專利名稱：利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，本發(fā)明涉及能夠利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法。
背景技術(shù)：
通常，4300mm寬厚板的熱處理生產(chǎn)線建有淬火爐、正火爐和回火爐三臺，一般為輥底式爐。淬火爐與正火爐采用輻射管間接加熱，帶保護氣氛。回火爐采用明火加熱，換熱器集中預(yù)熱助燃風(fēng)。一般來講，回火方式有低溫回火、中溫回火和高溫回火這三種方式。然而， 如何在一臺回火爐內(nèi)實現(xiàn)高溫、中溫和低溫這三種回火工藝，而加熱質(zhì)量又都能達到要求， 目前還沒有這方面的報道。一般情況下是建造一臺中高溫回火爐和一臺中低溫回火爐來分別實現(xiàn)低溫回火、中溫回火和高溫回火。但是，中低溫回火爐由于溫度很低，傳熱方式已經(jīng)由以輻射傳熱為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫α鱾鳠釣橹鳎虼耍绻捎脗鹘y(tǒng)回火爐的回火方式，則加熱效率低，溫度均勻性難以達到保證，不能開發(fā)高精端產(chǎn)品。據(jù)報道，美國有廠家采用了在回火爐內(nèi)設(shè)置循環(huán)風(fēng)機的方式，以增加爐內(nèi)氣流擾動，使?fàn)t內(nèi)溫度場均勻，從而提高溫度均勻性并且提高低溫回火水平。然而，上述方式存在設(shè)備投資大、爐內(nèi)對流不能均勻控制、溫度均勻性不穩(wěn)定的缺點，不能實現(xiàn)低溫與高溫爐合用。隨著耐磨鋼、工程機械等高端產(chǎn)品的開發(fā)，需要進行淬火后的低溫回火處理(一般在150°C 250°C之間)的板材越來越多。如何將鋼板溫差控制在士5°C以內(nèi)，對低溫回火爐提出了更高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明增加燒嘴向爐內(nèi)噴射預(yù)熱空氣，大大提高了低溫回火的溫度均勻性，提高加熱效率，并且高溫和低溫回火完全可以在一臺爐子上進行，降低了投資成本。本發(fā)明提供了一種利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法，所述方法包括中高溫回火爐的每個燒嘴停止燃燒，通過熱風(fēng)噴射管向中高溫回火爐內(nèi)噴射熱風(fēng)，其中，熱風(fēng)噴射管從與每個燒嘴連接的空氣管道的空氣自動閥和空氣手動閥之間的接口引出。根據(jù)本發(fā)明，通過熱風(fēng)噴射管的熱風(fēng)經(jīng)噴射頭噴射到中高溫回火爐內(nèi)，其中，在每個燒嘴的燒嘴本體的偏上方或偏下方設(shè)置有穿過爐墻的通孔，噴射頭設(shè)置在通孔的一端， 熱風(fēng)噴射管設(shè)置在通孔的另一端。根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)置在熱風(fēng)噴射管與噴射頭之間的熱風(fēng)自動閥來控制熱風(fēng)的噴射。根據(jù)本發(fā)明，噴射頭的頭部呈錐形，并且噴射頭的另一端通過法蘭與熱風(fēng)噴射管的熱風(fēng)入口連接。根據(jù)本發(fā)明，對于所述中高溫回火爐的上部燒嘴，噴射頭位于上部燒嘴的燒嘴本體的上部偏40° 50°的位置處。
根據(jù)本發(fā)明，對于所述中高溫回火爐的下部燒嘴，噴射頭位于下部燒嘴的燒嘴本體的下部偏40° 50°的位置處。根據(jù)本發(fā)明，通過將燒嘴熱風(fēng)管道中的空氣引射到爐內(nèi)，加強爐內(nèi)氣流擾動，實現(xiàn)了中高溫回火爐中實現(xiàn)低溫回火的功能，提高了溫度均勻性，從而克服了常規(guī)回火熱處理中，不能在同一座爐子上實現(xiàn)低中高三種工藝溫度的缺陷，解決了低溫回火中溫度均勻性差的問題。根據(jù)本發(fā)明，可以提高低溫回火的溫度均勻性，提高加熱效率，并且中高溫和低溫回火完全可以在一臺爐子上進行，降低了投資成本。


通過下面結(jié)合附圖進行的描述，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的回火爐的上部燒嘴與噴射頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的回火爐的下部燒嘴與噴射頭的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的噴射頭的布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的噴射風(fēng)與燒嘴之間的控制邏輯圖。標(biāo)號說明1-空氣入口 ；2-空氣手動閥；3-噴射管接口 ；4-熱風(fēng)自動閥；5-空氣自動閥； 6_噴射頭；7-燒嘴本體；8-煤氣入口 ；9-煤氣手動閥；10-煤氣自動閥；Il-PLC系統(tǒng)；12-燒嘴控制器；13-熱風(fēng)入口 ； 14-爐墻鋼板；15-耐火纖維；16-爐墻耐火材料；17-法蘭；18-熱風(fēng)噴射管。
具體實施例方式在下文中將參照附圖更充分地描述示例性實施例，在附圖中示出了示例性實施例。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到的，在全都不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以以各種不同的方式修改所描述的實施例。附圖和描述實質(zhì)上被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。 在附圖中，相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。在附圖中，為了便于描述和清楚起見，夸大、省略或者示意性地示出了每個結(jié)構(gòu)的尺寸和大小。為了能夠在一座回火爐中同時實現(xiàn)低溫回火、中溫回火和高溫回火，本發(fā)明對中高溫回火爐進行了改進。具體地講，本發(fā)明采用的回火爐是敞焰式熱處理中高溫回火爐，金屬換熱器集中空氣預(yù)熱。通過將燒嘴熱風(fēng)管道中的空氣引射到回火爐內(nèi)，加強回火爐內(nèi)的氣流擾動，從而能夠在一座回火爐中同時實現(xiàn)低溫回火、中溫回火和高溫回火的功能。這里，低溫、中溫和高溫可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)具體的情況來確定。例如，在本發(fā)明的一個實施例中，低溫指溫度在150°C 350°C的范圍內(nèi)，中溫指溫度在350°C 500°C的范圍內(nèi)，高溫指溫度在500°C 750°C的范圍內(nèi)；然而，本發(fā)明不限于此。下面將結(jié)合附圖來詳細地描述根據(jù)本發(fā)明的利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的噴射風(fēng)與燒嘴之間的控制邏輯圖。參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法包括使中高溫回火爐的每個燒嘴停止燃燒，通過熱風(fēng)噴射管18向中高溫回火爐內(nèi)噴射熱風(fēng)，其中，熱風(fēng)噴射管18從與每個燒嘴連接的空氣管道的空氣自動閥5和空氣手動閥2之間的接口引出。 這里，熱風(fēng)來自于經(jīng)過換熱器預(yù)熱的從空氣入口 1經(jīng)空氣手動閥2通過空氣管道提供的熱風(fēng)。具體地講，計算機的PLC系統(tǒng)11根據(jù)工藝溫度要求，當(dāng)?shù)陀谀骋辉O(shè)定溫度時開啟自動噴射風(fēng)程序；當(dāng)高于某一設(shè)定溫度時，熱風(fēng)自動閥4處于關(guān)閉狀態(tài)。空氣自動閥5、煤氣自動閥10、熱風(fēng)自動閥4以及燒嘴火焰檢測信號和爐溫等信息都傳入燒嘴控制器內(nèi)，經(jīng)過計算后決定噴射風(fēng)是否開啟。當(dāng)要執(zhí)行低溫回火時，燒嘴不進行燃燒，在這種情況下，開啟燒嘴的噴射風(fēng)控制系統(tǒng)。具體地講，當(dāng)需要進行低溫回火時，空氣自動閥5和煤氣自動閥 10處于關(guān)閉狀態(tài)以停止自動供應(yīng)空氣和煤氣，而空氣手動閥2和熱風(fēng)自動閥4處于打開狀態(tài)以供應(yīng)熱風(fēng)，此時，從空氣入口 1向空氣管道中通入熱風(fēng)，然后熱風(fēng)經(jīng)噴射管接口 3和熱風(fēng)噴射管18進入噴射頭6，從而通過噴射頭6向回火爐內(nèi)噴射熱風(fēng)，從而可以執(zhí)行低溫回火處理。通常，敞焰式熱處理回火爐具有空氣換熱器，并且布置有多個(例如，112個)上下供熱的脈沖式燒嘴。每個燒嘴與空氣管道和煤氣管道連接，其中，分別在空氣管道和煤氣管道上設(shè)置有自動閥和手動閥，用來控制所供應(yīng)的空氣和煤氣的量。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，敞焰式熱處理回火爐中布置和使用的燒嘴數(shù)量可以根據(jù)實際需要確定。通常，敞焰式熱處理回火爐利用對流方式來實現(xiàn)低溫回火，但由于低溫時爐內(nèi)氣流的流動方式有限，不采取強化對流難以實現(xiàn)低溫回火。參照圖4，根據(jù)本發(fā)明，在敞焰式回火爐的每個燒嘴的空氣管道的空氣于動閥2和空氣自動閥5之間引出一條管道，即，熱風(fēng)噴射管18 (如圖1和圖2所示)，用來噴射熱風(fēng)。 在引出的熱風(fēng)噴射管18上設(shè)置一道自動閥4，用來控制熱風(fēng)噴射管18向爐內(nèi)噴射熱風(fēng)的量。在燒嘴本體7的偏上方或偏下方設(shè)置有通到爐內(nèi)的通孔(未示出)，并在對應(yīng)的爐墻孔內(nèi)設(shè)置一條管道，其中，管道的頭部呈錐形，作為噴射頭6。噴射頭6的一端用來噴射熱風(fēng)， 噴射頭6的另一端通過法蘭17 (見圖3)與引出的熱風(fēng)噴射管18的熱風(fēng)入口 13相連接。在圖4中只是示意地示出了根據(jù)本發(fā)明對回火爐的燒嘴結(jié)構(gòu)的改進，這種改進可以應(yīng)用于回火爐的所有燒嘴。下面將結(jié)合圖1至圖3來描述本發(fā)明的回火爐的上下燒嘴與噴射頭的結(jié)構(gòu)。為了更好地描述本發(fā)明的方法，下面將參照圖1至圖4來進行解釋。圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的回火爐的上部燒嘴與噴射頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖 2是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的回火爐的下部燒嘴與噴射頭的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的噴射頭的布置結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1，在根據(jù)本發(fā)明的敞焰式中高溫回火爐中，上部燒嘴的空氣入口 1位于燒嘴本體7的上部，煤氣入口 8與燒嘴本體7水平連接。空氣手動閥2和空氣自動閥5設(shè)置在連接空氣入口 1和燒嘴本體7的管道上，用來控制通入燒嘴本體7中的空氣(熱風(fēng))的量。根據(jù)本發(fā)明，空氣手動閥2和空氣自動閥5連接到噴射管接口 3，并且在噴射管接口 3 中設(shè)置有開口(未示出)，熱風(fēng)噴射管18從燒嘴的空氣手動閥2與空氣自動閥5之間的噴射管接口 3的開口向外引出，并連接到噴射頭6。在噴射風(fēng)接口 3的位置進行密封焊接，以使空氣自動閥2、空氣手動閥和熱風(fēng)自動閥4之間彼此密封。根據(jù)本發(fā)明，噴射頭6設(shè)置在上部燒嘴的燒嘴本體7偏上45°角的位置。具體地講，噴射頭6位于上部燒嘴的燒嘴本體7的上部，并且噴射頭6的中心與燒嘴本體7的中心連線與燒嘴本體7的水平軸線成45° 士5°角。在本發(fā)明中，考慮到噴射管與鋼板的距離和爐膛的高度以及燒嘴與噴射管之間的設(shè)計因素，將噴射頭6的中心與燒嘴本體7的中心連線與燒嘴本體7的水平軸線之間的角度控制在40° 50°。如圖3所示，熱風(fēng)入口 13通過法蘭17與噴射頭6連接。對于回火爐的上部燒嘴， 在燒嘴本體7的上部偏45°角位置處的爐墻鋼板14上設(shè)置有通孔(未示出)，通孔穿透爐膛，其中，通孔在爐膛內(nèi)的深度是爐墻耐火材料16的厚度噴射頭6設(shè)置在通孔的一端并且被包封材料15包封，從而噴射頭6與爐墻耐火材料16絕緣。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，包封材料15可以是纖維毯；然而，本發(fā)明不限于此。噴射頭6與爐墻鋼板14之間不用焊接， 而是利用包封材料15緊密地附于爐墻耐火材料16，以便于噴射頭6可以自由地膨脹。噴射頭6伸進爐膛內(nèi)的端部呈錐形，以增加流速。呈錐形的噴射頭6的一端用來噴射熱風(fēng)，另一端穿過通孔與熱風(fēng)噴射管18通過法蘭17連接。熱風(fēng)自動閥4設(shè)置在法蘭17與噴射管接口 3之間，用來控制是否提供噴射風(fēng)以及噴射風(fēng)的量。根據(jù)本發(fā)明，回火爐的下部燒嘴與上部燒嘴的位置上下對稱，因此，為了簡便起見，省略了對相同部分的描述。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的回火爐的下部燒嘴與噴射頭的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖2，下部燒嘴的供風(fēng)系統(tǒng)(空氣入口 1、空氣自動閥2和空氣自動閥5)設(shè)置在燒嘴的下部，煤氣入口 8、煤氣手動閥9和煤氣自動閥10設(shè)置在燒嘴的上部。與圖1中的為上部燒嘴設(shè)置的噴射頭6的位置不同，為下部燒嘴設(shè)置的噴射頭6設(shè)置在燒嘴本體7偏下45° 士5°角的位置處。具體地講，噴射頭6位于燒嘴本體7的下部，并且噴射頭6的中心與燒嘴本體7的中心連線與燒嘴本體7的水平軸線成45° 士5°角。根據(jù)本發(fā)明，對中高溫回火爐的每個燒嘴都設(shè)置噴射頭，噴射頭的位置根據(jù)燒嘴的位置不同而不同。具體地講，對于回火爐的上部燒嘴，噴射頭設(shè)置在上部燒嘴的燒嘴本體的上部偏45° 士5°角的位置處，而對于回火爐的下部燒嘴，噴射頭設(shè)置在下部燒嘴的燒嘴本體的下部偏45° 士5°角的位置處。通過對中高溫回火爐的每個燒嘴設(shè)置噴射頭，噴射頭6在熱風(fēng)自動閥4的控制下向回火爐內(nèi)噴射預(yù)熱空氣(熱風(fēng))，強化對流傳熱，以在回火爐內(nèi)產(chǎn)生擾動氣流，從而使回火爐內(nèi)的溫度均勻，能夠提高加熱效率，因此可以在低溫下進行回火。根據(jù)本發(fā)明，為滿足低溫下爐子的溫度均勻性的要求，通過在每個燒嘴附近增設(shè)向爐內(nèi)噴射預(yù)熱空氣以達到強化氣流擾動的目的，實現(xiàn)了低溫回火。也就是說，在回火爐的所有燒嘴上都另外設(shè)置用來噴射熱風(fēng)作為向爐內(nèi)產(chǎn)生擾動氣流的發(fā)射點(即，噴射頭)。由于每個燒嘴的熱風(fēng)噴射管18上設(shè)有自動控制閥(標(biāo)號4)，自動控制閥的開關(guān)信號傳遞到燒嘴控制系統(tǒng)，從而通過PLC(可編程控制器)系統(tǒng)11來靈活控制噴射風(fēng)的風(fēng)量和風(fēng)速。因此，根據(jù)本發(fā)明的回火爐提高了溫度均勻性，提高了加熱效率，能夠?qū)⒌椭懈呷N回火工藝在同一座爐子實現(xiàn)。因此，根據(jù)本發(fā)明，通過向爐內(nèi)噴射進預(yù)熱空氣，增強了爐內(nèi)的氣流擾動，又因為吹入的是熱風(fēng)，爐內(nèi)溫度場更穩(wěn)定，提高了溫度均勻性，克服了低溫爐溫度均勻性差的問題，從而實現(xiàn)了低中高溫回火在一臺爐子可以實現(xiàn)的功能。上述是對本發(fā)明的實施例的舉例說明，并不被解釋為對本發(fā)明的實施例的限制。雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的一些示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)該容易理解，在本質(zhì)上不脫離本發(fā)明的新穎教導(dǎo)和優(yōu)點的情況下，能夠?qū)κ纠詫嵤├M行許多修改。因此，意圖將所有這些修改包括在如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法，其特征在于所述方法包括中高溫回火爐的每個燒嘴停止燃燒，通過熱風(fēng)噴射管向中高溫回火爐內(nèi)噴射熱風(fēng)，其中，熱風(fēng)噴射管從與每個燒嘴連接的空氣管道的空氣自動閥和空氣手動閥之間的接口引出。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于通過熱風(fēng)噴射管的熱風(fēng)經(jīng)噴射頭噴射到中高溫回火爐內(nèi)，其中，在每個燒嘴的燒嘴本體的偏上方或偏下方設(shè)置有穿過爐墻的通孔，噴射頭設(shè)置在通孔的一端，熱風(fēng)噴射管設(shè)置在通孔的另一端。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于通過設(shè)置在熱風(fēng)噴射管與噴射頭之間的熱風(fēng)自動閥來控制熱風(fēng)的噴射。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于噴射頭的頭部呈錐形，并且噴射頭的一端通過法蘭與熱風(fēng)噴射管的熱風(fēng)入口連接。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對于所述中高溫回火爐的上部燒嘴，噴射頭位于上部燒嘴的燒嘴本體的上部偏40° 50°的位置處。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對于所述中高溫回火爐的下部燒嘴，噴射頭位于下部燒嘴的燒嘴本體的下部偏40° 50°的位置處。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用中高溫回火爐實現(xiàn)低溫回火的方法，該方法包括中高溫回火爐的每個燒嘴停止燃燒，通過熱風(fēng)噴射管向中高溫回火爐內(nèi)噴射熱風(fēng)，其中，熱風(fēng)噴射管從與每個燒嘴連接的空氣管道的空氣自動閥和空氣手動閥之間的接口引出。根據(jù)本發(fā)明的方法，可以提高低溫回火的溫度均勻性，提高加熱效率，并且中高溫回火和低溫回火完全可以在一臺爐子上進行，降低了投資成本。
文檔編號C21D1/26GK102345000SQ20111030411
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月10日
發(fā)明者馮文義, 劉軍剛, 劉青, 張長宏, 李巖, 李海方, 湯化勝, 馬光亭, 高海軍, 魏軍廣, 麻衡 申請人:萊蕪鋼鐵集團有限公司