本发明专利技术提供一种间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，其装置特征在于：（1）铜管退火工艺中吹氮气条件下的油烟吹扫阶段（常温‑250℃）氮气余热间接利用管路，一铜管热退火炉吹扫油烟工艺阶段中产生的热氮余热通过热管相变换热器的高效传热将热量传递至冷氮用于另一常温冷氮退火炉的预热，热量转移的过程中，冷热氮气通过换热器进行热量传递且互不掺混，防止从热退火炉排出的带有部分气态油烟的氮气经过传热降温后其中的油烟再次附着在冷退火炉内的铜管上，造成油烟的再次富集；（2）油烟吹扫阶段氮气余热间接利用采用高效传热的重力热管相变换热器；（3）热退火炉吹氮气条件下的升温阶段（250℃‑450℃）、保温阶段（450℃）氮气余热的直接利用；（4）余热利用系统管路采用快拆快换接头，便于完成余热间接利用管路与直接利用管路的快速切换。
【技术实现步骤摘要】
间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置
本专利技术提供一种间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，属于铜管退火氮气余热回收领域。
技术介绍
通过热型连铸技术与冷拉拔技术相结合制备的无缝铜管广泛应用于换热设备（如空调冷凝器、微电子换热器件等）中，其制备过程中由于加工硬化效应导致塑性变差，弯压过程易产生褶皱、开裂等问题，不利于后续成型及应用，同时在冷拉拔过程中铜管表面附着了大量油脂，需采用适当退火处理以调整材料的显微组织，同时去除铜管表面的油脂，获得后续易于成形的综合性能以满足实际工程应用需求。退火热处理包括油烟吹扫阶段、升温阶段、保温阶段、降温阶段，由于铜的易氧化及氧化温度低，需要在退火热处理的大部分阶段通氮气进行保护，由于氮气为热载体，可以采取方法加以利用。具体退火工艺：首先进行油烟吹扫阶段，即退火炉在炉内流动氮气的条件下，采用退火炉外围的电加热设备，依靠电加热棒的辐射将退火炉温度缓慢升至250℃左右，并持续至退火炉出口不再排出油烟为止，然后在炉内通氮气的条件下持续加热至退火温度（450℃左右）并保温60分钟左右，保温阶段分为通氮气保温与停氮气保温两个阶段，保温阶段完成后进入降温阶段，降温阶段分为通氮气降温阶段与停氮气降温阶段，具体退火工艺为:退火炉由室温→250℃（通氮气，吹扫油烟）→升温至退火温度（通氮气加热）→保温（通氮气保温）→保温（停氮气保温）→降温（吹氮气降温）→降温（停氮气自然冷却）。从铜管退火工艺可以看出，在油烟吹扫阶段和通氮气条件下的升温至退火温度直至通氮气条件下的退火保温阶段，退火炉内的氮气在铜管退火的过程中一同被加热，成为热载体，由于退火工艺的间歇性，给氮气余热利用带来了困难，带有大量余热的氮气通常被直接排放，浪费大量能源，企业的用电成本非常大，铜管退火工艺过程热废氮的直接排放造成的高昂用电成本一直是困扰铜管生产企业的难题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，考虑氮气余热的特点，采用余热的间接利用与直接利用相结合的技术方案，具体技术方案为：（1）铜管退火工艺中吹氮气条件下的油烟吹扫阶段（常温-250℃）的氮气余热间接利用管路；（2）氮气余热间接利用采用高效传热的重力热管相变换热器实现热量转移；（3）退火工艺过程吹氮气升温阶段（250℃-450℃）、吹氮气保温阶段（450℃）氮气余热的直接利用；（4）余热利用系统管路采用快拆快换接头，便于完成余热间接利用管路与直接利用管路之间的快速切换。所述的间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置提供一种铜管退火工艺中吹氮气条件下的油烟吹扫阶段（常温-250℃）的氮气余热间接利用管路，在吹氮气条件下的油烟吹扫阶段，退火炉内的氮气在退火炉内铜管被加热的同时氮气一同被加热，被加热后的氮气热量可以通过换热器将热量传递给冷氮，用于另一冷退火炉铜管的预热，在上述阶段，考虑在退火炉吹扫油烟阶段如果将从热退火炉流出的热氮气直接用于另一冷退火炉铜管预热的话，温度降低会使已经气化的油脂重新附着冷退火内的铜管上，造成冷退火炉在其进行油烟吹扫阶段时油烟去除困难，因此，对于吹氮气条件下的油烟吹扫阶段氮气余热利用采用间接利用的方式，即从一退火炉流出的氮气进入换热器将热量传给冷氮气，加热后的冷氮气进入另一退火炉用于铜管的预热，热退火炉流出的氮气温度降低后通过管道流过液氮气化预热池，其中的热量用于液氮气化需热，然后排放到大气中。从氮气源管道来的冷氮气在换热器吸收热氮气放出的热量后，进入冷退火炉，用于预热冷退火炉内的铜管，然后通过冷退火的氮气出口排出，通过管道流过液氮气化预热池，其中的热量用于液氮气化需热后排放入大气。所述的间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，油烟吹扫阶段氮气余热的间接利用采用高效传热的重力热管相变换热器实现热量转移，热管换热器依靠相变传热，比传统的换热器热效率大大提高，因而体积更小更紧凑，便于现场设备安装。所述的间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，在油烟吹扫结束后的退火炉吹氮气升温阶段（250℃-450℃）、吹氮气保温阶段（450℃）氮气余热采用直接利用方式，即热氮气从一热退火炉流出后直接进入另一冷退火炉，中间无需再经过换热器，传热更高效。在热退火炉完成油烟吹扫后，流出的氮气已不再带有油烟，不必再考虑油烟内油脂在冷退火炉内再次在铜管表面的富集，可以将从热退火炉流出的热氮气直接通入冷退火炉内，随着冷退火炉内温度的慢慢升高至油脂气化温度250℃，冷退火内即开始油烟吹扫阶段，吹扫后的氮气通过管道流过液氮气化预热池，其中的热量用于液氮气化需热后排放入大气。所述的间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置中，余热利用系统管路采用快拆快换接头，便于完成余热间接利用管路与直接利用管路之间的快速切换，每个快换接头前均配置手动球阀，在切换管路前关闭管路，防止在切换管路的过程中，空气进入管路系统，造成铜管在退火过程中的氧化。本专利技术有以下技术有点：1、本专利技术装置解决了退火工艺过程中油烟吹扫阶段氮气余热的利用问题，避免了油烟在余热利用过程中由于温度的降低造成的再次富集。2、油烟吹扫阶段氮气余热的间接利用，热利用过程中增加一个换热设备，换热路径延长，热效率有所下降，为了弥补换热路径延长带来的热效率降低，本专利技术装置中换热器采用换热效率更高的热管换热器，相对于普通换热器，相变传热的高效性也使得换热设备小型化，给现场布置安装提供了便利。3、退火工艺油烟吹扫完成后，从退火炉排出的氮气已经不再含有油烟，不必再考虑油烟由于温度降低会再次富集问题，本专利技术装置能够快速将氮气余热间接利用的管路切换为直接利用管路，即，从一退火炉流出的热氮气直接进入另一退火炉用于铜管的预热，开始另一退火炉内铜管表面油烟的吹扫，由于省略了中间的换热设备，换热更高效。在管路的切换过程中，本专利技术装置大量采用快拆快换接头，便于完成管路的快速切换，快换接头前球阀的使用保证了管路切换过程中系统的密闭性。附图说明图1间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置管路图。其中，1、井式退火炉；2、热电偶；3、压力计；4、快换接头；5、金属软管；6、手动球阀；7、快换接头；8、快换接头；9、手动球阀；10、视镜；11、快换接头；12、金属软管；13、快换接头；14、手动球阀；15、金属软管；16、快换接头；17、流量表；18、手动调节阀；19、截止阀；20、手动调节阀；21、流量表；22、快换接头；23、金属软管；24、手动球阀；25、快换接头；26、快换接头；27、手动球阀；28、金属软管；29、快换接头；30、风机；31、热管换热器；32、压力计；33、快换接头；34、金属软管；35、手动球阀；36、快换接头；37、快换接头；38、手动截止阀；39、手动截止阀；40、快换接头；41、电加热设备；42、快换接头；43、手动球阀；44、金属软管；45、快换接头；46、风机；47、快换接头；48、金属软管；49、手动球阀；50、快换接头；51、快换接头；52、手动球阀；53、金属软管54、热电偶；55、快换接头；56、手动球阀；57、金属软管；58、快换接头；59、快换接头；60、视镜；61、压力计；62、井式退火炉；63、电加热设备。具体实施方式间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置运行分为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.本专利技术提供一种间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，其特征在于：（1）铜管退火工艺中吹氮气条件下的油烟吹扫阶段（常温‑250℃）氮气余热间接利用管路，一铜管热退火炉吹扫油烟工艺阶段中产生的热氮余热通过热管相变换热器的高效传热将热量传递至冷氮用于另一常温冷氮退火炉的预热，热量转移的过程中，冷热氮气通过换热器进行热量传递且互不掺混，防止从热退火炉排出的带有部分气态油烟的氮气经过传热降温后其中的油烟再次附着在冷退火炉内的铜管上，造成油烟的再次富集；（2）油烟吹扫阶段氮气余热间接利用采用高效传热的重力热管相变换热器；（3）热退火炉吹氮气条件下的升温阶段（250℃‑450℃）、保温阶段（450℃）氮气余热的直接利用；（4）余热利用系统管路采用快拆快换接头，便于完成余热间接利用管路与直接利用管路的快速切换。
【技术特征摘要】
1.本发明提供一种间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，其特征在于：（1）铜管退火工艺中吹氮气条件下的油烟吹扫阶段（常温-250℃）氮气余热间接利用管路，一铜管热退火炉吹扫油烟工艺阶段中产生的热氮余热通过热管相变换热器的高效传热将热量传递至冷氮用于另一常温冷氮退火炉的预热，热量转移的过程中，冷热氮气通过换热器进行热量传递且互不掺混，防止从热退火炉排出的带有部分气态油烟的氮气经过传热降温后其中的油烟再次附着在冷退火炉内的铜管上，造成油烟的再次富集；（2）油烟吹扫阶段氮气余热间接利用采用高效传热的重力热管相变换热器；（3）热退火炉吹氮气条件下的升温阶段（250℃-450℃）、保温阶段（450℃）氮气余热的直接利用；（4）余热利用系统管路采用快拆快换接头，便于完成余热间接利用管路与直接利用管路的快速切换。2.如权利要求1所述的一种间歇井式铜管退火炉氮气余热高效利用装置，其特征在于：铜管退火工艺中吹氮气条件下的油烟吹扫阶段（常温-250℃）氮气余热间接利用管路，空调、冰箱内的铜管在冷拉拔成型过程中附着了大量的油脂，同时由于加工硬化效应导致应导致塑性变形差，需要通过退火处理去除铜管表面附着的油脂并调整材料的显微组织，以获得综合性能满足工程要求，退火包括油烟吹扫阶段、升温阶段、保温阶段、降温阶段，由于铜的易氧化及氧化温度低，需要在退火热处理的大部分阶段通氮气进行保护，利用...
【专利技术属性】
技术研发人员：高增丽，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37
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