钢丝热处理明火炉.pdf

本发明涉及一种钢丝热处理明火炉，加热段的前部设置为热风式结构，在炉膛两侧设置有热风烧嘴，烧嘴输入端设置有空气管与燃气管；加热段的后部设置为预混式结构，在炉膛两侧设置有预混合烧嘴，空气管与燃气管先连接至预混合器，再通过混合气管连接预混合烧嘴；在加热段设置一体的排烟道，内部设置换热器。本发明有效的利用了钢丝温度在700℃以下氧化速度低的特性，采用热风加热与预混加热混合的加热方式，不仅有效的利用了能源，而且钢丝氧化量小，不脱碳，热处理后的钢丝质量稳定，强度散差小。

1.  一种钢丝热处理明火炉，其特征在于：加热段的前部设置为热风式结构，在炉膛两侧设置有热风烧嘴，烧嘴输入端设置有空气管与燃气管；加热段的后部设置为预混式结构，在炉膛两侧设置有预混合烧嘴，空气管与燃气管先连接至预混合器，再通过混合气管连接预混合烧嘴；在加热段设置一体的排烟道，内部设置换热器。

2.  如权利要求1所述的钢丝热处理明火炉，其特征在于：所述的前部热风式结构长度占整个加热段长度的1/4～1/2；后部预混式结构长度占整个加热段长度的1/2～3/4。

钢丝热处理明火炉
技术领域
本发明涉及热处理设备领域，尤其是热处理明火炉。
背景技术
钢丝的热处理工艺是钢丝制造生产过程中的重要工艺，目前主要的热处理设备是明火炉，常用的形式有以下两种。
一种是热风式热处理明火炉，如图2所示，空气管2与燃气管3分别输送空气与燃气至炉膛两侧的热风烧嘴4，在烧嘴4内部混合并燃烧，向炉膛8内部喷射火焰加热流水线输送的钢丝1。这种类型的明火炉可以通过排烟道内部设置的换热器将烟气的热量预热空气管2中的空气，因此排烟温度低(300～400℃)，能耗低，热处理每吨钢丝约需要26～30m³的天然气。但是此类型的明火炉的缺点在于不能精确控制燃气与空气的比例，热处理明火炉各个加热段的气氛随炉内温度的变化而变化，钢丝在加热过程的氧化量较大，达到3％～4％，因此经常出现脱碳现象；而且由于烧嘴4出口的烟气速度低，只有约70m/s左右，因此炉内温度不均匀，两侧的温度较高，中央的温度较低，因此处理后的钢丝质量差，钢丝强度散差大，一般在50～100MPa之间。
另一种明火炉是预混式热处理明火炉，如图3所示，空气与燃气分别通过空气管2与燃气管3先输送至预混合器5进行预混，然后通过混合气管7输送至炉膛8两侧的预混合烧嘴6进行燃烧。预混合器5如实用新型专利“200620072712.5---工业炉的燃气空气混合器”所公开的结构，可以通过旋转调节套，可以改变燃气进口大小，从而精确调节燃气与空气的比例，进而可以精确控制明火炉每个加热段的气氛，确保钢丝1在加热过程的氧化量更小，实际值不大于0.3％，保证钢丝不脱碳；同时由于采用预混燃烧，燃烧过程在预混合烧嘴6砖腔中进行，烧嘴6出口的烟气速度高，可达130m/s，能搅动炉内烟气，使炉内温度均匀；因此在炉膛内的钢丝受热均匀，处理后的钢丝质量稳定，强度散差小，小于30Mpa。但是这种类型的明火炉不能采用加热空气进行预混，否则会出现安全事故，因而不能有效利用排烟道的废烟热量，排烟温度高，达到600～700℃，能耗高，热处理每吨钢丝约需要42～45m³的天然气。
发明内容
本申请人针对上述现有钢丝热处理明火炉两种主要类型各自存在优缺点，无法较好满足实际生产需要，提供一种结构合理的钢丝热处理明火炉，从而可以节约能耗，同时确保钢丝的热处理质量。
本发明所采用的技术方案如下：
一种钢丝热处理明火炉，加热段的前部设置为热风式结构，在炉膛两侧设置有热风烧嘴，烧嘴输入端设置有空气管与燃气管；加热段的后部设置为预混式结构，在炉膛两侧设置有预混合烧嘴，空气管与燃气管先连接至预混合器，再通过混合气管连接预混合烧嘴；在加热段设置一体的排烟道，内部设置换热器。
钢丝热处理明火炉的前部热风式结构长度占整个加热段长度的1/4～1/2；后部预混式结构长度占整个加热段长度的1/2～3/4。
本发明有效的利用了钢丝温度在700℃以下氧化速度低的特性，采用热风加热与预混加热混合的加热方式，不仅有效的利用了能源，每吨钢丝的热处理约需要32～35m³的天然气，比预混式热处理明火炉降低20％左右；而且钢丝在高温加热过程中氧化量小，不大于0.3％，并保证钢丝不脱碳，热处理后的钢丝质量稳定，强度散差小，不大于30Mpa。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为图1中A-A截面的剖视图；
图3为图1中B-B截面的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，本发明加热段的前部设置为热风式结构，其长度约占整个加热段长度的1/3左右，其后部设置为预混式结构，其长度约占整个加热段长度的2/3左右，上述长度比例可以根据实际热处理产品的规格与生产量进行调整。如图2所示，前部的热风式结构的炉膛8两侧设置有热风烧嘴4，由空气管2、燃气管3输入空气与燃气，在热风烧嘴4内混合并燃烧，向炉膛8内部喷射火焰加热流水线输送的钢丝1。如图3所示，后部的预混式结构的炉膛8两侧设置有预混合烧嘴6，空气与燃气分别通过空气管2与燃气管3先输送至预混合器5进行预混，然后通过混合气管7输送至预混合烧嘴6进行燃烧，对钢丝1进行加热。整个加热段设置有一体的排烟道，可以通过换热器将排烟道烟气的热量预热前部热风式结构的空气管2中空气。
由于钢丝在热处理明火炉前部加热段进行加热时，钢丝温度不高，小于700℃，在此温度下钢丝氧化速度低，因此此段炉膛气氛对钢丝的氧化作用不明显；但是在此段加热段需要的热量很大，约占总需热量的50％，因此本发明在此段采用热风燃烧方式，可以有效的降低燃料消耗。而钢丝在加热后段时温度高，达到800～900℃，钢丝易发生氧化，此时需要严格控制炉膛气氛，使炉膛内温度均匀，本发明在此段采用预混加热方式，预混合器能精确控制燃气和空气的比例，从而可以精确控制炉膛气氛，因此可以使钢丝在高温加热过程中氧化量更小，不大于0.3％，并保证钢丝不脱碳；同时预混燃烧方式的炉膛内部烟气流动剧烈，钢丝受热均匀，热处理后的钢丝质量稳定，强度散差小，不大于30Mpa。本发明对整个加热段设置一体的排烟道，可以通过换热器将排烟道烟气的热量预热前部热风式空气管2中的空气，因此排烟温度低，约350～450℃，能源利用率高，每吨钢丝的热处理约需要32～35m³的天然气，比预混式热处理明火炉炉降低20％左右。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改，例如本发明也可以用于钢带的热处理工艺。