回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造的制作方法
【專利摘要】本發明公開了適用于金屬鍛壓成型領域的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”。其特征是設置熱風入口分層導風板(1)，分層圓形導風板(2)，雙圓弧內導風墻(3)，中心封閉導風圓筒(5)，外導風墻(6)，雙回風水平通道(8)，返回熱風入口構造(9)，回轉主軸(14)和長圓管組(10)支撐多層水平圓環組(11)，短圓管組(15)支撐料架放置料坯(17)，在外導風墻設多層爐門(18)，驅動機構驅動主軸(14)旋轉，加熱裝置提供熱風，風機循環熱風。解決了熱風高速均勻分布、快速均勻加熱、高效低耗利用、爐門冒風和吸風的問題。加熱爐構造緊湊、熱風流動阻力小、能耗低、加熱快且均勻，特別適合鋁合金棒料的加熱。
【專利說明】回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造
【【技術領域】】
[0001]本發明公開了一種“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”。屬于金屬鍛造和擠壓成型領域、特別是鋁合金鍛造擠壓成型坯料的加熱領域。
【技術背景】
[0002]在金屬鍛造領域，特別是鋁合金鍛造擠壓成型領域，坯料的快速均勻低能耗加熱一直是業界的追求目標。
[0003]鋁棒材鍛壓或擠壓成型之前需要對坯料快速和均勻地加熱到500°C左右。傳統的長方形直通式坯料加熱爐長度一般在12米左右，坯料前進尾出循環進行，為滿足工藝需求進料門和出料門必須足夠大，且設備運行中不能關閉；另外，料坯輸送機構伸出爐外，與爐體結合部又不能密封，導致爐氣外冒和冷氣吸入，使坯料加熱能耗增加，工作環境溫度增力口，料坯氧化量增加。因此從節能、節省材料、保護環境的角度出發，需要節能節材環保型的金屬坯料加熱爐。
[0004]長方形直通式燃氣坯料加熱爐的加熱是通過在加熱區和保溫區配置一個或多個燃燒裝置(燒嘴)實現的，多點供熱勢必帶來爐氣溫度分布的不均勻性，進而導致加熱和保溫過程中料坯溫度的不均勻性，特別是料坯尺寸較大的情況時，坯料心表溫差過大，表面溫度過高造成過燒，心部溫度不夠，造成鍛壓和擠壓成型過程的困難，影響產品質量。
[0005]為了減小坯料心表溫差，長方形直通式燃氣坯料加熱爐必須加長坯料加熱和保溫時間，這導致加熱工序能耗增高，設備生產效率低下的問題。
[0006]為了減小爐氣溫度分布的不均勻性，長方形直通式燃氣坯料加熱爐在加熱區和保溫區必須增加燒嘴配置數量，這導致加熱設備制造、控制、運行和維護成本的增加。
[0007]長方形直通式坯料加熱爐的坯料是爐內線性放置，先進先出，不能選擇性控制特定坯料的進出。特別是處理不同材質或規格的坯料時，無法按坯料材質或規格的加熱工藝要求分別控制進出料過程。
[0008]長方形直通式坯料加熱爐的爐體長，設備占據場地面積大，增加場地使用成本、設備制造成本和維護成本，特別是隨著土地使用成本、設備制造和維護原材料成本的不斷上升，對設備緊湊性的要求在不斷提高。
【
【發明內容】
】
[0009]本發明公開了一種適用于金屬鍛造和擠壓成型領域、特別是鋁合金鍛造和擠壓成型領域的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”
[0010]解決的關鍵問題是循環熱風在爐內均勻分布高速流動、料坯快速均勻加熱、熱風高效利用、控制爐門冒風和吸風，低能耗加熱金屬鍛造和擠壓成型用坯料。
[0011]本發明的詳細技術特征如下:
[0012]設置入口熱風最優配置的分層熱風導風板(I)，根據爐內坯料加熱需要有效分配熱風；
[0013]設置爐內圓形分層導風板(2)，形成加熱空間熱風分層流動有效分配的構造；
[0014]使用循環熱風入口分層導風板(1)，爐內分層圓形導風板(2)，形成熱風分層流動的構造，通過調整各層結構尺寸有效分配加熱空間循環熱風；
[0015]設置爐內雙圓弧內導風墻(3a，3b)及其弧形開口構造(4a，4b);雙圓弧內導風墻(3a, 3b)包括對稱配置或不對稱配置；
[0016]設置中心封閉導風圓筒(5)；
[0017]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a,3b)及其弧形開口構造(4a,4b),中心封閉導風圓筒(5)，形成快速加熱空間導風通道，控制加熱空間循環熱風流速和速度分布。
[0018]設置外導風墻(6)；
[0019]設置外導風墻(6)的圓弧構造(7a, 7b)；
[0020]設置循環熱風雙回風水平通道構造(8a，8b)；
[0021]設置返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)；
[0022]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a，3b)及其開口構造(4a，4b)，中心封閉導風圓筒(5),外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a, 7b),循環熱風水平雙回風通道構造(8a, 8b),返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，導引循環熱風加熱坯料和返回循環熱風風箱的構造。
[0023]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a，3b)及其開口構造(4a，4b)，中心封閉導風圓筒(5),外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a, 7b),循環熱風雙回風水平通道構造(8a, 8b),返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，控制爐內壓力分布，進而控制爐門冒風和吸風，降低爐門開啟導致的熱風能量損失的構造。
[0024]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a，3b)及其開口構造(4a，4b)，中心封閉導風圓筒
(5),外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a, 7b),循環熱風雙回風水平通道構造(8a, 8b),返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，使循環熱風流動阻力最小化，熱風能量損耗最小化的構造。
[0025]設置水平布置的多層回轉臺圓環組(11)；
[0026]設置圓周垂直布置的支撐長圓管組(10)支撐多層水平布置回轉臺圓環組(11)；
[0027]設置垂直于各回轉臺圓環組(11)的多層水平圓管橫梁組(12)和(13)；
[0028]設置中心主回轉軸(14)；
[0029]使用焊接在一起的支撐長圓管組(10)、回轉臺圓環組(11)、水平圓管橫梁組(12)和(13)、中心封閉導風圓筒(5)、中心主回轉軸(14)形成整體桁架支撐結構(圖4);
[0030]設置支撐短圓管組(15)；
[0031]設置單坯料架橫梁(16)；
[0032]支撐短圓管組(15)與單坯料架橫梁組(16)焊接構成單坯料架，各單坯料架繞各層支撐圓環組圓周方向均勻布置構成單層料架組(圖5);
[0033]單層坯料架組(圖5)的支撐短圓管組(15)焊接于各層水平圓環組(11)和各層圓形分層導風板(2);構成多層料架組
[0034]桁架支撐結構和多層料架組共同構成多層筒巢狀回轉料臺(圖6);
[0035]在外導風墻(6)上設置多層進出料爐門(17)，爐門個數與料層數對應，但不受層數限制；
[0036]設置驅動裝置及其控制系統，程序驅動筒巢狀回轉料臺(圖6)按金屬坯料加熱工藝要求繞中心主回轉軸(14)旋轉；
[0037]設置燃氣加熱裝置或電加熱裝置及其控制系統，按金屬坯料加熱工藝要求加熱循環熱風；
[0038]設置熱風循環風機及其控制系統，按金屬坯料加熱工藝要求供風和循環熱風返回風箱。
[0039]本發明的技術優點包括:
[0040]優化的加熱爐構造緊湊，占地面積小，有利車間布置，同時降低車間土地使用成本；
[0041]回轉爐回轉構造部件采用管材制作，既降低了高價優質鋼材的使用量，又降低了回轉部重量，使回轉爐關鍵部制造成本降低，同時降低驅動機構載荷，進而降低驅動成本和能耗；
[0042]優化的加熱爐構造使循環熱風流動阻力最小化、熱風能量損耗最小化，加熱爐供風能耗最小化；
[0043]優化的加熱爐構造使爐內熱風速度分布均勻、熱風在加熱保溫區被充分高效利用，利于降低加熱能耗；
[0044]優化的導風構造可以控制爐內壓力分布，使爐門開啟時既不冒風又不吸風，利于節省熱風能量；
[0045]優化的加熱爐構造使料坯加熱速度快，利于降低加熱能耗，同時降低坯料氧化損耗；
[0046]優化的加熱爐構造使料坯加熱溫度均勻穩定，控制精度高，利于后續鍛壓和擠壓工序生廣聞品質廣品。
[0047]優化的加熱爐構造特別適合鋁合金棒料的快速均勻低能耗加熱。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0048]圖1是回轉式金屬坯料加熱爐構造
[0049]圖2是回轉式金屬坯料加熱爐導風構造
[0050]圖3是回轉式金屬坯料加熱爐回轉料臺圓管桁架支撐構造上視圖
[0051]圖4是回轉式金屬坯料加熱爐回轉料臺圓管桁架支撐構造等軸側圖
[0052]圖5是回轉式金屬坯料加熱爐單層料架布置等軸側圖
[0053]圖6是回轉式金屬坯料加熱爐多層筒巢狀回轉料臺構造
[0054]圖7是回轉式金屬坯料加熱爐內熱風流動速度分布圖(實施例)
[0055]圖8是回轉式金屬坯料加熱爐內熱風溫度分布(實施例)
【【具體實施方式】】
[0056]本發明具體實施了一種適用于金屬鍛造和擠壓成型領域、特別是鋁合金鍛造和擠壓成型領域的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”
[0057]本發明具體實施解決的關鍵技術問題是循環熱風在爐內均勻分布高速流動、實現料坯快速均勻加熱、熱風高效低耗利用、控制爐門冒風和吸風，坯料低能耗加熱的問題。
[0058]本發明具體實施詳細特征如下:
[0059]設置入口熱風最優配置的分層熱風導風板(la, lb, lc, Id, Ie)構造,根據爐內還料加熱需要有效分配熱風；
[0060]設置爐內圓形分層導風板(2)，形成按坯料加熱空間分層分配熱風的構造；
[0061]使用循環熱風入口分層導風板(1)，爐內分層圓形導風板(2)，形成分層導風布風構造，通過調整各層結構尺寸可有效分配加熱空間循環熱風；
[0062]設置爐內雙圓弧內導風墻(3a，3b)及其弧形開口構造(4a，4b)；
[0063]設置中心封閉導風圓筒(5)；
[0064]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a, 3b)及其弧形開口構造(4a, 4b),中心封閉導風圓筒(5)，形成有效加熱空間導風通道，控制有效加熱空間循環熱風流速和分布的構造。
[0065]設置外導風墻(6)；
[0066]設置外導風墻(6)的圓弧構造(7a, 7b)；
[0067]設置循環熱風雙回風水平通道構造(8a，8b)；
[0068]設置返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)；
[0069]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a, 3b)及其開口構造(4a, 4b),中心封閉導風圓筒
(5),外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a, 7b),循環熱風雙回風水平通道構造(8a, 8b),返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，導引循環熱風高效加熱坯料和循環熱風的構造。
[0070]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a，3b)及其開口構造(4a，4b)，中心封閉導風圓筒
(5),外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a, 7b),循環熱風雙回風水平通道構造(8a, 8b),返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，控制爐內壓力分布，進而控制爐門冒風和吸風，降低爐門開啟導致的熱風能量損失的構造。
[0071]使用爐內雙圓弧內導風墻(3a,3b)及其開口構造(4a,4b),中心封閉導風圓筒
(5),外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a, 7b),循環熱風雙回風水平通道構造(8a, 8b),返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，使循環熱風流動阻力最小化，熱風能量損耗最小化的構造。
[0072]設置水平布置的多層回轉臺圓環組(11a，11b，11c，lid)；
[0073]設置圓周垂直布置的支撐長圓管組(10-1至10-45)支撐多層水平布置回轉臺圓環組(11a, lib, 11c, lid)；
[0074]設置垂直于各回轉臺圓環組(11a，11b，11c，Ild)的多層水平圓柱橫梁組(12a_l至 12a-30)、(12b-l 至 12b_30)、(12c_l 至 12c_30)、(12d_l 至 12d_30)， (13a_l 至 13a_5)、(13b-l 至 13b-5)、(13c_l 至 13c_5)、(13d_l 至 13d_5)、(13e_l 至 13e_5)；
[0075]設置中心主回轉軸(14)；
[0076]使用焊接在一起的支撐長圓管組(10)、回轉臺圓環組(11)、水平圓管橫梁組(12)和(13)、中心封閉導風圓筒(5)、中心主回轉軸(14)形成整體桁架支撐結構(圖4);
[0077]設置支撐短圓管組(15a,15b, 15c, 15d, 15e, 15f)；
[0078]設置單坯料架橫梁(16a，16b)；
[0079]支撐短圓管組(15)與單坯料架橫梁(16)焊接構成單坯料架，各單坯料架繞各層支撐圓環組圓周方向均勻布置構成單層料架組(圖5);
[0080]單層坯料架組(圖5)的支撐短圓管組(15)焊接于各層水平圓環組(11)和各層圓形分層導風板(2)，構成多層料架組；
[0081]使用中心封閉導風圓筒(5)、垂直支撐長圓管組(10)、回轉臺圓環組(11)、水平圓管橫梁組(12)和(13)、單坯料架垂直支撐短圓管(15)，使爐內構造部件迎風流動阻力最小化，熱風能量損耗最小化的構造。
[0082]整體桁架支撐結構和多層料架組共同構成多層筒巢狀回轉料臺(圖6);
[0083]在外導風墻(6)上設置多層進出料爐門(17)，爐門個數與料層數對應，但不受層數限制；
[0084]設置驅動裝置及其控制系統，程序驅動筒巢狀回轉料臺(圖6)按金屬坯料加熱工藝要求繞中心主回轉軸(14)旋轉；
[0085]設置燃氣加熱裝置或電加熱裝置及其控制系統，按金屬坯料加熱工藝要求加熱循環熱風；
[0086]設置熱風循環風機及其控制系統，按金屬坯料加熱工藝要求供風和循環熱風返回風箱。
[0087]本發明具體實施的技術優點如下:
[0088]優化的加熱爐構造緊湊，占地面積小，有利車間布置，同時降低車間土地使用成本；
[0089]回轉爐回轉構造部件采用管材制作，既降低了高價優質鋼材的使用量，又降低了回轉部重量，使回轉爐關鍵部制造成本降低，同時降低驅動機構載荷，進而降低驅動機構成本和驅動能耗；
[0090]優化的加熱爐構造使循環熱風流動阻力最小化、熱風能量損耗最小化，加熱爐供風能耗最小化；
[0091]優化的加熱爐構造使爐內熱風速度分布均勻、熱風在加熱保溫區被充分高效利用，利于降低加熱能耗；
[0092]優化的導風構造可以控制爐內壓力分布，使爐門開啟時既不冒風又不吸風，利于節省熱風能量；
[0093]優化的加熱爐構造使料坯加熱速度快，利于降低加熱能耗，同時降低坯料氧化損耗；
[0094]優化的加熱爐構造使料坯加熱溫度均勻穩定，控制精度高，利于后續鍛壓和擠壓工序生廣聞品質廣品。
[0095]優化的加熱爐構造特別適合鋁合金棒料的快速均勻低能耗加熱。
【權利要求】
1.適用于金屬坯料鍛造和擠壓成型領域、特別是鋁合金鍛造和擠壓成型領域的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”。其特征在于設置循環熱風入口分層導風板(1)，爐內分層圓形導風板(2)，爐內雙圓弧內導風墻(3)及其弧形開口構造(4)，中心封閉導風圓筒(5),外導風墻(6)及其圓弧型導風構造(7a, 7b),循環熱風水平雙回風通道構造(8a,8b)，返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，使用圓周布置的支撐長圓管組(10)和中心主回轉軸(14)支撐多層水平圓環組(11)、水平圓管橫梁組(12)和(13)構成的水平圓料盤(圖3)、與中心封閉導風圓筒(5) —起形成整體桁架支撐結構(圖4);使用焊接在支撐水平圓環組上的短圓管組(15)支撐單料坯架橫梁組(16)構成料架層(圖5)放置料坯(17)，整體多層桁架支撐結構(圖4)與多層料架層(圖5)共同構成多層筒巢狀回轉料臺(圖6)，與各層回轉料臺對應在外導風墻(6)上設有進出料爐門(18)，利用驅動機構驅動多層筒巢狀回轉料臺(圖6)繞料臺主軸(14)旋轉，使用燃氣加熱或電加熱裝置加熱空氣并從加熱爐循環熱風入口提供熱風，使用循環風機循環熱風。利用上述技術特征解決熱風在加熱爐內高速均勻分布、快速均勻加熱、高效低耗使用熱風、控制爐門冒風和吸風的課題，實現金屬坯料快速均勻低能耗加熱的加熱爐構造。
2.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用循環熱風入口分層導風板(1)，爐內分層圓形導風板(2)，形成分層導風布風構造，優化各層結構尺寸控制循環熱風速度和風量分配的構造。
3.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用爐內雙圓弧內導風墻⑶及其弧形開口構造(4a,4b),中心封閉導風圓筒(5),控制爐內加熱空間循環熱風流速和速度分布的構造。
4.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用爐內雙圓弧內導風墻(3)及其開口構造(4)，中心封閉導風圓筒(5)，外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a，7b)，循環熱風雙回風水平通道構造(8a，8b)，返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，導引循環熱風加熱坯料并返回循環熱風風箱的構造。
5.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用爐內雙圓弧內導風墻(3)及其開口構造(4)，中心封閉導風圓筒(5)，外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a，7b)，循環熱風左右雙回風通道構造(8a，8b)，返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，控制爐內壓力分布，進而控制爐門冒風和吸風，降低爐門開啟導致的熱風能量損失的構造。
6.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用爐內雙圓弧內導風墻(3)及其開口構造(4)，中心封閉導風圓筒(5)，外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a，7b)，循環熱風雙回風水平通道構造(8a，Sb)，返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a, 9b),使爐內循環熱風流動阻力最小化，熱風能量損耗最小化的構造。
7.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用中心封閉導風圓筒(5)、垂直支撐長圓管組(10)、回轉臺圓環組(11)、水平圓管橫梁組(12)和(13)、單坯料架垂直支撐短圓管組(15)等構件，使爐內構造部件迎風流動阻力最小化，熱風能量損耗最小化的構造。
8.根據權利要求1所述的“回轉式金屬坯料快速均勻低能耗加熱爐構造”，使用爐內雙圓弧內導風墻(3)及其開口構造(4)，中心封閉導風圓筒(5)，外導風墻(6)及其導風圓弧構造(7a，7b)，循環熱風雙回風水平通道構造(8a，Sb)，返回循環熱風負壓風箱入口構造(9a，9b)，實現金屬料坯快速均勻加熱的構造。
【文檔編號】B21J17/00GK104128551SQ201410166897
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月20日 優先權日:2014年4月20日
【發明者】高鴻 申請人:高鴻