多室换热式节能退火炉制造技术

本发明专利技术提供了一种简便易行的利用重热的节能退火工艺和实施该节能退火工艺的多室换热式节能退火炉，多室换热式节能退火炉具有互相并接的两个以上的炉膛（即加热室），每两个炉膛（即加热室）之间均设有带闸门的换热口．换热口闸门可以采取整体式结构也可以采取分段联动式结构．退火工件在炉中可以进行多次换热．使重热得到充分利用，从而有效地提高了退火炉的热能利用率，达到很好的节能效果．（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料及工件退火的
，即提供一种利用重热的节能退火工艺及实施该工艺的多室换热式节能退火炉。金属材料及工件(以下简称为工件)进行退火热处理时，通常是把工件放入密闭的耐热钢炉罐内，将炉罐与工件一同放入炉内加热，待加热至退火工艺所要求的温度(以下简称为工艺温度)并保温一定的时间，然后再取出让其在空气中自然冷却。这样做不仅要使用大量的耐热钢材，而且因为加热炉罐也会要耗费大量的热能。如果不用炉罐装料，而把工件直接放入退火炉内加热，虽然可节省制造炉罐的耐热钢材和加热炉罐的一部分能耗，但工件通常必须随炉冷却，由于炉体的保温性能好，冷却速度很慢，这样不仅使生产周期加长，而且又增加了退火炉的蓄热损失。上述退火工艺的共同特点是工件加热到退火工艺温度时所吸收的热量，几乎全部(即工件的焓增加值部分)都在冷却过程中耗散掉了，未能使已经被利用过的有效热重复地得到利用(即未能利用重热)。虽然目前出现过几种只有一个加热室的多段退火炉(包括各种连续退火炉)，在防止工件氧化和缩短冷却时间方面取得某些进展;有的退火炉例如日本专利昭60-159586所报导的连续辊底炉甚至可以利用重热，但是它们却都需要解决工件在炉内运动的问题，这样一来，炉体的结构又复杂化了，既要增加使工件在炉内运动的装置，又要增加退火炉的动力消耗。本专利技术提出了一种简便易行的利用重热的节能退火工艺，其特征在于使处在炉膛中的退火工件与相邻的炉膛中的退火工件进行对流形式换热，并且使在该相邻炉膛中待退火的工件受热，从而在工件不动的条件下使已退火工件热焓量增加值那部分能量得到充分利用。本专利技术还提供了一种实施上述节能退火工艺的多室换热式节能退火炉，它有互相并接的两个以上的炉膛(即加热室)，每两个炉膛(即加热室)之间均设置有带闸门的换热器，换热口闸门可以采取整体式结构，也可以采取分段联动式结构。当成批的工件进行退火时，在炉膛(即加热室)内已退火过的工件冷却时所放出的热量，可以带闸门的换热口通过对流给另一个(或依次给另外几个)炉膛中的待退火工件加热，如果退火炉是双炉膛(即双室)结构，则进行一次换热，如果退火炉是由三个炉膛(即三室)构成，则可进行三次换热，退火炉有四个炉膛(即四室)，还可进行四次换热。采用多室换热式节能退火工艺，不仅有效地利用了重热，而且也解决了工件在炉膛内冷却时生产周期长的问题。而且由于工件在炉膛内不运动，也节省了工件运动机构和工件运动所必需的动力消耗。本专利技术所提供的多室换热式节能退火炉其实施例如图1～9所示。图1～9系三室换热式节能退火炉。图1为三室换热式节能退火炉炉的热流示意图，该图中Qs1代表一次散热，即炉膛内加热元件供热时的散热损失;Qs2代表二次散热，即工件在换热过程中的散热损失;Qd是工件出炉时的带出热;Qx是原始工艺有效热，即工件从室温升到工艺温度所吸收的热量;Qg是供入热，即加热元件输出热;Qc是重热，即待退火工件通过换热所得到的热量。由图1中可以看出因此(1)只要Qc＞Qs1，则Qx可以大于Qg，即原始工艺有效热大于供入热;(2)Qg＝Qd+Qs1+Qs2，即供入热等于工件带出热加一次散热和二次散热。原始工艺有效热系由工件热容量及其退火工艺制度决定的，在退火炉运行过程中可视为不变量，故只要减小工件带出热和改善炉壁绝热情况，让工件在炉膛内多次进行换热就可以直接减小供入热，有效地提高退火炉的热能利用率，达到很好的节能效果。图2和图3为三室换热式退火炉的结构图，其中图2为俯视剖面(B-B剖面)图，图3为主视剖面(A-A剖面)图。在该两图中，(1)为工件支架;(2)为加热元件;(3)为炉体，它由耐火纤维内衬和钢板外壳构成;(4)为退火工件;(5)为炉盖;(6)为风机;(7)为复合框形密封垫;(8)为联动闸门;(9)为液压油缸。为了防止工件在高温退火过程中发生氧化，本专利技术所提供的退火炉还配备有真空系统和充保护气体的装置，因为这些基本上是属于已有技术的领域，故无需予以详细叙述。本专利技术所提供的三室换热式节能退火炉其联动闸门和复合框形密封垫结构如图4所示。该图中(10)为传动拉杆，(11)为密封压板;(12)为梯形闸板;(13)为联动杆。它们均以钢材制成，彼此之间可以采取焊接工艺，也可用螺栓、螺纹方式联接。图5为上密封垫;图6为下密封垫，它们可以用耐火纤维或“软”金属制成。上密封垫是由两个方框和两个直条组成，下密封垫由一个方框、一个凵形条组成。当联动闸门下落时，依靠密封压板和梯形闸板同上、下密封垫之间的紧密配合来实现换热口的密封。三室换热式节能退火炉其换热过程如图7所示，图7中，所标示的温度均为工件温度，设退火工艺温度为780℃，室温为20℃。图7-a表示Ⅲ室中的工件刚作过退火保温处理，Ⅰ室中的工件已通过同Ⅱ室的换热达到200℃，Ⅱ室换热后正开盖装炉，此时打开Ⅰ室同Ⅲ室之间的换热器，Ⅲ室中的工件将由730→400℃，Ⅰ室中的工件将由200℃→400℃，然后封闭Ⅰ同Ⅲ之间的换热器，给Ⅰ室通电升温，同时打开Ⅲ室同Ⅱ室之间的换热口，此时Ⅲ室中的工件继续降温由400℃→200℃，而Ⅰ室中的工件由20℃→200℃(图7b);最后将Ⅲ室同Ⅰ室之间的换热口打开，并可打开Ⅲ室的炉盖取出工件，而重新装炉;与此同时，由于Ⅰ室中的工件已到达工艺温度780℃并保温一定时间，故在Ⅰ室停电后，可打开Ⅰ室与Ⅱ室之间的换热口，让该两室中工件进行换热，使工室中的工件由730℃→400℃、Ⅱ室的工件由200℃→400℃。以Ⅲ室中已退火的工件为例，在它的冷却过程中先后再Ⅰ室和Ⅱ室中的待退火工件进行了两次换热，从而使原始工艺有效热很大一部分重新得到利用。上述换热过程用表1列出则更为清晰，表1中的每一个步骤(即表中每一横格所列出的操作)所需要的时间经过我们调试后是相等的，因而整台多室换热式节能退火炉的工作可以用自动控制装置来执行。图8和图9是四室换热式节能退火炉(以下简称四室退火炉)，图8是四室退火炉横向剖视图，图9是Ⅳ室退火炉的纵向剖视图。图8、9中(1)为工件支架;(2)为电加热元件;(3)为炉体;(4)为工件;(5)为炉盖;(6)为风机;(8)为液压油缸;(9)为联动闸门。其结构和换热过程与上述的三室退火炉基本上相似，所不同的只是四室退火炉中的工件在炉内在升温和降温过程中各将经过三次换热，这样也就能更充分地利用重热，而待退火的工件通过三次换热所上升的温度将比三室退火炉还要高。表1三室换热式节能退火炉工艺过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用重热的节能退火工艺，其特征在于使处在炉膛中的退火工件与相邻炉膛中的退火工件进行对流式热交换，从而使已退火工件热焓增加值那部分能量得到充分利用。

【技术特征摘要】
1.一种利用重热的节能退火工艺，其特征在于使处在炉膛中的退火工件与相邻炉膛中的退火工件进行对流式热交换，从而使已退火工件热含增加值那部分能量得到充分利用。2.一种实施权利要求1所述的节能退火工艺的多室换热式节能退火炉，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵忠平，
申请(专利权)人：沈阳市二三工厂，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]