将伴生的可燃烧的保护气体用作加热用气体的方法和工业炉技术

一种用加热用气体和保护气体运行以便对材料进行热处理的工业炉(1)，为了提高该工业炉的能效，第一燃烧器(3.1)在加热方面优先于第二燃烧器(1.2)运行，当所述第一燃烧器(3.1)低于所述工业炉(1)达到温度额定值所需要的功率时，接通并运行所述第二燃烧器(3.2)，达到所述温度额定值时，切断所述第二燃烧器(3.2)，使其停止运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将伴生的可燃烧的保护气体用作加热用气体的方法和一种可以将伴生的可燃烧的保护气体用作加热用气体的エ业炉，这种方法主要应用于エ业炉，例如包括高温炉和前置预热炉的多膛炉或推送式炉。本专利技术的方法适用于任何ー种需要用加热用气体和保护气体来对材料进行热处理的过程和エ业炉。
技术介绍
从エ艺和功能角度看，エ业炉内的伴生的所谓的过程气体是一种产生的气体混合物，可以用作可燃的防氧化保护气体。任何一种可以防止待处理工件发生非期望化学反应的气体混合物都可用作エ业炉的保护气体。从而例如使用吸热型气体或者氮气/甲醇混合物作为保护气体防止氧化和防止渗碳以及防止脱碳。·所谓的可燃的保护气体只能作为防止氧化的保护气体，因为碳被释放。也即，可燃的保护气体是ー种可用于エ件渗碳的载碳气体。本专利技术所涉及的伴生保护气体虽然包括“吸热型气体”这ー在业界普遍使用但有一定限制的功能性名称，但本专利技术并不仅限于伴生吸热型气体。对于用保护气体运行的エ业炉，业界已经在减小有害物质排放值方面有了足够多的研究，相关内容例如參见EP 0 282 715。另ー研究領域是对未能在相关过程中得到使用的气体的能含量加以利用。其中有如何对エ业炉系统所排放的炉子废气的能含量进行利用的方法，相应的解决方案如下DE 34 32 952C2的目的是简化炉子开启期间在炉ロ区域内燃烧燃气的燃烧器的操作并提高其经济效益。解决方案是将炉子废气冷却、压缩并储存起来，随后作为燃气至少部分送往设置在炉ロ区域的一个或多个燃烧器。该案提供了一种相应的装置。通过将废气用作燃气，可以完全不受石油产品影响地形成热霾。已知的在对エ业炉系统所排放的炉子废气的能含量进行的方法，例如根据DE 19720 620 Al，建议将至少部分炉子废气收集起来再度用于加热过程，需要时再添加其它加热介质。在此过程中，可以通过加压或抽吸方式将炉子废气送往燃烧设备。在已知的包括多个炉膛或处理室的エ业炉系统中以及也在推送式炉系统中实施至少ー个如下的根据内部现有技术的处理步骤，具体细节视所用エ艺气体而定a)推送式炉中的气体启动和燃烧器启动通过高温炉的环形管道在相应的预热炉/预氧化炉内提供天然气，其中，先触发气体启动。随后在控制设备中运行自动启动例程，在该运行过程中对环形管道的密封性进行检查。b)预热炉/预氧化炉中的气体启动和燃烧器启动与步骤a) —祥，控制设备中也会运行自动启动例程。如果使用所谓的开放式燃烧器，就必须先将エ业炉调成安全的初始状态。为此，首先要将炉门关闭，借助相关燃烧器的空气管道用例如5倍于炉子容积的空气冲洗预热炉/预氧化炉。随后用密封性检查单元对加热用气体管道和天然气管道进行密封性检查。启动燃烧器之前将炉门重新打开。之后启动这个燃烧器和所谓的点火燃烧器。当例如燃烧器的电离监测系统发出火焰稳定的信号吋，将炉门关闭并用燃烧器(作为加热燃烧器)将预热炉/预氧化炉加热至工作温度，点火燃烧器则一直燃烧到预热炉/预氧化炉被切断为止。c)推送式炉的供气超过例如至少750°C的温度后，就可以为推送式炉提供可燃的保护气体了。被送入系统的载气不是吸热型气体就是氮/甲醇或者其它的可燃的保护气体例如吸热型气体/空气混合物，具体视供气方式而定。达到由烧损超压阀调节的超压，与此同时炉内形成预期碳势后，推送式炉的常规供气过程就结束了。对排出的待烧尽炉子废气进行分析后可以发现，上述处理步骤在通过燃烧吸热型气体和保护气体来提高工业炉节能效率方面还有待改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是提高利用可燃的保护气体运行的エ业炉的工作效率，尤其是多膛炉和推送式炉、辊底式炉和回转炉床炉，并且提高(例如在包括推送式炉系统的高温炉和预热炉/预氧化炉中)迄今为止未加进ー步利用就被排出的可燃的伴生保护气体作为加热用气体的使用效率。针对エ业炉的处理条件，本专利技术用来达成上述目的的解决方案如下首先可以按开头所述实施a)高温炉中的气体启动和燃烧器启动b)在所属的预热炉/预氧化炉中的气体启动和燃烧器启动，和/或c)高温炉的供气这几个步骤，随后按照本专利技术实施d)将第一燃烧器设定为保护气体燃烧器这个步骤，随后按照本专利技术实施或遵循e)启动第一燃烧器f)运行第一燃烧器g)切断第一燃烧器h)第一燃烧器故障i)注意第一燃烧器运行时上游压カ过低这几个步骤和/或条件。其中I.将第一燃烧器用作保护气体燃烧器，在该保护气体燃烧器中燃烧热值比加热用气体如天然气低的保护气体，其中-为了实现用作保护气体燃烧器的第一燃烧器的保护气体安全点火，将持续燃烧的、用加热用气体如天然气运行的第三燃烧器用作点火燃烧器，和/或-用紫外线探针监测燃烧器火焰；2.用风机为第一燃烧器(保护气体燃烧器)提供維持其功能的保护气体，该风机例如从炉系统(例如推送式炉系统)的入ロ炉门中抽吸可燃的保护气体，其中，-对风机进行频率调节以调节抽吸量，-用气体冷却装置冷却气体以免出现过热；-用风机将气体压力修改至第一燃烧器所需要的值，-用例如压カ传感器持续监测管道内压カ并用风机的变频器将管道内压カ保持在特定的压カ范围内，和/或、-在用炉压测量变换器持续监测炉压的情况下进行调节；3.当例如推送式系统没有可供使用的保护气体吋，附加地将第二燃烧器用作实际的加热用气体燃烧器或传统的加热燃烧器以仅对例如预热炉/预氧化炉加热，其中，可用的第一燃烧器作为保护气体燃烧器优先用来加热炉子，并且只有当第一燃烧器的功率不够用来加热时，才接通用作加热燃烧器的第二燃烧器。本专利技术的上述一般性流程以上述处理条件a)至c)为前提，实施过上述步骤d)(即将第一燃烧器设定为保护气体燃烧器)后还扩展了以下几个本专利技术所提出的步骤e)启动第一燃烧器在启动用作保护气体燃烧器的第一燃烧器之前，先像在炉系统如推送式炉中启动第二燃烧器(加热用气体燃烧器、天然气燃烧器)那样用密封性检查单元进行密封性检查。为此，保护气体输送管的主阀(例如气体电磁阀)中必须存在上游压力。进行密封性检查之前先接通上述风机，该风机向关闭着的主阀输送保护气体。例如位于炉子的入口炉门处的烧损点在密封性检查期间处于打开状态，因为在此期间还没有气体经第一燃烧器排出炉子。完成密封性检查后启动第一燃烧器并关闭烧损点。本专利技术的下一步骤为f)运行第一燃烧器用作保护气体燃烧器的第一燃烧器启动后，该燃烧器的运行优先于第二燃烧器。也即，总是只有当第一燃烧器的功率不足以使炉系统(例如预热炉/预氧化炉)达到温度额定值时，才接通第二燃烧器即实际的加热燃烧器或天然气燃烧器。反之也就是说，只有当炉子达到额定值后，才切断用作保护气体燃烧器的第二燃烧器。只有当温度在此之后进ー步升高吋，才可以例如借助空气调节阀(其作为空气节流阀)持续降低第一燃烧器即保护气体燃烧器的功率。当获取自例如推送式炉的气体量暂时性下降并且导致炉压轻微升高时，这在一定限度内是可接受的，因为可以通过烧损点(例如也在油槽上)排出相应更多的气体。但当炉压达到规定的最高值时，仍要切断用作保护气体燃烧器的第一燃烧器并将入口炉门处的烧损点打开。这样ー来，炉压将迅速下降。当预热炉再度需要预热用能量时，接通用作保护气体燃烧器的第一燃烧器。本专利技术视情况将下述情形当作处理步骤并予以相应扩展g)切断第一燃烧器当エ业炉如高温炉处于不能保证为第一燃烧器可靠提供保护气体的工作状态时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在工业炉(1)中将可燃的伴生的保护气体用作第一燃烧器(3.1)的加热用气体的方法，所述工业炉利用加热用气体和可燃的保护气体运行并且用于对材料进行热处理，并且包括用作加热用气体燃烧器的第二燃烧器(3.2)和至少一个烧损点(2.5)，其中，在用于加热所述工业炉(1)方面，所述第一燃烧器(3.1)优先于所述第二燃烧器(1.2)运行，当所述第一燃烧器(3.1)低于所述工业炉(1)达到温度额定值所需要的功率时，接通并运行所述第二燃烧器(3.2)，并且达到所述温度额定值时，切断所述第二燃烧器(3.2)且使其停止运行。

【技术特征摘要】
2011.04.05 DE 102011016175.91.一种在工业炉(I)中将可燃的伴生的保护气体用作第一燃烧器(3. I)的加热用气体的方法，所述工业炉利用加热用气体和可燃的保护气体运行并且用于对材料进行热处理，并且包括用作加热用气体燃烧器的第二燃烧器(3. 2)和至少一个烧损点(2. 5)，其中，在用于加热所述工业炉(I)方面，所述第一燃烧器(3. I)优先于所述第二燃烧器(I. 2)运行，当所述第一燃烧器(3. I)低于所述工业炉(I)达到温度额定值所需要的功率时，接通并运行所述第二燃烧器(3. 2)，并且达到所述温度额定值时，切断所述第二燃烧器(3. 2)且使其停止运行。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，使用加载加热用气体的第三燃烧器(3.3)，该第三燃烧器作为用作所述第一燃烧器(3. I)的安全点火燃烧器运行。3.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，用紫外线探针(3.4)监测所述第一燃烧器(3. I)。4.如权利要求I至3中任一项所述的方法，其特征在于，用频控风机(7)为所述第一燃烧器(3. I)输送所述可燃的保护气体。5.如权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，当温度超过温度额定值时，用空气输送管(6)中的实施为节流阀的空气调节阀(6. I)减小所述第一燃烧器(3. I)的功率。6.如权利要求I至5中任一项所述的方法，其特征在于，当所述工业炉(I)内压力升高时，通过所述工业炉(I)的烧损点(2.5，2. 6)排出相应更多的可燃的保护气体，当所述压力达到规定的最高值时切断所述第一燃烧器(3. 1)，打开入口炉门处的烧损点(2.5)并且降低所述压力，当所述工业炉(I)内需要功率时重新接通所述第一燃烧器(3. I)。7.如权利要求I至6中任一项所述的方法，应用于所述实施为推送式炉系统的工业炉(I)，所述工业炉包括用可燃的保护气体运行且设有炉门(2. 1,2. 2)的高温炉(2)以及包括设有炉门(3.5，3.6)的预热炉/预氧化炉，其特征在于下列步骤 a)借助控制和调节单元(8)实现所述高温炉(2)中的气体启动和燃烧器启动，以便通过加热用气体的输送管(4)提供加热用气体，其中，先在进气段的第一控制装置(3. I. I)上触发气体启动，随后在所述输送管(4)中通过第二控制装置(3.2. I)运行包括密封性检查在内的自动启动例程，随后触发加热用气体的输送并且首先借助加热用气体将所述第二燃烧器(3. 2)和所述第三燃烧器(3. 3)控制成具有启动能力，借此确保加热用气体的供应， b)借助运行所述自动启动例程的第二控制装置(3.2. I)在所述预热炉/预氧化炉(3)中进行气体启动和燃烧器启动，先将炉门(2. 1,2. 2)关闭，通过用于所述燃烧器(3. 1,3. 2，·3.3)的空气输送管(6)用多倍于炉子容积的空气冲洗所述预热炉/预氧化炉(3)，随后用密封性检查单元(4. I)对所述加热用气体输送管(4)进行密封性检查，随后将炉门(2. 1，·2.2)打开并启动所述第二燃烧器(3. 2)和所述第三燃烧器(3. 3)，对所述第二燃烧器(3. 2)进行火焰监测后将炉门(2. 1,2. 2,3. 5,3. 6)关闭，用所述第二燃烧器(3. 2)将所述预热炉/预氧化炉(3)加热至工作温度，所述第三燃烧器(3. 3)则一直燃烧工作到所述预热炉/预氧化炉(3)被再次切断为止， c)借助控制和调节单元(8)将所述可燃的保护气体送入被加热的高温炉(2)内，其中，关闭用于所述第一燃烧器(3. I)的可燃的保护气体输送管(5)的主阀(5. I)，打开所述烧损点(2. 5)的截止阀(2. 5. I)，在启动所述供气系统之前就启动所述烧损点(2. 5)的废气燃烧器(2. 4)，当达到由所述烧损点(2. 5)的超压阀(2. 8)调节的压力状态并且与此同时炉内形成预期气氛时，结束所述高温炉(2)的供气过程，随后用所述可燃的保护气体运行所述第一燃烧器(3. I),以及 d)通过调节所述第一燃烧器的功率将所述第一燃烧器(3. I)设定为所述预热炉/预氧化炉(3)的保护气体燃烧器，使得可供使用的可燃的保护气体量先在工业炉(I)的初始调试过程中在确定 ■烧损点(2. 5)上的烧损和/或 ■可燃的保护气体的流出体积和/或 ■烧损点(2.5)的止回阀或超压阀(2.8)受到重量负荷 后调节炉压，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·扎勒斯，W·范德坎普，
申请(专利权)人：易普森国际有限公司，
类型：发明
国别省市：