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一種多功能連續熱處理爐及熱處理方法

2023-06-05 07:36:16

專利名稱:一種多功能連續熱處理爐及熱處理方法
技術領域:
本發明屬於鋼材熱處理領域,涉及一種能實現正火、淬火、退火、回火熱處理工藝需求的「一爐四火」多功能連續熱處理爐及熱處理方法。
背景技術:
鋼材熱處理是指通過正火、淬火、退火、回火等幾種熱處理過程,改變鋼材的組織, 得到不同的機械性能,滿足不同的使用要求。目前,在棒材、鋼管等鋼材熱處理生產車間,為保證高產、優質,鋼材的熱處理大多是採用通過步進機構或輥道輸送的連續熱處理爐進行鋼材的批量連續加熱與保溫後實現的。其中鋼材的正火、淬火熱處理過程,要求將鋼材在熱處理爐內加熱到850 1100°C的高溫並進行保溫後出爐完成;對鋼材的退火、回火熱處理過程,則要求將鋼材在熱處理爐內加熱到400 800°C的中、低高溫並進行保溫後出爐完成。由於鋼材的正火、淬火熱處理過程是在850 1100°C的高溫爐膛中加熱與保溫,並且爐溫均勻性要求控制在士5°C 士 10°C, 生產車間一般安排在稱為正火爐或淬火爐的高溫熱處理爐上完成,這種正火爐或淬火爐配置高速燒嘴及相應的自動控制技術實現鋼材高溫加熱、保溫及爐溫均勻性調節;對於鋼材的退火、回火熱處理,由於鋼材是在400 800°C的中低溫爐膛中加熱與保溫,且爐溫均勻性要求控制在士5V 士 10°C,生產車間一般安排在稱為退火爐或回火爐的中低溫熱處理爐上完成,這種退火爐或回火爐一般配置高速調溫燒嘴及相應的自動控制技術實現鋼材中低溫加熱、保溫及爐溫均勻性調節。由於鋼材的正火、淬火熱處理過程與退火、回火熱處理要分別在不同的熱處理爐上完成,需分別建設不同的熱處理爐滿足工藝要求,因此生產車間佔地空間很大,並且生產組織、物流周轉都非常繁雜,投資也是非常大,對於鋼材熱處理品種多、工藝流程複雜、批次多、批量小的生產車間來說,生產組織難度更大,生產成本更高;如果在傳統的高溫正火爐或淬火爐進行鋼材的退火、回火熱處理,中低溫條件下的爐溫均勻性及鋼材熱處理質量均難以保證,而在中低溫的退火爐或回火爐則難以完成正火、淬火熱處理的高溫加熱工藝要求。

發明內容
本發明的目的是提供一種「一爐四火」多功能連續熱處理爐及熱處理方法,在該熱處理爐上通過不同的操作能夠分別完成正火、淬火、退火、回火等幾種鋼材熱處理工藝過程,該熱處理爐節約佔地與投資、操作簡便並可完全滿足高溫和低溫熱處理工藝要求。為實現上述目的,本發明採用了如下技術方案一種多功能連續熱處理爐,包括均熱爐段、多個二次風高速調溫燒嘴、加熱爐段、 多個高速燒嘴、助燃空氣管道、煤氣管道;二次風高速調溫燒嘴安裝在均熱爐段的端牆上, 高速燒嘴安裝在加熱爐段的端牆上;二次風高速調溫燒嘴和高速燒嘴前均配置有助燃空氣管道及煤氣管道;各管道均配置相應的閥門;其特徵在於二次風高速調溫燒嘴前還配置有二次風管道和二次風開閉控制閥;加熱爐段採用高速燒嘴進行供熱,均熱爐段採用二次風高速調溫燒嘴進行供熱。其中,二次風高速調溫燒嘴前的助燃空氣管道上設置第一助燃空氣開閉控制閥、 煤氣管道上設置第一煤氣開閉控制閥。其中,高速燒嘴前的助燃空氣管道上設置第二助燃空氣開閉開閉閥、煤氣管道上設置第二煤氣開閉控制閥。為保證鋼材加熱時的快速均勻升溫及保溫時爐膛溫度均勻性要求,均熱爐段的二次風高速調溫燒嘴、加熱爐段的高速燒嘴均分別分組進行開閉控制,由配套的自動控制系統控制各燒嘴前助燃空氣管道上的空氣開閉控制閥、煤氣管道上的煤氣開閉控制閥的開閉,控制燒嘴的工作狀態及向爐膛的供熱,實現爐膛溫度的調控,通過控制二次風高速調溫燒嘴前二次風管道上二次風開閉控制閥的開閉控制二次風的供給與停止。使用上述多功能連續熱處理爐進行正火、淬火、退火或回火的熱處理方法,其特徵在於多功能連續熱處理爐在進行鋼材正火或淬火熱處理時,加熱爐段的高速燒嘴通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第二助燃空氣開閉控制閥和第二煤氣開閉控制閥的開閉控制實現加熱爐段的供熱和爐溫均勻性調控;均熱爐段的二次風高速調溫燒嘴作為高速燒嘴使用,二次風高速調溫燒嘴前的二次風開閉控制閥關閉不供給該燒嘴二次風,通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第一助燃空氣開閉控制閥和第一煤氣開閉開閉閥的開閉控制,實現均熱爐段的供熱和爐溫均勻性調控,保證均熱爐段爐膛達到850 1100°C的高溫並且爐溫均勻性符合要求。當該連續熱處理爐進行鋼材退火或回火熱處理時,加熱爐段的高速燒嘴通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對高速燒嘴前第二助燃空氣開閉控制閥和第二煤氣開閉控制閥的開閉控制完成實現加熱爐段的供熱和爐溫調控;均熱爐段的二次風高速調溫燒嘴通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第一助燃空氣開閉控制閥和第一煤氣開閉控制閥的開閉控制,實現均熱爐段的供熱和爐溫調控,二次風高速調溫燒嘴前的二次風開閉控制閥開啟供給該燒嘴冷卻高溫煙氣用的二次風,摻混冷卻高溫煙氣以降低火焰溫度,防止燒嘴前燃燒區局部高溫點的出現,保證均熱爐段在中低溫狀態保溫時爐膛爐溫的均勻性。本發明的有益效果是1)在一種連續熱處理爐上能進行高溫加熱並保證爐溫均勻性,實現鋼材的正火或淬火熱處理,也能實現鋼材的中低溫加熱並保證爐溫的均勻性,實現鋼材的退火或回火熱處理。2)結構及操作簡便,易於實現四種不同的熱處理工藝,佔地和投資省。


下面結合附圖和實施例來說明本發明。圖1為本發明所述的多功能連續熱處理爐的結構示意圖。圖中1-均熱爐段,2-二次風高速調溫燒嘴,3-二次風管道,4-二次風開閉開閉閥,5-第一助燃空氣開閉控制閥,6-第一煤氣開閉控制閥,7-加熱爐段,8-高速燒嘴,9-第二煤氣開閉控制閥,10-第二助燃空氣開閉控制閥,11-煤氣管道,12-助燃空氣管道
具體實施例方式如圖1所示,根據本發明實施的能實現「一爐四火」的多功能連續熱處理爐,它包括均熱爐段1、二次風高速調溫燒嘴2、加熱爐段7、高速燒嘴8、助燃空氣管道12、煤氣管道 11 ;二次風高速調溫燒嘴2安裝在熱處理爐均熱爐段1的端牆上,二次風高速調溫燒嘴2前配置有助燃空氣管道12及第一助燃空氣開閉控制閥5、煤氣管道11及第一煤氣開閉控制閥 6、二次風管道3及二次風開閉控制閥4 ;高速燒嘴8安裝在熱處理爐加熱爐段7的端牆上, 高速燒嘴8前配置有助燃空氣管道12及第二助燃空氣開閉控制閥10、煤氣管道11及第二煤氣開閉控制閥9。為保證鋼材加熱時的快速均勻升溫及保溫時爐膛溫度均勻性要求,均熱爐段1的二次風高速調溫燒嘴2、加熱爐段7的高速燒嘴8均分別分組進行開閉控制,由配套的自動控制系統控制燒嘴前助燃空氣管道上的空氣開閉控制閥、煤氣管道上的煤氣開閉控制閥的開閉控制燒嘴的工作狀態及向爐膛的供熱,實現爐膛溫度的調控,通過控制二次風高速調溫燒嘴前二次風管道3上二次風開閉控制閥4的開閉控制二次風的供給與停止。使用上述多功能連續熱處理爐進行正火、淬火、退火或回火的熱處理方法,其特徵在於多功能連續熱處理爐在進行鋼材正火或淬火熱處理時,加熱爐段7的高速燒嘴8通過助燃空氣管道12和煤氣管道11分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴8前第二助燃空氣開閉控制閥10和第二煤氣開閉控制閥9的開閉控制實現加熱爐段7的供熱和爐溫均勻性調控;均熱爐段1的二次風高速調溫燒嘴2作為高速燒嘴使用,二次風高速調溫燒嘴2前的二次風開閉控制閥4關閉不供給該燒嘴二次風,通過助燃空氣管道12和煤氣管道11分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第一助燃空氣開閉控制閥5和第一煤氣開閉控制閥6的開閉控制,實現均熱爐段1的供熱和爐溫均勻性調控,保證均熱爐段 1爐膛達到850 1100°C的高溫並且爐溫均勻性符合要求。當該連續熱處理爐進行鋼材退火或回火熱處理時,加熱爐段7的高速燒嘴8通過助燃空氣管道12和煤氣管道11分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第二助燃空氣開閉控制閥10和第二煤氣開閉控制閥9的開閉控制實現加熱爐段7的供熱和爐溫均勻性調控;均熱爐段1的二次風高速調溫燒嘴2通過助燃空氣管道12和煤氣管道11分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第一助燃空氣開閉控制閥5和第一煤氣開閉控制閥6的開閉控制,實現均熱爐段1的供熱和爐溫調控,二次風高速調溫燒嘴2前的二次風開閉控制閥4開啟供給該燒嘴二次風,摻混冷卻高溫煙氣以降低火焰溫度,防止燒嘴前燃燒區局部高溫點的出現,保證均熱爐段1在中低溫狀態保溫時爐膛爐溫的均勻性。以上所揭露的僅為本發明的較佳實施例而已,當然不能以此來限定本發明之權利範圍,因此依本發明申請專利範圍所作的等效變化,仍屬本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種多功能連續熱處理爐,包括均熱爐段、多個二次風高速調溫燒嘴、加熱爐段、多個高速燒嘴、助燃空氣管道、煤氣管道;二次風高速調溫燒嘴安裝在均熱爐段的端牆上,高速燒嘴安裝在加熱爐段的端牆上;二次風高速調溫燒嘴和高速燒嘴前均配置有助燃空氣管道及煤氣管道;各管道均配置相應的開閉控制閥;其特徵在於二次風高速調溫燒嘴前還配置有二次風管道和二次風開閉控制閥;加熱爐段採用高速燒嘴進行供熱,均熱爐段採用二次風高速調溫燒嘴進行供熱。
2.根據權利要求1所述的熱處理爐,其特徵在於二次風高速調溫燒嘴前的助燃空氣管道上設置第一助燃空氣開閉控制閥、煤氣管道上設置第一煤氣開閉控制閥。
3.根據權利要求1或2所述的熱處理爐,其特徵在於高速燒嘴前的助燃空氣管道上設置第二助燃空氣開閉控制閥、煤氣管道上設置第二煤氣開閉控制閥。
4.根據權利要求3所述的熱處理爐,其特徵在於均熱爐段的二次風高速調溫燒嘴、加熱爐段的高速燒嘴均分別分組進行開閉控制,由自動控制系統控制各燒嘴前助燃空氣管道上的空氣開閉控制閥、煤氣管道上的煤氣開閉控制閥的開閉,控制燒嘴的工作狀態及向爐膛的供熱,實現爐膛溫度的調控,通過控制二次風高速調溫燒嘴前二次風開閉控制閥的開閉控制二次風的供給與停止。
5.使用上述權利要求之一所述多功能連續熱處理爐進行正火、淬火、退火或回火的熱處理方法,其特徵在於多功能連續熱處理爐在進行鋼材正火或淬火熱處理時,加熱爐段的高速燒嘴通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第二助燃空氣開閉控制閥和第二煤氣開閉控制閥的開閉控制實現加熱爐段的供熱和爐溫均勻性調控;均熱爐段的二次風高速調溫燒嘴作為高速燒嘴使用,二次風高速調溫燒嘴前的二次風開閉控制閥關閉不供給該燒嘴二次風,通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對燒嘴前第一助燃空氣開閉控制閥和第一煤氣開閉控制閥的開閉控制,實現均熱爐段的供熱和爐溫均勻性調控,保證均熱爐段爐膛達到850 1100°C的高溫並且爐溫均勻性符合要求。
6.根據權利要求5所述的熱處理方法,其特徵在於當該連續熱處理爐進行鋼材退火或回火熱處理時,加熱爐段的高速燒嘴通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對高速燒嘴前第二助燃空氣開閉控制閥和第二煤氣開閉控制閥的開閉控制實現加熱爐段的供熱和爐溫調控;均熱爐段的二次風高速調溫燒嘴通過助燃空氣管道和煤氣管道分別供給助燃空氣和煤氣組織燃燒,並通過對二次風高速調溫燒嘴前第一助燃空氣開閉控制閥和第一煤氣開閉控制閥的開閉控制,實現均熱爐段的供熱和爐溫調控,二次風高速調溫燒嘴前的二次風開閉控制閥開啟供給該燒嘴二次風,摻混冷卻高溫煙氣以降低火焰溫度,防止燒嘴前燃燒區局部高溫點的出現,保證均熱爐段在中低溫狀態保溫時爐膛爐溫的均勻性。
全文摘要
本發明涉及一種多功能連續熱處理爐及熱處理方法,包括均熱爐段、多個二次風高速調溫燒嘴、加熱爐段、多個高速燒嘴、助燃空氣管道、煤氣管道;二次風高速調溫燒嘴安裝在熱處理爐均熱爐段的端牆上,高速燒嘴安裝在熱處理爐加熱爐段的端牆上;二次風高速調溫燒嘴和高速燒嘴前均配置有助燃空氣管道、煤氣管道及相應的開閉控制閥,二次風高速調溫燒嘴前還配置有二次風管道和二次風開閉控制閥。其特徵在於均熱爐段採用二次風高速調溫燒嘴進行供熱,加熱爐段採用高速燒嘴進行供熱;可在該熱處理爐上實現正火、淬火、退火、回火四種熱處理工藝,具有節約佔地和投資、操作簡便、爐溫均勻性好等特點。
文檔編號C21D9/56GK102492827SQ20111044376
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月27日 優先權日2011年12月27日
發明者徐少春, 沈小軍, 高陽 申請人:中冶南方(武漢)威仕工業爐有限公司

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