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      核級管全氫熱處理爐的制作方法

      文檔序號:3409364閱讀:349來源:國知局
      專利名稱:核級管全氫熱處理爐的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實用新型涉及一種熱處理設(shè)備,特別涉及應(yīng)用于核級管全氫熱處理的工業(yè)爐。
      背景技術(shù)
      核級(U型)管熱處理爐是核電項目關(guān)鍵核心裝備之一,我國寶鋼在2010年從國外進(jìn)口了第一條生產(chǎn)線,目前尚處在調(diào)試階段,國內(nèi)尚無同類技術(shù)裝備報道。現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的連續(xù)式熱處理爐主要包括爐體和用于輸送工件連續(xù)通過爐體的傳送裝置,其中爐體按照工件傳送方向依次分為密封預(yù)熱通道、還原性氣氛保護(hù)的加熱室、噴流冷卻室以及冷卻通道,存在如下問題1、管狀工件在通過連續(xù)熱處理爐內(nèi)時,隨溫度變化,管內(nèi)氣體呈現(xiàn)正、負(fù)壓波動現(xiàn)象,影響爐內(nèi)保護(hù)氣體穩(wěn)定性。2、連續(xù)通過熱處理爐的進(jìn)、出料端為敞開型結(jié)構(gòu),空氣非常容易進(jìn)入爐內(nèi)影響爐內(nèi)氣氛,是核級管熱處理不允許的。3、貫穿預(yù)熱通道、加熱室直到出料通道的用于支撐物料的網(wǎng)鏈,通常采用襯條導(dǎo)軌來支撐,網(wǎng)鏈與襯條導(dǎo)軌直接發(fā)生滑動摩擦,對網(wǎng)鏈具有很大傷害。4、在噴流冷卻區(qū)內(nèi),隨加熱段、冷卻段溫度變化,特別是噴冷區(qū)強對流的干擾,爐內(nèi)保護(hù)氣體壓力很難控制穩(wěn)定;鋼管通過噴冷區(qū)時因冷卻不均勻,會直接導(dǎo)至鋼管的彎曲變形;此外,保護(hù)氣體噴流冷卻速度是核級U形管固溶的關(guān)鍵,傳統(tǒng)冷卻方式很難達(dá)到其工藝要求。5、不能對爐內(nèi)保護(hù)氣體(氧、水、氫等成份的)實施可靠的在線檢測、分析和控制;
      發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種核級管連續(xù)式熱處理爐。為解決以上技術(shù)問題,本實用新型采取如下技術(shù)方案一種核級管全氫熱處理爐,其包括具有進(jìn)料口和出料口的爐體、用于輸送管件的輸送機(jī)構(gòu)以及用于向爐體內(nèi)供應(yīng)保護(hù)氣體的供氣裝置,爐體具有自所述進(jìn)料口至出料口的方向依次排列的密封預(yù)熱通道、加熱室、噴流冷卻室以及冷卻通道,所述噴流冷卻室包括構(gòu)成噴流冷卻室外形的殼體、循環(huán)風(fēng)機(jī)、設(shè)置在殼體內(nèi)用于放置管件的承載臺、設(shè)置在殼體內(nèi)位于承載臺上方的熱交換器、設(shè)置在殼體內(nèi)的噴風(fēng)體,噴風(fēng)體的長度延伸方向與承載臺的長度延伸方向一致,噴風(fēng)體上開設(shè)有多個朝向承載臺的噴風(fēng)孔,所述輸送機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料端輥臺、網(wǎng)鏈傳動裝置、網(wǎng)鏈在線清掃器、出料端輥臺以及控制系統(tǒng),所述噴風(fēng)體分為沿其長度方向排列的多個噴風(fēng)區(qū)域,噴風(fēng)體的多個噴風(fēng)區(qū)域內(nèi)的噴風(fēng)孔的分布密度自進(jìn)料端向著出料端的方向依次遞減;所述網(wǎng)鏈傳動裝置包括貫穿所述預(yù)熱通道、加熱室、噴流冷卻室以及冷卻通道且用于承載管件的網(wǎng)鏈以及設(shè)置在預(yù)熱通道和冷卻通道底部的多個網(wǎng)鏈支撐輥;所述加熱室的底部和承載臺上設(shè)有自潤滑柵板;所述預(yù)熱通道與加熱室的長度之和大于管件的長度,冷卻通道的長度大于管件的長度;所述熱處理爐還包括分別設(shè)置在進(jìn)料口和出料口位置、通過燃燒除去爐內(nèi)漏入氧氣的安全裝置以及爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置。根據(jù)本實用新型的進(jìn)一步實施方案循環(huán)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口分別通過第一通道和第二通道與噴風(fēng)體和殼體的底部相連通,循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口與冷卻室的上部相連通,承載臺上開設(shè)有多個與第二通道相連通的通孔。根據(jù)一個具體方面,噴風(fēng)體包括下板、蓋設(shè)在下板上的上板,噴風(fēng)孔開設(shè)在下板上,噴風(fēng)體還具有位于兩側(cè)的且沿下板的長度方向分布的多個回風(fēng)通道,所述回風(fēng)通道的軸心線方向與垂直方向之間的夾角在0° 45°之間,多個回風(fēng)通道的夾角相同或不同.優(yōu)選地,所述承載臺也分為沿其長度方向排列的多個噴風(fēng)區(qū)域,承載臺的多個噴風(fēng)區(qū)域內(nèi)的通孔的分布密度自進(jìn)料端向著出料端的方向依次遞減。根據(jù)本實用新型的一個方面,所述安全裝置包括分別與電源兩極相連且伸入進(jìn)料口或出料口內(nèi)的第一導(dǎo)電桿和第二導(dǎo)電桿、套設(shè)在第一導(dǎo)電桿和第二導(dǎo)電桿的伸入進(jìn)料口或出料口內(nèi)的部分的外周的絕緣瓷管以及纏繞在絕緣瓷管外周的電阻絲,電阻絲的兩端分別與第一導(dǎo)電桿和第二導(dǎo)電桿相電連接。第一導(dǎo)電桿和第二導(dǎo)電桿與爐體通過法蘭相密封連接,第一導(dǎo)電桿和第二導(dǎo)電桿的位于進(jìn)料口或出料口內(nèi)的部分向著內(nèi)側(cè)逐漸靠近但不接觸。根據(jù)本實用新型的又一方面,所述爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置包括取樣口,其包括位于所述保護(hù)氣體熱處理爐的預(yù)熱通道區(qū)域的第一取樣口、位于所述保護(hù)氣體熱處理爐的加熱室區(qū)域的第二取樣口、位于保護(hù)氣體熱處理爐的噴流冷卻區(qū)的第三取樣口以及位于保護(hù)氣體熱處理爐的冷卻通道區(qū)域的第四取樣口;氣體分析控制部,其包括用于檢測氣體中氫氣含量的氫氣分析儀、用于檢測氣體中氧氣含量的氧氣分析儀、用于檢測氣體中水含量的水分析儀、控制單元,所述控制單元采集所述氫氣分析儀、氧氣分析儀和水分析儀的分析數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)定的值進(jìn)行比較;報警裝置,其與所述控制單元相連接,其在氧氣或水含量偏高時以及在氫氣含量偏低時,發(fā)出相應(yīng)的提示;氮氣供給裝置,其包括氮氣源、與氮氣源相連用于供氮氣通過的氮氣管道,由所述控制單元控制并且布置在所述氮氣管道上的電磁閥,在檢測到爐內(nèi)氣體中氧含量或水含量超過設(shè)定值時,所述控制單元控制電磁閥打開,由氮氣管道向保護(hù)氣體熱處理爐內(nèi)補充氮氣;氫氣供給裝置,其包括氫氣源,與氫氣源相連用于供氫氣通過的氫氣管道,由所述控制單元控制并且布置在所述氫氣管道上的電磁閥,在檢測到爐內(nèi)氫氣含量低于設(shè)定值時,電磁閥打開,由氫氣管道向保護(hù)氣體熱處理爐內(nèi)補充氫氣;流量控制裝置,其用于控制管道中氣體的流量。本實用新型檢測裝置具有多個采樣點(包括預(yù)熱通道、加熱室、噴流冷卻區(qū)以及出料冷卻通道),同時對多元素(包括水,氧,氫)進(jìn)行在線檢測,分析, 定期的對管道進(jìn)行吹掃,并根據(jù)相應(yīng)的分析結(jié)果做出相應(yīng)的措施來確保爐內(nèi)保護(hù)氣體的高度穩(wěn)定,提高生產(chǎn)安全性和管件加工質(zhì)量。根據(jù)本實用新型的又一方面,所述供氣裝置為氣幕式,包括繞自身軸心線能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)置在加熱室的壁上的供氣管,供氣管具有水平伸入加熱室內(nèi)且其上開設(shè)有多個供氣口的供氣部分,供氣管的位于加熱室內(nèi)的端封閉,所述多個供氣口沿供氣部分的供氣管的長度方向均勻分布。通常加熱室具有用于容納加工工件的爐膽,所述供氣部分位于爐膽內(nèi),供氣部分的供氣管沿爐膽的長度方向延伸,且供氣部分的供氣管的長度為爐膽長度的 1/2 5/6,更優(yōu)選2/3 5/6。根據(jù)本實用新型,所述的自潤滑柵板優(yōu)選采用組合拼裝式結(jié)構(gòu),包括多個相互拼裝在一起的模塊,各所述模塊上開設(shè)有多個槽,在槽內(nèi)鑲嵌有石墨。由于上述技術(shù)方案的運用,本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(1)、通過對預(yù)熱通道、及出料冷卻通道長度的合理設(shè)計,解決了 管狀工件,在通過式連續(xù)熱處理爐內(nèi),隨溫度變化,管內(nèi)氣體呈現(xiàn)正、負(fù)壓波動現(xiàn)名象,影響爐內(nèi)保護(hù)氣體穩(wěn)定性(預(yù)熱通道+加熱室長度>被處理管材長度;冷卻通道長度>被處理管材長度), 這樣鋼管進(jìn)入爐內(nèi)后,管體內(nèi)外溫度呈上升,管內(nèi)氣體膨脹,爐內(nèi)呈正壓,管內(nèi)氣體順利向爐外排出,當(dāng)管頭通過加熱區(qū),進(jìn)入冷卻區(qū)時,管內(nèi)外溫度下降,氣體收縮,管尾呈負(fù)壓,此時管尾已進(jìn)入密封預(yù)熱通道,不會因管尾尚在爐外,因負(fù)壓引起空氣倒吸入管內(nèi)現(xiàn)象。O)、管件在通過熱處理爐時,需在100%保護(hù)氣體的保護(hù)下,不允許有空氣混入。 連續(xù)通過式熱處理爐,進(jìn)、出料端為敞開型結(jié)構(gòu),空氣非常容易進(jìn)入爐內(nèi)。本實用新型通過在進(jìn)、出料口位置設(shè)置通過燃燒除掉氧氣的安全裝置,有效避免了氧氣進(jìn)入爐體的加熱室內(nèi),提高了熱處理爐的安全性。(3)、承載鋼管的網(wǎng)鏈,貫穿預(yù)熱通道、加熱室直到出料通道。通常采用條板狀導(dǎo)軌安裝在通道及爐膽底部,導(dǎo)軌支撐網(wǎng)鏈。該方式導(dǎo)軌極易發(fā)生變形、與網(wǎng)鏈直接滑動摩擦, 對網(wǎng)鏈具有很大傷害。本實用新型在預(yù)熱通道、冷卻通道內(nèi)設(shè)置網(wǎng)鏈支撐輥,變滑動摩擦為滾動摩擦,保證網(wǎng)鏈具有最好的使用壽命;在加熱室底部及噴流冷卻室內(nèi)采用自潤滑柵板, 爐柵采用組合拼裝式結(jié)構(gòu),具備關(guān)節(jié)狀自由活節(jié)功能,可完全吸收熱變形應(yīng)力,徹底解決直條狀導(dǎo)軌熱變形難題,以上各種設(shè)計,可保證網(wǎng)鏈運行的高度平穩(wěn)、具有最好的使用壽命;0)、隨加熱段、冷卻段溫度變化,特別是噴冷區(qū)強對流的干擾,爐內(nèi)保護(hù)氣體壓力很難控制穩(wěn)定。本實用新型使用可旋轉(zhuǎn)式氣幕式供氣裝置,可改變通入爐內(nèi)保護(hù)氣體的噴流方向,有效調(diào)節(jié)控制保護(hù)氣體流動方向及爐內(nèi)壓力穩(wěn)定,保證爐內(nèi)保護(hù)氣體的高穩(wěn)定性。(5)、本實用新型的噴風(fēng)體具有噴風(fēng)孔的分布密度自進(jìn)料端向著出料端的方向依次遞減的多個噴風(fēng)區(qū)域,在風(fēng)量一定時,靠近進(jìn)料端的噴風(fēng)區(qū)域的噴風(fēng)量最大,冷卻效果最好,因而工件一進(jìn)入殼體內(nèi),其前段即被迅速冷卻,實現(xiàn)管件的前段對冷卻速度更高的要求。(6)、本實用新型還設(shè)有保護(hù)氣體在線分析裝置,便于及時了解爐內(nèi)在線壓力、氣體成分和根據(jù)相應(yīng)情況采取相應(yīng)措施,確保熱處理爐絕對安全進(jìn)行。

      圖1為根據(jù)本實用新型的熱處理爐的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為根據(jù)本實用新型的安全裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為根據(jù)本實用新型的熱處理爐的噴流冷卻室的主視示意圖;圖4為根據(jù)本實用新型的承載臺的俯視示意圖;[0035]圖5為根據(jù)本實用新型的噴風(fēng)體在除去其上板后的俯視示意圖;圖6為根據(jù)本實用新型的噴風(fēng)體的局部剖視示意圖;圖7為根據(jù)本實用新型的供氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖8為根據(jù)本實用新型的爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置的工作原理示意圖。圖9為根據(jù)本實用新型的爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置的側(cè)示意圖;圖10為根據(jù)本實用新型的自潤滑柵板的組裝平面示意圖;其中1、爐體;10、進(jìn)料口 ;11、出料口 ;12、密封預(yù)熱通道;13、加熱室;130、爐膽;14、噴流冷卻室;140、殼體;141、循環(huán)風(fēng)機(jī);142、承載臺;143、熱交換器;144、噴風(fēng)體; 144a、下板;144b、上板;144c、回風(fēng)通道;1440,1420、噴風(fēng)區(qū)域;145、噴風(fēng)孔;146、第一通道;147、第二通道;148、通孔;15、冷卻通道;2、除氧裝置;20、第一導(dǎo)電桿;21、第二導(dǎo)電桿;22、絕緣瓷管;23、電阻絲;3、供氣管;30、供氣部分;300、供氣口 ;40、進(jìn)料端輥臺;41、 網(wǎng)鏈傳動裝置;42、網(wǎng)鏈在線清掃器、43、出料端輥臺;410、網(wǎng)鏈;411、網(wǎng)鏈支撐輥;5、模塊; 50、槽;6、石墨;12a、第一取樣口 ;13a、第二取樣口 ;14a、第三取樣口 ;15a、第四取樣口 ;7、 電磁閥;8、集中排放管。
      具體實施方式
      下面結(jié)合具體的實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步描述,但本實用新型不限于此實施例。如圖1所示,按照本實施例的熱處理爐可用作核級U型管的全氫保護(hù)氣氛下連續(xù)固溶的光亮處理的工業(yè)爐。熱處理爐主要包括爐體1、設(shè)置在爐體1的進(jìn)料口 10和出料口 11位置的安全裝置2、向爐體1內(nèi)供入保護(hù)氣體的供氣裝置以及爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置。其中爐體ι具有自進(jìn)料口 10至出料口 11的方向依次排列的密封預(yù)熱通道12、加熱室 13、噴流冷卻室14以及冷卻通道15四個部分。輸送機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料端輥臺40、網(wǎng)鏈傳動裝置 41、網(wǎng)鏈在線清掃器42、出料端輥臺43以及控制系統(tǒng)。下面對本實用新型的各個部分進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖2,按照本實施例的安全裝置2包括分別與電源兩極相連且伸入所述進(jìn)料口 10或出料口 11內(nèi)的第一導(dǎo)電桿20和第二導(dǎo)電桿21、套設(shè)在第一導(dǎo)電桿20和第二導(dǎo)電桿21的伸入所述進(jìn)料口 10或出料口 11內(nèi)的部分的外周的絕緣瓷管22以及纏繞在絕緣瓷管22外周的電阻絲23,所述電阻絲23的兩端分別與第一導(dǎo)電桿20和第二導(dǎo)電桿21相電連接。第一導(dǎo)電桿20和第二導(dǎo)電桿21與爐體1的殼體通過法蘭相密封連接,第一導(dǎo)電桿 20和第二導(dǎo)電桿21的位于進(jìn)料口 10或出料口 11內(nèi)的部分向著內(nèi)側(cè)逐漸靠近但不接觸。 當(dāng)熱處理爐工作時,安全裝置2 —直處于通電狀態(tài),電阻絲23通電加熱并發(fā)出輝光,一旦有空氣進(jìn)入,其中的氧氣就會與可燃性氣體(氫氣)燃燒掉。如此,一旦進(jìn)料口 10或出料口 11處漏入空氣,安全裝置2可即時除去空氣中的氧氣,從而有效避免了加熱室13內(nèi)氧氣的增加對安全性造成的威脅,滿足核級U型管熱處理要求。參見圖3,按照本實施例的噴流冷卻室14包括構(gòu)成噴流冷卻室14外形的殼體 140、進(jìn)風(fēng)口與冷卻室14的上部相連通的循環(huán)風(fēng)機(jī)141、設(shè)置在殼體140內(nèi)用于放置工件的承載臺142、設(shè)置在殼體1內(nèi)位于承載臺142上方的熱交換器143、設(shè)置在殼體140內(nèi)位于承載臺142上方的噴風(fēng)體144、兩端分別與循環(huán)風(fēng)機(jī)141的出風(fēng)口和噴風(fēng)體144相連通的第一通道146、兩端分別與循環(huán)風(fēng)機(jī)141的出風(fēng)口和殼體1的底部相連通的第二通道147。承載臺142將殼體1分成上下兩個空間,其上的網(wǎng)鏈410用以帶動工件從進(jìn)料端向出料端移動 (圖中箭頭所指方向為工件移動方向)。噴風(fēng)體144和第二通道147分別位于殼體140的上部空間和下部空間內(nèi),對經(jīng)過承載臺142的工件進(jìn)行噴風(fēng)冷卻。如圖4所示,承載臺142 自進(jìn)料端方向向著出料端方向分為多個噴風(fēng)區(qū)域1420。各噴風(fēng)區(qū)域1420內(nèi)均設(shè)有與第二通道147連通的多個通孔148,并且多個噴風(fēng)區(qū)域1420內(nèi)的通孔148的密度自進(jìn)料端向著出料端方向逐漸遞減,也即在靠近進(jìn)料端的噴風(fēng)區(qū)域內(nèi)的噴風(fēng)量最大,而靠近出料端的噴風(fēng)區(qū)域內(nèi)的噴風(fēng)量最小。風(fēng)從循環(huán)風(fēng)機(jī)141出來,經(jīng)過第二通道147后,從承載臺142的通孔148噴向工件的下部,對工件的下部進(jìn)行直接冷卻。參見圖5和圖6,噴風(fēng)體144包括下板144a、蓋設(shè)在下板IMa上的上板144b、開設(shè)在下板144b上的多個朝向承載臺142的噴風(fēng)孔145以及具有位于兩側(cè)的且沿所述下板 144b的長度方向分布的多個回風(fēng)通道144c。從第一通道146輸送過來的風(fēng)從噴風(fēng)孔145向下噴射到工件的上部,之后,與工件發(fā)生熱交換后的熱風(fēng)從兩側(cè)的回風(fēng)通道IMc重新回到殼體140的上部空間,經(jīng)過熱交換器143換熱后轉(zhuǎn)換為冷風(fēng)進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)141。噴風(fēng)體144 分為沿其長度方向排列的多個噴風(fēng)區(qū)域1440,每個噴風(fēng)體144的噴風(fēng)區(qū)域1440內(nèi)的噴風(fēng)孔145成行排列,每一行中的兩相鄰噴風(fēng)孔145之間的間距相等,相鄰兩行的噴風(fēng)孔145之間相互錯開,噴風(fēng)孔145的分布密度自進(jìn)料端向著出料端的方向依次遞減。如此布置能夠提高進(jìn)料側(cè)的噴風(fēng)量從而提高該側(cè)的工件的冷卻速度,以達(dá)到熱處理工藝對工件的前段冷卻速度的更高要求。回風(fēng)通道IMc的軸心線方向與垂直方向之間的夾角可在0° 45° 之間,多個回風(fēng)通道IMc的角度可相同或不同,在本例中,靠近進(jìn)料端的回風(fēng)通道IMc的軸心線方向與垂直方向之間的夾角為0°,靠近出料端的回風(fēng)通道IMc的軸心線方向與垂直方向之間的夾角為45°,如此,能夠加大進(jìn)料側(cè)的回風(fēng)量,形成逆進(jìn)料方向的氣流,加快工件前段的冷卻速度。采取向上、下雙向可分配式噴流冷卻方式,熱交換器采用高鎳銅合金管直接加工輥壓出高翅片(翅片高15mm)結(jié)構(gòu),熱交換面積傳統(tǒng)光管狀熱交換器的幾十倍, 具有無法比擬的熱交換效率,可保證高溫冷速> 2000C /min的工藝要求,高效熱交換器安裝在冷卻室頂部,經(jīng)熱交換后的冷卻的保護(hù)氣體通過密封風(fēng)機(jī)及分配調(diào)節(jié)閥,進(jìn)入分布在鋼管上、下的噴風(fēng)室中,通過均壓式噴風(fēng)嘴從鋼管上、下二個方向直接噴向鋼管表面,與鋼管直接噴流熱交換,熱交換后的高溫氣體,從兩側(cè)頂部回風(fēng)口通道,進(jìn)入頂部回風(fēng)室,通過高效熱交換器熱交換后,進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口,形成一個循環(huán)。上、下風(fēng)室風(fēng)量可調(diào),可保證上、下噴流冷卻的均衡,避免鋼管因冷卻不均變形。進(jìn)風(fēng)通道與鋼管出料方向呈一定角度, 可改變進(jìn)入風(fēng)室的風(fēng)向,從而改變風(fēng)室的風(fēng)量分布(沿鋼管出料方向,呈浙弱趨勢),保證鋼管進(jìn)入噴冷室后,具有合理的冷卻曲線,具有足夠的冷卻強度,保證鋼管固溶所需的最佳冷速工藝要求。參見圖7,按照本實施例的供氣裝置為氣幕式供氣裝置,其包括繞自身軸心線能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)置在加熱室13的壁上的供氣管3,供氣管3具有水平伸入加熱室13的爐膽130內(nèi)且其上開設(shè)有多個供氣口 300的供氣部分30,供氣管3的位于加熱室13內(nèi)的端封閉,供氣部分30的供氣管3的長度約為爐膽130長度的5/6。多個供氣口 300沿供氣部分30的供氣管3的長度方向均勻分布。采用該氣幕式供氣裝置,供氣口的方向可通過轉(zhuǎn)動供氣管來改變,一旦加熱室局部出現(xiàn)非微正壓時,可轉(zhuǎn)動供氣管,使供氣口向此非微正壓區(qū)域送氣,保持加熱室內(nèi)壓力的穩(wěn)定。參見圖8和圖9,按照本實施例的爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置的作用原理是,從位于預(yù)熱通道12區(qū)域的第一取樣口 12a、位于保護(hù)氣體熱處理爐的加熱室13區(qū)域的第二取樣口 13a、位于噴流冷卻區(qū)的第三取樣口 14a以及位于冷卻通道15區(qū)域的第四取樣口 15a中收集樣品氣體,混合后,經(jīng)過冷凝器冷卻和過濾器過濾,在抽氣泵的作用下分別進(jìn)入水分析儀(CI2000-DP)、氧氣分析儀(CI2000-DH)和氫氣分析儀(CI2000-RQD)進(jìn)行分析。經(jīng)過各儀器分析后的數(shù)據(jù)都會輸送到控制單元,控制單元為PLC控制器,其將收集到的數(shù)據(jù)與一預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較,并做出相應(yīng)反應(yīng)。在本例中,PLC控制器對報警裝置、氮氣供應(yīng)裝置以及氫氣供應(yīng)裝置進(jìn)行控制。具體如下PLC控制器在氧氣含量或水份含量超過預(yù)設(shè)值時,發(fā)出信號給報警裝置,報警裝置的對應(yīng)指示報警燈亮,同時,PLC控制氮氣供應(yīng)裝置的電磁閥7開啟,由氮氣供應(yīng)裝置(液氮)通過各取樣口向氫氣爐內(nèi)通入大量氮氣,從而迅速降低氣體中氧氣的含量,至報警燈不亮的時候,氮氣供應(yīng)裝置停止供氮,爐內(nèi)氣體成分恢復(fù)正常。PLC控制器在氫氣含量(爐壓)低于預(yù)設(shè)值時,發(fā)出信號給報警裝置,報警裝置的對應(yīng)指示報警燈亮,同時,PLC控制氫氣供應(yīng)裝置的電磁閥8開啟,由氫氣供應(yīng)裝置(氨分解制氫)通過各取樣口向氫氣爐內(nèi)補充氫氣,直至報警燈不亮,爐壓恢復(fù)正常。從各取樣口取得的樣品氣體在經(jīng)過各分析儀器分析后,從集中排放管8排放。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解,在需要的地方可以設(shè)置流量計來控制氣體流量。本實用新型檢測裝置具有多個采樣點(包括預(yù)熱通道、加熱室、噴流冷卻區(qū)以及出料冷卻通道),同時對多元素(包括水,氧,氫)進(jìn)行在線檢測,分析,可確保爐內(nèi)保護(hù)氣體的高度穩(wěn)定,保證生產(chǎn)順利進(jìn)行。本實用新型的輸送機(jī)構(gòu)的網(wǎng)鏈傳動裝置41包括貫穿預(yù)熱通道12、加熱室13、噴流冷卻室14以及冷卻通道15的網(wǎng)鏈410以及設(shè)置在預(yù)熱通道12和冷卻通道15底部的多個網(wǎng)鏈支撐輥411 ;加熱室13的底部和承載臺142上設(shè)有自潤滑柵板。參見圖10,自潤滑柵板采用組合拼裝式結(jié)構(gòu),包括多個相互拼裝在一起的模塊5,各所述模塊5上開設(shè)有多個槽 50,在槽50內(nèi)鑲嵌有石墨6。在預(yù)熱通道12、冷卻通道15內(nèi)設(shè)置網(wǎng)鏈支撐輥411,變滑動摩擦為滾動摩擦,保證網(wǎng)鏈410具有最好的使用壽命;在高溫加熱室13及噴流冷卻室14內(nèi)采用耐高溫的自潤滑柵板,自潤滑柵板采用組合拼裝式結(jié)構(gòu),具備關(guān)節(jié)狀自由活節(jié)功能,可完全吸收熱變形應(yīng)力,徹底解決直條狀導(dǎo)軌熱變形難題;自潤滑柵板表面鑲嵌有高溫潤滑塊石墨,使柵板具有最小的高溫摩擦系數(shù);以上各種設(shè)計,可保證網(wǎng)鏈運行的高度平穩(wěn)、具有最好的使用壽命。此外,本實施例中,預(yù)熱通道12的長度與加熱室13的長度之和大于待加工鋼管的長度,冷卻通道15的長度大于待加工鋼管的長度。如此,在鋼管進(jìn)入爐內(nèi)后,管體內(nèi)外溫度上升,管內(nèi)氣體膨脹,爐內(nèi)呈正壓,管內(nèi)氣體順利向爐外排出,當(dāng)管頭通過加熱室,進(jìn)入冷卻通道時,管內(nèi)外溫度下降,氣體收縮,管尾呈負(fù)壓,此時管尾已進(jìn)入密封預(yù)熱通道,不會因管尾暴露在爐外引起空氣倒吸入管內(nèi)的現(xiàn)象,提高了爐內(nèi)保護(hù)氣體的穩(wěn)定性。采取本實施例的熱處理爐,鋼管從備料臺由自動布料裝置布料到進(jìn)料端輥臺40 同步連續(xù)傳送,連續(xù)通過進(jìn)料端輥臺40—爐前干燥室、進(jìn)料端網(wǎng)鏈傳送裝置41、網(wǎng)鏈在線清掃器42—密封預(yù)熱通道12—加熱室13—噴流冷卻室14—出料密封冷卻通道15-—到達(dá)出料端輥臺43-—由自動卸料裝置自動卸料至下工序聯(lián)接設(shè)備。整個加熱、冷卻過程中,鋼管在100% H2保護(hù)下,需對爐內(nèi)保護(hù)氣體實施嚴(yán)格在線控制,保證爐內(nèi)保護(hù)氣體的高度穩(wěn)定。噴流冷卻工位,必須保證工件從約1200°C高溫冷卻到600°C的冷卻速率大于 2000C /min。鋼管在整個處理過程中,不得與鐵基材料、及含硫的介質(zhì)接觸。 上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點,其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施,并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍。 凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾,都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
      權(quán)利要求1.一種核級管全氫熱處理爐,包括具有進(jìn)料口(10)和出料口(11)的爐體(1)、用于輸送管件的輸送機(jī)構(gòu)以及用于向所述爐體(1)內(nèi)供應(yīng)保護(hù)氣體的供氣裝置,所述爐體(1)具有自所述進(jìn)料口(10)至出料口(11)的方向依次排列的密封預(yù)熱通道(12)、加熱室(13)、 噴流冷卻室(14)以及冷卻通道(15),所述噴流冷卻室(14)包括構(gòu)成所述噴流冷卻室 (14)外形的殼體(140)、循環(huán)風(fēng)機(jī)(141)、設(shè)置在所述殼體(140)內(nèi)用于放置管件的承載臺 (142)、設(shè)置在所述殼體(140)內(nèi)位于所述承載臺(14 上方的熱交換器(143)、設(shè)置在所述殼體(1)內(nèi)的噴風(fēng)體(144),所述噴風(fēng)體(144)的長度延伸方向與所述承載臺(14 的長度延伸方向一致,所述噴風(fēng)體(144)上開設(shè)有多個朝向所述承載臺(14 的噴風(fēng)孔(145),所述輸送機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料端輥臺(40)、網(wǎng)鏈傳動裝置(41)、網(wǎng)鏈在線清掃器(42)、出料端輥臺 (43)以及控制系統(tǒng),其特征在于所述噴風(fēng)體(144)分為沿其長度方向排列的多個噴風(fēng)區(qū)域(1440),所述噴風(fēng)體(144) 的多個噴風(fēng)區(qū)域(1440)內(nèi)的噴風(fēng)孔(145)的分布密度自進(jìn)料端向著出料端的方向依次遞減;所述網(wǎng)鏈傳動裝置Gl)包括貫穿所述預(yù)熱通道(12)、加熱室(13)、噴流冷卻室(14) 以及冷卻通道(1 且用于承載管件的網(wǎng)鏈G10)以及設(shè)置在所述預(yù)熱通道(1 和冷卻通道(1 底部的多個網(wǎng)鏈支撐輥Gll);所述加熱室(1 的底部和所述承載臺(14 上設(shè)有自潤滑柵板;所述預(yù)熱通道(1 與所述加熱室(1 的長度之和大于所述管件的長度,所述冷卻通道(1 的長度大于所述管件的長度;所述熱處理爐還包括分別設(shè)置在所述進(jìn)料口(10)和所述出料口(11)位置、通過燃燒除去爐內(nèi)漏入氧氣的安全裝置O)以及爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述循環(huán)風(fēng)機(jī)(141)的出風(fēng)口分別通過第一通道(146)和第二通道(147)與所述噴風(fēng)體(144)和所述殼體(140) 的底部相連通,所述循環(huán)風(fēng)機(jī)(141)的進(jìn)風(fēng)口與所述冷卻室(14)的上部相連通,所述承載臺(142)上開設(shè)有多個與所述第二通道(147)相連通的通孔(148)。
      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核級管連續(xù)式熱處理爐,其特征在于所述噴風(fēng)體(144)包括下板(14 )、蓋設(shè)在所述下板(144a)上的上板(144b),所述噴風(fēng)孔(14 開設(shè)在所述下板(144a)上,所述噴風(fēng)體(144)還具有位于兩側(cè)的且沿所述下板(144a)的長度方向分布的多個回風(fēng)通道(IMc),所述回風(fēng)通道(144c)的軸心線方向與垂直方向之間的夾角在 0° 45°之間,多個所述回風(fēng)通道(144c)的夾角相同或不同。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述承載臺(142)也分為沿其長度方向排列的多個噴風(fēng)區(qū)域(1420),所述承載臺(142)的多個噴風(fēng)區(qū)域(1420)內(nèi)的通孔(148)的分布密度自進(jìn)料端向著出料端的方向依次遞減。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述安全裝置(2)包括分別與電源兩極相連且伸入所述進(jìn)料口(10)或出料口(11)內(nèi)的第一導(dǎo)電桿00)和第二導(dǎo)電桿(21)、套設(shè)在所述第一導(dǎo)電桿00)和第二導(dǎo)電桿的伸入所述進(jìn)料口(10)或出料口(11)內(nèi)的部分的外周的絕緣瓷管02)以及纏繞在所述絕緣瓷管02)外周的電阻絲 (23),所述電阻絲03)的兩端分別與所述第一導(dǎo)電桿00)和第二導(dǎo)電桿相電連接。
      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述第一導(dǎo)電桿00)和第二導(dǎo)電桿與所述爐體(1)通過法蘭相密封連接,第一導(dǎo)電桿OO)和第二導(dǎo)電桿 (21)的位于所述進(jìn)料口(10)或出料口(11)內(nèi)的部分向著內(nèi)側(cè)逐漸靠近但不接觸。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置包括取樣口,其包括位于所述保護(hù)氣體熱處理爐的預(yù)熱通道區(qū)域的第一取樣口、位于所述保護(hù)氣體熱處理爐的加熱室區(qū)域的第二取樣口、位于保護(hù)氣體熱處理爐的噴流冷卻區(qū)的第三取樣口以及位于保護(hù)氣體熱處理爐的冷卻通道區(qū)域的第四取樣口;氣體分析控制部,其包括用于檢測氣體中氫氣含量的氫氣分析儀、用于檢測氣體中氧氣含量的氧氣分析儀、用于檢測氣體中水含量的水分析儀、控制單元;報警裝置,其與所述控制單元相連接;氮氣供給裝置,其包括氮氣源、與氮氣源相連用于供氮氣通過的氮氣管道,由所述控制單元控制并且布置在所述氮氣管道上的電磁閥;氫氣供給裝置,其包括氫氣源,與氫氣源相連用于供氫氣通過的氫氣管道,由所述控制單元控制并且布置在所述氫氣管道上的電磁閥;流量控制裝置,其用于控制管道中氣體的流量。
      8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述供氣裝置為氣幕式, 包括繞自身軸心線能夠轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述加熱室(1 的壁上的供氣管(3),所述供氣管 (3)具有水平伸入所述加熱室(1 內(nèi)且其上開設(shè)有多個供氣口(300)的供氣部分(30),所述供氣管(3)的位于所述加熱室(1 內(nèi)的端封閉,所述多個供氣(300)沿所述供氣部分 (30)的供氣管(3)的長度方向均勻分布。
      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述加熱室(1 具有用于容納加工工件的爐膽(130),所述供氣部分(30)位于所述爐膽(130)內(nèi),所述供氣部分 (30)的供氣管C3)沿所述爐膽(130)的長度方向延伸,且所述供氣部分(30)的供氣管(3) 的長度為爐膽(130)長度的1/2 5/6。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核級管全氫熱處理爐,其特征在于所述的自潤滑柵板采用組合拼裝式結(jié)構(gòu),包括多個相互拼裝在一起的模塊(5),各所述模塊(5)上開設(shè)有多個槽 (50),在所述槽(50)內(nèi)鑲嵌有石墨(6)。
      專利摘要本實用新型公開了一種核級管全氫熱處理爐,其主要包括爐體、設(shè)置在爐體的進(jìn)料口和出料口位置的安全裝置、向爐體內(nèi)供入保護(hù)氣體的供氣裝置以及爐內(nèi)保護(hù)氣體在線檢測裝置。其中爐體具有自進(jìn)料口至出料口的方向依次排列的密封預(yù)熱通道、加熱室、噴流冷卻室以及冷卻通道,輸送機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料端輥臺、網(wǎng)鏈傳動裝置、網(wǎng)鏈在線清掃器、出料端輥臺以及控制系統(tǒng)。所述網(wǎng)鏈傳動裝置包括貫穿所述預(yù)熱通道、加熱室、噴流冷卻室以及冷卻通道且用于承載管件的網(wǎng)鏈以及設(shè)置在預(yù)熱通道和冷卻通道底部的多個網(wǎng)鏈支撐輥;加熱室的底部和承載臺上設(shè)有自潤滑柵板;預(yù)熱通道與加熱室的長度之和大于管件的長度,冷卻通道的長度大于所述管件的長度。本實用新型熱處理爐滿足核級管熱處理要求,且安全可靠。
      文檔編號C21D9/08GK201952457SQ20102064439
      公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
      發(fā)明者張志偉, 李曉晨, 楊長春 申請人:蘇州中門子科技有限公司
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