí)施本發(fā)明的中間包無氧化保溫方法的裝置一個實(shí)施例的原理圖。
在圖1中，標(biāo)號1是容量70噸的四流連鑄中間包(T/D)。另外，中間包的底部的滑動水口、浸入式水口的圖示已被省略。無氧化性氣體的加熱手段的蓄熱式預(yù)熱器2、2分別接到這個中間包1的蓄1a的開口1b和1c上。這兩臺蓄熱式預(yù)熱器2、2是通過切換閥3連接起來的。
各蓄熱式預(yù)熱器2裝備有蓄熱室5、燃燒室6、燃燒器7，向燃燒器7供給燃料的管線8和供給空氣的管線9。為了加大傳熱面積。在蓄熱室5內(nèi)充填有由球狀和管狀的陶瓷和金屬材料構(gòu)成的蓄熱體。燃燒室6內(nèi)有加熱蓄熱體的燃料氣體。燃燒器7是裝設(shè)在燃燒室6內(nèi)的。
切換閥3具有自由切換進(jìn)氣和排氣通路的功能。在進(jìn)氣時，它是將由無氧化性氣體供給管線10供給的氣體切入任意一個蓄熱式預(yù)熱器2，以便向中間包內(nèi)送入無氧化性氣體；在排氣時是將從中間包出來并經(jīng)兩個蓄熱式預(yù)熱器2中的任一個取出的氣體和燃燒廢氣經(jīng)排氣風(fēng)機(jī)11排放到外部。
另外，切換閥(裝置)只要滿足上面所說的切換通路的功能，不用圖中標(biāo)號3表示的那種四通切換閥，而采用組合開關(guān)閥也是可以的。
采用圖1所示的裝置，還可進(jìn)行使用N2氣體作為無氧化性氣體對中間包1進(jìn)行下面的無氧化加熱實(shí)驗(yàn)。
(1)在第一次使用后的中間包1上要裝上包蓋1a，交替切換兩臺蓄熱式預(yù)熱器2、2，連續(xù)向中間包1內(nèi)送入加熱到1300℃的高溫N2氣體、進(jìn)行中間包保溫實(shí)驗(yàn)。
這時，將由燃料供給管線8來的燃料氣體供入蓄熱式預(yù)熱器2中的燃燒器7，同時供入由空氣進(jìn)氣管線9來的空氣，使在燃燒室6內(nèi)燃燒產(chǎn)生70×104大卡/小時的熱量，先把蓄熱室5的蓄熱體加熱。然后，關(guān)閉燃燒器7，從外部通過切換閥3送入流量為1800Nm3/小時的N2氣體，當(dāng)通過被加熱的蓄熱體后，送入的N2氣體被加熱到1300℃以上的溫度，再將該高溫的N2氣體送入中間包1內(nèi)。使用一個蓄熱式預(yù)熱器2加熱N2氣體時，另一個蓄熱式預(yù)熱器2進(jìn)行蓄熱體的加熱。
在蓄熱體加熱過程中，在燃燒室6內(nèi)燃燒完了的氣體是通過蓄熱室5，切換閥3由排氣風(fēng)機(jī)11抽出排掉的。例如，燃燒后排出的氣體加上從中間包內(nèi)抽出的N2氣體合計(jì)有1600～2000Nm3/h，在加熱蓄熱體之后，在蓄熱體的出口，溫度降到200～300℃，最后被強(qiáng)制排出。
送入中間包內(nèi)的高溫加熱N2氣體，從中間包蓋1a的縫隙和開口1b、1c逸出到外部，但由于中間包1內(nèi)壓力總保持比外部氣壓稍高，故可防止外部空氣侵入到中間包內(nèi)。另外，前述的從外部向中間包供入的1800Nm3/h的N2氣體，利用其中的20-60％使其經(jīng)2a的噴口再循環(huán)，從而降低了燃燒器7的火焰溫度(通常為1900℃左右)，以便控制溫度，防止燃燒室5內(nèi)異常升溫，與此同時，還回收了N2氣體的余熱。
利用兩臺蓄熱式預(yù)熱器2、2，每60秒鐘交換一次進(jìn)行反復(fù)加熱N2氣體，可把1300℃以上的高溫N2氣體連續(xù)供入中間包1內(nèi)，在把中間包1的內(nèi)表面保溫在850℃以上溫度的同時，還使中間包內(nèi)保持住無氧化氣氛，這樣，可使中間包處于待機(jī)到再次開始使用狀態(tài)。
另外，在切換蓄熱式預(yù)熱器2時，當(dāng)一個蓄熱式預(yù)熱器2的燃燒器7熄火后，由于排氣風(fēng)機(jī)11仍然定期運(yùn)轉(zhuǎn)，繼續(xù)強(qiáng)制排出該燃燒室6內(nèi)的氣體，這樣，處于中間包內(nèi)的一部分N2氣體從蓄熱式預(yù)熱器2的高溫N2氣體插入管2a經(jīng)燃燒室6、蓄熱室5、切換閥3排出，而殘留在蓄熱式預(yù)熱器2的燃燒室6、蓄熱室5和切換閥3中的燃燒氣體可用無氧化性氣體清掃置換出來。而且，如能防止切換操作初期發(fā)生的殘留燃燒氣體混入中間包內(nèi)，則也可使中間包1內(nèi)保持完全無氧化氣氛狀態(tài)。
(2)無氧化保溫中間包的延長最大等待上機(jī)時間的效果下面，用圖1所示的裝置，將加熱到850℃的N2氣體連續(xù)送入剛用完的而當(dāng)初具有1300℃以上的內(nèi)表面溫度的中間包內(nèi)進(jìn)行無氧化保溫，以便將該中間包的延長最大等待上機(jī)時間的效果與原來不采用本發(fā)明的情況作比較。
其結(jié)果如圖2曲線所示。
現(xiàn)在用清掃的曲線表示的是在內(nèi)表面溫度為1350℃的中間包上加蓋，通入120Nm3/h流量的常溫N2氣體對中間包進(jìn)行清掃同時等待上機(jī)情況下，中間包的內(nèi)表面溫度的變化。到中間包的內(nèi)表面溫度降到可能澆鑄的下限850℃時，其等待上機(jī)時間是8-9小時。
與此相對應(yīng)的，若采用本發(fā)明的方法，將1300℃的無氧化性氣體供給到內(nèi)表面溫度為1350℃的中間包內(nèi)進(jìn)行保溫，則等待上機(jī)時間能大幅度地延長，達(dá)到24個小時，這樣連續(xù)澆鑄數(shù)也能增加。
(3)導(dǎo)入微量還原性氣體的無氧化保溫在圖1的裝置中，將供給無氧化性氣體管線10與圖中未標(biāo)出的供給還原性氣體管線連接起來，在供給無氧化性氣體的同時，把微量的還原性氣體，比如H2、CO、CH4(或LPGT等)無論哪種氣體導(dǎo)入中間包1內(nèi)，就可把中間包內(nèi)氣氛維持為還原性并進(jìn)行保溫。所謂“微量”是指當(dāng)所用的還原性氣體泄漏到中間包的外部時不會發(fā)生爆炸的量，也就是說，控制在可燃界限以內(nèi)的還原氣體的量，例如使用H2時，就要將其濃度控制在4％以下，使用CO時，控制在12.5％以下，將這種量的H2或CO混入到無氧化性氣體內(nèi)來對中間包1內(nèi)進(jìn)行保溫。
采用這種方法，中間包內(nèi)的氣氛變成還原性氣體，在發(fā)生泄漏時也不會引起爆炸，同時也能更充分地防止殘鋼的氧化。
圖3表示中間包無氧化保溫用的又一種無氧化性氣體加熱裝置的實(shí)施例。
作為無氧化性氣體加熱裝置，這里使用的是非傳導(dǎo)式等離子槍20。這種型式的等離子槍20，不僅有陰極21，其槍體內(nèi)還有陽極22，經(jīng)陰極21供給槍體的無氧化性氣流，由于兩電極21和22放電而被離子化，如此得到的高溫等離子23可將中間包1的內(nèi)壁表面加熱。等離子氣體可以使用Ar或N2氣體等，也可以使用H2和N2的混合氣體。
在一般的等離子射流加熱中，使用的等離子溫度為3000～10000℃，但在本發(fā)明中，由于中間包內(nèi)的氣氛氣體卷入到等離子射流中，因此高溫射流氣體的溫度下降到不超過2000℃，使用這種射流氣體在無氧化氣氛下對中間包進(jìn)行1000～1300℃的加熱。即用安裝在中間包1的蓋1a上的等離子槍20把送入中間包1內(nèi)的無氧化性氣體等離子化，然后噴到中間包1的底部。這種加熱時的熱移動是通過高溫氣體流的對流傳輸加熱中間包底面，而從底面通過輻射傳熱的方式向其它各側(cè)面進(jìn)行加熱。
但是，等離子射流加熱時，為了降低中間包襯里的費(fèi)用，只在中間包再使用之前為確保中間包的內(nèi)表面溫度達(dá)到1300℃，僅以必要的時間進(jìn)行加熱，而除此之外的等待上機(jī)時間內(nèi)都是不預(yù)熱的。
圖4表示使用等離子槍20對中間包實(shí)行無氧化保溫實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
使?jié)茶T時溫度為1570℃的中間包進(jìn)行無預(yù)熱待機(jī)，在7個小時的待機(jī)時間內(nèi)，中間包的內(nèi)表面溫度降到1100℃以下。接著用等離子槍20噴射等離子化的N2氣體開始對中間包進(jìn)行無氧化加熱，4小時后中間包的內(nèi)表面溫度達(dá)到1300℃的目標(biāo)溫度就可以再使用了。總計(jì)待機(jī)時間為11個小時，在這段時間內(nèi)，用另一個中間包以40分鐘澆一爐，可以連續(xù)澆鑄16爐。
另外，在上面的實(shí)施例中，作為中間包無氧化加熱方法中采用的無氧化性氣體電加熱裝置，盡管說的是等離子槍，但除此之外也可以使用電感應(yīng)加熱器和電阻加熱器等。
圖5表示出另一個實(shí)施例。
該實(shí)施例是通過將加熱氣體的一部分再循環(huán)使用對中間包進(jìn)行無氧化加熱的方法。
在與圖1同樣的設(shè)備中，如圖5所示，配置有使中間包1內(nèi)的高溫N2氣體循環(huán)的風(fēng)機(jī)12。其吸入側(cè)配管13伸入到中間包蓋1a內(nèi)，而排出側(cè)配管14與N2氣體供給管線10相連接。
用循環(huán)風(fēng)機(jī)12抽出中間包1內(nèi)的一部分高溫氣體送入N2氣體供給管線10，使之循環(huán)使用。這樣可以回收一部分余熱，從而提高系統(tǒng)的熱效率。
另外，也可以把循環(huán)風(fēng)機(jī)12的吸入側(cè)配管13連接到中間包1的底部的水口上(圖中未表示)。這種場合下，由于一部分高溫N2氣體通過水口，故同時還有對水口進(jìn)行保溫的優(yōu)點(diǎn)。
圖6表示的是另一個實(shí)施例。
這是一個在帶鋼退火爐的無氧化加熱源中使用蓄熱式預(yù)熱器2的實(shí)施例。
以往的退火爐加熱是采用輻射管燃燒器進(jìn)行間接加熱的方式，而本發(fā)明由于應(yīng)用交替轉(zhuǎn)換數(shù)臺蓄熱式預(yù)熱器2的方法，用高溫HN氣體進(jìn)行加熱，故能用高溫氣體射流進(jìn)行對流傳熱加熱。結(jié)果使?fàn)t溫可控性大大改善?，F(xiàn)在，不僅在均熱段使用，而且在加熱段的一部分區(qū)域內(nèi)也可使用。
另外，在上述各實(shí)施例中，作為無氧化加熱的被加熱體例舉了中間包和退火爐的情況，而在上述實(shí)施例中，如果采用HN氣體(H2與N2的混合氣體)代替N2氣體，則被加熱體是鋼材的加熱爐中也同樣可以采用。
下面就本發(fā)明抑制加熱爐加熱鋼材時因氧化而發(fā)生的鐵皮損失，對收得率提高的鋼材無氧化加熱技術(shù)加以說明。
其技術(shù)特征是在裝入加熱爐內(nèi)的鋼材周圍形成局部無氧化氣氛，從而使鋼材與爐內(nèi)的氧化性燃燒氣體隔開。為此，要把含N2氣體和Ar氣體等惰性氣體或含可燃界限以下的H2和CO等的還原性氣體或前面講的惰性氣體和還原性氣體的混合氣體等高溫?zé)o氧化性氣體吹到鋼材的周圍。而且，向鋼材噴吹的上述高溫?zé)o氧化性氣體，為了防止其使?fàn)t溫降低和加熱過程中使鋼材冷卻，應(yīng)當(dāng)供給預(yù)熱到與爐溫略相等或高于鋼材溫度的高溫?zé)o氧化性氣體。
圖7表示的是鋼材加熱爐內(nèi)鋼材表面溫度與生成的鐵皮厚度之間的關(guān)系，鋼材表面溫度一超過800℃，不產(chǎn)生急劇氧化現(xiàn)象，鐵皮厚度達(dá)0.1mm以上。對如此厚的鐵皮，勢必加大除鱗處理的負(fù)荷，同時鐵皮增多也會明顯降低收得率。
因此，本發(fā)明中采用包圍鋼材表面的無氧化性氣體的噴射，最好是在鋼材溫度達(dá)到氧化急劇增加的800℃以上之前的700℃以上的范圍內(nèi)，將預(yù)熱到上述爐內(nèi)氣氛溫度(爐溫)以上的無氧化性氣體直接對著鋼材噴吹，或者吹入到可置換爐內(nèi)生成的氧化性燃燒氣體的程度。
圖8表示步進(jìn)梁式連續(xù)加熱爐的各段(第1加熱段、第2加熱段和均熱段)內(nèi)鋼材表面溫度的變化，鐵皮生成量增多的是800以上的第2加熱段以后，從這個意義上講，上述高溫?zé)o氧化性氣體的供給位置設(shè)在鋼材表面溫度超過800℃的第2加熱段以后到均熱段出口之間是合適的。
供給這種高溫?zé)o氧化性氣體的方法可從爐子側(cè)面，頂部或爐床方向進(jìn)行噴射以包圍被加熱鋼材，或者噴吹無氧化性氣體，置換加熱段和均熱段的高溫氧化性燃燒氣體，使?fàn)t內(nèi)整個氣氛變?yōu)闊o氧化性，這些方法都是有效的。
另外，噴吹到鋼材周圍的高溫?zé)o氧化性氣體和根據(jù)爐子熱負(fù)荷變動燃燒器等的燃燒系統(tǒng)是由各自獨(dú)立的系統(tǒng)供給的。因此，經(jīng)常調(diào)整最佳的加熱條件和防止氧化的必要條件，使之保持最佳值是非常重要的。
上述高溫?zé)o氧化性氣體是使用在加熱爐上附設(shè)的無氧化性氣體預(yù)熱裝置中與該加熱爐燃燒氣體之間通過熱交換的氣體。
圖9表示這種無氧化性氣體預(yù)熱裝置的原理圖，在具有至少兩個為一組的蓄熱體A、B的熱交換器中，當(dāng)蓄熱體A、B中的任一個，如A作為蓄熱系統(tǒng)時，另一側(cè)高溫的蓄熱體B(同上述A一樣，但已經(jīng)被加熱了)就作為加熱無氧化性氣體并送風(fēng)的送風(fēng)系統(tǒng)，兩者的作用交替轉(zhuǎn)換并進(jìn)行使用。使蓄熱系統(tǒng)的蓄熱體變?yōu)楦邷氐募訜嵫b置，是利用在加熱爐內(nèi)生成的高溫燃燒排放氣體(1300℃)，將它送入蓄熱體來對蓄熱體進(jìn)行加熱。而對送風(fēng)系統(tǒng)的蓄熱體，例如是把常溫的無氧化性混合氣體(N2＋H2，30℃)從相反方向?qū)氩⒃谄鋬?nèi)進(jìn)行熱交換，生成高溫的無氧化性氣體(1200～1250℃)、然后沿相反方向吹入加熱爐內(nèi)。
兩個蓄熱體A和B同常溫?zé)o氧化性氣體供給管線是通過切換閥3連接起來的，藉切換閥3切換蓄熱體A、B的作用并依次進(jìn)行熱交換，這是以無燃燒器結(jié)構(gòu)的熱交換器連續(xù)產(chǎn)生高溫?zé)o氧化性氣體的裝置。
另外，向加熱爐內(nèi)供給高溫?zé)o氧化性氣體時，為了防止由于高溫?zé)o氧化性氣體與燃燒器的燃燒火焰(氧化性氣體)混合而使本發(fā)明作用效果降低，要求向鋼材周圍噴吹高溫?zé)o氧化性氣體的角度盡量與加熱用燃燒器火焰軸線平行的方向。而且，噴吹時的氣流速度要求和加熱用燃燒器的火焰速度基本相同。
如圖10所示的設(shè)有燃燒器的鋼材加熱爐，在其第2加熱段內(nèi)無氧化性氣體如圖11(a)所示是從側(cè)面噴吹的。而在均熱段內(nèi)，如圖11(b)所示是從側(cè)面噴吹并從燃燒器之間噴吹的方法，如果吹入裝置的設(shè)置空間沒有問題的話，最好還是采用從燃燒器之間噴吹的方法。另外，關(guān)于噴吹用的噴咀，可以使用陶瓷制的各種形狀的噴嘴，噴咀要盡可能接近鋼材，以易于在鋼材周圍形成完全的無氧化性氣氛，使抑制氧化的效果大。關(guān)于吹入的無氧化性氣體的流量，由于均熱段側(cè)比加熱段側(cè)要大，故高溫區(qū)的O2濃度相對比較低，因此總的抑制氧化的效果增大。
另外，在向均熱段供給高溫?zé)o氧化性氣體的時候，由于鋼材表面被加熱成高溫，即使均熱段內(nèi)氣氛中O2濃度控制比較低，氧化量也沒多大減少。若加熱所需要的燃燒負(fù)荷小，則燃燒器的容量也小。在這種情況下，與其將無氧化性氣體直接噴吹到鋼材表面，還不如用高溫?zé)o氧化性氣體置換整個均熱段氣氛，以形成無氧化氣氛為好。這和采用DHRC等使加熱能力減小的情況是相同的。
根據(jù)本發(fā)明在對加熱爐內(nèi)鋼材進(jìn)行無氧化加熱中，為生成高過爐溫以上的高溫?zé)o氧化性氣體，用上述無氧化性氣體預(yù)熱裝置是理想的，但其它方法，例如使用含微量還原性氣體的非傳輸型等離子射流也是可以的。但為了降低設(shè)備和加熱費(fèi)用，采取利用爐內(nèi)的燃燒廢氣的蓄熱式無氧化性氣體預(yù)熱裝置應(yīng)是最佳方法。
下面表述一下將本發(fā)明的加熱爐內(nèi)鋼材無氧化加熱法與原有的加熱法作對比的試驗(yàn)實(shí)例。
(1)在圖10所示的步進(jìn)梁型熱軋用加熱爐內(nèi)，在把熱軋鋼材加熱到1150℃的試驗(yàn)中，采用圖9所示的那種無氧化性氣體預(yù)熱裝置，生成高溫?zé)o氧化性氣體(N2和H2的混合氣體)，將這種氣體以各個燃燒器的總?cè)紵龤怏w量的1/5～1/10流量噴入圖10，圖11所示的第2加熱段和均熱段內(nèi)，測定鋼材的氧化鐵皮厚度(mm)。
(2)相應(yīng)地分別測定出采用通常加熱方法，直焰還原加熱法和雙層氣氛燃燒法加熱的鋼材的氧化鐵皮厚度(mm)。
這個試驗(yàn)的比較結(jié)果示于圖12。如圖12所示，采用本發(fā)明的無氧化加熱法，可使鐵皮生成厚度減小約40％。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用如上所述，本發(fā)明的無氧化加熱技術(shù)，是交替轉(zhuǎn)換多臺蓄熱式預(yù)熱器，同時反復(fù)地進(jìn)行把無氧化性氣體加熱到規(guī)定溫度的操作，將所獲得的高溫?zé)o氧化性氣體連續(xù)地向爐內(nèi)供應(yīng)，其根本目的是在要求無氧化氣氛的爐子內(nèi)部用高溫?zé)o氧化性氣體進(jìn)行加熱。由于在爐子內(nèi)部不生成以往那樣的高溫氧化性氣體，可以完全防止被加熱體的氧化，故在鋼包、中間包等煉鋼，連續(xù)澆鑄領(lǐng)域作為各種爐子，以及包括有色金屬的金屬材料加熱用的加熱、熱處理領(lǐng)域的各種爐子的無氧化加熱技術(shù)是非常有用的。
特別是，使獲得的高溫?zé)o氧化性氣體的一部分再循環(huán)，再用于爐內(nèi)加熱，或者，利用爐內(nèi)燃燒氣體的余熱預(yù)熱蓄熱式加熱器，故可充分有效地利用熱量，操作費(fèi)用也能降低。這種方法還特別適用于要求無氧化氣氛的中間包的加熱。這種場合下，在重復(fù)使用內(nèi)壁有殘鋼的中間包時，可以省去原來使用預(yù)熱燃燒器在中間包內(nèi)用燃燒氣體進(jìn)行預(yù)熱的操作，從而可以完全防止中間包內(nèi)殘鋼的氧化，避免鋼材質(zhì)量缺陷的發(fā)生。另外，中間包反復(fù)使用時的等待上機(jī)的最大時間也比原來有大幅度延長，從而增加多爐連續(xù)澆鑄數(shù)。
本發(fā)明的無氧化加熱技術(shù)還特別適用于鋼材的加熱爐。在這種場合，可以不用燃燒條件等的限制就難以完全防止鋼材氧化的輻射管加熱法，直焰還原加熱法和雙層氣氛燃燒法等原來的加熱爐無氧化加熱法，而使加熱爐內(nèi)的鋼材表面氣氛穩(wěn)定地保持為完全的無氧化氣氛，從而可實(shí)現(xiàn)降低鐵皮損失，進(jìn)而提高產(chǎn)品收得率。
另外，本發(fā)明還更適用于退火爐。這種場合下，用高溫氣體射流進(jìn)行對流傳熱加熱取代原來的用輻射管進(jìn)行間接加熱的方式，從而可使如帶鋼等被加熱材料的板溫可控性顯著提高。
權(quán)利要求
1.一種無氧化加熱方法，其特征在于，在要求無氧化氣氛的爐內(nèi)用高溫?zé)o氧化性氣體進(jìn)行加熱時，交替切換多個蓄熱式預(yù)熱器，同時反復(fù)進(jìn)行把無氧化性氣體加熱到規(guī)定溫度的操作，將所獲得的高溫?zé)o氧化性氣體連續(xù)地供給到爐內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的無氧化加熱方法，其特征在于，使供給上述爐內(nèi)的高溫?zé)o氧化性氣體的一部分再循環(huán)，然后再用于爐內(nèi)加熱。
3.如權(quán)利要求1或2所述的無氧化加熱方法，其特征在于，供給上述爐內(nèi)的高溫?zé)o氧化性氣體是通過上述蓄熱式加熱器與爐內(nèi)燃燒氣體進(jìn)行熱交換后得到的。
4.如權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的無氧化加熱方法，其特征在于，要求無氧化氣氛的上述爐子是中間包。
5.如權(quán)利要求4所述的無氧化加熱方法，其特征在于，重復(fù)使用內(nèi)壁有殘鋼的中間包時，該中間包外部的加熱裝置采用至少加熱到850℃以上的無氧化性氣體對中間包內(nèi)進(jìn)行保溫，以供下次使用。
6.如權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的無氧化加熱方法，其特征在于，上述要求無氧化氣氛的爐子是鋼材的加熱爐。
7.如權(quán)利要求6所述的無氧化加熱方法，其特征在于，將預(yù)熱到高于加熱中鋼材溫度或大致等于爐子溫度的高溫?zé)o氧化性氣體供給到上述加熱爐內(nèi)的鋼材周圍。
8.如權(quán)利要求7所述的無氧化加熱方法，其特征在于，將向上述加熱爐內(nèi)供給的高溫?zé)o氧化性氣體吹到鋼材表面溫度超過700℃的加熱段或均熱段的鋼材附近使之包圍鋼材，或者用吹入的高溫?zé)o氧化性氣體置換爐內(nèi)的氧化性氣體。
9.如權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的無氧化加熱方法，其特征在于，上述要求無氧化氣氛的爐子是退火爐。
10.如權(quán)利要求1至9的任意一項(xiàng)所述的無氧化加熱方法，其特征在于，把爆炸界限以下的還原性氣體混入上述無氧化性氣體中，然后導(dǎo)入爐內(nèi)，使?fàn)t內(nèi)氣氛變成無氧化或還原性氣氛。
11.如權(quán)利要求10所述的無氧化加熱方法，其特征在于，作為上述無氧化性氣體，使用的是N2、Ar氣體或兩者的混合物；而上述還原性氣體，使用的是H2.CO氣體或兩者的混合物。
12.一種無氧化加熱裝置，其特征在于，它是向要求無氧化氣氛的爐子內(nèi)部供給的無氧化性氣體進(jìn)行加熱的蓄熱式無氧化加熱裝置，該裝置具有熱交換器和切換閥，熱交換器具有蓄熱體及其加熱裝置，而且至少由兩個構(gòu)成一組的熱交換器，切換閥是連接上述熱交換器和未加熱的無氧化性氣體管線用的。將上述熱交換器中的任一個作為加熱蓄熱體的蓄熱系統(tǒng)，那么熱交換器的另一個就作為加熱無氧化性氣體并進(jìn)行送風(fēng)的送風(fēng)系統(tǒng)，將兩個系統(tǒng)用上述切換閥切換使用，同時，通過熱交換而連續(xù)地生成高溫?zé)o氧化性氣體。
13.如權(quán)利要求12所述的無氧化加熱裝置，其特征在于，在上述蓄熱式的無氧化加熱裝置中設(shè)有氣體循環(huán)用風(fēng)機(jī)，其吸風(fēng)側(cè)與爐內(nèi)連接，而排出側(cè)與上述未加熱的無氧化性氣體供給管線相連，從而形成加熱氣體的循環(huán)路徑。
14.如權(quán)利要求12或13所述的無氧化加熱裝置，作為上述蓄熱體的加熱手段，可以是氣體燃料燃燒器、液體燃料燃燒器、電阻加熱器、感應(yīng)加熱器和等離子槍等中的任意一種。
15.如權(quán)利要求12或13所述的無氧化加熱裝置，上述蓄熱體的加熱手段是爐內(nèi)燃燒氣體。
16.如權(quán)利要求12至15的任一項(xiàng)所述的無氧化加熱裝置，其特征在于，在上述無氧化性氣體中加入爆炸界限以下的微量還原性氣體。
17.如權(quán)利要求16所述的無氧化加熱裝置，其特征在于，作為上述無氧化性氣體使用的是N2、Ar氣體或兩者混合物，而作為上述還原性氣體使用的是H2、CO氣體或兩者的混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及無氧化加熱方法及裝置，其是交替切換復(fù)數(shù)個蓄熱式加熱器，一個進(jìn)行蓄熱，同時另一個加熱無氧化性氣體，并反復(fù)進(jìn)行送風(fēng)操作，這樣，連續(xù)生成高溫?zé)o氧化性氣體并供給到爐內(nèi)。由于能在爐內(nèi)以完全無氧化氣氛進(jìn)行加熱，故可有效地用于要求以無氧化氣氛進(jìn)行加熱的爐子，諸如鋼包、中間包等煉鋼、連續(xù)澆鑄領(lǐng)域內(nèi)使用的各種爐子，以及在金屬材料的加熱、熱處理領(lǐng)域內(nèi)使用的各種爐子，對降低操作成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品收得率也是有效的。
文檔編號B22D41/015GK1140490SQ95191480
公開日1997年1月15日 申請日期1995年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月2日
發(fā)明者中川二彥, 山口竜介, 小山內(nèi)壽, 蓮沼純一, 山本武美 申請人:川崎制鐵株式會社