一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉及应用的制作方法

本发明涉及热处理设备技术领域，特别是涉及一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉及应用。

背景技术：

目前，中厚板热处理回火炉一般采用燃气明火加热方式，烧嘴形式有两种：1、自身预热式烧嘴，其燃烧的烟气从烧嘴处出炉膛；2、亚高速烧嘴，其燃烧的烟气从炉顶排烟口出炉膛。

上述两种烧嘴形式存在的主要问题：烧嘴脉冲燃烧，火焰区域局部高温，炉温越低，工作的烧嘴越少，炉内烟气流动性就越差，炉温均匀性不理想；自身预热式烧嘴在低温回火状态下，因烟气低温冷凝水，导致故障率比较高。

为了提高炉温均匀性，有在炉顶增加循环搅拌风机的，虽然炉内烟气流动性增加，但烟气流动的方向性差，对流传热效率不高；高温回火时，因风机叶轮处于炉膛内，其故障率比较高，维修不太方便。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，包括上加热段和下加热段，下加热段的加热温度范围与上加热段的加热温度范围相同，下加热段采用燃气明火烧嘴，上加热段采用沿回火炉炉长方向分布的若干个烟气循环加热系统，烟气循环加热系统的循环烟气来自燃气明火烧嘴的烟气。

技术效果：本发明采用上部烟气循环加热系统+下部燃气明火烧嘴加热的混合加热方式，通过烟气循环加热系统进行换向，强化回火炉炉内对流传热，提高回火炉的单位产能。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，每个烟气循环加热系统包括循环风机、换向阀、烟气喷嘴，循环风机设于回火炉炉顶正上方，换向阀包括两台气动闸阀，烟气喷嘴包括若干个且分别设于回火炉两侧，循环风机、换向阀和烟气喷嘴通过管件联通。

前所述的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，循环风机的使用温度≤750℃，具有用于调整风量的变频调速模式。

前所述的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，低温回火时，循环风机的频率高；高温回火时，循环风机的频率低。

前所述的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，换向阀的使用温度≤750℃，两台气动闸阀联合作用进行烟气换向。

前所述的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，烟气循环加热系统和燃气明火烧嘴均设于回火炉炉体外。

本发明的另一目的在于提供一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉应用，

上加热段和下加热段同时进行加热，且下加热段加热温度高于上加热段加热温度，燃气明火烧嘴燃烧的高温烟气因密度较低而上浮，进入烟气循环加热系统，即时补充循环烟气的热量；

循环烟气从回火炉炉宽的一侧喷出，再从另一侧吸出，烟气流向基本与钢板平行；加热过程中，钢板中心温度最低，且上表温度低于下表温度，通过上表烟气左右交替流动；烟气进入循环风机被充分搅拌混合，循环风机采用变频调速，随工艺变化调节烟气循环量，低温回火时，采用高频率，高温回火时，采用低频率。

前所述的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉应用，烟气循环加热系统的工作方式为：换向阀动作，循环风机将炉内烟气从a侧烟气喷嘴吸出，再从b侧烟气喷嘴喷入炉膛；循环一段时间后，换向阀动作，循环风机将炉内烟气从b侧烟气喷嘴吸出，再从a侧烟气喷嘴喷入炉膛；循环一段时间后，即完成一个加热循环周期；然后再重复上述步骤，完成下一个循环周期；烟气不断从b侧到a侧，再从a侧到b侧周期性循环下去，在此过程中，烟气的热量传递给被加热的钢板。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中烟气循环加热系统增强了回火炉对流传热效率，上部烟气流更贴近钢板上表面，对流传热效率高，钢板加热速度快，缩短了钢板的加热时间，单位产量高，提高了回火炉的产能；

（2）本发明中烟气经过烟气风机搅拌，加上左右换向交替流动，方向性强，炉温、钢温均匀性得到显著提高；

（3）本发明中烟气循环加热，烟气中的热量被充分吸收，减少了烟气发生量，即减少了煤气消耗量；

（4）本发明非常适用于现有燃气明火烧嘴回火炉的改造，改造后温度均匀性得到显著改善；

（5）本发明中烟气循环加热系统和燃气明火烧嘴均设于回火炉炉体外，结构简单，旧路改造或日常检修维护比较方便。

附图说明

图1为本发明中烟气从a侧出炉膛从b侧入炉膛的示意图；

图2为本发明中烟气从b侧出炉膛从a侧入炉膛的示意图；

其中：1、循环风机；2、换向阀；3、烟气喷嘴；4、燃气明火烧嘴。

具体实施方式

本实施例提供的一种混合加热辊底式中厚板明火回火炉，包括上加热段和下加热段，下加热段的加热温度范围与上加热段的加热温度范围相同，下加热段采用燃气明火烧嘴4，上加热段采用沿回火炉炉长方向分布的若干个烟气循环加热系统，烟气循环加热系统和燃气明火烧嘴4均设于回火炉炉体外，烟气循环加热系统的循环烟气来自燃气明火烧嘴4的烟气。

每个烟气循环加热系统包括循环风机1、换向阀2、烟气喷嘴3。循环风机1设于回火炉炉顶正上方，循环风机1的使用温度≤750℃，具有用于调整风量的变频调速模式，低温回火时，循环风机1的频率高；高温回火时，循环风机1的频率低。换向阀2包括两台气动闸阀，换向阀2的使用温度≤750℃，两台气动闸阀联合作用进行烟气换向。烟气喷嘴3包括若干个且分别设于回火炉两侧，循环风机1、换向阀2和烟气喷嘴3通过管件联通。

工作过程：上加热段和下加热段同时进行加热，且下加热段加热温度高于上加热段加热温度，燃气明火烧嘴4燃烧的高温烟气因密度较低而上浮，进入烟气循环加热系统，即时补充循环烟气的热量；循环烟气从回火炉炉宽的一侧喷出，再从另一侧吸出，烟气流向基本与钢板平行；加热过程中，钢板中心温度最低，且上表温度低于下表温度，通过上表烟气左右交替流动，提高了上表对流传热的强度；烟气进入循环风机1被充分搅拌混合，循环风机1采用变频调速，随工艺变化调节烟气循环量，低温回火时，采用高频率，高温回火时，采用低频率。

其中，烟气循环加热系统的工作方式为：换向阀2动作，循环风机1将炉内烟气从a侧烟气喷嘴3吸出，再从b侧烟气喷嘴3喷入炉膛；循环一段时间后，换向阀2动作，循环风机1将炉内烟气从b侧烟气喷嘴3吸出，再从a侧烟气喷嘴3喷入炉膛；循环一段时间后，即完成一个加热循环周期；然后再重复上述步骤，完成下一个循环周期；烟气不断从b侧到a侧，再从a侧到b侧周期性循环下去，在此过程中，烟气的热量传递给被加热的钢板。

改造实例：

某厂一座燃气明火自身预热烧嘴辊底式中厚板回火炉，炉长约90米，炉长方向分了13个控制段，每个控制段分上、下控制区，烧嘴配置数量充分。高温回火时，上部烧嘴、下部烧嘴根据各段温度需求脉冲燃烧，全炉工作烧嘴平均占比约30%-60%（钢板规格影响）；低温回火时，上部烧嘴基本停止工作，只有下部烧嘴工作，在200℃以下，全炉工作烧嘴平均占比约10%-50%（钢板规格影响）。明火回火炉加热，主要传热方式是对流传热，其对流传热强度主要靠烧嘴火焰搅拌，工作的烧嘴越少，炉内对流传热效率越低，即单位产能越低，同时，由于工作的烧嘴数量少，炉温均匀性也比较差。

现对该炉按本发明设计方案进行改造：1）将该炉上部烧嘴全部改为烟气喷嘴3，去除燃气、空气、排烟管路，每段增设一套烟气循环加热系统，共增设13套烟气循环加热系统，与下部控温区对应；2）下部烧嘴保持不变，燃控方式不变；3）维持原有炉温检测电偶，按照13段控制炉温；4）燃控程序做相应改造。

改造后，一侧烟气喷嘴3喷入烟气、另一侧烟气喷嘴3吸出烟气，则上部烟气喷嘴3处于100%工作状态。因上部热量来源于下部烧嘴燃烧的烟气，这样下部烧嘴的工作频次增加，瞬时工作的烧嘴数量增加。高温回火时，工作烧嘴（含喷嘴）的比例比改造前提高约30%；低温回火时，工作烧嘴（含喷嘴）的比例比改造前提高约50%。考虑到喷嘴加热效率低于烧嘴加热效率，这样，高温回火时平均单位产能将提高15%，低温回火时平均单位产能将提高25%。

上部烟气循环加热系统，烟气经过循环风机1的搅拌和换向流动，上部炉温均匀性高；下部烧嘴工作频次增加，火焰搅拌强度增加，下部炉温均匀性得到改善。因此，整体炉温均匀性得到提高。

本发明用于回火炉改造，不涉及炉体改造，只涉及上部烧嘴更新改造，所以，改造工作均在炉外进行，炉子停炉改造的时间会大大缩短。能源消耗方面，烟气循环加热，煤气消耗下降；煤气烧嘴数量减半，鼓风机功率可以下降近50%；因烟气循环利用，排烟量大幅减少，排烟引风机功率可下降近50%；新增循环风机1功率小，回火炉整体装机容量稍有增加；因单位产能提升，其吨钢综合能源成本预计下降15%以上。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。