金屬無氧化工業爐及工藝的製作方法
2023-11-03 14:11:07 1
專利名稱：金屬無氧化工業爐及工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於工業爐，特別是金屬加熱或金屬熱處理爐及金屬無氧化加熱或熱處理工藝。
現有技術金屬無氧化工業爐為避免金屬在加熱或熱處理時氧化，採取惰性氣體保護措施，用惰性氣體傳熱來間接加熱。其存在的缺點首先加大了能源的消耗，並且使爐型構造複雜化，從而增加產品的成本。
本發明的目的是提出一種金屬無氧化工業爐及金屬無氧化加熱工藝技術方案，具有節約能源，降低產品成本和爐型構造簡單，便於實施的優點。
本發明金屬無氧化工業爐，包括爐體、助燃空氣管道、燃氣管道，在爐體下部沿兩側爐牆方向設置至少一對蓄熱槽，蓄熱槽下部是助燃空氣通道/排煙通道，蓄熱槽中部填充蓄熱體，蓄熱槽上部是燃燒槽，在燃燒槽外側壁上設置燃氣噴口和二次助燃空氣噴口；燃氣噴口、二次助燃空氣噴口的管道及一次助燃空氣通道的爐外管道與設置在爐體外的換向機構相聯。本發明還可以在爐體下部沿兩側爐牆方向設置兩對蓄熱槽，爐體同側的兩個蓄熱槽的上部燃燒槽是共用燃燒槽，爐體兩側蓄熱槽上部的燃燒槽兩外側壁上設置的燃氣噴口是設置在分置於爐體兩側的一對蓄熱槽下部的燃氣通道，另一對分置於爐體兩側的蓄熱槽的下部是助燃空氣通道；兩對蓄熱槽下部的助燃空氣通道和燃氣通道在蓄熱周期也是排煙通道。本發明在蓄熱槽中部填充的蓄熱體為球狀或蜂窩狀，蓄熱體由耐熱網在其下部支撐、並與蓄熱槽下部的氣體通道相間隔，在耐熱網和蓄熱體中有氣體流通的間隙。
採用本發明無氧化工業爐的金屬無氧化加熱工藝是由爐體外設置的換向機構控制爐內兩側蓄熱槽的工作狀態，將其工作狀態分為A、B兩種狀態交替進行，兩側蓄熱槽交替進行一次助燃空氣預熱和排煙蓄熱當一側處於一次助燃空氣預熱狀態，例如A狀態時，該側燃燒槽中的二次助燃空氣噴口關閉，同時控制從蓄熱槽下部的一次助燃空氣通道經預熱進入燃燒槽中與燃氣混合燃燒的一次助燃空氣量，令其不足以使燃氣充分燃燒，在處於不完全燃燒狀態的高溫燃氣經過爐膛而進入另一側蓄熱槽上部的燃燒槽時，由該燃燒槽外壁上設置的二次助燃空氣噴口補充空氣，與該不完全燃燒的燃氣混合併令其充分燃燒，高溫廢氣再與該側蓄熱槽中部填充的蓄熱體進行熱交換後，經過排煙管道進入爐外的換向機構，由引風機導入煙囪排出；當工作狀態轉換為B狀態時，反向重複前一過程。在A、B兩種狀態下，爐膛內都充滿了具有強還原性質的不完全燃燒的高溫燃氣，一次助燃空氣與燃氣的當量配比以0.2～0.8為宜，達到金屬無氧化加熱的目的。
本發明具有突出的實質性特點首先在於不使用現有技術中防止金屬氧化的惰性氣體保護，高溫燃氣直接對金屬進行加熱；其次，本發明的工業爐構造簡單，工藝也簡單易行。
本發明具有的顯著的進步首先在於採用高溫燃氣直接加熱金屬物料，節約能源，而採用蓄熱槽構造使廢氣中的餘熱幾乎全部獲得回收，既減少熱損失，降低產品成本，同時還減少大氣汙染。
本發明的實施例如附圖所示
圖1是使用高熱值燃氣的實施例爐體橫剖面示意圖；圖2是使用低熱值燃氣的實施例爐體橫剖面示意圖。
圖中標號表示1、物料，2、爐體，3、燃燒槽，4、二次助燃空氣噴口，5、高熱值燃氣噴口，6、蓄熱體，7、一次助燃空氣通道/排煙通道，8、低熱值燃氣通道/排煙通道，9換向機構。
結合實施附圖對本發明加以具體說明本發明金屬無氧化工業爐如圖1和圖2所示。
圖1是本發明金屬無氧化工業爐使用高熱值燃氣的構造示意圖，包括爐體2，在爐體下部沿兩側爐牆方向設置至少一對蓄熱槽，蓄熱槽下部是一次助燃空氣通道/排煙通道7，蓄熱槽中部填充蓄熱體6，蓄熱槽上部是燃燒槽3，在燃燒槽3外側壁上設置高熱值燃氣噴口5和二次助燃空氣噴口4；本實施例的燃氣噴口5，一次助燃空氣通道7和二次助燃空氣噴口4的聯結管道外接設置在爐體外的換向機構9。
圖2是本發明金屬無氧化工業爐使用低熱值燃氣的構造示意圖，在爐體2下部沿兩側爐牆方向設置兩對蓄熱槽，爐體同側的兩個蓄熱槽的上部燃燒槽3是共用燃燒槽3，爐體2兩側蓄熱槽上部的燃燒槽3兩外側壁上設置的燃氣噴口是設置在分置於爐體兩側的一對蓄熱槽下部的燃氣通道8，另一對分置於爐體兩側的蓄熱槽的下部是一次助燃空氣通道7；兩對蓄熱槽下部的一次助燃空氣通道7和燃氣通道8在蓄熱周期也是排煙通道；本實施例的一次助燃空氣通道7，二次助燃空氣噴口4和燃氣通道8外接設置在爐體外的換向機構9。本實施例對燃氣也進行預熱，因此可以適用低熱值燃氣做燃料。
本發明在蓄熱槽中部填充的蓄熱體6為球狀或蜂窩狀，蓄熱體6由耐熱網在其下部支撐、並與蓄熱槽下部的氣體通道7和8相間隔，在耐熱網和蓄熱體中有氣體流通的間隙。本發明的耐熱網與爐篦子相似，圖中雖然沒有顯示，但很容易想像。
採用本發明無氧化工業爐的金屬無氧化加熱工藝是由爐體外設置的換向機構9控制爐內兩側蓄熱槽的工作狀態，將其工作狀態分為A、B兩種狀態交替進行，兩側蓄熱槽交替進行一次助燃空氣預熱和排煙蓄熱當一側處於空氣預熱狀態，例如A狀態時，該側燃燒槽中的二次助燃空氣噴口4關閉，同時控制從蓄熱槽下部的一次助燃空氣通道7經預熱進入燃燒槽3中與燃氣混合燃燒的一次助燃空氣量，令其不足以使燃氣充分燃燒，在處於不完全燃燒狀態的高溫燃氣經過爐膛加熱物料1之後，而進入另一側蓄熱槽上部的燃燒槽3時，由該燃燒槽3外壁上設置的二次助燃空氣噴口4補充空氣，與該不完全燃燒的燃氣混合併令其充分燃燒，高溫廢氣再與該側蓄熱槽中部填充的蓄熱體6進行熱交換後，經過排煙通道7和8進入爐外的換向機構9，由引風機導入煙囪排出；當工作狀態轉換為B狀態時，反向重複前一過程。在A、B兩種狀態下，爐膛內都充滿了具有強還原性質的不完全燃燒的高溫燃氣，達到金屬無氧化加熱的目的。A、B兩種工作狀態轉換周期可以是30～300秒。
本發明工業爐採用蓄熱槽構造可以在蓄熱槽上部的燃燒槽3上部開口處形成面式火幕，可以對金屬物料均勻加熱。不完全燃燒的燃氣具有強還原性，可以用於金屬的光亮熱處理工藝。
權利要求
1.一種無氧化工業爐，包括爐體、助燃空氣管道、燃氣管道，其特徵在於在爐體下部沿兩側爐牆方向設置至少一對蓄熱槽，蓄熱槽下部是助燃空氣管道/排煙管道，蓄熱槽中部填充蓄熱體，蓄熱槽上部是燃燒槽，在燃燒槽外側壁上設置燃氣噴口和二次助燃空氣噴口；燃氣管道、助燃空氣管道和二次助燃空氣管道與設置在爐體外的換向機構相聯。
2.如權利要求1所述的工業爐，其特徵在於在爐體下部沿兩側爐牆方向設置兩對蓄熱槽，爐體同側的兩個蓄熱槽的上部燃燒槽是共用燃燒槽，爐體兩側蓄熱槽上部的燃燒槽兩外側壁上設置的燃氣噴口是設置在分置於爐體兩側的一對蓄熱槽下部的燃氣管道，另一對分置於爐體兩側的蓄熱槽的下部是助燃空氣管道；兩對蓄熱槽下部的助燃空氣管道和燃氣管道在蓄熱周期是排煙管道。
3.如權利要求1所述的工業爐，其特徵在於蓄熱槽中填充的蓄熱體為球狀或蜂窩狀，蓄熱體由耐熱網在其下部支撐、並與蓄熱槽下部的氣體通道相間隔，在耐熱網和蓄熱體中有氣體流通的間隙。
4.一種使用如權利要求1或2或3所述的無氧化工業爐的金屬無氧化加熱工藝，其特徵在於由爐體外設置的換向機構控制爐內兩側蓄熱槽的工作狀態分為A、B狀態，交替進行煤氣、一次空氣預熱和二次空氣噴入使燃氣完全燃燒、排煙蓄熱；當一側處於一次空氣、煤氣預熱狀態時，控制經預熱進入燃燒槽中與燃氣混合燃燒的一次助燃空氣量，令其不足以使燃氣充分燃燒，在處於不完全燃燒狀態的高溫燃氣經過爐膛而進入另一側蓄熱槽上部的燃燒槽時，由該燃燒槽外壁上設置的二次助燃空氣噴口補充空氣，與其混合併令其充分燃燒，廢氣再與蓄熱體進行熱交換後，經過排煙管道進入爐外的換向機構，由引風機導入煙囪排出；當換向系統使工作狀態轉換時，反向重複前一過程。
5.一種使用如權利要求4所述的無氧化工業爐的金屬無氧化加熱工藝，其特徵在於燃氣在爐膛內不充分燃燒，使爐氣具有非氧化氣氛，空氣與燃料的當量配比為0.2～0.8之間。
6.一種使用如權利要求4所述的無氧化工業爐的金屬無氧化加熱工藝，其特徵在於A、B兩種工作狀態轉換周期可以是30～300秒。
全文摘要
金屬無氧化工業爐在爐體下部沿兩側爐牆方向設置至少一對蓄熱槽,蓄熱槽下部是助燃空氣通道/排煙通道,蓄熱槽中部填充蓄熱體,蓄熱槽上部是燃燒槽,在燃燒槽外側壁上設置燃氣噴口和二次助燃空氣噴口;燃氣噴口、二次助燃空氣噴口的管道及一次助燃空氣通道的爐外管道與設置在爐體外的換向機構相聯。本發明金屬無氧化加熱工藝是:由爐體外設置的換向機構控制爐內兩側蓄熱槽的工作狀態,將其工作狀態分為A、B兩種狀態交替進行,兩側蓄熱槽交替進行一次助燃空氣預熱和排煙蓄熱。
文檔編號F27B9/00GK1307220SQ0010062
公開日2001年8月8日 申請日期2000年1月25日 優先權日2000年1月25日
發明者侯長連 申請人:侯長連