專利名稱：一種連續(xù)熱處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱處理裝置，更具體地說，它涉及一種主要針對以粉體或小顆粒為主 的物料的連續(xù)熱處理裝置。
背景技術：
目前，對于以粉體或小顆粒為主的物料的熱處理裝置主要有兩類，隧道窯和井式爐。 上述兩種熱處理裝置有其各自的優(yōu)點但都存在相當多的明顯不足。下面分別分析之
隧道窯作為以粉體或小顆粒為主的物料的熱處理裝置，其優(yōu)點是可連續(xù)化生產(chǎn)，也可 以實現(xiàn)一定的規(guī)模產(chǎn)能。但其存在難以克服的多個缺點1、車間面積及空間的利用效率低 下。隧道窯占地一般在百平米以上，而且由于裝置過重，出于對安裝、維護及散熱的考慮， 隧道窯的上方空間幾乎是無法利用，所以對車間資源的利用效率不高。2、 一次性投資大。 幾十噸的自重耗用大量的鋼材和耐火材料，復雜的自動控制系統(tǒng)，大量的加熱元件、測溫儀 和液壓推進系統(tǒng)價格不菲，這些導致隧道窯一次性直接投資從幾十萬元到數(shù)百萬元不等。3、
維護費用大。由于大多情況下隧道窯加熱元件直接暴露在物料的揮發(fā)性氣氛中，致使其使用
壽命普遍不高；同時其移進班板和匣缽長期經(jīng)受急冷急熱，亦時有損壞，而需及時更換；承 載物料的匣缽碼放在移進板上，在窯內(nèi)移進過程中易發(fā)生傾覆，如不及時發(fā)現(xiàn)并處理得當則 很容易造成拱板，而一旦發(fā)生拱板，就幾乎必須開窯處理；以上種種導致隧道窯維護成本居 高不下。4、能耗高。當被熱處理物料以粉體或小顆粒為主時，物料是放在匣缽中，而匣缽 又置于移進板上，三者一同經(jīng)歷升降溫，而加熱裝置對匣缽和移進板的加熱屬于無效作功； 隧道窯本身散熱面較大，熱損失嚴重；因此以隧道窯作為以粉體或小顆粒為主的物料的熱處 理裝置能耗較高。5、對于熱處理要求隔絕空氣的物料，隧道窯一般是采用通入保護氣體維 持窯內(nèi)的微正壓來實現(xiàn)，而隧道窯對保護氣體的要求較高。窯體龐大而漏氣點多、大量采用 爐磚等多孔材料而氣密性差，以及進出窯置換室的設計，導致隧道窯往往需要較大的保護氣 體用量，且對保護氣體的純度要求高。6、對于在熱處理過程中需要特殊氣氛的物料，由于 物料在匣缽中位置和匣缽在移進板中的位置不同，氣體的擴散阻力也不相同，所以導致無法 滿足物料在熱處理過程中對特殊氣氛均勻分配的要求，并且與前述原因相似，特殊氣體的用 量較多。7、操作麻煩，多污染。使用隧道窯對以粉體或小顆粒為主的物料進行熱處理一般 都需要將待處理物料裝至匣缽中，并小心碼放至移進板上，待熱處理完畢后，再由匣缽中取 出物料，其過程麻煩且多粉塵彌漫，從而增大了作業(yè)者勞動量和不利于作業(yè)者的健康。
井式爐作為以粉體或小顆粒為主的物料的熱處理裝置，其優(yōu)點是裝置相對簡單氣密 性好，能滿足物料對隔絕空氣的要求。但其缺點也同樣是很明顯的1、間歇操作，不能連 續(xù)生產(chǎn)，產(chǎn)能低。由于要等爐甄冷卻至一定溫度后，方可將爐甄提出加熱爐等物料冷卻至 一定溫度后，方可將物料從爐甄中取出；前述原因導致生產(chǎn)間隔時間較長，以致影響產(chǎn)能， 不利于大規(guī)模生產(chǎn)。2、熱效率低。在每次生產(chǎn)過程中其加熱裝置對爐甄的加熱同樣屬于無 效加熱，存在著能源的浪費。3、物料經(jīng)受的最高溫或在最高溫度停留的時間不均。為使裝 置具備一定生產(chǎn)能力，井式爐必然要增大爐甄的內(nèi)徑尺寸，這樣物料在徑向上存在溫度梯度， 必然導致本標題所述情況的發(fā)生。4、操作麻煩，多污染。由于需要將物料從爐甄取出，而 爐甄多為深井形式，其作業(yè)過程麻煩且多粉塵彌漫，從而也存在作業(yè)者勞動量大和不利于作 業(yè)者健康的情況。5、由于物料在爐甄中基本處于靜止狀態(tài)，而且各處物料距離進氣點距離 相差很大，所以井式爐無法滿足物料在熱處理過程中對特殊氣氛均勻分配的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種主要針對以粉體或小顆粒為主的物料，低能耗、 車間資源利用率高、操作簡單、最大程度降低污染、物料熱處理溫度均勻、無需保護氣就能 滿足物料在熱處理過程中需要隔絕空氣的要求、能滿足物料在熱處理過程中需要特殊氣氛的
要求的連續(xù)熱處理裝置。
為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的 一種連續(xù)熱處理裝置，其特征在
于，它包含進料裝置、下料管、加熱裝置和出料裝置，進料裝置、加熱裝置和出料裝置分別 位于下料管的上部、側周和下部，下料管垂直布置，加熱裝置可以對下料管及管內(nèi)物料進 行持續(xù)加熱，進料裝置可以連續(xù)對下料管進料，下料管滿足物料在白身重力的作用下沿下料 管下移，出料裝置可以連續(xù)排出下料管中物料，所述的下料管包含進氣管和氣體分配裝置， 進氣管一端與氣體分配裝置連接，另一端在下料管外有開口 。 所述的下料管包含排氣裝置。
所述的下料管包含抵消下料管熱膨脹的可逆收縮裝置或所述的下料管在軸向上采用只 固定一端的安裝方式。
所述的下料管露出加熱裝置以外部分包含冷卻裝置。 所述的出料裝置為螺旋輸送機或鎖風閥或兩者按先后順序的串聯(lián)。 所述的螺旋輸送機包含水冷夾套。 所述的進氣管在下料管外的開口與氣源相連。
所述的氣體分配裝置包含殼體，殼體局部或全部設有孔眼，殼體內(nèi)包含填充物，填充物 具有氣體通透性，殼體為石墨材料或炭材料或金屬材料或陶瓷材料或耐熱磚材料，或前述五 者任意兩種或兩種以上的組合。
所述的殼體與填充物之間包含篩網(wǎng)，篩網(wǎng)孔眼大小以填充物不能通過為限。 所述的下料管為金屬材料或耐熱磚材料或陶瓷材料或石墨材料或炭材料，或前述五者任 意兩種或兩種以上以任意順序的串聯(lián)。
本發(fā)明與已有技術的熱處理裝置相比具有如下優(yōu)點低能耗、車間資源利用率高、操作 簡單、最大程度降低污染、物料熱處理溫度均勻、滿足物料在熱處理過程中隔絕空氣的要求、 能滿足物料在熱處理過程中對氣氛均一性的要求。


下面將參照附圖描述本發(fā)明的一個實施方式。
圖1是本發(fā)明連續(xù)熱處理裝置的一個實施方式的剖視圖(含局部的分解剖視圖) 具體實施方法
圖1示出了本發(fā)明連續(xù)熱處理裝置的一個實施方式。
結構簡介料倉1位于整套連續(xù)熱處理裝置的最上方，料倉1的下面有出口，出口包 含出口法蘭。上封頭5為一個中心留有一個向上的開口及開口法蘭的金屬盲板。進料管4 主體為一個金屬直圓管，上端為一個外展的環(huán)形平面與直管部分垂直。料倉1出口法蘭與插 板閥3、進料管4環(huán)形平面、上封頭5的開口法蘭由上到下依次對夾在一起，進料管4的另 一端插入下料管13 —定深度。下料管9是一根垂直放置的金屬直圓管，它位于整個熱處理 裝置的中心位置，上下各有一個開口法蘭，在下料管9的上部側壁有一個排氣開口6，排氣 開口 6下方下料管9的側壁焊接了四個支座10,支座10固定在四層平臺上，在下料管13 下法蘭的上面是一段水冷夾套21，水冷夾套21的側壁上有四個支座10，在下料管9管壁內(nèi) 側預制了兩個向管中心方向插入的金屬電偶護管6，電偶護管16末端閉合。排氣開口 5法 蘭通過金屬管(不局限為直管)與凝出物收集罐7連接，凝出物收集罐7的排氣管連接引風 機8。為便于安裝和維修，加熱裝置12為對開式圓桶狀(也可以是其它形狀)電阻爐，爐 膛溫度可通過插在爐膛的電偶和可控硅、程序控溫儀表進行控制。加熱裝置12安裝在三層 平臺上，環(huán)抱與下料管9中上部(下料管9上面支座10與下料管9的水冷夾套21垂直空間) 的側周。在加熱裝置12的保溫層留有四個電偶插入通道14，其中兩個電偶插入通道恰好勾 下料管9側壁上預制的兩個電偶護管相對，(下料管9在溫度升高會發(fā)生膨脹，兩個電偶護 管16會相對于加熱裝置12下移，為使插入其中的電偶有足夠的移動空間，這兩個通道14
截面制作為豎直的長條狀。)兩個電偶從加熱裝置外經(jīng)兩個電偶插入通道14直插至兩個電偶 護管16，以測量該位置物料溫度，另有兩個電偶通過余下的電偶插入通道14，測呈加熱裝 置12的爐膛溫度，作為加熱裝置12的控溫電偶(其中電偶插入通道14、電偶護管16、測 量料溫的電偶及控溫電偶數(shù)量可根據(jù)實際需要確定)?；老?3是一個沒有上蓋和一面圍板 金屬箱體，滑道箱23放有一根彈簧24。下料管9的水冷夾套21上的四個支座分別10安裝 在四個滑道箱23中的彈簧39上，這樣就可以起到卜-料管9下端的徑向固定作用，而在軸向 上留有伸縮空間。下料管進氣段28為如卜結構主體部分為一段上下帶法蘭的金屬直圓管， 一個兩端帶法蘭的90°角金屬彎管一端與金屬直圓管同心布置且開口法蘭高于金屬直圓管 的上法蘭， 一端從金屬直圓管的側壁穿過，金屬直圓管的上法蘭在其平面內(nèi)與金屬彎管以三 個互成120。角的筋板焊接，金屬直圓管側壁伸出彎管處與彎管無縫焊接。金屬波紋管25上 y法蘭分別與下料管9的下法蘭和下料管進氣段28金屬直圓管的上法蘭連接。下料管進氣 段28金屬直圓管的下法蘭與螺旋出料機33的進料口法蘭連接，下料管進氣段28金屬彎管 伸出直圓管的開口與氣源13連接。氣源13為有壓氣源32、緩沖罐31、減壓閥30和流量計 串聯(lián)而成。螺旋出料機33包含動力和調(diào)速裝置，確切地說是包含電機減速機和變頻器，螺 旋出料機33側壁包含水冷夾套21，水冷夾套21外側部焊接了四個支座，支座安裝在一層 平臺上，工作時水冷夾套21有冷卻水22通過。螺旋出料機33出口與鎖風閥34法蘭對接。 四根彈簧24與金屬波紋管25具有可伸縮性，可以抵消下料管的熱膨脹。在下料管9和金屬 波紋管的中心安裝了一個氣體分配裝置，它包括殼體17、篩網(wǎng)18、填料20和端蓋15，殼 體17、篩網(wǎng)18和端蓋15均為金屬材質(zhì)，填料20為陶瓷或其它耐火材料。殼體17為長金 屬管，金屬管上開口有內(nèi)羅紋，下開口為法蘭結構，在側壁(局部或全部，具體應根據(jù)工藝 要求按物料在熱處理過程中對氣氛的需求而定)上開有許多孔眼19;端蓋15主體為一圓柱， 圓柱下端為螺栓，上端為凸柱，凸柱上端為錐體?？装宸ㄌm26為一中間開有許多孔眼19 的盲板。殼體17的下開口法蘭、孔板法蘭26和下料管進氣段28金屬直圓管的上法蘭按由 上到下的順序依次用螺栓對夾在一起，在殼體內(nèi)部填滿填料20，在有孔眼19的地方殼體17 與填料20之間鋪設篩網(wǎng)18，端蓋15于殼體上開口處旋緊。支撐架ll的結構為中心是一 個金屬圓環(huán)，圓環(huán)直徑以剛好能套在端蓋15的凸柱上為合適，金屬圓環(huán)外周有三個(不局 限為三個，但不要低于三個)長度相等的筋板，相鄰筋板所夾角度相等，筋板長度以支撐架 11處于下料管9中心位置時筋板最外端與下料管9保持2~3mm距離為合適。支撐架11套 在端蓋15的凸柱上，其作用是防止整個氣體分配裝置發(fā)生大的傾斜。
工作過程及操作步驟描述(待熱處理物料可能是單一物質(zhì)，也可能是多種物質(zhì)的混合 物，在熱處理過程中物料的性質(zhì)也可能發(fā)生改變，甚至產(chǎn)生化學變化而生成另一種物質(zhì)或多 種物質(zhì)的混合物，這些物料概括表述為本文中出現(xiàn)的物料2)首先打開插板閥3，連續(xù)對料 倉1投入物料2 (始終保持料倉1中有物料2)，顯而易見物料2會在重力作用下依次充滿螺 旋出料機33的進口 、下料管進氣段28、金屬波紋管25、下料管9的進料管4插入深度以下 部分，當料位升至進料管4下端面時，料倉1中的物料2會因為進料管4出口被堵住而停止 下移，下料管9內(nèi)的料位會穩(wěn)定在進料管4出口這個高度。依次開啟有壓氣源32接通緩沖 罐31，分別調(diào)節(jié)減壓表30和流量計29，開啟引風機8，使物料2熱處理所需氣體在一定壓 力下以一定速率經(jīng)由進氣管路、孔板法蘭26的孔眼19進入氣體分配裝置，進入氣體分配裝 置中的氣體在壓差的作用下，透過填料20、篩網(wǎng)18、和孔眼19進入卜料管9與該處物料2 充分接觸，以滿足物料2在熱處理時對氣氛的要求。之后尾氣透過物料2的縫隙進入料位上 方的空間，從排氣口6經(jīng)凝出物收集罐7由引風機8排出。如果尾氣中含有可凝組分，則會 在凝出物收集罐7處被收集。然后將加熱裝置12爐膛升至一定溫度(在不超過設備能力的 前提K具體溫值由工藝要求決定)。此時，加熱裝置會對下料管9和管內(nèi)的物料進行加熱。 待所測料溫(通過插入電偶護管16的電偶測得)達到設定值(具體溫值由工藝要求決定)
時，依次開啟各段水冷、鎖風陶34和螺旋出料機33,使物料2以一定速率從螺旋出料機33 的出料口經(jīng)由鎖風閥34排出(A體速率根據(jù)工藝要求以使物料能夠在一定溫度段內(nèi)停留合 適的時間為準)。物料2由料倉1經(jīng)插板閥3、進料管4進入下料管9，在下料管9被加熱裝 置12加熱、維溫，物料2下移至下料管9水冷夾套21部分時由水冷夾套21得到進一步降 溫，再經(jīng)金屬波紋管25、下料管進氣段28、至螺旋出料機33，在螺旋推進作用下，物料充 分混合并與此處的水冷夾套21充分接觸，熱量得以高效釋放，最終由螺旋出料機33出口經(jīng) 鎖風閥34安全排出，從而完成熱處理全過程。
需要指出的是，本實施方式所述進氣方式與其它熱處理裝置的進氣方式有如下優(yōu)點 第一、可以準確地把握進氣組分、濃度、流量和溫度階段(通過控制孔眼19在殼體17的分 布)；第三、因為氣體從殼體17的孔眼19到下料管9的內(nèi)壁的擴散距離較小，所以所有物 料可以接受較為均勻一致的氣氛；另外，氣體分配裝置的設置使熱量傳輸?shù)?在徑向上的) 最遠距離縮短，提高了傳熱效率和物料熱處理溫度的均勻性。螺旋出料機33的出料口加裝 鎖風閥34是為了防止空氣進入螺旋出料機33內(nèi)部與未充分降溫的物料2進行接觸而發(fā)生氧 化。當然在螺旋出料機33的出料口接可拆卸式密閉接料罐(需預先置換為惰性氣氛，并保 持氣壓平衡)可以起到比鎖風閥34更佳的防氧化效果。如果空氣對物料2不會產(chǎn)生不良影 響時，則物料可由螺旋出料機33的出料口處直接排出。顯而易見，對于在高溫下有隔絕空 氣要求的物料的熱處理，只需關閉氣源通向下料管進氣段28進氣管的閥門，即可滿足隔絕 空氣的要求。
從本實施方式中可以看出，該熱處理裝置在連續(xù)運行時，只對待熱處理物料進行加熱， 與現(xiàn)有技術相比極大地降低了能耗；該熱處理裝置在安裝上有效地利用了車間的立體空間； 該熱處理裝置在進氣方式可以方便準確地把握進氣組分、濃度、流量和溫度階段(通過控制 孔眼19在殼體17的分布)，有利于根據(jù)工藝要求實現(xiàn)氣氛的優(yōu)化并且節(jié)省用氣量；由于氣 體從殼體17的孔目艮19到下料管9的內(nèi)壁的擴散距離較小，所以所有物料可以接受且較為均 勻一致的氣氛；
從本實施方式中可以看出，除了在開機時一次性的對代下料管9的加熱外，該熱處理 裝置在連續(xù)運行時，只對待熱處理物料進行加熱，與現(xiàn)有技術相比極大地降低了能耗；該熱 處理裝置在安裝上有效地利用了車間的立體空間；氣體分配裝置的設置使縮短了物料傳熱 (在徑向上)的最遠距離，從而提高了傳熱效率和物料熱處理溫度的均勻性；該熱處理裝置 連續(xù)進出料，操作極為方便，最大限度地避免粉體作業(yè)的空氣污染；在不通保護氣的前提下 滿足了待熱處理物料在高溫時隔絕空氣的要求，該熱處理裝置在進氣方式可以方便準確地把 握進氣組分、濃度、流量和溫度階段(通過控制孔眼19在殼體17的分布)，有利于根據(jù)工 藝要求實現(xiàn)氣氛的優(yōu)化并且節(jié)省用氣量；由于氣體從殼體17的孔眼19到下料管9的內(nèi)壁的 擴散距離較小，所以所有物料可以接受且較為均勻一致的氣氛。本實施方式適合在熱處理全 過程中都具有較好流動性的以粉體或小顆粒為主的物料。
權利要求
1.一種連續(xù)熱處理裝置，其特征在于，它包含進料裝置、下料管、加熱裝置和出料裝置，進料裝置、加熱裝置和出料裝置分別位于下料管的上部、側周和下部，進料管垂直布置，加熱裝置可以對下料管及管內(nèi)物料進行持續(xù)加熱，進料裝置可以連續(xù)對下料管進料，下料管滿足物料在自身重力的作用下沿下料管下移，出料裝置可以連續(xù)排出下料管中物料，所述的下料管包含進氣管和氣體分配裝置，進氣管一端與氣體分配裝置連接，另一端在下料管外有開口。
2. 根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的下料管包含棑氣裝置。
3. 根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的下料管包含抵消下料管熱膨 脹的可逆收縮裝置或所述的下料管在軸向上采用只固定一端的安裝方式。
4. 根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的下料管露出加熱裝置以外部 分包含冷卻裝置。
5. 根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的出料裝置為螵旋輸送機或鎖 風閥或兩者按先后順序的串聯(lián)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的螺旋輸送機包含水冷夾套。
7. 根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的進氣管在下料管外的開口與 氣源相連。
8. 根據(jù)權利要求7所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的氣體分配裝置包含殼體，殼 體局部或全部設有孔眼，殼體內(nèi)包含填充物，填充物具有氣體通透性，殼體為石墨材料或炭 材料或金屬材料或陶瓷材料或耐熱磚材料，或前述五者任意兩種或兩種以上的組合。
9. 根據(jù)權利要求8所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的殼體與填充物之間包含篩網(wǎng)， 篩網(wǎng)孔眼大小以填充物不能通過為限。
10. 根據(jù)權利要求1所述的連續(xù)熱處理裝置，其特征是，所述的下料管為金屬材料或耐熱磚 材料或陶瓷材料或石墨材料或炭材料，或前述五者任意兩種或兩種以上以任意順序的串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連續(xù)熱處理裝置，旨在提供一種主要針對以粉體或小顆粒為主的物料，低能耗、車間資源利用率高、操作簡單、最大程度降低污染、物料熱處理溫度均勻、無需保護氣就能滿足物料在熱處理過程中需要隔絕空氣的要求、能滿足物料在熱處理過程中需要特殊氣氛要求氣氛均一且用氣量較小的連續(xù)熱處理裝置。它包含進料裝置、下料管、加熱裝置和出料裝置，進料裝置、加熱裝置和出料裝置分別位于下料管的上部、側周和下部，進料管垂直布置，加熱裝置可以對下料管及管內(nèi)物料進行持續(xù)加熱，進料裝置可以連續(xù)對下料管進料，下料管滿足物料在自身重力的作用下沿下料管下移，出料裝置可以連續(xù)排出下料管中物料，所述的下料管包含進氣管和氣體分配裝置，進氣管一端與氣體分配裝置連接，另一端在下料管外有開口。本發(fā)明主要針對以粉體或小顆粒為主的物料的熱處理的使用。
文檔編號F27B1/00GK101201218SQ20061015654
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權日2006年12月15日
發(fā)明者單秉福, 常正笑, 鵬 李, 蔡奉翰, 馬軍旗 申請人:遼寧弘光科技集團有限公司