專利名稱：：內(nèi)置放熱式氣體發(fā)生裝置熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種內(nèi)置放熱式氣體發(fā)生裝置熱處理爐，主要應(yīng)用于各種鋼制、不銹鋼、銅等材料零件的保護氣氛正火、退火、回火、釬焊、燒結(jié)、調(diào)質(zhì)、滲碳等熱處理。
背景技術(shù)：
：放熱式保護氣是一種利用"燃料+空氣"直接進行燃燒、再經(jīng)純化處理產(chǎn)生的還原性保護氣?？蓱?yīng)用于各種金屬零件的少、無氧化熱處理，具有極廣的應(yīng)用市場。傳統(tǒng)放熱式保護氣的制取是通過一個專門的氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生。該發(fā)生裝置的工作原理如下首先利用計量器量控制一定量的燃料和空氣分別送入混合燃燒器內(nèi)，兩種物質(zhì)在混合燃燒器燃燒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的高溫氣體，然后再將高溫氣體從混合燃燒器中引出，用冷卻水冷卻，最后再通過制冷調(diào)節(jié)露點，制得滿足要求的具有還原性的保護氣，用于直接輸送至無氧化熱處理爐內(nèi)。上述的氣發(fā)生裝置在制取過程中燃燒時會產(chǎn)生的大量化學(xué)反應(yīng)熱，這部分熱量很難回收利用。另外，由于生成的高溫氣體，因此在處理該高溫氣體時還需要大量的冷卻水進行冷卻。這種做法能量浪費很大，不經(jīng)濟。雖然傳統(tǒng)放熱式保護氣的大部份原料為空氣，成本很低，但由于上述所述的制取過程能量浪費巨大，很難推廣。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種能夠合理利用放熱式氣發(fā)生裝置在制取過程中產(chǎn)生的大量熱量的熱處理爐。為了達到以上目的，本發(fā)明采用的方案是一種內(nèi)置放熱式氣體發(fā)生裝置熱處理爐，包括進料臺、預(yù)熱室、加熱室、冷卻室、出料臺；在該熱處理爐的預(yù)熱室內(nèi)設(shè)置有放熱式氣發(fā)生裝置的混合燃燒器，該氣體發(fā)生裝置用于制取該熱處理爐在熱處理過程中所需的還原性保護氣體。由于采用了以上的技術(shù)方案，本發(fā)明取得了如下優(yōu)點將放熱式氣發(fā)生裝置中的燃燒器直接設(shè)置在熱處理爐的預(yù)熱室內(nèi)(或升溫段)，這樣不但能在爐內(nèi)直接制取所需的保護氣體，而且在制取保護氣過程中產(chǎn)生的大量化學(xué)反應(yīng)熱也可被直接預(yù)熱室內(nèi)的工件回收，回收的這部分熱量可用于加熱工件，因此本發(fā)明的熱處理爐能夠合理利用能源，具有極為可觀的節(jié)能效果附圖1為本發(fā)明的連續(xù)性熱處理爐的布置圖；附圖2為本發(fā)明的放熱式氣發(fā)生裝置的布置圖；其中1、進料臺；2、預(yù)熱室；3、放熱式氣發(fā)生裝置；通道；32、空氣進入通道；33、混合燃燒器；34、流量控制冷卻室；51、隔熱室；52、前水冷室；53、強對流冷室；54料臺；7、后處理工序；8、在線監(jiān)測儀。具體實施方式參見附圖1，該圖所示為內(nèi)置放熱式氣體發(fā)生裝置熱處理爐中的連續(xù)輥底式退火爐的平面圖實例，由下列各部分組成進料臺1、預(yù)熱室2、加熱室4、冷卻室5、出料臺6，放熱式氣發(fā)生裝置3。輥道傳動系統(tǒng)包括輥道、輥子、鏈條、驅(qū)動系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)。每一輥子都經(jīng)鏈條與驅(qū)動系統(tǒng)相連，輥子兩端裝有軸承，并由主結(jié)構(gòu)支撐。這些機構(gòu)組成貫通退火爐整個結(jié)構(gòu)的自動流水線。進料臺1一般由料臺骨架、輥道、輥道傳動系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng)；每一輥子都經(jīng)鏈條與驅(qū)動系統(tǒng)相連，將工件送入爐子前室。輥子兩端裝有軸承，并由主結(jié)構(gòu)支撐。料臺分成二段并采用變頻器自動控制，其驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)與爐子保持同步。預(yù)熱室2位于進料臺1與加熱室4之間，釆用型鋼和鋼板密封焊接結(jié)構(gòu)、保溫結(jié)構(gòu)，保溫材料通常采用輕質(zhì)保溫磚和硅酸鋁耐火材料，預(yù)熱室2設(shè)計緊湊，并裝有爐門及隔熱門簾將輻射熱量和氣體的消耗降到最低。用于進料的爐門的開口高度根據(jù)堆料高度活動可調(diào)。由于預(yù)熱室2內(nèi)的溫度較高，所以在其內(nèi)設(shè)置的輥子和輥道采用耐熱銹鋼制成。密封軸承為高溫軸承。參見附圖2，放熱式氣發(fā)生裝置3用于制取在所述無氧化熱處理裝置(上述的進料臺1、預(yù)熱室2、加熱室4、冷卻室5、出料臺6、輥道傳動系統(tǒng)，統(tǒng)稱無氧化熱處理裝置)中作為還原性保護氣體使用的放熱式氣發(fā)生裝置(保護氣體用在加熱室2和冷卻室5中)。該氣發(fā)生裝置3采用的燃料為天然氣，天然氣，天然氣與空氣的體積比為189:1。兩者在混合燃燒器燃燒后產(chǎn)生的氣體成份31、可燃氣體進入閥；4、加熱室；5、、后水冷室；6、出如下-<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>另外，通過控制"天燃氣一空氣"的比例來控制發(fā)生原料氣體的化學(xué)成份，從而達到所需工藝要求的保護氣氛成份。下面結(jié)合附圖2列舉一種放熱式氣發(fā)生裝置3的具體結(jié)構(gòu)它包括混合燃燒器33、用于將預(yù)設(shè)比例的可燃氣體(本實施例為天然氣)送入混合燃燒器33內(nèi)的可燃氣體進入通道31、用于將預(yù)設(shè)比例的空氣(助燃氣體)送入混合燃燒器33內(nèi)的空氣進入通道32，可燃氣體進入通道3K空氣進入通道32在各自的通道中分別設(shè)置有流量控制閥34?；旌先紵?3設(shè)置在預(yù)熱室2內(nèi)，這樣制取保護氣過程中產(chǎn)生的大量化學(xué)反應(yīng)熱可被直接回收(該混合燃燒器3在預(yù)熱室2內(nèi)與工件發(fā)生熱交換)，回收的這部分熱量被用于加熱爐內(nèi)的工件，體現(xiàn)了該熱處理爐具有極為可觀的節(jié)能效果?？扇細怏w和空氣在混合燃燒器33燃燒后制成初級的保護氣，這些初級的保護氣根據(jù)需要再經(jīng)過不同的后處理工序7，完成進一歩的處理制成符合后續(xù)要求的保護氣。上述不同的后處理工序7包括對一級凈化處理、二級凈化處理、添加富化劑；一級凈化處理即水冷除水，經(jīng)過該級處理后的保護氣可以直接用作銅制品退火熱處理、鋼的黑色少氧化處理；二級凈化處理，即冷凍脫水，依次經(jīng)過一級、二級工序處理后的保護氣可以直接用于鋼及銅合金的光亮退火、正火及纖焊等保護氣氛熱處理；最后一級的添加富化劑的工藝處理的主要用于鋼的滲碳、調(diào)質(zhì)等化學(xué)熱處理。選用幾級處理后的保護氣，可根據(jù)不同無氧化工藝的需要進行具體選擇。加熱室4內(nèi)的爐子殼體用低碳鋼板焊接而成，保證氣密性。加熱元件、輥子兩端有密封蓋密封，以保證最大氣密性。爐體隔熱采用耐火磚和硅酸鋁纖維。爐襯硅酸鋁模塊采用特殊的耐熱錨固件固定到爐體上，將熱傳導(dǎo)降到最小。爐壁及爐底采用耐火磚結(jié)構(gòu)。爐體加熱采用輻射管，分別分布在加熱室4的爐頂及爐底處。并且這些輻射管還要設(shè)計成可從爐體側(cè)面直接抽出，便于檢修。加熱室4通常根據(jù)產(chǎn)能大小確定長度及寬度，將內(nèi)都加熱元件(即輻射管)沿爐長方向分成多個獨立控制區(qū)域(本實例為四個獨立控制區(qū))，每個溫區(qū)都由PID溫度控制器獨立、自動控制，具備超溫安全控制功能，當(dāng)溫度超過設(shè)定的安全值時，可自動切斷加熱電源。加熱室爐頂由若干個可拆卸的板塊組成，便于維修保養(yǎng)人員進入爐體，爐頂板塊設(shè)有吊環(huán)，便于吊起。加熱室4內(nèi)的輥子采用耐熱鋼鑄造。傳動系統(tǒng)包括減速機及變頻調(diào)速系統(tǒng)，傳動輥子、傳動鏈、鏈輪、張緊器及傳動故障檢測系統(tǒng)等，密封軸承采用高溫軸承。冷卻室5可根據(jù)不同工藝進行組合配置，本實例包括隔熱室51、前水冷室52、強對流冷室53、后水冷室54。隔熱室51位于加熱室的出口處，設(shè)置此隔熱室51的目的主要是為了使加熱室后區(qū)的溫度受冷卻室5的影響達到最小，該室結(jié)構(gòu)緊湊，通常裝有耐熱隔熱簾，有效防止加熱室的熱輻射損失。其內(nèi)的輥子采用耐熱鋼鑄造。前水冷前室52位于隔熱室51和強對流冷室53中間，為氣密雙層水冷結(jié)構(gòu)，與強對流冷室53間設(shè)阻氣簾；前水冷室采用水冷套冷卻，料溫處于高溫狀態(tài)，熱交換充分，室內(nèi)氣壓穩(wěn)定，阻氣簾能夠有效降低加熱室與強對流冷卻室的干擾。其內(nèi)輥子采用耐熱鋼鑄造。密封軸承采用高溫軸承。強對流冷室53為經(jīng)特殊設(shè)計和加工的強對流循環(huán)冷卻系統(tǒng)。經(jīng)熱交換后的低溫保護氣體，通過均勻分布的高效噴嘴，在工件表面形成幾乎100%的高速對流，達到理想的冷卻效果，可使制品在短時間內(nèi)完成冷卻，達到光亮熱處理的目的。輥子采用不銹鋼管制造。密封軸承采用高溫軸承后水冷室54為雙層密封水冷結(jié)構(gòu)，出料口設(shè)活動阻氣簾。該段采用低碳鋼板制成，布置合理的加強筋以獲得較好的剛性。輥子采用無縫管制造，密封軸承采用高溫軸承。出料臺6在整個爐子的出料端，此料臺的設(shè)計與前端的進料臺1相同。并配備有自動升降橫移出料裝置。另外，在整個爐子的出口及入口處均設(shè)有氣體的收集罩，用于收集排放爐內(nèi)排出氣體，排氣罩與爐體結(jié)構(gòu)相連，通過管道將排氣罩引到廢氣處理裝置處理后排放。爐子的保護氣采用上述裝置制取的保護氣。整個爐子上的總供氣管路應(yīng)配備相應(yīng)的控制閥門，保證供氣穩(wěn)定、氣路暢通、安全。從冷卻室中排出的冷卻水采用明水排放，操作人員隨時可目測冷卻水是否正常，避免引發(fā)事故。下面以具有15T/h正火生產(chǎn)能力的輥底爐為例來說明利用本發(fā)明的熱處理爐的節(jié)能效果，具體見下表-<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1、一種內(nèi)置放熱式氣體發(fā)生裝置熱處理爐，包括進料臺、預(yù)熱室、加熱室、冷卻室、出料臺；其特征在于在該熱處理爐的預(yù)熱室內(nèi)設(shè)置有放熱式氣發(fā)生裝置的混合燃燒器，該氣發(fā)生裝置用于制取該熱處理爐在熱處理過程中所需的還原性保護氣體。全文摘要本發(fā)明涉及一種內(nèi)置放熱式氣體發(fā)生裝置熱處理爐，包括進料臺、預(yù)熱室、加熱室、冷卻室、出料臺等裝置。在該熱處理爐預(yù)熱室(或升溫區(qū)域)內(nèi)置放熱式氣發(fā)生裝置的混合燃燒器，該放熱式氣發(fā)生裝置用于制取該熱處理爐在熱處理過程中所需的保護氣體；將放熱式氣發(fā)生裝置中的燃燒器直接設(shè)置在熱處理爐的預(yù)熱室內(nèi)，這樣不但能在爐內(nèi)直接制取所需的保護氣體，而且在制取保護氣過程中產(chǎn)生的大量化學(xué)反應(yīng)熱也可被直接回收，回收的這部分熱量可用于加熱爐內(nèi)的工件，因此該熱處理爐能夠合理利用能源，具有極為可觀的節(jié)能效果。文檔編號C21D1/74GK101250614SQ20081001985公開日2008年8月27日申請日期2008年3月19日優(yōu)先權(quán)日2008年3月19日發(fā)明者蔣明根申請人:蘇州中門子科技有限公司