本發(fā)明涉及一種玻璃瓶退火方法，具體涉及一種可節(jié)能降耗的管制玻璃瓶退火方法。

背景技術：

玻璃瓶成型后通常都需要進行退火處理，以消除其在成型急速冷卻中所產(chǎn)生的內應力。目前行業(yè)內主要采用網(wǎng)帶式退火爐配合制瓶機使用，由于網(wǎng)帶多采用1Cr13材料，極易使瓶壁與網(wǎng)帶接觸處產(chǎn)生銹斑，而且移動中的網(wǎng)帶循環(huán)穿越退火爐高溫區(qū)和爐外室溫區(qū)，反復受熱和冷卻，一方面造成瓶體各部分受熱不均，有炸瓶風險，同時造成熱量散失，能源浪費。另外，現(xiàn)有玻璃瓶退火爐多采用單層保溫壁結構，爐體溫區(qū)單一，往往要借助其他設備對玻璃瓶進行預熱和緩冷，缺乏有效的余熱循環(huán)利用措施，未能充分發(fā)揮退火爐潛力，成本提高。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對上述網(wǎng)帶式玻璃瓶退火爐工作過程中存在的問題和不足，提供一種可利用自身余熱實現(xiàn)熱循環(huán)和分段控溫，有效減少熱量損失和能源消耗的管制玻璃瓶退火方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：可節(jié)能降耗的管制玻璃瓶退火方法，該方法通過退火爐腔，熱循環(huán)系統(tǒng)，兩列平行布置的固定梁和一列與其匹配的活動步進梁實現(xiàn)，其中所述退火爐腔從入口到出口按功能順序布置為預熱區(qū)、加熱保溫區(qū)和緩冷區(qū)；所述熱循環(huán)系統(tǒng)設置于退火爐工作區(qū)上部，其特征為內部貫通的夾層結構，通過助燃風機從室外導入的助燃空氣和抽離工作區(qū)的缺氧熱廢氣沿交替設置且一端封閉的獨立夾層通道流動、換熱并參與退火爐熱量循環(huán)；所述固定梁和活動步進梁包覆有隔熱材料，整體位于退火爐封閉爐腔內部；所述一列活動步進梁布置于兩平行固定梁中間并預留一定間隙，三者都設置有間距相等的V型槽；所述活動步進梁由設置于爐體下部的電機帶動，在一個步距內作上升、進給、下降和回退的往復運動；該方法包含以下步驟：

（1）固定梁受瓶：帶余熱的玻璃瓶從制瓶機出口經(jīng)落料槽滾落到固定梁第一V型槽；

（2）玻璃瓶在固定梁上順序逐次進給：啟動活動步進梁，并通過活動步進梁的上升、進給、下降和退回的往復運動實現(xiàn)玻璃瓶從固定梁第一V型槽到以后各個V型槽的逐次進給運動；

（3）玻璃瓶預熱：活動步進梁將玻璃瓶轉移到退火爐預熱區(qū)，由預熱區(qū)末端吹送的熱廢氣和加熱保溫區(qū)的熱輻射進行瓶體預熱；

（4）玻璃瓶加熱和保溫：活動步進梁將玻璃瓶轉移到退火爐加熱保溫區(qū)，通過輻射熱逐漸加熱到退火溫度并保溫預先設計的行程時間進行退火；

（5）玻璃瓶降溫：活動步進梁將玻璃瓶轉移到緩冷區(qū)，借助熱循環(huán)系統(tǒng)的散熱夾層使瓶體溫度逐漸下降，并從固定梁最后一個工位的斜面進入集瓶器，最終完成整個退火工序。

進一步，所述熱循環(huán)系統(tǒng)側壁和頂部均采用保溫材料包覆，并且在退火爐預熱區(qū)末端頂部開設有熱廢氣出口，在緩冷區(qū)始端開設有熱廢氣入口，與之對應的，在熱廢氣入口上部的熱循環(huán)系統(tǒng)一端設置有助燃空氣入口，并在熱廢氣出口下方的燃燒室頂部設置有助燃空氣出口，所述熱廢氣和助燃空氣在熱循環(huán)系統(tǒng)內分別沿獨立的夾層通道流動。

進一步，步驟（2）所述玻璃瓶在固定梁上順序逐次進給依靠活動步進梁在一個移動步距內的四個動作循環(huán)實現(xiàn)：① 活動步進梁啟動并上升：活動步進梁初始靜止于固定梁下方下止點位置，步進梁啟動后開始緩慢平穩(wěn)上升，將位于第一工位的玻璃瓶托舉離開固定梁V型槽，并限制在活動步進梁對應的V型槽里；② 活動步進梁進給：活動步進梁上升到上止點后，托舉玻璃瓶沿水平方向進給位移一個步距到左側上止點位置，與此同時下一個玻璃瓶進入固定梁第一工位；③ 活動步進梁下降：活動步進梁從左側上止點位置下降到固定梁下方下止點位置，在活動步進梁下降穿過固定梁時，玻璃瓶被固定梁第二工位上的V型槽承接，并實現(xiàn)玻璃瓶在固定梁上一個步距的水平位移；④ 活動步進梁回退：活動步進梁從左側下止點位置水平平移回右側下止點準備開始①操作。

進一步，步驟（3）所述預熱區(qū)爐體頂部為外低內高的斜面，在入口側頂部設置有排廢氣風機，靠近加熱保溫區(qū)的預熱區(qū)末端頂部設置有熱廢氣出口，所述預熱區(qū)內沿進給方向溫度從100 ℃均勻上升到約550 ℃，且預熱區(qū)根據(jù)升溫需要可設置5-10個V型槽，從預熱區(qū)末端吹送的熱廢氣溫度為300-400 ℃。

進一步，步驟（4）所述加熱保溫區(qū)布置有6-12個V型槽，同時設置有測溫系統(tǒng)，并將加熱保溫區(qū)溫度數(shù)據(jù)實時反饋到控制計算機，進一步通過控溫系統(tǒng)實時調節(jié)燃燒室內的火焰噴嘴燃燒強度，保證加熱保溫區(qū)溫度穩(wěn)定為600-700 ℃。

進一步，步驟（5）所述緩冷區(qū)頂部使用耐熱鋼板與熱循環(huán)系統(tǒng)分隔，緩冷區(qū)開始端頂部開設有與燃燒室連通的熱廢氣緩冷區(qū)出口FH，在出口旁沿進給方向設置有熱廢氣入口，所述緩冷區(qū)沿進給方向溫度從600 ℃均勻下降至約100 ℃，且緩冷區(qū)根據(jù)降溫時間需要可設置8-15個V型槽，在緩冷區(qū)開始端抽離的熱廢氣溫度為500-600 ℃。

進一步，加熱保溫區(qū)上方和熱循環(huán)系統(tǒng)下方設置有燃燒室，其側壁和頂部采用保溫材料8包覆，底部為碳化硅隔焰板，所述燃燒室側壁上均勻布置有3-9個火焰噴嘴直接對碳化硅板加熱，燃燒室靠近預熱區(qū)一側的頂部設置有與熱循環(huán)系統(tǒng)連通的助燃空氣出口。

進一步，所述緩冷區(qū)長度大于加熱保溫區(qū)長度。

進一步，所述熱循環(huán)系統(tǒng)夾層通道由純銅薄板分隔而成。

相比現(xiàn)有技術，本方法具有的有益效果在于：

（1）本發(fā)明設計的熱循環(huán)系統(tǒng)，具有顯著的預熱區(qū)和緩冷區(qū)過渡段控溫效果，利用冷熱空氣在熱循環(huán)夾層回路中的輻射、傳導換熱，構造預熱區(qū)逐漸上升和緩冷區(qū)逐漸下降的溫度梯度，避免玻璃瓶在進出退火爐加熱保溫區(qū)時溫度突變，造成退火質量不穩(wěn)定，產(chǎn)品一致性差的問題；

（2）本發(fā)明設計的熱循環(huán)系統(tǒng)，改變現(xiàn)有技術中必須通過額外加熱措施預熱瓶體的現(xiàn)狀，高效利用廢氣余熱預熱初始進入爐體的玻璃瓶，可有效穩(wěn)定瓶體溫度，節(jié)能效果明顯，熱效率極大提高；

（3）采用設置于退火爐工作空間內部的固定梁和活動步進梁取代傳統(tǒng)網(wǎng)帶式結構，實現(xiàn)玻璃瓶在退火爐中的轉移，有效避免瓶體運載系統(tǒng)本體由于反復出入爐體高溫區(qū)和爐外低溫區(qū)造成的熱量損失和溫度波動，在減少熱損失的同時，顯著提高爐體溫度均勻性和玻璃瓶退火質量；

（4）通過固定梁和活動步進梁上設置的V型槽轉移玻璃瓶，V型槽所在的結構主體與梁身用燕尾配合，可以實現(xiàn)快速更換，減少停機維護時間。并可根據(jù)需要配做特定間距和尺寸的V型槽，通過與活動步進梁的步進間距配合實現(xiàn)不同外形尺寸玻璃瓶的轉移要求，極大拓展了退火爐適用的玻璃瓶尺寸范圍，有效提升了本退火爐的生產(chǎn)柔性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所采用裝置的的結構示意圖，圖中活動步進梁處于上升段。

圖2為圖1所示熱循環(huán)系統(tǒng)B、C、D和E向示意圖。

圖3為活動步進梁與固定梁結構示意圖。

圖中序號：1-機座，2-固定梁斜面，3-活動步進梁，4-玻璃瓶，5-助燃風機，6-緩冷區(qū)，7-熱循環(huán)系統(tǒng)，8-保溫材料，9-加熱保溫區(qū)，10-火焰噴嘴，11-碳化硅隔焰板，12-預熱區(qū)，13-排廢氣風機，14-燃燒室，15-固定梁，16-助燃空氣入口，17-熱廢氣夾層封閉端，18-熱廢氣入口，19-助燃空氣夾層封閉端，20-熱廢氣出口，21-助燃空氣出口，22-V型槽，23-活動步進梁底座，24-固定梁底座，25-燕尾槽。

圖1中所示熱循環(huán)系統(tǒng)7出入口為：FG-熱廢氣入口端面，JK-熱廢氣出口端面，MN-助燃空氣入口端面，JL-助燃空氣出口端面，F(xiàn)H-熱廢氣緩冷區(qū)出口。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，可節(jié)能降耗的管制玻璃瓶4退火方法，包括以下步驟：在玻璃瓶4開始進入退火爐前5-10分鐘預先開啟退火爐燃燒室14的火焰噴嘴10，助燃風機5和排廢氣風機13，使熱循環(huán)系統(tǒng)7正常工作，待加熱保溫區(qū)9的溫度穩(wěn)定后將帶余熱的玻璃瓶4從制瓶機出口經(jīng)落料槽滾落到固定梁15第一V型槽22，隨后初始靜止于固定梁15下方下止點位置的活動步進梁3在電機的作用下啟動并開始緩慢平穩(wěn)上升，上升過程中將位于第一工位的玻璃瓶4托舉離開固定梁15的V型槽22，并限制在活動步進梁3對應的V型槽22里，活動步進梁3一直上升到上止點，隨后活動步進梁3托舉玻璃瓶4沿水平方向進給位移一個步距到左側上止點位置，與此同時下一個玻璃瓶進入固定梁15第一工位待移動；活動步進梁3進一步從左側上止點下降到固定梁15下方下止點位置，在活動步進梁3下降穿過固定梁15時，玻璃瓶4被固定梁15第二工位上的V型槽22承接，并實現(xiàn)玻璃瓶4在固定梁15上一個步距的水平位移，隨后活動步進梁3從左側下止點位置水平平移回右側下止點準備開始下一個玻璃瓶4移動操作；在整個移動過程中通過調節(jié)安裝于機架1上的電機轉速與制瓶機節(jié)拍的配合，實現(xiàn)待退火玻璃瓶4平穩(wěn)順次進入退火爐預熱區(qū)12。

在本實施例中，預熱區(qū)12爐體頂部為外低內高的斜面，此區(qū)域共設置有8個V型槽22工位。由助燃風機5吹送的助燃冷空氣經(jīng)助燃空氣入口端面MN進入熱循環(huán)系統(tǒng)7，如附圖2 B向視圖所示，其特征為在該端面上交替開設有助燃空氣入口16和防止熱廢氣逸出的熱廢氣夾層封閉端17。助燃空氣和熱廢氣在熱循環(huán)系統(tǒng)7中定向流動，在此過程中充分換熱。隨后熱廢氣從熱廢氣出口端面JK（附圖2 D向）經(jīng)熱廢氣出口20排出到預熱區(qū)12，此時熱廢氣溫度約為350-400 ℃。根據(jù)V型槽22距離熱廢氣出口端面JK以及加熱保溫區(qū)9入口的距離不同，預熱區(qū)12溫度從退火爐入口約100 ℃逐漸上升到加熱保溫區(qū)9入口端約500 ℃。

玻璃瓶4隨活動步進梁3的周期運動繼續(xù)步進入加熱保溫區(qū)9，該區(qū)域設置有9個V型槽22工位。在熱循環(huán)系統(tǒng)7中經(jīng)過充分換熱的助燃空氣從助燃空氣出口端面JL（附圖 2 E向）經(jīng)助燃空氣出口21進入噴嘴所在的燃燒室14助燃和升溫，并在新進入的助燃空氣的氣流推動下經(jīng)熱廢氣緩冷區(qū)出口FH進入緩冷區(qū)6，同時有一部分熱廢氣從熱廢氣入口端面FG經(jīng)熱廢氣入口18（附圖2 C向）進入熱循環(huán)系統(tǒng)7，與助燃空氣入口端面MN進入的助燃冷空氣充分換熱后，降溫后的熱廢氣從熱廢氣出口端面JK排入預熱區(qū)12，升溫后的助燃空氣從助燃空氣出口端面JL進入燃燒室14，以此實現(xiàn)熱循環(huán)。所述的熱廢氣入口端面FG，如附圖2 C向視圖所示，其特征為在該端面上交替開設有熱廢氣入口18和防止助燃空氣逸出的助燃空氣夾層封閉端19；所述燃燒室14兩側壁各設置有3個火焰噴嘴10，直接對碳化硅隔焰板11加熱，并將熱量輻射入退火爐的加熱保溫區(qū)9，通過測溫系統(tǒng)將加熱保溫區(qū)9溫度數(shù)據(jù)實時反饋到控制計算機，進一步通過控溫系統(tǒng)實時調節(jié)燃燒室14內的火焰噴嘴10燃燒強度，保證加熱保溫區(qū)9溫度恒定在650 ±10 ℃。

玻璃瓶4經(jīng)過所設置的步距停留時間后完成加熱保溫過程，之后隨活動步進梁3繼續(xù)步進入緩冷區(qū)6，該區(qū)域設置有10個V型槽22工位，此時大部分熱量進入緩冷區(qū)6上方的熱循環(huán)系統(tǒng)7，沿玻璃瓶4進給方向爐溫逐漸從加熱保溫區(qū)9出口端約600 ℃均勻下降到緩冷區(qū)6末端約100 ℃，最后玻璃瓶4通過固定梁15最后一個V型槽22工位后方的固定梁斜面2進入集瓶器，最終完成整個退火工序。

活動步進梁與固定梁結構示意圖如附圖3所示，其中固定梁15與活動步進梁3工作部分的裝配部位都加工為燕尾槽25結構，并與固定梁底座24和活動步進梁底座23裝配形狀相匹配，以實現(xiàn)固定梁15和活動步進梁3工作部位正常失效后的快速更換以及匹配不同尺寸玻璃瓶退火時的定位要求。

采用本發(fā)明提出的可節(jié)能降耗的管制玻璃瓶退火方法，并按照權利要求限定的參數(shù)合理取值進行常規(guī)藥用管制玻璃瓶退火處理，與傳統(tǒng)網(wǎng)帶式電發(fā)熱退火爐相比有益效果十分顯著。經(jīng)初步測算，傳統(tǒng)網(wǎng)帶式電發(fā)熱退火爐每萬只藥品退火約需 30度電，折合約3.69 千克標準煤；采用本發(fā)明方法及其優(yōu)選的工藝參數(shù)需1.80立方米天然氣，折合約 2.21 千克標準煤，節(jié)能率約為40.1 %，以年產(chǎn)藥用玻璃瓶5 億只計算，可年節(jié)能約 74噸標準煤，節(jié)能降耗效果顯著。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。