專利名稱：一種用于罩式退火爐的加熱罩的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種熱處理過程中的罩式退火爐設備，具體涉及一種用于罩式退火爐的加熱罩。
背景技術：
罩式退火爐是冷軋鋼卷或其它金屬材料退火過程中常使用的一種周期性熱處理設備，主要由爐臺、內罩、加熱罩、冷卻罩等構成。罩式退火爐加熱罩一般由罩體、燃燒器、換熱器、空氣管路、燃氣管路、煙氣管路、助燃風機等部件構成。在其工作過程中，燃燒器在加熱罩內燃燒燃料加熱，高溫煙氣通過換熱器后溫度降低，排出加熱罩外，同時將助燃空氣加熱。現有的罩式退火爐加熱罩的燃燒器多布置在加熱罩下部，分為兩排或者三排交錯布置，燃燒器同時燃燒進行加熱，煙氣從加熱罩上部的排煙口排出，這使得罩式退火爐加熱過程中，其下部分靠近燃燒器區域，溫度較高，使內罩下部分溫度較高，這造成了內罩內的堆垛鋼卷下部鋼卷溫度較高，鋼卷溫度不均勻，存在較大溫差，容易造成鋼卷粘結的現象； 同時，存在下部鋼卷已經達到退火所需溫度，但是上部鋼卷溫度還未達到的現象，為了使上部分鋼卷達到退火要求溫度，使得排煙溫度很高，加熱時間延長，造成了燃料的巨大浪費。
發明內容
針對上述的現有罩式退火爐加熱罩的缺點，本發明提出一種用于罩式退火爐的加熱罩，通過燃燒器在加熱罩上的分組布置以及交叉脈動的燃燒方式，使得加熱罩內溫度場更加均勻，提高了鋼卷退火質量，減少罩式退火爐加熱時間，降低了罩式退火爐排煙溫度， 具有結構簡單、占地面積小、運行費用低、節省燃料和加熱效果好的優點。實現本發明的目的所采用的具體技術方案如下一種用于罩式退火爐的加熱罩，包括加熱罩殼體和設置在該殼體上的至少一個燃燒器組，其中，每個所述燃燒器組包括成對布置的兩蓄熱式燃燒器，所述蓄熱式燃燒器包括燃燒氣體流道、燃氣進口、蓄熱式換熱器和燒嘴，所述燃氣進口一端與外部的燃氣支管通過電磁閥連接，以控制燃氣的輸入，另一端穿過蓄熱式換熱器后與燒嘴連通，兩蓄熱式燃燒器的燃燒氣體流道)各自分別連接到四通換向閥一個入口，該四通換向閥)的另外兩入口分別與外部空氣管道和廢氣管道連通，通過對四通換向閥的切換，實現兩燃燒氣體流道與空氣管道和廢氣管道的交替連通，從而實現每個燃燒器組中的兩個燃燒器的交替燃燒。燃燒器安裝在在加熱罩上；罩式退火爐在對鋼卷進行加熱時，每個燃燒器分別進行燃燒或作為煙氣排出通道，煙氣在通過燃燒器的過程中，將燃燒器后半部分的蓄熱體加熱，同時，助燃空氣在通過參與燃燒的燃燒器時被其蓄熱體加熱；通過管道切換裝置的作用，每個燃燒器作交叉脈動燃燒。燃燒器安裝在在加熱罩上，分為若干組，每組燃燒器數目2個，均勻布置在罩式退火爐加熱罩上；每個燃燒器有一個切向的角度，使火焰切向加熱內罩，防止高溫火焰直接正
3對內罩。每個燃燒器的換熱器安裝在燒嘴后面，加熱罩工作時，空氣流經換熱器被加熱然后進入燒嘴參與燃燒，或者高溫煙氣經燒嘴通過換熱器，將熱量傳遞給換熱器。本發明中的罩式退火爐加熱罩的煙氣熱量回收由每個燃燒器后面的蓄熱式換熱器來完成，代替了原有罩式退火爐的金屬熱交換器，具有換熱效率高、體積小、重量輕、成本低的特點。管道切換裝置由空氣切換閥、煙氣切換閥以及燃氣切換閥組成，分別切換空氣和煙氣以及燃氣的流向。罩式退火爐在對鋼卷進行加熱時，每個燃燒器分別交替進行燃燒和排煙，煙氣在通過燃燒器的過程中，將燃燒器后半部分的換熱器加熱，同時，助燃空氣在通過參與燃燒的燃燒器時被其換熱器加熱；通過管道切換裝置的作用，每個燃燒器作交叉脈動燃燒，切換時間由事先設定好的控制系統控制。本發明中的每組中的兩個燃燒器輪流工作，作交叉脈動燃燒，煙氣在爐內往復流動對內罩進行加熱，使得內罩溫度更加均勻，提高了燃料燃燒效率和爐內傳熱效率。本發明中燃燒器所采用的換熱器采用陶瓷蓄熱體制作，能耐腐蝕并且可以充分吸收煙氣的余熱，使排煙溫度降低到150°C以下，甚至可以達到常溫，當排煙溫度降到150°C 以下后會產生露點析出液，煙氣中的氮氧化物等酸性氣體可以被吸附在露點析出液中，可以減輕對環境的污染。
圖1為本發明的一種用于罩式退火爐的加熱罩外形圖。圖2為本發明的一種用于罩式退火爐的加熱罩工作原理示意圖。圖3為本發明中的燃燒器組結構示意圖。圖4為本發明中所使用的燃燒器的結構示意圖。圖5為本發明中某一高度上一種典型的燃燒器布置形式示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例和附圖進一步說明本發明。由圖2-5所示，本發明的罩式退火爐用加熱罩罩設在罩式退火爐的爐臺11上，內部設置有內罩12和鋼卷13。加熱罩包括加熱罩殼體1和設置在殼體1上的至少一個燃燒器組，本實施例中優選為4個。由圖3所示，每個燃燒器組包括有兩成對布置的蓄熱式燃燒器2。由圖4所示，每個蓄熱式燃燒器2包括燃燒氣體流道15、燃氣進口 17、蓄熱式換熱器16和燒嘴18，其中，蓄熱式換熱器位于燒嘴18后部，燃燒氣體流道15流經蓄熱式換熱器16，燃氣進口 17穿過蓄熱式換熱器16后連接到燒嘴18。燃氣進口 17與燃氣管道通過電磁閥14連接，利用電磁閥14控制燃氣的輸入，兩蓄熱式燃燒器2的燃燒氣體流道15連接到四通換向閥3兩個入口，該四通換向閥3的另外兩入口分別與空氣管道5和廢氣管道6連通，其中一個燃燒氣體流道15與空氣管道5連通時，另一個燃燒氣體流道15與廢氣管道6連通，當切換四通換向閥3時，與空氣管道5連通的燃燒氣體流道15則切換到與廢氣管道6連通，與廢氣管道6連通燃燒氣體流道15切換到與空氣管道5連通，實現兩燃燒氣體流道15通過該四通換向閥3與空氣管道5和廢氣管道6的交替連通，從而每個燃燒器組中的兩個燃燒器2交替燃燒(交叉脈動燃燒)，即同一時間其中一個燃燒而另一個蓄熱。在罩式退火爐加熱罩工作時，當燃燒器工作狀態為燃燒加熱時，助燃空氣經過蓄熱體被加熱然后經過燒嘴參與燃燒；當燃燒器工作狀態為蓄熱時，爐內燃燒的煙氣通過燒嘴進入蓄熱體，其熱量被蓄熱體吸收。排煙管道處安裝有引風機，空氣管道處安裝有鼓風機。由圖4所示，燃燒氣體流道15通過四通換向閥3與排煙管道或者空氣管道5相連，這使燃燒氣體流道既可以充當空氣進口流道，又可以充當煙氣排出流道，這兩種功能的變換通過控制系統調節四通換向閥來實現；燃氣管道前設置有電磁閥14，由控制系統控制燃料的流通。燃燒器的工作狀態分為兩種，一種是排煙狀態，一種是燃燒狀態。在排煙狀態中，通過四通換向閥3，將燃燒氣體流道15與排煙管道9相連，同時控制系統關閉燃氣管道上面的電磁閥，截止燃氣流通，燒嘴18處沒有燃氣燃燒，罩式退火爐加熱罩內的高溫煙氣由于壓力的原因，通過燒嘴18、流經蓄熱體，將熱量傳遞給蓄熱體后通過煙氣排出管道9排出系統，這一過程煙氣溫度降低，蓄熱體溫度升高；排煙過程持續一段時間后，控制系統通過調節四通換向閥3，使得燃燒氣體流道15與空氣管道5相連，同時控制電磁閥開啟，使燃氣進入燒嘴18，空氣進入燃燒氣體流道15，流經蓄熱體，被高溫蓄熱體加熱后在燒嘴18處與燃氣混合進行燃燒，在這個過程中，蓄熱體的將熱量傳遞給空氣，自身溫度逐漸降低。在這種罩式退火爐的工作過程中，每個燃燒器都是在控制系統的調節下做交叉脈動燃燒。在罩式退火爐加熱罩上布置多個燃燒器組時每個燃燒器組可以在同一高度上交叉布置或者不同高度上布置，并通過管道與四通閥、電磁閥連接在一起。圖5為某一高度上一種典型的燃燒器布置圖，如圖5所示，每個燃燒器均沿內罩切向布置，避免燃燒器火焰直接沖刷內罩壁面，延長內罩使用壽命。如圖2所示，本實施例的加熱罩上一共布置了 4個燃燒器組A、B、C和D，每組有兩個燃燒器，分別是燃燒器A1、燃燒器A2、燃燒器B1、燃燒器B2、燃燒器C1、燃燒器C2、燃燒器 D1、燃燒器D2。在圖2所示的工作狀態中，控制系統控制燃燒器控制每個燃燒器前面的電磁閥，使得燃燒器A2、B2、C2、D2處有燃氣通入，同時，控制四通換向閥，使得空氣通過管道和四通換向閥，進入燃燒器A2、B2、C2、D2，經這4個燃燒器后部的蓄熱體加熱到一定溫度，在燒嘴處與燃氣混合燃燒；爐內由于壓力的原因，使得高溫煙氣由燃燒器Al、Bi、Cl、Dl的燒嘴處進入這四個燃燒器，流經蓄熱體，蓄熱體對高溫煙氣進行余熱回收，使煙氣自身溫度降低到150°C以下，經四通換向閥流向排煙管道9。維持這樣的工作狀態一段時間后，控制系統調節每個燃燒器前的電磁閥，使得燃燒器Al、Bi、Cl、Dl前又燃氣通入，而其他四個燃燒器沒有燃氣通入，同時調節四通換向閥，使得空氣通過管道和四通換向閥，進入燃燒器Al、 B1、C1、D1，經這4個燃燒器后部的蓄熱體加熱到一定溫度，在燒嘴處與燃氣混合燃燒；爐內由于壓力的原因，使得高溫煙氣由燃燒器A2、B2、C2、D2的燒嘴處進入這四個燃燒器，流經蓄熱體，蓄熱體對高溫煙氣進行余熱回收，使煙氣自身溫度降低到150°C以下，經四通換向閥流向排煙管道9。在這種工況下，每組燃燒器就這樣進行交叉脈動燃燒。
以上敘述只是該新型交叉脈動燃燒罩式退火爐的一種典型工況。由于罩式退火爐的實際工作過程中，鋼卷的溫度是在一直變化的，因此所需要的加熱狀態也是在一直變化的，因此，控制系統可以分別控制每一組的每一個燃燒器的工作狀況，比如，在需要加熱量大的工況時，圖2中的四組燃燒器每組都有一個進行燃燒，一個進行蓄熱，在加熱量需求小的時候，可以關閉一組或者多組燃燒器，既不進行燃燒，也不進行蓄熱，這一切都可以根據實際工況有控制系統自動按照事先設計好的控制程序來調節。為了簡化敘述這種罩式退火爐的工作流程，圖2中只有4組燃燒器，實際中的這種罩式退火爐可以是有任意數目的燃燒器組，具體可以根據罩式退火爐大小及加熱需求等實際情況來確定。
權利要求
1.一種用于罩式退火爐的加熱罩，包括加熱罩殼體(1)和設置在該殼體(1)上的至少一個燃燒器組，其中，每個所述燃燒器組包括成對布置的兩蓄熱式燃燒器( ，所述蓄熱式燃燒器( 包括燃燒氣體流道(15)、燃氣進口(17)、蓄熱式換熱器(16)和燒嘴(18)，所述燃氣進口(17) —端與外部的燃氣支管(4)通過電磁閥(14)連接，以控制燃氣的輸入，另一端穿過蓄熱式換熱器(16)后與燒嘴(18)連通，兩蓄熱式燃燒器O)的燃燒氣體流道(15) 各自分別連接到四通換向閥⑶一個入口，該四通換向閥⑶的另外兩入口分別與外部空氣管道( 和廢氣管道(6)連通，通過對四通換向閥C3)的切換，實現兩燃燒氣體流道(15) 與空氣管道( 和廢氣管道(6)的交替連通，從而實現每個燃燒器組中的兩個燃燒器(2) 的交替燃燒。
2.根據權利要求1所述的加熱罩，其特征在于，所述的煙氣排放管道(9)處安裝有引風機，空氣管道(8)處安裝有鼓風機。
3.根據權利要求1或2所述的加熱罩，其特征在于，所述燃燒器組為4個。
4.根據權利要求1-3之一所述的加熱罩，其特征在于，當其中一個燃燒氣體流道與空氣管道連通時，另一個燃燒氣體流道與廢氣管道連通，切換四通換向閥(3)時，與空氣管道連通的燃燒氣體流道則切換到與廢氣管道連通，與廢氣管道連通燃燒氣體流道切換到與空氣管道連通，實現兩燃燒氣體流道通過該四通換向閥(3)與空氣管道和廢氣管道的交替連
全文摘要
本發明公開了一種用于罩式退火爐的加熱罩，包括加熱罩殼體和設置在該殼體上的至少一個燃燒器組，每個燃燒器組包括兩蓄熱式燃燒器，其包括燃燒氣體流道、燃氣進口、蓄熱式換熱器和燒嘴，燃氣進口一端與外部的燃氣支管通過電磁閥連接，另一端穿過蓄熱式換熱器后與燒嘴連通，兩蓄熱式燃燒器的燃燒氣體流道分別連接到四通換向閥一個入口，另外兩入口分別與外部空氣管道和廢氣管道連通，通過對四通換向閥的切換，兩燃燒氣體流道與空氣管道和廢氣管道的交替連通，從而實現燃燒器組中的兩個燃燒器的交替燃燒。本發明可以使加熱室加熱溫度均勻，同時減小鋼卷退火中的溫差和退火時間，提高鋼卷退火質量，節省燃料、延長內罩壽命且易于控制退火爐加熱狀態。
文檔編號C21D9/673GK102382973SQ20111032086
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者喻道遠, 張喜來, 方順利, 靳世平 申請人:華中科技大學