高温退火环形炉及高温退火方法

文档序号:62886 发布日期:2021-10-01 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 高温退火环形炉及高温退火方法 (High-temperature annealing annular furnace and high-temperature annealing method ) 是由 吴永红 冯威 戴文文 陈奎 张学平 杨永清 罗侠 韩庆华 曹瑞明 王宝同 张晓龙 于 2021-08-04 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种高温退火环形炉及高温退火方法,高温退火环形炉包括:环形炉底,多个工件沿周向间隔排布于所述环形炉底上;环形炉体,盖合于所述环形炉底上,并与所述环形炉底沿周向滑动连接,所述环形炉体内设有炉腔,且所述环形炉体上设有缺口,所述缺口处设有装卸料区;旋转机构,用于驱动所述环形炉底转动;温控机构,用于对所述炉腔的多个位置处分别进行温度调节,使所述炉腔沿周向依次形成与所述工件的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域。本发明的高温退火环形炉,多个工序之间均无需人工进行工件的转移,整个高温退火工艺全部在炉腔中自动完成,并且实现了高温退火的工件的批量生产。(The invention discloses a high-temperature annealing annular furnace and a high-temperature annealing method, wherein the high-temperature annealing annular furnace comprises: the annular furnace bottom is circumferentially and alternately distributed with a plurality of workpieces; the annular furnace body covers the annular furnace bottom and is in sliding connection with the annular furnace bottom along the circumferential direction, a furnace chamber is arranged in the annular furnace body, a gap is formed in the annular furnace body, and a material loading and unloading area is arranged at the gap; the rotating mechanism is used for driving the annular furnace bottom to rotate; and the temperature control mechanism is used for respectively adjusting the temperature of a plurality of positions of the furnace chamber so that a plurality of processing areas corresponding to the temperature requirements of a plurality of procedures of high-temperature annealing of the workpiece are sequentially formed in the furnace chamber along the circumferential direction. According to the high-temperature annealing annular furnace, manual workpiece transfer is not needed among a plurality of working procedures, the whole high-temperature annealing process is automatically completed in the furnace chamber, and batch production of the high-temperature annealed workpieces is realized.)

高温退火环形炉及高温退火方法

技术领域

本发明属于高温退火炉

技术领域

,特别地,涉及一种高温退火环形炉及高温退火方法。

背景技术

取向硅钢主要用于变压器,硅钢钢卷经过一次加热、一次保温、二次加热、二次保温和冷却,从而完成取向硅钢最终的高温退火。高温退火的主要作用是:1)通过二次再结晶,形成单一的组织结构;2)通过MgO与表面氧化膜中SiO2起化学反应,形成Mg2SiO4底层;3)去除钢中硫和氮等杂质。

现有的取向硅钢的高温退火基本采用罩式炉,罩式炉为周期式热处理炉,其结构以及生产工艺过程非常复杂。罩式炉分为加热台、冷却台、加热罩和冷却罩,在生产过程中,钢卷首先被放置在加热台上,然后扣上加热罩,对钢卷进行加热和保温,加热完成后拆掉加热罩,再将钢卷放置到冷却台上,扣上冷却罩后完成钢卷的冷却。由于每个钢卷都需要独立进行加热和冷却,且还需要从加热台移至冷却台,易受到人为因素的干扰,每卷钢卷的退火质量会存在差异。并且生产过程中钢卷需要从加热台移至冷却台,存在大量人工揭罩、吊装钢卷的工艺流程,不便于操作和维护,自动化水平程度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温退火环形炉及高温退火方法,以解决取向硅钢采用现有的高温退火炉进行高温退火的多个工序时需要多次装卸硅钢钢卷,且无法实现批量化生产的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现:

本发明提供一种高温退火环形炉,包括:环形炉底,多个工件沿周向间隔排布于所述环形炉底上;环形炉体,盖合于所述环形炉底上,并与所述环形炉底沿周向滑动连接,所述环形炉体内设有炉腔,且所述环形炉体上设有缺口,所述缺口处设有装卸料区;旋转机构,用于驱动所述环形炉底转动;温控机构,用于对所述炉腔的多个位置处分别进行温度调节,使所述炉腔沿周向依次形成与所述工件的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域。

在本发明的实施方式中,各个所述加工区域的周向长度等于所述环形炉底在对应工序所要求的时间下转动的周向长度。

在本发明的实施方式中,多个所述加工区域包括沿周向依次布设的预热区、加热区和冷却区。

在本发明的实施方式中,所述加热区包括沿周向依次布设第一保温区、升温区、第二保温区、第一冷却区;所述冷却区包括沿周向依次布设的第二冷却区以及第三冷却区,所述装卸料区位于所述预热区与所述第三冷却区之间。

在本发明的实施方式中,所述预热区、所述第一保温区、所述升温区、所述第二保温区、所述第一冷却区、所述第二冷却区以及所述第三冷却区的周向长度之比、以及所述预热区、所述第一保温区、所述升温区、所述第二保温区、所述第一冷却区、所述第二冷却区以及所述第三冷却区对应的七个工序所要求的时间之比均为3∶5∶17∶9∶5∶8∶6。

在本发明的实施方式中,所述预热区的入口处设有第一炉门,所述第一冷却区与所述第二冷却区之间设有第二炉门,所述第二冷却区与所述第三冷却区之间设有第三炉门,所述第三冷却区的出口处设有第四炉门。

在本发明的实施方式中,所述温控机构包括输出端位于所述预热区内的预热结构、输出端位于所述加热区内的加热结构以及输出端位于所述冷却区内的冷却结构。

在本发明的实施方式中,所述环形炉体上安装有排烟机构,用于排出所述环形炉体内的高温烟气;所述预热结构包括预热烟气管道,所述预热烟气管道的输入端与所述排烟机构连通,所述预热烟气管道的输出端与所述环形炉体的预热区连通。

在本发明的实施方式中,多个所述加热结构的输出端沿所述加热区的周向排布;所述加热结构包括燃烧器、燃气管道以及空气管道,所述燃烧器安装于所述环形炉体的至少一侧壁上,并位于沿周向相邻的两个所述工件之间;所述燃气管道与所述燃烧器相连通;所述空气管道与所述燃烧器相连通。

在本发明的实施方式中,多个所述冷却结构的输出端沿所述冷却区的周向排布,且所述冷却结构的输出端位于沿周向相邻的两个所述工件之间。

在本发明的实施方式中,所述冷却结构包括侧部冷气管道和多根顶部冷气管道;所述侧部冷气管道从所述环形炉体的至少一侧壁伸入;所述顶部冷气管道从所述环形炉体的顶壁伸入,多根所述顶部管道沿所述环形炉体的径向排布成一排。

在本发明的实施方式中,所述环形炉体的内壁面上铺设耐火纤维轻型结构;所述耐火纤维轻型结构包括硅酸铝耐火纤维模块和层叠铺设的硅酸铝耐火纤维毯,所述硅酸铝耐火纤维毯位于所述冷却区,所述硅酸铝耐火纤维模块位于所述预热区和所述加热区。

在本发明的实施方式中,所述缺口处还设有用于对所述工件进行自然冷却和吹风冷却的第四冷却区。

在本发明的实施方式中,所述环形炉底上还设有内罩和保护气体管道;所述环形炉底上设有与所述内罩的罩口相匹配的环形槽,所述环形槽中填充有沙层,所述内罩插设于所述沙层中,并将所述环形炉底上的单个所述工件封罩;所述保护气体管道从所述环形炉底伸入所述内罩中,用于向所述内罩中供应或排出保护气体。

在本发明的实施方式中,所述环形炉底上设有工件支撑装置。

在本发明的实施方式中,所述旋转机构包括环形滑轨、辊轮、台车以及旋转驱动组件;所述环形滑轨固定于混凝土基础上,所述辊轮安装于所述台车的底部;或者所述辊轮安装于混凝土基础上,所述环形滑轨固定于所述台车的底部;所述辊轮与所述环形滑轨滑动连接;所述环形炉底安装于所述台车上,所述旋转驱动组件的活动端与所述台车连接,用于驱动所述台车转动。

在本发明的实施方式中,所述环形炉体通过固定于混凝土基础上的钢结构支撑固定。

本发明还提供一种高温退火方法,采用上述高温退火环形炉,包括以下步骤:根据所述工件的高温退火的工艺要求,控制所述温控机构对所述炉腔的多个位置进行加热和/或冷却,使所述炉腔沿周向依次形成与所述工件的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个所述加工区域;所述工件在各个所述加工区域停留的时间与对应的各个工序的时间要求相符;通过所述旋转机构带动所述环形炉底上的所述工件从所述装卸料区依次转动至多个所述加工区域进行加工,直至所述工件返回至所述装卸料区,从而完成高温退火。

在本发明的实施方式中,确保所述工件在各个所述加工区域停留的时间符合对应的各个工序的时间要求,包括:根据所述工件的高温退火的多个工序的时间要求和所述炉腔的周向长度,确定所述旋转机构带动所述环形炉底转动的速度以及所述炉腔中对应的各个所述加工区域的周向长度,以使所述工件在各个所述加工区域停留的时间符合所述工件的高温退火的对应的各个工序的时间要求。

在本发明的实施方式中,所述旋转机构采用间歇性转动,每次转动的角度等于周向相邻的两个所述工件之间的布设角度。

本发明的特点及优点是:

本发明的高温退火环形炉,通过将环形炉体盖合于环形炉底上,并通过温控机构对炉腔进行温度调节,使炉腔沿周向依次形成与工件的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域;通过将环形炉体与环形炉底沿周向滑动连接,从而通过旋转机构驱动环形炉底转动,同时通过将多个工件连续地从装卸料区沿周向间隔放置于环形炉底上,从而使环形炉底上的多个工件依次进入至多个加工区域进行多个工序的加工,完成高温退火,多个工序之间均无需人工进行工件的转移,整个高温退火工艺全部在炉腔中自动完成,使得炉腔内温度控制更准确且更稳定,提高了各个工件高温退火质量的一致性,并且实现了高温退火的工件的批量生产。

本发明的高温退火方法,采用上述高温退火环形炉,根据待高温退火的工件的高温退火工艺的工艺要求,控制温控机构对炉腔的多个位置进行加热和/或冷却,使炉腔沿周向依次形成与工件的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域,并使工件在各个加工区域停留的时间与对应的各个工序的时间要求相符,从而适用于不同规格或不同类型的工件的高温退火。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的高温退火环形炉的环形炉体和环形炉底的俯视图。

图2为本发明的高温退火环形炉的预热区的剖视图。

图3为本发明的高温退火环形炉的加热区的剖视图。

图4为本发明的高温退火环形炉的冷却区的剖视图。

图5为本发明的高温退火环形炉的第一实施例的环形炉体和环形炉底的俯视图。

图6为本发明的高温退火环形炉的第二实施例的环形炉体和环形炉底的俯视图。

图7为本发明的高温退火环形炉的第三实施例的环形炉体和环形炉底的俯视图。

图中:

1、环形炉底;11、料位;12、工件支撑装置;13、工件;2、环形炉体;21、炉腔;22、第一炉门;23、第二炉门;24、第三炉门;25、第四炉门;26、耐火纤维轻型结构;3、旋转机构;31、环形滑轨;32、辊轮;33、台车;4、温控机构;41、预热结构;411、预热烟气管道;42、加热结构;421、燃烧器;422、燃气管道;423、空气管道;43、冷却结构;431、顶部冷气管道;432、侧部冷气管道;5、加工区域;51、预热区;51'、预热区;52、加热区;521、第一保温区;521'、第一保温区;522、升温区;522'、升温区;523、第二保温区;523'、第二保温区;524、第一冷却区;524'、第一冷却区;53、冷却区;531、第二冷却区;531'、第二冷却区;532、第三冷却区;532'、第三冷却区;6、缺口;6'、缺口;61、装卸料区;61'、装卸料区;62、第四冷却区;62'、第四冷却区;7、内罩;71、环形槽;72、沙层;8、保护气体管道;81、保护气体控制阀架;9、钢结构;10、排烟机构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施方式一

如图1所示,本发明提供一种高温退火环形炉,包括:环形炉底1,多个工件13沿周向间隔排布于环形炉底1上;环形炉体2,盖合于环形炉底1上,并与环形炉底1沿周向滑动连接,环形炉体2内设有炉腔21,且环形炉体2上设有缺口6,缺口6处设有装卸料区61;旋转机构3,用于驱动环形炉底1转动;温控机构4,用于对炉腔21的多个位置处分别进行温度调节,使炉腔21沿周向依次形成与工件13的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域5。

本发明的高温退火环形炉,通过将环形炉体2盖合于环形炉底1上,并通过温控机构4对炉腔21进行温度调节,使炉腔21沿周向依次形成与工件13的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域5;通过将环形炉体2与环形炉底1沿周向滑动连接,从而通过旋转机构3驱动环形炉底1转动,同时通过将多个工件13连续地从装卸料区61沿周向间隔放置于环形炉底1上,从而使环形炉底1上的多个工件13依次进入至多个加工区域5进行多个工序的加工,完成高温退火,多个工序之间均无需人工进行工件13的转移,整个高温退火工艺全部在炉腔21中自动完成,使得炉腔21内温度控制更准确且更稳定,提高了各个工件13高温退火质量的一致性,并且实现了高温退火的工件13的批量生产。

具体的,如图1所示,环形炉体2大体呈具有一缺口6的开环状结构,缺口6处设有装卸料区61。可选的,如图6所示,环形炉体2大体呈封闭的环状结构,环形炉体2的顶壁和/或侧壁上开设缺口6',形成装卸料区61。

如图5和图6所示,根据本发明的一个实施方式,各个加工区域5的周向长度等于环形炉底1在对应工序所要求的时间下转动的周向长度。从而确保工件13在各个加工区域5停留的时间与对应工序的时间要求相符,使得上一个加工区域5中加工完成的工件13能进入下一个加工区域5中,各个加工区域5的节奏相同。

在本实施例中,首先根据工件13的高温退火工艺,控制温控机构4对炉腔21的多个位置进行温度调节,使炉腔21沿周向依次形成与工件13的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域5,且各个加工区域5的周向长度等于环形炉底1在对应工序所要求的时间下转动的周向长度。进而通过旋转机构3驱动环形炉底1转动,同时将未加工的工件13连续不断地从装卸料区61沿周向逐个间隔均匀地放置于环形炉底1上,从而使环形炉底1上的多个工件13依次进行各个加工区域5中进行相应的加工工序,最后多个工件13逐个返回至装卸料区61进行出料,从而完成多个工件13的高温退火工艺,实现了高温退火的工件13的大批量连接生产。

具体的,各个加工区域5的周向长度之比等于各个加工区域5对应工序所要求的时间之比,多个工件13沿周向均匀间隔布设于环形炉底1上,旋转机构3控制环形炉底1间隙转动,每次转动的角度等于周向相邻的两个工件13之间的布设角度。可选地,旋转机构3控制环形炉底1匀速运动。

如图5所示,根据本发明的一个实施方式,多个加工区域5包括沿周向依次布设的预热区51、加热区52和冷却区53。预热区51用于对工件13进行预热。加热区52用于对工件13进行快速地升温、或保温、或从高温缓慢地降温。冷却区53用于对工件13进行冷却。

在本实施例中,工件13为取向硅钢,取向硅钢的高温退火工艺包括一次加热、一次保温、二次加热、二次保温以及冷却。加热区52包括沿周向依次布设第一保温区521、升温区522、第二保温区523、第一冷却区524;冷却区53包括沿周向依次布设的第二冷却区531以及第三冷却区532,装卸料区61位于预热区51与第三冷却区532之间。工件13先进入预热区51进行一次加热工序,预热后的工件13进入第一保温区521进行一次保温工序,一次保温后的工件13进入升温区522进行二次加热工序,工件13在升温区522加热到退火温度并产生二次再结晶,二次加热后的工件13进入第二保温区523进行二次保温工序,由于二次保温后的工件13温度非常高,因此先进入第一冷却区524,通过温控机构4控制第一冷却区524的加热温度,使工件13缓慢降温,然后再将缓慢降温后的工件13输送至第二冷却区531进行进一步地冷却,再将进一步冷却后的工件13输送到第三冷却区532进行快速冷却。

具体的,预热区51升温至1260℃,第一保温区521的温度稳定为1260℃,升温区522的温度从1260℃升至1500℃,第二保温区523的温度稳定为1500℃,第一冷却区524从1500℃降温至1260℃,第二冷却区531从1260℃冷却至1140℃,第三冷却区532从1140℃进行冷却。

根据本发明的一个实施方式,如图5所示,缺口6处还设有用于对工件13进行自然冷却和吹风冷却的第四冷却区62。可选的,第四冷却区62也可设于环形炉体2内形成一个独立的加工区域5,或者与第三冷却区532合并为一个加工区域5。

如图5所示,在本实施例中,预热区51、第一保温区521、升温区522、第二保温区523、第一冷却区524、第二冷却区531以及第三冷却区532的周向长度之比、以及预热区51、第一保温区521、升温区522、第二保温区523、第一冷却区524、第二冷却区531以及第三冷却区532对应的七个工序所要求的时间之比均为3∶5∶17∶9∶5∶8∶6。

具体的,环形炉底1上设有用于放置工件13的料位11。多个料位11沿径向间隔均匀布设成一排。多排料位11沿周向间隔均匀布设成一圈。在本实施例中,2个料位11沿径向布设成一排,60排料位11沿周向间隔均匀布设成一圈。相邻两排料位11之间的布设角度为6度。可选的,根据工件13的尺寸调整料位11的数量。其中,53排料位11位于环形炉体2内,3排料位11位于预热区51,5排料位11位于第一保温区521,17排料位11位于升温区522,9排料位11位于第二保温区523,5排料位11位于第一冷却区524,8排料位11位于第二冷却区531,6排料位11位于第三冷却区532;3排料位11位于缺口6处的装卸料区61,4排料位11位于缺口6处的第四冷却区62。

通过旋转机构3带动环形炉底1转动60次,每次转动的角度为6度。初始阶段时,环形炉底1每转动一次,则将装卸料区61内最前排的工件13输送至预热区51进行预热,直至该工件13高温退火结束返回至装卸料区61,则进入连续生产阶段,环形炉底1每转动一次,则使装卸料区61内最前排的工件13前进至预热区51进行预热,同时,预热区51内最前排的工件13则预热结束并前进至第一保温区521进行保温,第一保温区521内最前排的工件13则保温结束并前进至升温区522进行升温,升温区522内最前排的工件13则升温结束并前进至第二保温区523进行保温,第二保温区523内最前排的工件13则保温结束并前进至第一冷却区524进行降温,第一冷却区524内最前排的工件13则第一次冷却结束并前进至第二冷却区531进行第二次冷却,第二冷却区531内最前排的工件13则第二次冷却结束并前进至第三冷却区532进行第三次冷却,第三冷却区532内最前排的工件13则第三次冷却结束并输出至第四冷却区62进行第四次冷却,第四冷却区62内最前排的工件13则第四次冷却结束并输出至装卸料区61进行卸料。因此,通过将工件13随环形炉底1转动一周后便完成了高温退火的所有工序。

在另一可行的实施例中,如图6所示,环形炉体2大体呈封闭的环状结构,环形炉体2的顶壁和/或侧壁上开设缺口6',形成装卸料区61,且缺口6'处安装有装卸料门。当工件13的高温退火的工序较多,无法使环形炉腔21沿周向形成与所有工序相对应的多个加工区域5,则将所有工序安装先后顺序拆分为前期的多个工序和后期的多个工序,通过温控机构4第一次调节炉腔21的温度,先沿周向形成与前面的多个工序相对应的多个加工区域5,进而通过旋转机构3带动环形炉底1上的多个工件13依次转动至多个加工区域5完成前期的多个工序的加工,然后返回至装卸料区61时,装卸料门为关闭状态而不进行装料和卸料,同时通过温控机构4第二次调节炉腔21的温度,形成与后期的多个工序相对应的多个加工区域5,进而通过旋转机构3带动环形炉底1上的多个工件13依次转动至多个加工区域5完成后面多个工序的加工,最后返回至装卸料区61时进行卸料。因此,通过将工件13随环形炉底1转动两周后完成了高温退火的所有工序。

在再一可行的实施例中,如图7所示,各个加工区域5的周向长度相同,控制旋转机构3继续转动,同时将一批工件13从装卸料区61沿周向间隔放置于环形炉底1上,当这批工件13依次进入第一个加工区域5时,根据对应工序的时间要求,控制旋转机构3停止和转动,直至该加工区域5中第一工件13在该加工区域5停留的时间与对应工序的时间要求相符时,再根据该加工区域5中第一个工件13与最后一个工件13在该加工区域5停留的时间差以及该加工区域5的周向长度控制旋转机构3继续转动,使这批工件13逐个进入下一个加工区域5,且每个工件13在上一个加工区域5中停留的时间相同,并且均符合对应工序的时间要求,重复上述步骤,直至这批工件13完成所有工序,返回至装卸料区61'卸料后,再将下一批工件13从装卸料区61沿周向间隔放置于环形炉底1上,从而将多个工件13分批进行加工,相比于上述实施例,加工效率有所降低,但仍可实现高温退火的工件13的批量化生产。其中,每批工件13的数量小于或等于一个加工区域5的最多可容纳的工件13数量。

具体的,环形炉体2的周向角度为280度,并沿周向形成7个周向角度均为40度的扇形的加工区域5,7个加工区域5依次为预热区51'、第一保温区521'、升温区522'、第二保温区523'、第一冷却区524'、第二冷却区531'以及第三冷却区532'。环形炉体2的缺口6处形成与预热区51'相邻的装卸料区61'以及与第三冷却区532'相邻的第四冷却区62',且装卸料区61'和第四冷却区62'的周向角度也均为40度。环形炉底1上设有用于放置工件13的料位11以及用于布设料位11的扇形料位区。扇形料位11区的周向角度也为40度。多个料位11沿径向间隔均匀布设成一排。6排料位11沿周向间隔均匀布设于扇形料位区内。通过旋转机构3每次转动40度,从而带动环形炉底1上的6排工件13沿周向依次转动至7个加工区域5内,并通过控制旋转机构3的启动和暂停,保证工件13在各个加工区域5内停留的时间符合对应工序的时间要求。

根据本发明的一个实施方式,如图5所示,预热区51的入口处设有第一炉门22,第一冷却区524与第二冷却区531之间设有第二炉门23,第二冷却区531与第三冷却区532之间设有第三炉门24,第三冷却区532的出口处设有第四炉门25。通过第一炉门22将预热区51与外界进行隔断,通过第四炉门25将第三冷却区532与外界进行隔断,以将炉腔21封闭,便于进行温度调节。由于预热区51、第一保温区521、升温区522、第二保温区523以及第一冷却区524之间的温差不大,且温度变化缓慢,因此无需设置炉门进行隔断。而第一冷却区524与第二冷却区531之间,以及第二冷却区531之间的温差相差较大,且温度变化速度快,因此分别设置第二炉门23和第三炉门24进行隔断,以防止气流串流,影响温度的控制。

根据本发明的一个实施方式,如图2、图3以及图4所示,温控机构4包括输出端位于预热区51内的预热结构41、输出端位于加热区52内的加热结构42以及输出端位于冷却区53内的冷却结构43。

如图2所示,环形炉体2上安装有排烟机构10,用于排出环形炉体2内的高温烟气;预热结构41包括预热烟气管道411,预热烟气管道411的输入端与排烟机构10连通,预热烟气管道411的输出端与环形炉体2的预热区51连通。通过预热结构41将环形炉体2排出的高温烟气回收利用,利用高温烟气的热量对工件13进行预热,从而减少高温退火环形炉的热量损失,降低了生产成本。

具体的,排烟机构10包括排烟风机和排烟管道,排烟风机的输入端与环形炉体2的排烟口相连通,排烟风机的输出端与排烟管道相连通,预热烟气管道411与排烟管道相连通。

如图3所示,多个加热结构42的输出端沿加热区52的周向排布;加热结构42包括燃烧器421、燃气管道422以及空气管道423,燃烧器421安装于环形炉体2的至少一侧壁上,并位于沿周向相邻的两个工件13之间;燃气管道422与燃烧器421相连通;空气管道423与燃烧器421相连通。通过分别调节多个加热结构42,从而更精确地调节加热区52内的温度分布。通过将燃烧器421布设于沿周向相邻的两个工件13之间,避免燃烧器421将火焰直接喷射至工件13上而造成工件13温度过高,从而使工件13周围的热量分布更均匀。

具体的,环形炉体2的两侧侧壁上均安装有燃烧器421,且至少两个燃烧器421沿炉腔21的高度方向分布,以朝不同高度位置处喷射火焰,使热量分布得更均匀。燃气管道422上设有用于调节燃气流量的燃气控制阀。空气管道423上设有用于调节空气流量的空气控制阀,通过调节燃气和空气的流量,实现对加热区52内温度的精确控制。

如图4所示,多个冷却结构43的输出端沿冷却区53的周向排布,且冷却结构43的输出端位于沿周向相邻的两个工件13之间。通过分别调节多个冷却结构43,从而更精确地调节冷却区53内的温度分布。通过将冷却结构43的输出端布设于相邻的两个工件13之间,使冷却结构43的输出端喷出的冷却介质在工件13周围分布得更加均匀。

具体的,冷却结构43包括侧部冷气管道432和多根顶部冷气管道431;侧部冷气管道432从环形炉体2的至少一侧壁伸入;顶部冷气管道431从环形炉体2的顶壁伸入,多根顶部管道沿环形炉体2的径向排布成一排。冷却结构43还包括冷却风机,冷却风机的输出端与侧部冷气管道432和多根顶部冷气管道431相连通。冷却结构43采用辐射冷却和直接喷吹冷风的形式对工件13进行冷却。

根据本发明的一个实施方式,如图2、图3以及图4所示,环形炉体2的内壁面上铺设耐火纤维轻型结构26;耐火纤维轻型结构26包括硅酸铝耐火纤维模块和层叠铺设的硅酸铝耐火纤维毯,硅酸铝耐火纤维毯位于冷却区53,硅酸铝耐火纤维模块位于预热区51和加热区52。

具体的,环形炉体2内的顶壁面以及两侧的侧壁面上均铺设有耐火纤维轻型结构26,其中,位于预热区51的硅酸铝耐火纤维模块的铺设厚度为250mm,位于第一保温区521的硅酸铝耐火纤维模块的铺设厚度为250mm,位于升温区522的硅酸铝耐火纤维模块的铺设厚度为360mm,位于第二保温区523的硅酸铝耐火纤维模块的铺设厚度为410mm,位于第一冷却区524的硅酸铝耐火纤维模块的铺设厚度为250mm,位于第二冷却区531的硅酸铝耐火纤维毯的铺设厚度为150mm,位于第三冷却区532的硅酸铝耐火纤维毯的铺设厚度为50mm。

根据本发明的一个实施方式,如图2、图3以及图4所示,环形炉底1上还设有内罩7和保护气体管道8;环形炉底1上设有与内罩7的罩口相匹配的环形槽71,环形槽71中填充有沙层72,内罩7插设于沙层72中,并将环形炉底1上的单个工件13封罩;保护气体管道8从环形炉底1伸入内罩7中,用于向内罩7中供应或排出保护气体。具体的,保护气体为氢气与氮气的混合气体。此外,旋转机构3的活动端上安装有保护气体控制阀架81,用于安装保护气体管道控制阀,因此保护气体管道8和保护气体控制阀架81均随环形炉底1同步转动,以控制保护气体输送至内罩7中。通过多个内罩7将各个工件13单独封罩,并通过沙层72对内罩7进行密封,可避免燃烧器421燃烧产生的高温烟气、预热烟气管道411喷出的高温烟气以及冷却结构43喷出的冷却介质接触工件13,而先加热内罩7,再通过内罩7加热内部的工件13,同时通过内罩7中的保护气体对工件13进行保护,从而防止工件13在高温退火过程中受到外界气体的侵害。

根据本发明的一个实施方式,如图2、图3以及图4所示,环形炉底1上设有工件支撑装置12。具体的,工件支撑装置12为固定于环形炉底1上的支撑架。通过工件支撑装置12将工件13架设于环形炉体2的中间部位,有利于预热结构41、加热结构42以及冷却结构43喷出的介质环绕于工件13周围,使工件13受热或冷却地更均匀。

根据本发明的一个实施方式,如图2、图3以及图4所示,旋转机构3包括环形滑轨31、辊轮32、台车33以及旋转驱动组件;环形滑轨31固定于混凝土基础上,辊轮32安装于台车33的底部;或者辊轮32安装于混凝土基础上,环形滑轨31固定于台车33的底部;辊轮32与环形滑轨31滑动连接;环形炉底1安装于台车33上,旋转驱动组件的活动端与台车33连接,用于驱动台车33转动。具体的,旋转驱动组件包括沿周向布设于台车33周围的多个液压缸,液压缸的固定端固定于混凝土基础上,液压缸的活动端与台车33连接。可选的,旋转驱动组件包括旋转驱动电机以及用于将旋转驱动电机的输出轴与台车33连接的传动件。

根据本发明的一个实施方式,如图2、图3以及图4所示,环形炉体2通过固定于混凝土基础上的钢结构9支撑固定。通过钢结构9对环形炉体2支撑固定,同时,通过钢结构9对燃气管道422、空气管道423、顶部冷气管道431以及侧部冷气管道432进行支撑固定。具体的,钢结构9为桁架结构。

实施方式二

本发明提供一种高温退火方法,采用实施方式一中所述的高温退火环形炉,包括以下步骤:根据工件13的高温退火的工艺要求,控制温控机构4对炉腔21的多个位置进行加热和/或冷却,使炉腔21沿周向依次形成与工件13的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域5;工件13在各个加工区域5停留的时间与对应的各个工序的时间要求相符;通过旋转机构3带动环形炉底1上的工件13从装卸料区61依次转动至多个加工区域5进行加工,直至工件13返回至装卸料区61,从而完成高温退火。

本发明的高温退火方法,采用上述高温退火环形炉,根据待高温退火的工件13的高温退火工艺的工艺要求,控制温控机构4对炉腔21的多个位置进行加热和/或冷却,使炉腔21沿周向依次形成与工件13的高温退火的多个工序的温度要求相对应的多个加工区域5,并使工件13在各个加工区域5停留的时间与对应的各个工序的时间要求相符,从而适用于不同规格或不同类型的工件13的高温退火。

根据本发明的一个实施方式,确保工件13在各个加工区域5停留的时间符合对应的各个工序的时间要求,包括:根据工件13的高温退火的多个工序的时间要求和炉腔21的周向长度,确定旋转机构3带动环形炉底1转动的速度以及炉腔21中对应的各个加工区域5的周向长度,以使工件13在各个加工区域5停留的时间符合工件13的高温退火的对应的各个工序的时间要求。

具体的,根据炉腔21的周向长度以及多个加工区域5对应的多个工序所要求的时间的总和,确定旋转机构3带动环形炉体2转动的速度,即旋转机构3转动的速度等于炉腔21的周向长度/多个加工区域5对应的多个工序所要求的时间的总和。根据带动环形炉体2转动的速度以及多个加工区域5对应的多个工序所要求的时间,确定炉腔21中对应的各个加工区域5的周向长度,及各个加工区域5的周向长度等于对应工序所要求的时间与旋转机构3带动环形炉体2转动的速度的乘积。根据旋转机构3带动环形炉底1转动的速度,通过温控机构4控制各个加工区域5的周向长度,确保工件13在各个加工区域5停留的时间与对应工序的时间要求相符,使得上一个加工区域5中加工完成的工件13能进入下一个加工区域5中,各个加工区域5的节奏相同。

根据本发明的一个实施方式,旋转机构3采用间歇性转动,每次转动的角度等于周向相邻的两个工件13之间的布设角度。可选地,旋转机构3采用匀速转动,匀速转动的角速度等于周向相邻的两个工件13之间的布设角度/(旋转机构3间歇性转动时每次转动的时间+每次停留的时间)。

在本实施例中,如图5所示,预热区51、第一保温区521、升温区522、第二保温区523、第一冷却区524、第二冷却区531以及第三冷却区532的周向长度之比、以及预热区51、第一保温区521、升温区522、第二保温区523、第一冷却区524、第二冷却区531以及第三冷却区532对应的七个工序所要求的时间之比均为3∶5∶17∶9∶5∶8∶6。

具体的,环形炉底1上设有用于放置工件13的料位11。多个料位11沿径向间隔均匀布设成一排。多排料位11沿周向间隔均匀布设成一圈。在本实施例中,2个料位11沿径向布设成一排,60排料位11沿周向间隔均匀布设成一圈。相邻两排料位11之间的布设角度为6度。其中,53排料位11位于环形炉体2内,3排料位11位于预热区51,5排料位11位于第一保温区521,17排料位11位于升温区522,9排料位11位于第二保温区523,5排料位11位于第一冷却区524,8排料位11位于第二冷却区531,6排料位11位于第三冷却区532;3排料位11位于缺口6处的装卸料区61,4排料位11位于缺口6处的第四冷却区62。

通过旋转机构3带动环形炉底1转动60次,每次转动的角度为6度。环形炉底1转动6度后便停留一段时间。以预热区51为例,三次转动的总时间与停留三次的总时间之和等于工件13所要求预热的时间。初始阶段时,环形炉底1每转动一次,则将装卸料区61内最前排的工件13输送至预热区51进行预热,直至该工件13高温退火结束返回至装卸料区61,则进入连续生产阶段,环形炉底1没转动一次,则使装卸料区61内最前排的工件13前进至预热区51进行预热,同时,预热区51内最前排的工件13则预热结束并前进至第一保温区521进行保温,第一保温区521内最前排的工件13则预热结束并前进至升温区522进行升温,升温区522内最前排的工件13则预热结束并前进至第二保温区523进行保温,第二保温区523内最前排的工件13则保温结束并前进至第一冷却区524进行保温,第一冷却区524内最前排的工件13则第一次冷却结束并前进至第二冷却区531进行第二次冷却,第二冷却区531内最前排的工件13则第二次冷却结束并前进至第三冷却区532进行第三次冷却,第三冷却区532内最前排的工件13则第三次冷却结束并输出至第四冷却区62进行第四次冷却,第四冷却区62内最前排的工件13则第四次冷却结束并输出至装卸料区61进行卸料。

在另一可行的实施例中,如图6所示,当工件13的高温退火的工序较多,无法使环形炉腔21沿周向形成与所有工序相对应的多个加工区域5,则通过温控机构4第一次调节炉腔21的温度,先沿周向形成与前面的多个工序相对应的多个加工区域5,进而通过旋转机构3带动环形炉底1上的多个工件13依次转动至多个加工区域5完成前面多个工序的加工,然后返回至装卸料区61时不进行卸料,同时通过温控机构4第二次调节炉腔21的温度,形成与后面的多个工序相对应的多个加工区域5,进而通过旋转机构3带动环形炉底1上的多个工件13依次转动至多个加工区域5完成后面多个工序的加工,最后返回至装卸料区61时进行卸料。因此,通过将工件13随环形炉底1转动两周后完成了高温退火的所有工序。

在再一可行的实施例中,如图7所示,各个加工区域5的周向长度相同,控制旋转机构3继续转动,同时将一批工件13从装卸料区61沿周向间隔放置于环形炉底1上,当这批工件13依次进入第一个加工区域5时,根据对应工序的时间要求,控制旋转机构3停止和转动,直至该区域中第一工件13在该加工区域5停留的时间与对应工序的时间要求相符时,再根据该区域中第一个工件13与最后一个工件13在该区域停留的时间差以及该区域的周向长度控制旋转机构3继续转动,使这批工件13逐个进入下一个加工区域5,且每个工件13在上一个加工区域5中停留的时间相同,并且均符合对应工序的时间要求,重复上述步骤,直至这批工件13完成所有工序,返回至装卸料区61'出料后,再将下一批工件13从装料区沿周向间隔放置于环形炉底1上,从而将多个工件13分批进行加工,相比于上述实施例,加工效率有所降低,但仍可实现高温退火的工件13的批量化生产。其中,每批工件13的数量小于或等于一个加工区域5的最多可容纳的工件13数量。通过控制旋转机构3的停止和转动,从而使工件13在各个加工区域5停留的时间与对应的各个工序的时间要求相符

以上所述仅为本发明的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

22页详细技术资料下载
上一篇:一种医用注射器针头装配设备
下一篇:退火炉内钢带位置测量传感器装置

网友询问留言

已有0条留言

还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!

精彩留言,会给你点赞!