一种钢坯的加热装置，包括：由不设置炉壁从而使内外连通的框体（３）构成的本体壳体（２）；在大气开放的状态下对装入所述本体壳体（２）内的钢坯（Ｗ）进行支承的滑道（５）；多个纯氧或富氧燃烧器（４），该燃烧器安装在本体壳体（２）上，使燃烧火焰撞击钢坯（Ｗ）的全长及全周的外表面来对钢坯（Ｗ）进行加热。燃烧器（４）的喷嘴（１２）的直径（Ｄ）与钢坯（Ｗ）的外表面至喷嘴（１２）的距离（Ｌ）之比（Ｄ／Ｌ）设为０．０２至０．０４，喷嘴１２的间距（Ｐ）为喷嘴的直径（Ｄ）的３０～５０倍。采用本发明专利技术，可实现超过电磁感应加热方式的加热能力和热效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝合金或铜合金等的挤出成形用钢坯(billet)的加热装置。技术背景用连续铸造生产得到的由铝合金或铜合金钢坯等的圆棒构成的挤出成形用 钢坯(以下称为钢坯)在用钢坯加热装置将钢坯整体加热到挤出成形温度后，在 下游侧的工序利用挤出成形机成形为规定的形状。以往，作为钢坯的加热方法，有电磁感应加热方式和燃烧器进行的燃烧加 热方式。电磁感应加热方式的加热能力大，但存在耗电的运行费用高的缺点。 燃烧器进行的燃烧加热方式与电磁感应加热方式相比其运行费用低廉，但加热 能力小，因此，必须将炉长加长以确保加热时间，存在设备费用高价的缺点。专利文献1和专利文献2揭示了一种将钢坯装入炉内、将燃烧器朝向钢坯 的外周面进行加热的方法。该传热形态是来自炉壁的辐射传热和来自火焰的对 流传热。由于铝合金或铜合金构成的钢坯其辐射率低，故来自炉壁的辐射热量少， 为弥补这种情况，而使火焰朝向钢坯的外周面进行加热。但是，来自燃烧器的 火焰是利用空气进行的燃烧方式，因此，对流热量少，不能像电磁感应加热方 式那样在短时间内进行加热。专利文献1:日本实愿昭57 — 2613号(实开昭57—147256号)的微型薄膜专利文献2:日本特许3085620号公报
技术实现思路
鉴于上述以往的问题，本专利技术的目的在于提供一种可实现超过电磁感应加热方式的加热能力和热效率的钢坯的加热装置。为实现上述目的，本专利技术的钢坯的加热装置包括 由不设置炉壁从而使内外连通的框体构成的本体壳体； 在大气开放状态下对装入所述本体壳体内的钢坯进行支承的滑道； 多个纯氧或富氧燃烧器，该燃烧器安装在所述本体壳体上，使燃烧火焰撞击所述钢坯的全长及全周的外表面来对钢坯进行加热， 所述燃烧器的喷嘴的直径D与所述钢坯的外表面至所述喷嘴的距离L之比D/L设为0.02至0.04，所述喷嘴的间距P为所述喷嘴的直径D的30 50倍。 所述纯氧或富氧燃烧器最好是水冷结构。所述滑道最好是中空状，内部插入有沿长度方向具有多个喷射孔的管子， 供给到该管子的水从所述喷射孔向支承所述钢坯的部分的内表面喷射。 所述滑道的横截面最好是三角形。 所述钢坯最好是铝合金或铜合金。采用本专利技术，通过在大气开放状态下支承钢坯，则没有来自炉壁的辐射传 热，通过使利用纯氧或富氧燃烧器以纯氧或富化氧进行燃烧的火焰撞击钢坯的 全长及全周的外周面，仅利用来自火焰的对流传热对钢坯进行加热，因此可实 现超过电磁感应加热方式的加热能力和热效率。由于将燃烧器作成水冷结构，故可避免加热时的热冲击的影响。 由于将滑道作成水冷结构，故对于热冲击的耐久性较好，不会发生耐火物 场合的剥落或金属场合的熔损。附图说明图1是本专利技术的钢坯加热装置的剖视图。图2是图1中n—n线的剖视图。图3(a)是表示燃烧器单元的喷嘴配置的主视图，(b)表示燃烧器单元及滑道 的配置的横剖视图。图4(a)是滑道的横剖视图，(b)是纵剖视图。具体实施方式下面，根据附图说明本专利技术的实施形态。 图l、图2表示本专利技术的钢坯W的加热装置。该加热装置具有设置在台架1上的本体壳体2。本体壳体2在钢坯W的装 入侧和拉出侧具有倒U字形的钢制框体3。在这些框体3的内侧，安装两端被 支承的水冷结构的多个(在实施例中为6个)氧或富氧燃烧器4(下面仅称为燃烧 器单元)。燃烧器单元4沿周向等间隔配置，且向本体壳体2的长度方向即从装 入侧向拉出侧延伸。本体壳体2无炉壁，成为内外连通的状态，燃烧器单元4 安装成大气开放状态。处于最下位置的燃烧器单元4的两侧从装入侧向拉出侧 延伸设置有对钢坯W进行支承的一对滑道5。在本体壳体2的装入侧设置有装入门6和推杆7。装入门6利用升降缸8 可升降。推杆7通过滑道5而将钢坯W装入本体壳体2内，可向拉出侧的未图示的挤出机输送。在本体壳体2的拉出侧的拉出门9设成利用升降缸10可升降。在拉出门9上形成与本体壳体2内连通的排气口 11。图3(a)所示，所述燃烧器单元4以规定的配置及间距形成许多火焰喷射喷 嘴12。喷嘴12的配置是正三角形，但并不限于此。各燃烧器单元4沿长度方 向划分成多个加热区域(在实施例中为A D这4个区域)，每个加热区域独立 并可调整燃烧容量。当喷嘴12的排出流速为一定的场合，将喷嘴间距设为P(m)、喷嘴直径设 为D(m)、从钢坯的外周面至燃烧器单元4的喷嘴12的距离设为L(m)、常数设 为k时，来自所述多个燃烧器单元4的燃烧火焰所产生的对流平均热传递率 Hcm用数学式1表示Hcm=kxl/PQ375xD/L (数学式l)本专利技术者们为了根据数学式1决定最佳的喷嘴间距P、喷嘴直径D、钢坯 的外周面至喷嘴12的距离L而进行了实验。其结果，喷嘴直径D与钢坯W的 外表面至喷嘴12的距离L之比D/L为0.02至0.04。 D/L在0.02以下时，加热 能力不足，不能获得相当于电磁感应加热的加热能力。另外，若D/L是0.04 以上时，钢坯W的直接与火焰接触的部分产生熔损。另一方面，喷嘴间距P 为喷嘴直径D的30 50倍。这是为了同时满足相当于电磁感应加热方式的加 热时间和热效率而决定的值，最好是40倍。例如，当喷嘴直径D为lmm时， 喷嘴间距P是40mm，喷嘴直径D为0.5mm时，喷嘴间距P是20mm。喷嘴直 径D是l.Omm至0.5mm的范围。在l.Omm以上时，热效率为37.1%以下，不 能确保相当于电磁感应加热方式的热效率，在0.5mm以下时难以进行开孔加 工。来自所述喷嘴12的火焰的流速越快，越可提高对流热传递率，但作成200m/s 以下。若作成200m/s以上，则燃烧声音大，给作业环境带来妨碍。如图4所示，所述滑道5是截面为三角形的中空状，内部插入管子13。在 管子13上沿长度方向形成多个喷射孔14，供给于管子的水从喷射孔14可向支 承所述钢坯W的热负荷最大的顶角部的内表面喷射。从管子13喷射的水从设 在滑道5的拉出侧的端面上的排出口 15排出。滑道5的截面不限于三角形， 可以是圆形、矩形、半圆形和椭圆形，但无论是何形状，喷射孔14都向支承 钢坯W的部分的内表面喷射的。下面，说明由上述结构构成的加热装置的动作。用升降缸8将装入门6打开，通过滑道5并利用推杆7将钢坯W装入本体 壳体2内后关闭装入门6。并且，用未图示的点火装置对上述多个燃烧器单元 4进行点火，同时将上述燃烧器单元4的装入端侧的燃烧区域的燃烧容量控制 成比拉出端侧(下一工序的挤出成形机侧)的燃烧区域的燃烧容量低，进行倾斜加热，使钢坯W的装入端侧的燃烧区域的温度例如成为400。C,使拉出端侧的 燃烧区域的温度例如成为500°C。这里，钢坯W以无炉壁的大气开放状态支承在滑道5上，故无来自炉壁的 辐射传热。但是，不是空气燃烧，而是燃烧器单元4的用纯氧或富化氧进行燃 烧的火焰通过撞击钢坯W的全长及全周的外表面，从而仅由来自火焰的对流传 热对钢坯W进行加热，故可实现超过电磁感应加热方式的加热能力和热效率。燃烧器单元4是水冷结构，因此，加热时可避免热冲击的影响。另外，滑 道5是从内部的管子13将水供给到支承钢坯W的顶角部内表面的水冷结构， 因此对热冲击的耐久性较好，不会发生耐火物场合的剥落或金属场合的熔损。当上述钢坯W的加热结束时，使所述各燃烧器单元4熄火，用升降缸10 将拉出门9打开，将加热后本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钢坯的加热装置，其特征在于，包括：由不设置炉壁从而使内外连通的框体构成的本体壳体；在大气开放状态下对装入所述本体壳体内的钢坯进行支承的滑道；多个纯氧或富氧燃烧器，该燃烧器安装在所述本体壳体上，使燃烧火焰撞击所述钢坯的全长及全周的外表面来对钢坯进行加热，所述燃烧器的喷嘴的直径（Ｄ）与所述钢坯的外表面至所述喷嘴的距离（Ｌ）之比（Ｄ／Ｌ）设为０．０２至０．０４，所述喷嘴的间距（Ｐ）为所述喷嘴的直径（Ｄ）的３０～５０倍。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：藤井邦夫，谷山公勇，友泽健一，
申请(专利权)人：中外炉工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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