阅读说明：本技术 一种水平筒形炉 (Horizontal cylindrical furnace ) 是由 刘宁 刘永军 于 2020-07-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种水平筒形炉,筒形炉包括横卧设置的炉体、设于炉体内部且能够容置卷材的内罩体、能够对内罩体和卷材进行支撑的支撑机构、为内罩体腔内气氛加热提供热量的加热器、均热系统、冷却系统、抽真空装置、充氮装置,炉体包括炉身、固定封挡在炉身长度方向一端的封板、封挡在炉身长度方向另一端且与炉身可分离的炉门；本发明的水平筒形炉通过极佳的气密性结构设计,使得其能够对易氧化、脱碳、渗碳的金属进行热处理,解决了现有技术中对气密性要求极高的金属在热处理时,箱式炉无法满足气密性要求的问题,也提高了本发明筒形炉的适用范围。(The invention relates to a horizontal cylindrical furnace, which comprises a horizontally arranged furnace body, an inner cover body which is arranged in the furnace body and can contain coiled materials, a supporting mechanism which can support the inner cover body and the coiled materials, a heater which can heat the atmosphere in the cavity of the inner cover body to provide heat, a soaking system, a cooling system, a vacuumizing device and a nitrogen charging device, wherein the furnace body comprises a furnace body, a sealing plate fixedly sealed at one end of the furnace body in the length direction, and a furnace door sealed at the other end of the furnace body in the length direction and separable from the furnace body; the horizontal cylindrical furnace can carry out heat treatment on the metal which is easy to oxidize, decarbonize and carburize through the excellent air tightness structural design, solves the problem that a box-type furnace cannot meet the air tightness requirement when the metal with the extremely high air tightness requirement is subjected to heat treatment in the prior art, and also improves the application range of the cylindrical furnace.)

一种水平筒形炉

技术领域

本发明涉及工业热处理领域，具体涉及一种水平筒形炉。

背景技术

现有高端金属卷形材料热处理多采用含保护气氛罩式炉或者箱式炉。罩式炉虽然密封性好，但是装料和卸料的操作过程复杂。箱式炉虽然装料和卸料的操作相对简单些，但是密封性没有罩式炉好，结构不紧凑；罩式炉退火卷料时，由于来料（卷料）均为垂直放置，为了适应内罩的圆形空间结构及流场分配，在装料前需要将卷料先放在翻料机上，将卷料翻到水平状态，然后放入罩式炉。装料过程还需要将加热罩吊起，此外，对炉料冷却还需要另取冷却罩使用；罩式炉整个热处理过程频繁的需要人工操作，过程复杂，自动化水平低。箱式炉热处理时，虽然不需要翻卷，也不需要吊装加热罩和冷却罩。但是箱式炉立方结构，装入圆柱形料卷时空间浪费很大，而且气密性差是个很大的缺陷，导致箱式炉能源和保护气体消耗量都很大大，热处理成本高；且对于热处理时易氧化、脱碳、渗碳的金属（如：气密要求较高的铜及铜合金等），箱式炉无法满足热处理过程中对气密性极高要求，使得其适用范围较窄。

发明内容

本发明所要解决技术问题是克服现有技术的不足，提供一种水平筒形炉。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种水平筒形炉，筒形炉包括横卧设置的炉体、设于炉体内部且能够容置卷材的内罩体、能够对内罩体和卷材进行支撑的支撑机构、为内罩体腔内气氛加热提供热量的加热器、用于使内罩体腔内热气氛均匀分布的均热系统、用于对内罩体腔内气氛进行冷却的冷却系统、用于对内罩体和冷却系统进行抽真空的抽真空装置、用于向内罩体腔内充入氮气的充氮装置，炉体包括炉身、固定封挡在炉身长度方向一端的封板、封挡在炉身长度方向另一端且与炉身可分离的炉门，内罩体长度方向一端与封板相固定，内罩体长度方向另一端能够与炉门相密封。

优选地，炉身呈圆筒状，内罩体呈圆筒状。

优选地，内罩体周身全部或局部在其长度方向上呈波纹状延伸。

优选地，加热器设于炉身内周面上，均热系统用于将加热器传递至内罩体周身的热量均匀的传递至卷材上。

优选地，均热系统包括设于内罩体腔内的导流筒，导流筒具有位于其轴向对应两端的入风口和出风口，导流筒与内罩体之间形成有导流加热通道，卷材位于导流筒内部且位于入风口和出风口之间；均热系统还包括用于使导流筒内部和导流加热通道的气体循环流动的循环风机。

优选地，循环风机设于导流筒的外部，且导流筒的出风口与循环风机的吸入口对应设置。

优选地，导流筒的出风口位于导流筒的径向中部，且导流筒的出风口与卷材的径向中部相对应。

优选地，冷却系统包括通过进气管和出气管与内罩体腔内连通的换热器、导流风机、设于进气管和出气管上的阀门。

优选地，支撑机构包括与炉身固定对接的支撑组件、沿炉身长度方向相对支撑组件滑动设置的滑动架，滑动架的一端部与炉门固定连接，卷材支撑在滑动架上；滑动架具有第一工位和第二工位，滑动架位于第一工位时，炉门沿炉身长度方向远离炉身，且卷材能够放至滑动架上；滑动架位于第二工位时，炉门与炉身靠拢，滑动架及其上卷材处于内罩体腔内，且内罩体的腔被封闭，卷材能够进行热处理作业。

优选地，支撑组件包括位于内罩体腔内横向两侧且沿炉身长度方向延伸的支撑轨、与炉身固定连接并为支撑轨提供支撑的支撑柱；滑动架包括底部转动设置有滑轮的底架、在炉身长度方向上依次设置在底架上的立块，底架的一端部与炉门固定连接，卷材通过横梁搭设在两侧的立块上；筒形炉还包括用于带动炉门运动进而带动滑动架运动的台车。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的水平筒形炉，在炉体的内部还设置内罩体，为卷材热处理提供极佳的供密闭空间，并通过抽真空装置、充氮装置等配合设计，为处于密闭空间内的卷材进行热处理提供气氛保护；此外，通过均热系统及冷却系统的设计，为本发明的筒形炉对卷材产品进行热处理提供坚实的品质保障；本发明的水平筒形炉通过极佳的气密性结构设计，使得其能够对易氧化、脱碳、渗碳的金属进行热处理，解决了现有技术中对气密性要求极高的金属在热处理时，箱式炉无法满足气密性要求的问题，也提高了本发明筒形炉的适用范围；此外，本发明改变传统加热炉的立式设计，将炉体横置，并通过支撑机构与炉门配合的全新设计，使得本发明的筒形炉在上料时无需将卷材翻到水平状态，省去吊装翻料的工作，上料更加方便；冷却时也没有更换罩体的工作，直接通过冷却系统对炉内气氛进行冷却，大大提高工作效率。

附图说明

图1为本发明筒形炉侧视结构示意图（滑动架处于第二工位）；

图2为本发明筒形炉侧视结构示意图（滑动架处于第一工位）；

图3为图1中A-A向剖视图；

其中：10、炉身；101、法兰；102、密封圈；11、封板；12、炉门；13、内罩体；20、循环风机；21、导流筒；211、入风口；212、出风口；300、滑轮；301、底架；302、立块；303、支撑柱；304、支撑轨；41、支架；42、车架；43、驱动电机；50、加热器；60、换热器；61、进气管；62、出气管；70、抽真空装置；80、充氮装置；1000、卷材；1001、横梁。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

如图1至图3所示，一种水平筒形炉，筒形炉包括横卧设置的炉体、设于炉体内部且能够容置卷材1000的内罩体13（内罩体13呈圆筒状）、能够对内罩体13和卷材1000进行支撑的支撑机构、为内罩体13腔内气氛加热提供热量的加热器50、用于使内罩体13腔内热气氛均匀分布的均热系统、用于对内罩体13腔内气氛进行冷却的冷却系统、用于对内罩体13和冷却系统进行抽真空的抽真空装置70、用于向内罩体13腔内充入氮气的充氮装置80，炉体包括炉身10（炉身10呈圆筒状）、固定封挡在炉身10长度方向一端的封板11、封挡在炉身10长度方向另一端且与炉身10可分离的炉门12，内罩体13长度方向一端与封板11相固定，内罩体13长度方向另一端能够与炉门12相密封，炉身10及内罩体13的靠近炉门12一端上设置有法兰101，法兰101上设置有密封圈102，炉门12与炉身10和内罩体13靠拢时，炉门12与法兰101之间通过密封圈102实现密封。

本例中，加热器50设于炉身10内周面上，加热器50的热量会传递至内罩体13上，且内罩体13周身全部或局部在长度方向上呈波纹状延伸，通过波纹状结构，能够有效消除内罩体13的热膨胀，而且还可以大大增加内罩的换热面积，提高换热效率，从而能够有效接收加热器50产生的热量；

均热系统用于将加热器50传递至内罩体13周身的热量均匀的传递至卷材1000上；

具体地，均热系统包括设于内罩体13腔内的导流筒21、循环风机20，导流筒21具有位于其轴向对应两端的入风口211和出风口212，导流筒21与内罩体13之间形成有导流加热通道，卷材1000位于导流筒21内部且位于入风口211和出风口212之间；循环风机20用于使导流筒21内部和导流加热通道的气体循环流动，循环风机20（为离心风机）设于导流筒21的外部，且导流筒21的出风口212与风机的吸入口对应设置。

循环风机20的吸入口将导流筒21内部气体从导流筒21的出风口212吸入循环风机20并从循环风机20的排出口排出至导流加热通道，气体经过导流加热通道时，与内罩体13周身处的热量进行换热，气体受热后从导流筒21的入风口211进入导流筒21内部，并对导流筒21内部的卷材1000进行均匀加热；

此外，导流筒21的出风口212（出风口212为圆形）小于导流筒21的入风口211（入风口211为圆形，出风口212的口径等于导流筒21的内径），导流筒21的出风口212位于导流筒21的径向中部，且导流筒21的出风口212与卷材1000的径向中部相对应；通过入风口211和出风口212的位置设计，以及二者与卷材1000的相对位置设计，使得从导流筒21入风口211进入其内部的热风，不会集聚从一处通过，而是一部分分散开从卷材1000的外周身掠过，另一部分分散开从卷材1000的内周掠过，卷材1000受热非常均匀，从而提高卷材1000的热处理效率。

进一步地，支撑机构包括与炉身10固定对接的支撑组件、沿炉身10长度方向相对支撑组件滑动设置的滑动架，滑动架的一端部与炉门12固定连接，卷材1000支撑在滑动架上；滑动架具有第一工位和第二工位，滑动架位于第一工位时，炉门12沿炉身10长度方向远离炉身10，且卷材1000能够放至滑动架上；滑动架位于第二工位时，炉门12与炉身10靠拢，滑动架及其上卷材1000处于内罩体13腔内，且内罩体13的腔被封闭，卷材1000能够进行热处理作业。具体地，支撑组件包括位于内罩体13腔内横向两侧且沿炉身10长度方向延伸的支撑轨304、与炉身10固定连接并为支撑轨304提供支撑的支撑柱303，支撑柱303具有多根，本例中多根支撑柱303的上端部与支撑轨304固定连接，下端部向下穿过导流筒21、内罩体13、炉身10至炉身10底部下方，并能够支撑在地面上，支撑轨304、导流筒21、内罩体13、炉身10均能够与支撑柱303固定连接。

滑动架包括底部转动设置有滑轮300的底架301、在炉身10长度方向上依次设置在底架301上的立块302，底架301的一端部与炉门12固定连接，卷材1000通过横梁1001搭设在两侧的立块302上；本例中，炉内可以架设两卷或三卷，或者更多卷的产品进行热处理，在一根横梁1001上套上两卷产品时，立块302需设置三个，然后将横梁1001上放在立块302上，两个立块302位于横梁1001两端，一个立块302位于横梁1001中间（两卷产品之间），炉内架设三卷产品时，立块302则可以依次布置四个，以此类推。

此外，筒形炉还包括用于带动炉门12运动进而带动滑动架运动的台车。台车包括与炉门12固定连接的支架41、安装有车轮的车架42、驱动车轮转动的驱动电机43。

通过驱动电机43使台车带动炉门12移动，当需要装入卷材1000或将热处理的卷材1000取出时，台车带动炉门12远离炉身10和内罩体13并将滑动架从炉内抽出，直至滑动架运动到第一工位，此时，滑动架远离炉门12的一端仍然搭设在支撑轨304上，作业人员可以将进行装料或卸料作业；当装料完成，需要对卷材产品进行热处理时，台车会带动炉门12向炉身10及内罩体13端部靠拢并将滑动架及其上的卷材1000推入炉内，直至滑动架运动到第二工位,此时，炉门12已完全关闭（通过压紧机构将炉门12压紧），卷材1000也以放入炉内合适的位置，可以对卷材1000进行热处理作业。

进一步地，冷却系统包括通过进气管61和出气管62与内罩体13腔内连通的换热器60、导流风机（图中未示出）、设于进气管61和出气管62上的阀门。卷材1000冷却时无需更换罩体，直接通过冷却系统对炉内气氛进行冷却，减少了作业步骤，进一步提高工作效率。

更进一步地，抽真空装置70用于在装料完成后，进行加热处理之前，对炉内进行抽真空，之后在通过充氮装置80向炉内充入保护气（氮气），抽真空为热处理过程提供了少氧(或接近无氧)的工艺环境;通过抽真空后再进一步回充中性或惰性气体达到不同压力下的更清洁的保护气氛环境，抽真空后由于气氛中氧的分压力含量低于被加热金属表面的氧化物分解压力，氧化作用被抑制，所以被处理的金属产品表面与原有表面光亮度比较可在很大程度上保持不变。

此外，在卷材1000加热之后进行冷却之前，需先通过抽真空装置70对换热器60内腔进行抽真空，以避免对产品进行冷却时，换热器60内腔中的杂气进入炉内，从而保证产品的热处理质量。

综上所述，本发明的水平筒形炉，在炉体的内部还设置内罩体，为卷材热处理提供极佳的供密闭空间，并通过抽真空装置、充氮装置等配合设计，为处于密闭空间内的卷材进行热处理提供气氛保护；此外，通过均热系统及冷却系统的设计，为本发明的筒形炉对卷材产品进行热处理提供坚实的品质保障；本发明的水平筒形炉通过极佳的气密性结构设计，使得其能够对易氧化、脱碳、渗碳的金属进行热处理，解决了现有技术中对气密性要求极高的金属在热处理时，箱式炉无法满足气密性要求的问题，也提高了本发明筒形炉的适用范围；此外，本发明改变传统加热炉的立式设计，将炉体横置，并通过支撑机构与炉门配合的全新设计，使得本发明的筒形炉在上料时无需将卷材翻到水平状态，省去吊装翻料的工作，上料更加方便；打开炉门的同时也将炉内卷材产品同步抽出，关闭炉门的同时也将卷材产品同步推入炉内，开关炉门就可以实现卷材产品的放入和取出，作业步骤简洁，作业方便，提高工作效率，冷却时也没有更换罩体的工作，直接通过冷却系统对炉内气氛进行冷却，进一步提高工作效率。

以上对本发明做了详尽的描述，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，且本发明不限于上述的实施例，凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。