天然气退火炉的制作方法

本发明属于热处理技术领域，涉及一种退火装置，特别是一种天然气退火炉。

背景技术：
退火是生产中常用的预备热处理工艺。大部分机器零件及工、模具的毛坯经退火后，可消除铸、锻及焊件的内应力与成分的组织不均匀性；能改善和调整钢的力学性能，为下道工序作好组织准备。对性能要求不高、不太重要的零件及一些普通铸件、焊件，退火可作为最终热处理。钢的退火是把钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。退火工艺的主要装备是退火炉，退火炉加热方式主要有两种，一种是电磁加热，另一种是燃料加热。电磁加热方式能够使受热件受热均匀，且污染少，控制方便，但是却造价昂贵且要浪费大量的电能。燃料加热一般采用燃烧煤来加热，但煤加热不均且易产生烟尘，不但污染环境，也容易污染退火的工件。

技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种天然气退火炉，本退火炉以天然气为燃料，具有加热均匀、无污染的特点，同时还有退火后对工件进行冷却处理的好处。本发明的目的可通过下列技术方案来实现：包括用于对工件进行退火处理的加热室及用于对退火后工件进行冷却处理的冷却室。其特征在于：所述加热室内由内外两层腔室组成，两腔室之间留有一定的间隙，以便热流从其中流过。内层腔室内部设置工件承载台，用于承载待退火工件，所述内层腔室壁上设置有联通内外腔室的孔，以便热流体从其中流过。在内层腔室的左右腔室壁上设置有燃气进气端口和热流出口。所述燃气进气端口与进气管路联通，燃气从燃气进气端口喷入内层腔室内部进行燃烧。所述热流端口处设置有环流风扇，用于加强腔室内的热环流，使退火温度稳定均匀。环流风扇的吸气端对应内层腔室热流出口端，环流风扇的排气端对应两腔室之间的热流间隙，环流风扇用于吸收内层腔室的热流，将其排入内外腔室之间的间隙，然后这些热流又从内腔室的壁孔进入内腔室，从而形成环流。环流风扇由透平涡轮驱动，所述透平涡轮的出气端口与燃气进气端口联通。所述冷却室上设置有冷却流体进流端口和回流端口，如水或空气，用于对冷却室内的退火工件进行冷却处理。所述回流端口与进流端口之间连接液态天然气LNG汽化器及泵送装置，泵送装置用于控制冷却流体环流。所述LNG汽化器进料端口连接LNG供应源，如LNG罐体，出料口连接透平涡轮进气端口，LNG从进料端口流进汽化器，经过气化后从出料口流出，气化后的天然气压力升高，流过透平涡轮风扇，驱动透平涡轮转动，透平涡轮带动涡轮风扇转动。经过退火工件加温后的冷却流体进入LNG汽化器，作为汽化器的部分热源，经过LNG汽化器冷却后再进入冷却室对工件进行冷却。在上述的天然气退火炉中，所述透平涡轮连接再生制动电机驱动系统。即透平涡轮连接一电机，该电机为具有再生制动功能的电机驱动系统。在天然气驱动动力不足时，可以利用该电机辅助驱动透平涡轮转动。在需要降低透平涡轮转速时，可以控制再生制动电机对透平涡轮进行制动减速，这时再生制动电机将透平涡轮的动能转化为电能存储起来，以便于节能。在上述的天然气退火炉中，所述环流风扇为涡轮风扇，涡轮风扇的吸气端对应内层腔室热流出口端，涡轮风扇的排气端对应两腔室之间的热流间隙。在上述的天然气退火炉中，所述燃气进气端口和热流出口也可以分别位于内层腔室的上下腔室壁上，联通内外层腔室的孔开在内层腔室左右的腔室壁上。在上述的天然气退火炉中，所述冷却室使用的冷却流体为空气时，所诉冷却流体进流端口和回流端口分别位于冷却室上部和下部。在上述的天然气退火炉中，所述冷却室使用的冷却流体为水时，冷却室下部设置热水回流槽，回收槽通过过滤器与冷却流体回流端口联通，所述冷却流体进流端口设置有喷淋头。在上述的天然气退火炉中，所述的冷却流体进流端口为沿被冷却工件走向方向排列的多个，以便使工件冷却均匀。在上述的天然气退火炉中，在所述的内层腔室内的上方和下方分别设置有扰流板，所述扰流板上设置有扰流孔。热流经过扰流板可以使腔室内的热量更加均匀，同时扰流板具有一定的热容量，也能使的腔室内的温度受外界的波动影响较小。在上述的天然气退火炉中，所述上方和下方扰流板作为电极板连接控制电路的连接，控制电路用于在两极板之间产生电磁场，对火焰作用以电场，或电磁场可以改变火焰的形状，以便实现对腔室内燃烧的控制。与现有技术相比，本天然气退火炉具有以下优点：本发明采用天然气作为燃料，清洁无污染。利用天然气的压力能驱动风扇实现加速对腔室内的热流动，从而使工件受热均匀，使燃料燃烧充分。利用液态天然气LNG的冷能对退火后的工件进行冷却处理，综合利用了天然气的能量，具有节能环保的效果。附图说明图1是本发明的加热室处的结构示意图；图2是本发明的冷却室处的结构示意图。图中，1、内层腔室；2、工件承载台；3、外腔室；4、燃气进气端口；5、热流出口；6、涡轮风扇；7、透平涡轮；701、透平涡轮进气端口；8、电机；9、冷却室；10、热水回流槽；11、过滤器；12、喷淋头；13、汽化器；14、泵送装置；15、LNG罐体；16、扰流板；17、控制电路。具体实施方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。如图1、2所示，一种天然气退火炉，改进的部分主要包括用于对工件进行退火处理的加热室及用于对退火后工件进行冷却处理的冷却室。所述加热室内由内外两层腔室组成，两腔室之间留有一定的间隙，以便热流从其中流过。内层腔室1内部设置工件承载台2，用于承载待退火工件，如钢管等。所述内层腔室壁上设置有联通内外腔室3的孔，以便热流体从其中流过。在内层腔室的左右腔室壁上设置有燃气进气端口4和热流出口5。所述燃气进气端口与燃气进气管路联通，燃气从燃气进气端口喷入内层腔室内部进行燃烧。所述热流端口处设置有涡轮风扇6，用于加强腔室内的热环流，使退火温度稳定均匀。涡轮风扇的吸气端对应内层腔室热流出口端，环流风扇的排气端对应两腔室之间的热流间隙，环流风扇用于吸收内层腔室的热流，将其排入内外腔室之间的间隙，然后这些热流又从内腔室的壁孔进入内腔室，从而形成环流。环流风扇轴穿过外腔室壁与透平涡轮7的轴连接，所述透平涡轮的出气端口与燃气进气端口联通。所述透平涡轮另一端连接再生制动电机驱动系统的电机8。再生制动电机驱动系统，把电动机转成发电机使用，把车辆的动能转成电能。动力制动通常只会把产生的电，经过电阻转成无用的热放走。而再生制动则会把电力储起来或透过电网送走，再生循环使用。再生制动电机系统，在制动时把动能转化及储存起来，而不是变成无用的热。在天然气驱动动力不足时，可以利用该电机辅助驱动透平涡轮转动。在需要降低透平涡轮转速时，可以控制再生制动电机对透平涡轮进行制动减速，这时再生制动电机将透平涡轮的动能转化为电能存储起来，以便于节能。如图2所示，所述冷却室9上设置有冷却流体进流端口和回流端口，本实施例冷却流体为水，用于对冷却室内的退火工件进行冷却处理。冷却室下部设置热水回流槽10，用于回收从工件上流下的水，回收槽通过过滤器11与冷却流体回流端口联通，所述的冷却流体进流端口为沿被冷却工件走向方向排列的多个，所述冷却流体进流端口设置有喷淋头12，以便将水喷洒均匀。所述回流端口与进流端口之间连接液态天然气LNG汽化器13（或换热器）及泵送装置14，泵送装置用于控制冷却流体循环流动。所述LNG汽化器进料端口连接LNG供应源，如LNG罐体15，出料口连接透平涡轮7进气端口701，LNG从进料端口流进汽化器，经过气化后从出料口流出，气化后的天然气压力升高，流过透平涡轮，驱动透平涡轮转动，透平涡轮带动涡轮风扇转动。经过退火工件加温后的冷却流体进入LNG汽化器，作为汽化器的部分热源，经过LNG汽化器冷却后再进入冷却室对工件进行冷却。在所述的内层腔室内的上方和下方分别设置有扰流板16，所述扰流板上设置有扰流孔，即在一块金属板上设置密集的通孔。热流经过扰流板可以使腔室内的热量更加均匀，同时扰流板具有一定的热容量，也能使腔室内的温度受外界的波动影响较小。所述上方和下方扰流板作为电极板连接控制电路17的连接，控制电路用于在两极板之间产生电磁场，对火焰作用以电场，或电磁场可以改变火焰的形状，以便实现对腔室内燃烧过程的控制。当然各种管路上可根据需要设置一些控制阀，腔室上开设退火工件进出料口等，这里不做赘述。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管本文较多地使用了1、内层腔室；2、工件承载台；3、外腔室；4、燃气进气端口；5、热流出口；6、涡轮风扇；7、透平涡轮；8、电机；9、冷却室；10、热水回流槽；11、过滤器；12、喷淋头；13、汽化器；14、泵送装置；15、LNG罐体；16、平涡轮进气端口；17、控制电路等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。