一种节能型连续热处理系统及其热处理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种节能型连续热处理系统及其热处理方法，包括依次相连的排烟机构、预热机构、加热机构、均热机构和冷却机构，带钢从预热机构输入进行热处理，经过加热机构、均热机构和冷却机构后输出，其特征在于，所述预热机构为节能型预热机构，包括预热箱体、稳定辊、喷气风箱、射流喷嘴、换热器、循环风机、循环风道和集气室。本发明专利技术充分利用辐射管燃烧尾气的热能并实现快速预热，进一步提高了辐射管加热的热效率，最大限度的减少了能源浪费，同时，也不会对带钢的表面质量造成负面影响。

An energy saving continuous heat treatment system and its heat treatment method

The invention discloses an energy-saving continuous heat treatment system and a heat treatment method, including a exhaust mechanism, a preheating mechanism, a heating mechanism, a heating mechanism, a cooling mechanism, and the heat treatment of the strip from the preheating mechanism, which is output after the heating mechanism, the heat sharing mechanism and the cooling mechanism, which is characterized by the heat treatment. The preheating mechanism is an energy saving preheating mechanism, including a preheating box, a stable roller, a jet air box, a jet nozzle, a heat exchanger, a circulating fan, a circulating air duct and a gas collector. The invention makes full use of the heat energy of the exhaust gas of the radiant tube and realizes the rapid preheating, which further improves the thermal efficiency of the radiation tube heating, and reduces the energy waste to the maximum limit. At the same time, it will not have a negative effect on the surface quality of the strip.

【技术实现步骤摘要】
一种节能型连续热处理系统及其热处理方法
本专利技术涉及冷轧带钢连续热处理领域，更具体地说，涉及一种节能型连续热处理系统及其热处理方法。
技术介绍
为了降低能耗冷轧带钢连续热处理技术的传统惯例是在带钢热处理区域之前使用预热装置对其进行预热。目前常见的几种预热与加热方法如图1所示的日本专利No.H10-102151，图中的a为预热区域，b为热处理区域，c为密封部件，d为辐射管燃烧器，e为换热器，f为换热器，g为调节阀，h为排气系统，i为金属带。主要采用辐射管燃烧废气与炉内保护气体在排烟道内进行热交换，加热后的炉内保护气体，再加热带钢，这种预热方式由于换热器在预热炉外，会产生较大的管道压力与热力损失，因此效率较低，另一方面由于预热段的循环气体增压主要依靠一台循环风机，循环风在炉内的速度也不高，这样导致循环气体与带钢之间的换热系数较低，这样导致烟气的余热率用率较低。图4为现有连续热处理加热系统图，如图4所示在工艺段内带钢依次进入预热段14、辐射管加热段16、均热段21、冷却段22等其它工艺段最终生产出合格的产品。预热段内辐射管燃烧后的烟气进入换热器7后与循环气体进行热交换，然后通过循环风机3增压后经管道进入射流喷嘴5，射流并加热带钢2，被带钢冷却后的循环气体再次进入换热器7进行热交换后完成一次循环。该喷气加热技术的缺点是：换热器与循环风机置于炉子预热段外面，外围管道复杂庞大，造成了大量的管道阻力与热力损失，且射流的速度一般控制在30m/s，相对较低，预热效果较差，一般来说带钢被预热到100-150℃，最终排烟温度为350-600℃。辐射管加热段内采用辐射与自然对流的方式加热带钢，在此区域内带钢被加热到750-950℃，之后带钢进入均热段此区域内带钢根据热处理工艺要求保持一定的温度，再进入冷却段，该区域内带钢通过喷气冷却、气雾冷却等冷却方式降低到400℃以下之后再经过其它工艺段最后输出产品。分析现有的工艺技术可以发现大量的辐射管燃烧废气残余能源并没有得到充分的利用，机组整体的排烟温度较高，另外预热段内的换热器设置在炉体外部，导致了烟气中高品质的能源浪费，根据估算烟气的能源利用率低于机组投入燃气能源的5％。综上如图1和图2所示，由于受到预热段内带钢与流体之间的对流换热系数较低，以及外置的换热器与风机沿程的压力热力损失大的限制，辐射管燃烧尾气的热能并没有得到充分的利用，排烟温度较高，浪费了大量的能源。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种节能型连续热处理系统及其热处理方法，充分利用辐射管燃烧尾气的热能并实现快速预热，进一步提高了辐射管加热的热效率，最大限度的减少了能源浪费，同时，也不会对带钢的表面质量造成负面影响。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种节能型连续热处理系统，包括依次相连的排烟机构、预热机构、加热机构、均热机构和冷却机构，带钢从预热机构输入进行热处理，经过加热机构、均热机构和冷却机构后输出，所述预热机构为节能型预热机构，包括预热箱体、稳定辊、喷气风箱、射流喷嘴、换热器、循环风机、循环风道和集气室，喷气风箱具有数对，都设于预热箱体内，每对喷气风箱都呈相对设置，稳定辊设于每对喷气风箱的相对面之间，每个喷气风箱的相对面上均设有数个射流喷嘴，每个喷气风箱内都设有一个换热器，射流喷嘴将换热器产生的热量射流至带钢上进行预热，预热机构的喷气风箱的一端均与排烟机构相连，另一端均与集气室的出气端相连，集气室的入气端与加热机构相连，加热机构产生的燃烧尾气输送至集气室内，集气室用以收集存储燃烧尾气，再将燃烧尾气输送至喷气风箱的换热器中，每对喷气风箱的侧边都设有一个循环风机，并通过循环风道使喷气风箱与循环风机连通，循环风机用以将射流喷嘴射流预热后的循环气体进行增压，再通过循环风道进入喷气风箱内。所述排烟机构包括排烟风机、排烟管道和调节阀，排烟风机通过排烟管道喷气风箱相连通，调节阀设于排烟管道上。所述的加热机构包括辐射管和排气管道，辐射管用以燃烧燃气释放热量辐射加热带钢，排气管道与集气室的入口端相连，用以将辐射管燃烧燃气产生的尾气输送至集气室中。所述的集气室上还设有压力调节阀。所述的换热器为管壳式换热器。所述的带钢输入及输出预热机构的位置上分别都设有一对密封辊。所述的循环风机采用变频马达的循环风机。所述的喷气风箱为耐热不锈钢，并采用激光落料或精细焊接制成。另一方面，一种节能型连续热处理系统的热处理方法，包括以下步骤：S1.加热机构通过辐射管燃烧燃气释放的热量对带钢进行辐射加热，而辐射管燃烧后产生的尾气通过排气管道排到集气室内，通过集气室再将尾气引入到预热机构内；S2.预热机构中将集气室内的尾气再引入至换热器中，通过换热器将尾气中的热量转换出来，并利用射流喷嘴将转换出来的热量射流至带钢上，对带钢进行预热；S3.预热机构再通过循环风机将射流喷嘴射流加热后产生的循环气体进行增压，由循环通道进入喷气风箱，再由射流喷嘴射流加热，形成一次循环；S4.通过排烟管道由排烟风机向外排出。所述的S2和S3步骤中，预热机构内的带钢通过稳定辊进行输送，避免循环的热量流场与压力场对带钢产生的抖动，以及射流对带钢产生的擦伤。在上述的技术方案中，本专利技术能够充分的利用辐射管燃烧尾气(废气)的热能，显著提高整个系统的热效率，实现节能减排；且本专利技术的预热机构的形式，加热能力和空间外形，具有很强的现场操作性和可实施性，同时在机组现有的设备能力上，进一步提升机组的产能。附图说明图1是日本专利No.H10-102151的结构示意图；图2是现有的连续热处理加热系统的结构示意图；图3是本专利技术的结构示意图；图4是图3中a部的放大图；图5是图4的左视图；图6是本专利技术中预热机构纵向设置的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例进一步说明本专利技术的技术方案。请结合图3至图5所示，本专利技术所提供的一种节能型连续热处理系统，包括依次相连的排烟机构、预热机构30、加热机构、均热机构70和冷却机构80，带钢31从预热机构30输入进行热处理，经过加热机构、均热机构70和冷却机构80后输出，上述为现有技术部分，在此就不再赘述。与现有技术不同的是，所述预热机构30为节能型预热机构，包括预热箱体32、稳定辊33、喷气风箱34、射流喷嘴35、换热器36、循环风机37、循环风道38和集气室39，喷气风箱34具有数对，都设于预热箱体32内，每对喷气风箱34都呈相对设置，稳定辊33设于每对喷气风箱34的相对面之间，用以输送带钢31，避免带钢31的抖动，每个喷气风箱34的相对面上均设有数个射流喷嘴35，用以对带钢31进行射流加热，每个喷气风箱34内都设有一个换热器36，射流喷嘴35将换热器36产生的热量射流至带钢31上进行预热，同侧边的每个喷气风箱34相互连通，并与排烟机构也相连通，当燃烧尾气中的热量通过换热器36被转换出使用后，余下的废气被排烟机构排出，且同侧边的每个喷气风箱34还与集气室39的出气端相连，集气室39的入气端与加热机构相连，当加热机构中产生的燃烧尾气输送至集气室39内，集气室39将燃烧尾气收集储存，储存至一定的量后，集气室39再将燃烧尾气输送至每个喷气风箱34的换热器36中，每对喷气风箱34的侧边还同时都设有一个循环风机37，并通过循环风道3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种节能型连续热处理系统，包括依次相连的排烟机构、预热机构、加热机构、均热机构和冷却机构，带钢从预热机构输入进行热处理，经过加热机构、均热机构和冷却机构后输出，其特征在于，所述预热机构为节能型预热机构，包括预热箱体、稳定辊、喷气风箱、射流喷嘴、换热器、循环风机、循环风道和集气室，喷气风箱具有数对，都设于预热箱体内，每对喷气风箱都呈相对设置，稳定辊设于每对喷气风箱的相对面之间，每个喷气风箱的相对面上均设有数个射流喷嘴，每个喷气风箱内都设有一个换热器，射流喷嘴将换热器产生的热量射流至带钢上进行预热，预热机构的喷气风箱的一端均与排烟机构相连，另一端均与集气室的出气端相连，集气室的入气端与加热机构相连，加热机构产生的燃烧尾气输送至集气室内，集气室用以收集存储燃烧尾气，再将燃烧尾气输送至喷气风箱的换热器中，每对喷气风箱的侧边都设有一个循环风机，并通过循环风道使喷气风箱与循环风机连通，循环风机用以将射流喷嘴射流预热后的循环气体进行增压，再通过循环风道进入喷气风箱内。

【技术特征摘要】
1.一种节能型连续热处理系统，包括依次相连的排烟机构、预热机构、加热机构、均热机构和冷却机构，带钢从预热机构输入进行热处理，经过加热机构、均热机构和冷却机构后输出，其特征在于，所述预热机构为节能型预热机构，包括预热箱体、稳定辊、喷气风箱、射流喷嘴、换热器、循环风机、循环风道和集气室，喷气风箱具有数对，都设于预热箱体内，每对喷气风箱都呈相对设置，稳定辊设于每对喷气风箱的相对面之间，每个喷气风箱的相对面上均设有数个射流喷嘴，每个喷气风箱内都设有一个换热器，射流喷嘴将换热器产生的热量射流至带钢上进行预热，预热机构的喷气风箱的一端均与排烟机构相连，另一端均与集气室的出气端相连，集气室的入气端与加热机构相连，加热机构产生的燃烧尾气输送至集气室内，集气室用以收集存储燃烧尾气，再将燃烧尾气输送至喷气风箱的换热器中，每对喷气风箱的侧边都设有一个循环风机，并通过循环风道使喷气风箱与循环风机连通，循环风机用以将射流喷嘴射流预热后的循环气体进行增压，再通过循环风道进入喷气风箱内。2.如权利要求1所述的一种节能型连续热处理系统，其特征在于，所述排烟机构包括排烟风机、排烟管道和调节阀，排烟风机通过排烟管道与喷气风箱相连通，调节阀设于排烟管道上。3.如权利要求1所述的一种节能型连续热处理系统，其特征在于，所述的加热机构包括辐射管和排气管道，辐射管用以燃烧燃气释放热量辐射加热带钢，排气管道与集气室的入口端相连，用以将辐射管燃烧燃气产生的尾气输送至集气室中。4.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李俊，张利祥，刘华飞，刘益民，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31