可控气体流场的台车式加热炉的制作方法

本发明涉及冶金领域；

尤其涉及一种可控气体流场的台车式加热炉。

背景技术：

台车式加热炉用以生产模具钢、轴承钢、高合金钢等产品。台车式加热炉属于间歇式变温炉，炉膛不分区，炉温按规定的加热程序随时间变化。台车式加热炉具有一个室式炉膛，炉底为一个可移动的台车，工件布置在台车表面均匀分布的专用垫铁上，加热时由牵引机构将台车拉入炉内；加热后，由牵引机构将台车拉出炉外卸料。

现有技术中，部分台车式加热炉采用高速烧嘴脉冲燃烧技术，烧嘴布置在炉体两侧墙下部，在台车面上等间距放置垫铁，垫铁之间的空间作为烧嘴高温高速气流流动空间；也有部分台车式加热炉将烧嘴布置在炉顶两侧。

目前台车式加热炉普遍采用上述燃烧供热方式，当烧嘴在炉体的安装位置确定后，炉内的流场分布位置也随之确定，其存在以下缺点：一是在烧嘴燃烧空间存在局部高温，火焰靠近工件，易使工件过烧；二是烧嘴前空间的温度要高于远离这一位置的温度，使工件表面温差大，甚至超过60℃。在实际生产中，碰到对钢材温度均匀性要求高的工件，将会大大增加了设备操作调节的难度。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的种种不足，本发明要解决的技术问题在于提供一种可控气体流场的台车式加热炉，通过改变炉内流场分布，来提高加热炉炉温均匀性，以克服现有技术的上述缺陷。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可控气体流场的台车式加热炉，炉膛内的两侧炉墙上阵列间隔设置有若干烧嘴和排烟口，烧嘴燃烧产生高温烟气在烧嘴前区域形成高压区，排烟口产生抽力在排烟口前区域形成负压区，通过控制阀门的启闭控制烧嘴的启闭以及控制排烟口排烟或关闭，左侧烧嘴燃烧时右侧排烟口排烟，右侧烧嘴燃烧时左侧排烟口排烟，定时交换炉膛内高压区和负压区的相对位置。

优选地，所述烧嘴为高速烧嘴、平焰烧嘴、蓄热式烧嘴的任一种。

优选地，所述烧嘴采用平焰燃烧，燃烧后的火焰贴近炉墙，和工件保持一定的安全距离。

优选地，炉膛为宽度1.5m～2.5m的窄炉膛时，所述烧嘴采用蓄热式燃烧。

优选地，所述烧嘴与煤气管道、空气管道、风机、阀门共同构成燃烧系统。

优选地，所述排烟口与烟道、引风机、阀门、烟囱共同排烟系统。

通过以上技术方案，本发明相较于现有技术具有以下技术效果：本发明结构简单、使用方便、易于实现，通过控制不同区域炉压，实现控制炉内流体流向。定时改变炉内气体流向，减小炉内温差，使温度场趋于均匀，使高温加热炉炉温均匀性达到±10℃以内。避免了火焰局部高温对有效加热区温度场的影响，从而避免了工件被烧损的风险。

附图说明

图1及图2显示为本发明可控气体流场的台车式加热炉的工作状态示意图。

元件标号说明：

1高压区

2负压区

3有效加热区

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种可控气体流场的台车式加热炉，炉膛内对称的两侧炉墙上阵列间隔设置有若干烧嘴和排烟口，烧嘴与煤气管道、空气管道、风机、阀门共同构成燃烧系统；排烟口与烟道、引风机、阀门、烟囱共同排烟系统。

台车式加热炉的炉膛为封闭结构，燃料通过燃烧系统燃烧产生高温烟气，进入炉膛后使炉膛压力升高，在烧嘴前区域形成高压区1；通过排烟系统在排烟口产生抽力在排烟口前区域形成负压区2，通过控制阀门的启闭控制烧嘴的启闭以及控制排烟口排烟或关闭，左侧烧嘴燃烧时右侧排烟口排烟，右侧烧嘴燃烧时左侧排烟口排烟，定时交换炉膛内高压区和负压区的相对位置，进而控制炉内烟气流向。通过控制阀门的启闭频率控制高压区和负压区交换位置的频率。这就实现了可控流场。具体应用为，参阅图1所示，在前半周期，在左侧炉墙内侧形成高压区1，在右侧炉墙内侧形成负压区2，高温炉气从高压区1流向负压区2，在通过有效加热区3时，将工件加热，换热后炉气温度降低，进入负压区后，再进入排烟通道，完成对工件的一次加热过程；参阅图2所示，后半周期调整了高压区1和负压区2的相对位置，使炉气反向流动，修正了有效加热区3工件的左右两侧温差，使工件温度趋于一致。在炉膛有效加热区两侧高压区1和负压区2是模糊分区，没有明显界限，沿气体流动方向的任意垂直断面，气体流入一侧为高压、流出一侧为负压。在本实施例中，将生成高温气体一侧作为高压,1，将排出高温气体一侧作为低压区2。

作为本发明的进一步改进，根据不同炉型特点，在烧嘴的选型上可选配高速烧嘴、平焰烧嘴、蓄热式烧嘴。烧嘴采用平焰燃烧时，将火焰布置在有效加热区两侧，应用气体的附壁效应，燃烧后的火焰贴近炉墙，和工件保持一定的安全距离，从根本上解决了因火焰局部高温产生的过烧问题。当炉膛为宽度1.5m～2.5m的窄炉膛时，烧嘴采用蓄热式燃烧。蓄热式燃烧技术(或自身预热燃烧技术)和平焰燃烧技术相结合，实现了有效组织炉内流场，在提高炉温均匀性方面取得了成功。

综上所述，本发明结构简单、使用方便、易于实现，通过控制不同区域炉压，实现控制炉内流体流向。定时改变炉内气体流向，减小炉内温差，使温度场趋于均匀，使高温加热炉炉温均匀性达到±10℃以内。避免了火焰局部高温对有效加热区温度场的影响，从而避免了工件被烧损的风险。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种可控气体流场的台车式加热炉，炉膛内的两侧炉墙上阵列间隔设置有若干烧嘴和排烟口，烧嘴燃烧产生高温烟气在烧嘴前区域形成高压区，排烟口产生抽力在排烟口前区域形成负压区，通过控制阀门的启闭控制烧嘴的启闭以及控制排烟口排烟或关闭，左侧烧嘴燃烧时右侧排烟口排烟，右侧烧嘴燃烧时左侧排烟口排烟，定时交换炉膛内高压区和负压区的相对位置。本发明结构简单、使用方便、易于实现，通过控制不同区域炉压，实现控制炉内流体流向。定时改变炉内气体流向，减小炉内温差，使温度场趋于均匀，使高温加热炉炉温均匀性达到±10℃以内。避免了火焰局部高温对有效加热区温度场的影响，从而避免了工件被烧损的风险。

技术研发人员：杨宏飞
受保护的技术使用者：上海五钢设备工程有限公司
技术研发日：2016.05.04
技术公布日：2017.11.14