專利名稱：直燃式金屬管材光亮熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直燃式金屬管材光亮熱處理爐，屬金屬熱處 理加工設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前金屬管材光亮熱處理爐主要有網(wǎng)帶式光亮退火爐、輥底式光 亮熱處理爐、輥底網(wǎng)帶式光亮退火爐、車臺式或爐膽式真空退火爐等， 但這些退火爐都是以電或加熱管作為加熱元件，還專門在爐內(nèi)通入氮 氣、氮氣+氫氣、氬氣等惰性或還原氣體來保護金屬管材不氧化。但 電屬二次能源，成本高，同時消耗大，產(chǎn)品生產(chǎn)制造成本高。尤其隨 著電能的緊張也限制了產(chǎn)品的生產(chǎn)。加熱管式屬二次間接加熱，火焰 需先將加熱管加熱，再由加熱管將熱量輻射到爐膛內(nèi)，加熱升溫慢， 熱效率低，消耗大，同時還需要單獨引入保護性氣體保護退火產(chǎn)品防 止氧化。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能有效提高燃氣加熱效率，降低能 耗和熱處理成本的直燃式金屬管材光亮熱處理爐。
本實用新型為直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征在于包括依
次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道的加熱室，保溫緩冷室，冷卻室，干燥室；加 熱室和保溫緩冷室外包保溫耐火材料，加熱室內(nèi)上下兩端設(shè)有空氣管 道，煙氣管道，帶燃燒器的燃氣管道；冷卻室內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝 置的冷卻管道；干燥室內(nèi)設(shè)有干燥管。
所述加熱室的前端還可設(shè)有外包保溫耐火材料的預(yù)熱室。所述預(yù)
熱室的上部還可設(shè)有帶熱交換器的上方煙道，熱交換器與空氣管道和 干燥管相連。所述預(yù)熱室的前端還可設(shè)有垂簾，以防止和減少金屬管 材進口處熱量的損失。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點和積極效果
1、 利用天然氣、液化氣、煤氣等燃氣在加熱室內(nèi)直接燃燒，并 在加熱室內(nèi)形成正壓的還原性氣氛。燃氣燃燒產(chǎn)生的熱量不通過其它 有形介質(zhì)，直接對連續(xù)通過加熱室內(nèi)的金屬管材加熱，使金屬管材快 速受熱升溫并達到工藝所要求的軟化溫度，加熱軟化的金屬管材隨即 連續(xù)通過水、冷氣等冷卻介質(zhì)直接快速冷卻，從而使退火熱處理和冷 卻后的金屬管材表面不發(fā)生或很少發(fā)生氧化變色。提高了燃氣的加熱 效率和熱利用率，縮短了金屬管的加熱升溫時間，提高了連續(xù)通過熱 處理的速度和熱處理生產(chǎn)效率，同時節(jié)約了電能，降低了能耗。
2、 在無額外保護性氣體的條件下，可通過調(diào)整燃氣燃燒的空燃
比，使燃燒呈還原焰，利用燃氣自身燃燒產(chǎn)生的CO、 H2、 N2、 C02 等惰性和還原性氣體，并形成正壓，防止了爐外的空氣進入爐內(nèi)，實 現(xiàn)金屬管材的一步光亮退火，保證了金屬管材熱處理過程中無氧化， 減少保護性氣體的消耗和保護性氣體發(fā)生裝置。退火后的金屬管材表 面光亮、無明顯氧化色不需進行酸洗和其他表面處理，減少了退火后 表面處理的金屬消耗和酸洗液的處理和排放，減少了對環(huán)境的污染。
3、 熱處理后的金屬管材連續(xù)通過水、惰性冷氣等冷卻介質(zhì)直接 噴淋快速冷卻，加快了冷卻速度，縮短了冷卻時間，縮短了爐子冷卻 區(qū)的長度。從而使金屬管材在沒有惰性氣體或還原性氣體保護的條件 下也可達到金屬管材表面光亮不氧化的目的。


圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 圖2是圖1所示A-A面結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖中，l為保溫緩冷室，2為保溫耐火材料，3為傳送輥道，4為
金屬管材，5為垂簾，6為上方煙道，7為熱交換器，8為空氣管道， 9為煙氣管道，IO為燃燒器，ll為燃氣管道，12為冷卻室，13為干 燥管，14為冷卻水噴淋裝置，15為加熱室，16為水簾，17為冷卻管 道，18為火焰，19為預(yù)熱室，20為干燥室。
具體實施方式
本實用新型主要由依次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道3的預(yù)熱室19、加 熱室15、保溫緩冷室l、冷卻室12、干燥室20等構(gòu)成；預(yù)熱室19、 加熱室15、保溫緩冷室1外包保溫耐火材料2，加熱室15內(nèi)上下兩 端設(shè)有空氣管道8、煙氣管道9、帶燃燒器10的燃氣管道11;預(yù)熱 室19的前端設(shè)有垂簾5，上部設(shè)有帶熱交換器7的上方煙道6，熱交 換器7與空氣管道8和干燥管13相連；冷卻室12內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴 淋裝置14的冷卻管道17;干燥室20內(nèi)設(shè)有干燥管13。
以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步描述，本實用新型的工藝
流程分為預(yù)熱段i 、加熱段n、保溫緩冷段m、冷卻段IV和干燥段V，
金屬管材的傳送輥道3采用耐熱不銹鋼輥，表面經(jīng)磨光和拋光處理， 傳送輥道3的上平面為預(yù)熱室19、加熱室15、保溫緩冷室1、冷卻 室12、干燥室20的中心線，預(yù)熱室19、加熱室15、保溫緩冷室l、 冷卻室12、干燥室20均為長方形或矩形結(jié)構(gòu)。
1、 預(yù)熱段I:金屬管材4進入預(yù)熱室19內(nèi)，由加熱室15內(nèi)的 爐氣對金屬管材4進行預(yù)熱，使其溫度由室溫升高到400~500°C。
2、 加熱段II:加熱室15內(nèi)根據(jù)熱處理要求的退火溫度設(shè)置燃燒 器10中燒嘴的數(shù)量和型號，燃燒器10置于加熱室15的上下兩側(cè)， 以傳送輥道3的上平面為中心呈上下兩排錯位分布，以保證金屬管材 4受熱均勻，燃燒器10的火焰18的大小根據(jù)熱處理溫度由氣體調(diào)節(jié) 控制閥自動調(diào)節(jié)氣流和氣量來控制，燃燒器10噴射出的火焰18和熱 氣直接噴入加熱室15內(nèi)，以使加熱室15內(nèi)連續(xù)通過的金屬管材4在 短時間內(nèi)加熱到700 900°C。同時通過調(diào)節(jié)燃燒氣氛的空燃比以保證
燃燒器火焰為還原焰。氣體燃燒生成CO、 H2、 N2、 C02等惰性和還 原性氣體，調(diào)節(jié)氣量使加熱室15內(nèi)始終保持為正壓的還原性氣氛， 防止了金屬管材4在加熱時的氧化。
同時加熱后的爐氣經(jīng)過預(yù)熱室19內(nèi)段對進入加熱室15內(nèi)的金屬 管材4進行預(yù)熱，預(yù)熱后的金屬管材4溫度可達到400 50(TC，預(yù)熱 后的煙氣由預(yù)熱室19上方煙道6進入到熱交換器7，在熱交換器7 內(nèi)通過空氣管道8換熱將進入燃燒器15內(nèi)的空氣進行預(yù)熱，預(yù)熱溫 度為100 30(TC，這樣又提高了燃燒效率。
3、 保溫緩冷段III:加熱后的金屬管材4進入保溫緩冷室1進行 冷卻。保溫緩冷段m的目的一是減少加熱室15內(nèi)的熱量損失，二是 利用加熱室15內(nèi)的爐氣使高溫狀態(tài)的金屬管材4在進入冷卻段IV前 有一個保溫緩冷過程，使再結(jié)晶后的金屬管材4有一個晶粒長大的過 程，防止冷卻過快而造成應(yīng)力集中和晶粒過細，使金屬管材4硬化和 脆化。在保溫緩冷室內(nèi)1金屬管材4的溫度將由原來的700-90(TC降 低到450~650°C 。
4、 冷卻段IV:冷卻室12內(nèi)的冷卻水噴淋裝置14將冷卻管道17 引入的水呈水簾16均勻地噴淋到金屬管材4上，使其快速冷卻到 S5(TC，防止了一定溫度的金屬管材4在空氣中暴露而引起的氧化。
5、 干燥段V:干燥室20內(nèi)的干燥管13下部有一排小孔或?qū)挾?2mm的窄縫，熱交換后的150 30(TC低溫爐氣通入干燥管13后，氣 體從小孔或窄縫中噴出，吹干金屬管材4表面殘留的冷卻水。
上述過程根據(jù)不同規(guī)格的金屬管材在450~800mm/min的高速運 行下連續(xù)完成，而現(xiàn)有技術(shù)的金屬管材通過熱處理爐的速度為 150~350mm/min。因此，熱處理過程的每個階段都是在較短的時間內(nèi) 完成，這樣不僅提高了金屬管材4熱處理的效率，同時熱處理后的金 屬管材4清潔、光亮。
權(quán)利要求1、一種直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征在于包括依次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道(3)的加熱室(15)，保溫緩冷室(1)，冷卻室(12)，干燥室(20)；加熱室(15)和保溫緩冷室(1)外包保溫耐火材料(2)，加熱室(15)內(nèi)上下兩端設(shè)有空氣管道(8)，煙氣管道(9)，帶燃燒器(10)的燃氣管道(11)；冷卻室(12)內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝置(14)的冷卻管道(17)；干燥室(20)內(nèi)設(shè)有干燥管(13)。
2、 按權(quán)利要求1所述的直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征 在于所述加熱室(15)的前端還設(shè)有外包保溫耐火材料(2)的預(yù)熱 室(19)。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其 特征在于所述預(yù)熱室(19)的上部設(shè)有帶熱交換器(7)的上方煙道(6)，熱交換器(7)與空氣管道(8)和干燥管(13)相連。
4、 按權(quán)利要求1所述的直燃式金屬管材光亮熱處理爐，其特征 在于所述預(yù)熱室(19)的前端還設(shè)有垂簾(5)。
專利摘要一種直燃式金屬管材光亮熱處理爐，屬金屬熱處理加工設(shè)備的制造技術(shù)領(lǐng)域，主要由依次相連的內(nèi)設(shè)傳送輥道(3)的預(yù)熱室(19)、加熱室(15)、保溫緩冷室(1)、冷卻室(12)、干燥室(20)等構(gòu)成；加熱室(15)內(nèi)上下兩端設(shè)有空氣管道(8)、煙氣管道(9)、帶燃燒器(10)的燃氣管道(11)；預(yù)熱室(19)的前端設(shè)有垂簾(5)，上部設(shè)有帶熱交換器(7)的上方煙道(6)，熱交換器(7)與空氣管道(8)和干燥管(13)相連；冷卻室(12)內(nèi)設(shè)有帶冷卻水噴淋裝置(14)的冷卻管道(17)；干燥室(20)內(nèi)設(shè)有干燥管(13)。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能有效提高燃氣加熱效率，降低能耗和熱處理成本。
文檔編號C21D9/08GK201186941SQ20082008693
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者傅林忠, 彭立強, 曹建國, 峰 李, 狄大江, 趙學(xué)龍, 魏連運, 黃路稠 申請人:浙江海亮股份有限公司