U形焰往复加热的台车式热处理装备及其处理方法技术

本发明专利技术涉及超厚板、复合板等产品的热处理炉窑装备及热处理工艺方法，尤其涉及一种U形焰往复加热的台车式热处理装备及其处理方法。多块垫铁排成一列，多列垫铁相互平行放置在炉车上，烧嘴交错固定在炉体的两侧炉墙上，炉嘴位于多列垫铁的空隙中；烧嘴与垫铁以及垫铁上承载的工件组成能流传输的U型能流通道。本发明专利技术革新传统的台车式炉的侧墙烧嘴相向布置和同时供热的操作制度，可以“U”形焰单侧供热、“U”形焰单侧交替换向供热、双侧“U”形焰往复灵活转换供热，可以周期性换向供热，可以间拔燃烧供热，灵活执行间拔、脉冲、往复加热的温度制度。既满足不同工艺温度制度的要求，又满足节能减排、清洁生产的可持续发展战略。

U type flame reciprocating heating trolley type heat treatment equipment and treatment method thereof

The invention relates to the heat treatment furnace equipment and heat treatment process method of the products of super thick plate, composite plate and the like, in particular to a table car type heat treatment equipment with U type flame and reciprocating heating and its processing method. The multi pad iron is arranged in one row, the multi column iron is placed on the furnace car parallel to each other, the burner is staggered on the walls of both sides of the furnace body, the burner is located in the air gap of the multi column iron, and the burner and the padding iron and the workpiece on the iron pad make up the U type current channel that can be transmitted by the flow. The invention innovates the side wall burner layout of the traditional table car furnace and the operation system of heating at the same time. It can \U\ flame single side heating, \U\ shaped Flame single side alternating direction heat supply, bilateral \U\ type flame and flexible conversion heating, can be periodically exchanged for heating, can be pullout and heating, flexible execution of pullout and pulse. The system of the temperature of the heated and reciprocating heating. It not only meets the requirements of different process temperature systems, but also meets the sustainable development strategy of energy saving, emission reduction and cleaner production.

【技术实现步骤摘要】
U形焰往复加热的台车式热处理装备及其处理方法
本专利技术涉及超厚板、复合板等产品的热处理炉窑装备及热处理工艺方法，尤其涉及一种U形焰往复加热的台车式热处理装备及其处理方法。
技术介绍
目前，国内的超厚板和复合板热处理技术相对落后，基本采用进口的辊底式连续退火炉进行热处理，进口设备与处理工艺虽然性能看优，但仅适用于薄板的热处理，且投资费用大，维护、维修及运营成本高；而对于超厚板及复合板的热处理而言，采用这种辊底式连续退火炉是无法完成的。为了满足超厚板及复合板等的使用性能要求，国内的冶金行业正尝试采用台车式炉对超厚板及复合板产品实现加热或热处理工艺。但应用实践表明，国内现有的用于超厚板和复合板的台车式加热炉和热处理炉的设备性能都很差。比如，用于复合板的台车式加热炉经常出现加热后的复合板由于温度不均导致轧制时开裂等情况；用于超厚板的台车式热处理炉的钢板热处理温差严重超标等等。超厚板、复合板等板材按使用性能的需要往往要进行正火、常化、退火、高温回火、中温回火、低温回火等等各种不同的热处理工艺，而且常常伴随着复合的产品处理工艺，即在一个处理周期内需连续进行不同的工艺处理才能具备产品优秀的使用性能，甚至同一台热处理炉在规定的生产周期内的热处理的温度制度低温可能始于270℃，高温要高至1090℃，这就给热处理炉窑装备提出了更高的要求。目前，即使进口的辊底式连续退火炉都不能囊括上述几种不同处理工艺合一的应用功能，传统的台车式热处理炉更难以满足多功能的热处理工艺需求。当前，传统的台车式热处理炉的性能主要存在如下不足：1)炉温不均匀，被处理的工件温差大，严重影响热处理产品的性能。2)炉内不能有效组织温度流场的传导与传输，不能充分实现能流间的有效转换，因此不能实现精准的热处理工艺且高耗能、低产量。3)传统的垫铁蓄热量大，导热性差，寿命短，不利于火焰传播，造成热处理产品的温度黑印影响严重。4)炉子功能单一，热处理工艺的各种温度制度不能一炉多用，满足不了多功能、多品种的超厚板、复合板等的热处理工艺要求。5)燃烧系统硬件功能缺失，软件控制思维僵化、老化，无精准的检测与控制手段，经常性的欠烧而温度偏差大，过烧而烧化工件及垫铁，不仅能源浪费严重，且带来了废品、废渣的工业污染。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供一种U形焰往复加热的台车式热处理装备及其处理方法。实现一炉多用，节能减排，提高热处理产品温度均匀性，满足一炉多功能生产工艺需求。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：U形焰往复加热的台车式热处理装备，包括炉体、炉车、垫铁、烧嘴、密封系统、供风系统、排烟系统等，多块垫铁排成一列，多列垫铁相互平行放置在炉车上，烧嘴固定在炉体两侧的炉墙上且位于多列垫铁之间的通道内；烧嘴与垫铁以及垫铁上承载的工件组成能流传输的U形能流通道。所述垫铁为整体铸造结构，包括上盖板、腹板、底板和导流筋板；上盖板与底板相互平行，腹板位于上盖板与底板之间并垂直于上盖板与底板；导流筋板设有弧形凹槽，弧形凹槽的流线型与火焰轮廓相应，导流筋板位于腹板两侧，并且以10～60°的倾角流线型倾斜；上盖板与腹板设有多个开孔。所述上盖板与底板为平板结构，上盖板与底板长度相同，上盖板宽度小于与底板宽度。所述垫铁由耐高温的高铬镍合金及稀土合金复合整体铸造而成，外层为稀土合金氧化膜层。所述烧嘴通过管路与供风系统以及排烟系统相连。所述垫铁构成的燃烧通道，通过导流筋板将气流导向火焰延伸的一侧，使高温烟气只能向前传输，流向对侧的炉墙时折返循环，形成U形焰；高温烟气在传输过程中与被加热或热处理的工件进行热交换后，通过引射排烟系统外排，如此周而复始。所述烧嘴与垫铁以及垫铁上承载的工件组成能流传输的U形能流通道，可实现单侧U形焰交替供热；可以间隔U形焰交错供热；可以双面导流U形焰叠层供热；可以周期性换向供热，可以间拔燃烧供热。一种基于U形焰往复加热的台车式热处理装备的热处理方法：综合间拔加热技术、脉冲加热技术、往复加热技术等多种加热工艺制度，可以间拔控制燃烧，也可以脉冲、往复控制燃烧；结合单侧U形焰、双向U形焰的交替、交错、叠层加热制度，可灵活实现动态热负荷调整；采用温度闭环一对一自动控制模式，动态控制空燃比；实现全流程的智能化温控与优化管控；节能、减排、绿色环保，更好地满足不同钢种的超厚板、复合板的热处理工艺的需求。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)采用“U”形焰包覆加热、往复加热燃烧技术，台车式热处理装备炉内温度场稳定、均匀，被热处理的超厚板、复合板等工件任意点的温差≤±5℃，保证了热处理产品的质量与性能。(2)灵活满足各种工艺热处理制度，包括同一生产周期内的钢板的不同热处理工艺，正火，退火，淬火及回火调质等各种处理工艺，一炉多用。(3)综合间拔加热技术、脉冲加热技术、往复加热技术等多种加热工艺制度，可以间拔控制燃烧，也可以脉冲、往复控制燃烧；结合单侧“U”形焰、双向“U”形焰的交替、交错、叠层加热制度，可灵活实现动态热负荷调整；采用温度闭环一对一自动控制模式，动态控制空燃比；实现全流程的智能化温控与优化管控；节能、减排、环保，更好地满足不同钢种的超厚板、复合板的热处理工艺的需求。(4)相比传统的台车式热处理窑炉，可实现同产量时燃料消耗减半，同单耗时产量翻倍，节能、环保又循环经济。附图说明图1是本专利技术的结构示意主视图及工艺原理图；图2是本专利技术结构示意俯视图；图3是本专利技术双侧U形焰状态结构示意左侧视图；图4是本专利技术双侧U形焰状态结构示意右侧视图；图5是本专利技术单侧左供热状态结构示意侧视图；图6是本专利技术单侧右供热状态结构示意侧视图；图7是本专利技术单侧左供热状态结构示意俯视图；图8是本专利技术单侧右供热状态结构示意俯视图；图9是本专利技术间拔、脉冲供热状态结构示意俯视图；图10是本专利技术另一间拔、脉冲供热状态结构示意俯视图；图11是本专利技术间拔、往复供热状态结构示意俯视图。图中：1-炉体2-炉车3-垫铁4-烧嘴5-工件6-密封系统7-供风系统8-排烟系统9-上盖板10-腹板11-导流筋板12-底板13-弧形凹槽14-火焰轮廓15-椭圆形孔具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：如图1、图2、图3所示，一种U形焰往复加热的台车式热处理装备，包括炉体1、炉车2、垫铁3、烧嘴4、工件5、密封系统6、供风系统7、排烟系统8及其辅助的装、出料定位系统，电气传动与仪表自动化系统和视频传输系统。烧嘴4通过管路与供风系统7以及排烟系统8相连。多块垫铁3排成一列，多列垫铁3相互平行放置在炉车2上，烧嘴4交错固定在炉体1的两侧炉墙上，炉嘴4位于多列垫铁3之间的空隙中；烧嘴4与垫铁3以及垫铁3上承载的工件5组成能流传输的U型能流通道。垫铁3为整体铸造结构，包括上盖板9、腹板10、底板12和导流筋板11；上盖板9与底板12相互平行，腹板10位于上盖板9与底板12之间并垂直于上盖板9与底板12；导流筋板11设有弧形凹槽13，弧形凹槽13的流线型与火焰轮廓14相应，导流筋板11位于腹板10两侧，并且以10～60°的倾角流线型倾斜；上盖板9与腹板10设有多个椭圆形孔15。上盖板9与底板12为平板结构，上盖板9与底板12长度相同，上盖板9宽度小于与底板12宽度。垫铁3由耐高温的高铬镍合金及本文档来自技高网...

【技术保护点】
U形焰往复加热的台车式热处理装备，包括炉体、炉车、垫铁、烧嘴、密封系统、供风系统、排烟系统，其特征在于：多块垫铁排成一列，多列垫铁相互平行放置在炉车上，烧嘴交错固定在炉体的两侧炉墙上，炉嘴位于多列垫铁之间的空隙中；烧嘴与垫铁以及垫铁上承载的工件组成能流传输的U形能流通道。

【技术特征摘要】
1.U形焰往复加热的台车式热处理装备，包括炉体、炉车、垫铁、烧嘴、密封系统、供风系统、排烟系统，其特征在于：多块垫铁排成一列，多列垫铁相互平行放置在炉车上，烧嘴交错固定在炉体的两侧炉墙上，炉嘴位于多列垫铁之间的空隙中；烧嘴与垫铁以及垫铁上承载的工件组成能流传输的U形能流通道。2.根据权利要求1所述的U形焰往复加热的台车式热处理装备，其特征在于：所述垫铁为整体铸造结构，包括上盖板、腹板、底板和导流筋板；上盖板与底板相互平行，腹板位于上盖板与底板之间并垂直于上盖板与底板；导流筋板设有弧形凹槽，弧形凹槽的流线型与火焰轮廓相对应，导流筋板位于腹板两侧，并且以10～60°的倾角流线型倾斜；上盖板与腹板设有多个开孔。3.根据权利要求2所述的U形焰往复加热的台车式热处理装备，其特征在于：所述上盖板与底板为平板结构，上盖板与底板长度相同，上盖板宽度小于与底板宽度。4.根据权利要求2所述的U形焰往复加热的台车式热处理装备，其特征在于：所述垫铁由耐高温的高铬镍合金及稀土合金复合整体铸造而成，外层为稀土合金氧化膜层。5.根据权利要求1所述的U形焰往复加热的台车式热处理装备，其特征在于：所述烧嘴通过管路与...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕仕辉，宋国栋，孙成龙，张世煜，孙守钰，赵春竹，李欢，
申请(专利权)人：中钢集团鞍山热能研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21