專利名稱：可旋Ⅰ型套管式輻射管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及冶金行業(yè)冷軋帶鋼生產(chǎn)的間接燃?xì)饧訜嵫b置，具體地指一種可旋
I型套管式輻射管。
背景技術(shù)：
冷軋帶鋼經(jīng)過(guò)軋制之后需要進(jìn)行退火熱處理，連續(xù)退火機(jī)組是在帶鋼連續(xù)通過(guò)狀態(tài)下采用連續(xù)退火的方法，將冷軋后的硬帶鋼進(jìn)行再結(jié)晶熱處理。連續(xù)熱處理工藝是世界上先進(jìn)的冷軋帶鋼熱處理工藝。帶鋼在整個(gè)熱處理過(guò)程中，經(jīng)加熱(包括預(yù)熱、加熱、均熱等)、冷卻(包括緩冷、快冷、過(guò)冷時(shí)效和終冷等)，達(dá)到工藝要求的熱處理產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)。帶鋼連續(xù)熱處理爐有立式和臥式兩種形式。目前帶鋼連續(xù)熱處理爐加熱段一般采用燃?xì)廨椛涔荛g接加熱，通過(guò)熱輻射加熱輻射管及加熱爐壁后再熱輻射加熱帶鋼，使帶鋼晶格組織發(fā)生變化，消除帶鋼內(nèi)應(yīng)力，使帶鋼的塑性得到恢復(fù)，提高帶鋼性能，從而達(dá)到退火的目的。由于燃燒產(chǎn)物不與帶鋼表面接觸，因此不會(huì)影響帶鋼的表面質(zhì)量，可實(shí)現(xiàn)帶鋼在爐膛內(nèi)的無(wú)氧化加熱或控制氣氛加熱。輻射管加熱裝置主要由輻射管、燒嘴和換熱器等組成。輻射管將燃料燃燒釋放的熱能輻射給帶鋼，管體有多種形式，如I型、U型、W型、P型、O型等。其中U型和W型輻射管因加熱面積大、燃料利用率高、控制和操作相對(duì)容易，在大型帶鋼連續(xù)退火爐上應(yīng)用最多。20世紀(jì)80年代初歐洲出現(xiàn)了一種改進(jìn)型的U型輻射管技術(shù)一將出口端管腿彎折回來(lái)罩在燃燒管的外周，讓燃燒產(chǎn)物在燒嘴處排出。該技術(shù)的獨(dú)特之處在于，安裝在排放口的換熱器與進(jìn)入輻射管的助燃冷空氣處于同一平行方向上，這樣避免了使用復(fù)雜的管道系統(tǒng)來(lái)預(yù)熱空氣。這項(xiàng)技術(shù)實(shí)際上就是將輻射管設(shè)計(jì)成管中套管結(jié)構(gòu)，而燒嘴就在內(nèi)層管中燃燒，通過(guò)受熱的套管表面以熱輻射為主的形式把熱量傳遞到被加熱物體，燃燒產(chǎn)物不與被加熱物體接觸，不會(huì)造成燃燒氣氛污化或者影響產(chǎn)品質(zhì)量，爐內(nèi)氣氛及加熱溫度便于控制和調(diào)節(jié)。這種改進(jìn)的U型輻射管被稱為I型套管式輻射管。I型套管式輻射管具有熱效率高、爐溫控制方便和穩(wěn)定的特點(diǎn)。它可以根據(jù)熱處理工藝要求進(jìn)行各種方式的安置。由于使用換熱式燒嘴，套管式輻射管溫度分布非常均勻，而且廢氣中NOx含量很低，效率可達(dá)O. 8^0. 85，采用燃?xì)狻諝夂懔髁靠刂蒲b置自動(dòng)操作，在歐洲已成為燃?xì)廨椛涔艿闹饕褪健型套管式輻射管具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作容易、質(zhì)量可靠、升溫快、爐內(nèi)裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)，但套管型輻射管在高溫爐中面臨著嚴(yán)重的熱變形問(wèn)題。輻射管是由鉻鎳合金離心澆鑄而成的耐熱不銹鋼管，正常使用過(guò)程中長(zhǎng)期處于1000°C左右的高溫環(huán)境下，輻射管呈紅熱狀態(tài)，在管內(nèi)燒嘴、內(nèi)管和輻射管外管的重力作用下容易發(fā)生撓曲變形。再加上加熱爐因?yàn)閿鄮?、處理故障、正常停機(jī)檢修等各種原因需要停爐，頻繁降溫、升溫，又使輻射管長(zhǎng)期處于交變熱應(yīng)力狀態(tài)。使用一定時(shí)間之后，輻射管容易變形產(chǎn)生裂紋、漏氣，以致報(bào)廢。[0009]輻射管一旦出現(xiàn)裂紋，就不能繼續(xù)使用，需及時(shí)更換。更換時(shí)機(jī)組停機(jī)，爐子降溫、升溫會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間，耽誤生產(chǎn)，降低機(jī)組生產(chǎn)作業(yè)率。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)輻射管使用壽命普遍偏低，目前國(guó)內(nèi)輻射管的設(shè)計(jì)使用壽命在兩年以上(在西歐、日本等國(guó)家其輻射管的使用壽命可以達(dá)到四年以上)，部分甚至僅有一年左右。所以，提高價(jià)格昂貴的輻射管的使用壽命和減小維修工作量是現(xiàn)代熱處理技術(shù)發(fā)展對(duì)輻射管提出的一個(gè)重要要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是要提供一種能夠有效糾正、抵消下?lián)献冃瘟?，防止管體過(guò)早損壞，延長(zhǎng)使用壽命的可旋I型套管式輻射管。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的可旋I型套管式輻射管，包括由從頭至尾 依次焊接在一起的旋轉(zhuǎn)法蘭、直管、封頭和托管組成的輻射管外管，所述輻射管外管的尾部穿過(guò)第一爐墻設(shè)于爐膛內(nèi)，所述托管插入第二爐墻的安裝孔中；所述旋轉(zhuǎn)法蘭兩端被位于爐膛外的外側(cè)連接法蘭和爐墻法蘭夾持在中間，所述外側(cè)連接法蘭和爐墻法蘭通過(guò)多個(gè)螺栓連接，爐墻法蘭固定于第一爐墻上，所述外側(cè)連接法蘭通過(guò)多個(gè)螺釘與燒嘴的頭部相連接，所述燒嘴的尾部穿過(guò)外側(cè)連接法蘭并伸入到輻射管外管內(nèi)，燒嘴的頭部設(shè)有連接進(jìn)氣管、進(jìn)風(fēng)管和排煙管的換熱器，燒嘴的尾部設(shè)有套裝于輻射管外管內(nèi)的陶瓷內(nèi)管，所述陶瓷內(nèi)管側(cè)壁通過(guò)固定部件固定于輻射管外管內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)法蘭側(cè)壁沿圓周方向均布有多個(gè)盲孔。作為優(yōu)選方案，所述旋轉(zhuǎn)法蘭側(cè)壁沿圓周方向均布有六個(gè)盲孔。進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)法蘭與外側(cè)連接法蘭和爐墻法蘭之間分別設(shè)有起密封作用的耐高溫石棉墊。更進(jìn)一步地，所述爐墻法蘭與第一爐墻之間通過(guò)固定筒焊接相連，所述固定筒內(nèi)壁與直管外壁之間填充有耐高溫的石棉氈。再進(jìn)一部地，所述陶瓷內(nèi)管的固定部件為沿陶瓷內(nèi)管側(cè)壁的圓周方向均布的多排定位釘。再進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)法蘭由Q235鋼板加工而成，所述直管和托管均由Cr27Ni37W2通過(guò)離心鑄造而成，所述封頭由Cr27Ni37W2通過(guò)模鑄法制造而成。本實(shí)用新型的工作原理是這樣的輻射管外管頭部焊接有旋轉(zhuǎn)法蘭，與一般輻射管法蘭的不同之處在于不在法蘭端面上開(kāi)設(shè)連接孔，而在圓柱面上均勻鉆有6個(gè)
φ18.5mm深30mm的盲孔，孔的中心線與輻射管外管中心線垂直，在旋轉(zhuǎn)法蘭圓柱面上鉆
孔的目的是用來(lái)旋轉(zhuǎn)輻射管外管。采取定期旋轉(zhuǎn)輻射管外管這一維護(hù)保養(yǎng)措施，能有效糾正、抵消下?lián)献冃瘟浚乐构荏w的過(guò)早損壞，延長(zhǎng)其使用壽命。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型可以很方便地旋轉(zhuǎn)輻射管外管，從而補(bǔ)償和減少輻射管外管由于在高溫工況下變軟下?lián)纤鸬淖冃?，防止輻射管外管的過(guò)早斷裂和漏氣，這樣既能有效延長(zhǎng)I型輻射管的使用壽命，提高機(jī)組生產(chǎn)作業(yè)率，又可保證退火爐中帶鋼產(chǎn)品的表面質(zhì)量，能獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
圖I為本實(shí)用新型可旋I型套管式輻射管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中輻射管外管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中旋轉(zhuǎn)法蘭的A向結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中B-B的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖I中外側(cè)連接法蘭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的可旋I型套管式輻射管，包括輻射管外管I、螺釘2、螺栓
3、外側(cè)連接法蘭4、爐墻法蘭5、陶瓷內(nèi)管6、燒嘴7、換熱器8、耐高溫石棉墊12、固定筒13和石棉氈14。參見(jiàn)圖2，所述輻射管外管I由從頭至尾依次焊接在一起的旋轉(zhuǎn)法蘭I. I、直管I. 2、封頭I. 3和托管I. 4組成。參見(jiàn)圖3，所述旋轉(zhuǎn)法蘭I. I側(cè)壁沿圓周方向均布有多個(gè)盲孔I. I. 1，在本實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)法蘭I. I側(cè)壁沿圓周方向均布有六個(gè)盲孔I. I. 1，所述盲
孔I. I. I為φ丨8,5mm深30mm。所述輻射管外管I的尾部穿過(guò)第一爐墻10設(shè)于爐膛9內(nèi)，
所述托管I. 4插入第二爐墻11的安裝孔11. I中，所述托管I. 4與安裝孔11. I之間留有空隙，這是為了容許輻射管外管I受熱膨脹延伸，所述外側(cè)連接法蘭4和爐墻法蘭5位于爐膛9夕卜，并將旋轉(zhuǎn)法蘭I. I兩端夾持在中間，所述外側(cè)連接法蘭4和爐墻法蘭5通過(guò)多個(gè)螺栓3連接，爐墻法蘭5固定于第一爐墻10上，在本實(shí)施例中，所述旋轉(zhuǎn)法蘭I. I與外側(cè)連接法蘭4和爐墻法蘭5之間分別設(shè)有起密封作用的耐高溫石棉墊12 ;所述螺栓3為6個(gè)M18mm
螺栓，與螺栓3相配合的是6個(gè)位于外側(cè)連接法蘭4外圈的cp20mm 通孔，可參見(jiàn)圖
5 ;所述爐墻法蘭5與第一爐墻10之間通過(guò)固定筒13焊接相連，所述固定筒13內(nèi)壁與直管
I.2外壁之間填充有耐高溫的石棉氈14 ;由于旋轉(zhuǎn)法蘭I. I安裝在爐膛9外側(cè)，工作溫度較低，所以旋轉(zhuǎn)法蘭I. I由普通的Q235鋼板加工而成；由于直管I. 2、封頭I. 3和托管I. 4三部分在爐膛9內(nèi)1000°C左右的高溫下工作，所以直管1.2和托管1.4均由&27附3712通過(guò)離心鑄造而成，封頭I. 3由Cr27Ni37W2通過(guò)模鑄法制造而成。所述燒嘴7的頭部通過(guò)多個(gè)螺釘2與外側(cè)連接法蘭4相連接，在本實(shí)施例中，所述螺釘2為4個(gè)M16mm的螺栓，與螺釘2相配合的為4個(gè)位于外側(cè)連接法蘭4內(nèi)圈的M16mm螺孔，可參見(jiàn)圖5。所述燒嘴7的尾部穿過(guò)外側(cè)連接法蘭4并伸入到輻射管外管I內(nèi)，所述換熱器8分別與進(jìn)氣管8. I、進(jìn)風(fēng)管8. 2和排煙管8. 3相連接，換熱器8與燒嘴7的頭部相連。所述陶瓷內(nèi)管6套裝于輻射管外管I內(nèi)并與燒嘴7的尾部相連，所述陶瓷內(nèi)管6側(cè)壁通過(guò)固定部件固定于輻射管外管I內(nèi)，在本實(shí)施例中，所述陶瓷內(nèi)管6的固定部件為沿陶瓷內(nèi)管6側(cè)壁的圓周方向均布的多排定位釘6. I。燃?xì)夂徒?jīng)換熱器8預(yù)熱后的空氣在燒嘴7中混合燃燒，火焰在陶瓷內(nèi)管6中噴射。由于陶瓷內(nèi)管6的外圓周面上設(shè)置有多個(gè)定位釘6. 1，燃燒后的煙氣繞過(guò)陶瓷內(nèi)管6、輻射管外管I之間含有定位釘6. I的縫隙通道經(jīng)換熱器8進(jìn)行熱交換之后到排煙管8. 3，再經(jīng)集風(fēng)管(圖中未示出)被風(fēng)機(jī)(圖中未示出)抽出廠房(圖中未示出)外。在停爐檢修期間定期旋轉(zhuǎn)輻射管外管1，操作時(shí)，只需松開(kāi)6個(gè)M18_的螺栓3，而
不需要卸下這6個(gè)M18mm螺栓3。松開(kāi)6個(gè)M18mm螺栓之后，利用二祀丨，丨Snim 鋼棒(圖 中未不出)作為工具插入福射管外管I的旋轉(zhuǎn)法蘭I. I側(cè)壁上任意對(duì)稱的一對(duì)φ 8.5mm盲孔中，如同船長(zhǎng)操作舵輪一樣，即可輕松旋轉(zhuǎn)輻射管外管1，并且角度任意可調(diào)。
權(quán)利要求1.一種可旋I型套管式輻射管，包括由從頭至尾依次焊接在一起的旋轉(zhuǎn)法蘭(I. I)、直管(I. 2)、封頭(I. 3)和托管(I. 4)組成的輻射管外管(1)，所述輻射管外管(I)的尾部穿過(guò)第一爐墻(10)設(shè)于爐膛(9)內(nèi)，所述托管(I. 4)插入第二爐墻(11)的安裝孔(11. I)中；其特征在于所述旋轉(zhuǎn)法蘭(I. I)兩端被位于爐膛(9)外的外側(cè)連接法蘭(4)和爐墻法蘭(5)夾持在中間，所述外側(cè)連接法蘭(4)和爐墻法蘭(5)通過(guò)多個(gè)螺栓(3)連接，爐墻法蘭(5)固定于第一爐墻(10)上，所述外側(cè)連接法蘭(4)通過(guò)多個(gè)螺釘(2)與燒嘴(7)的頭部相連接，所述燒嘴(7)的尾部穿過(guò)外側(cè)連接法蘭(4)并伸入到輻射管外管(I)內(nèi)，燒嘴(7)的頭部設(shè)有連接進(jìn)氣管(8. I)、進(jìn)風(fēng)管(8. 2)和排煙管(8. 3)的換熱器(8)，燒嘴(7)的尾部設(shè)有套裝于輻射管外管(I)內(nèi)的陶瓷內(nèi)管(6)，所述陶瓷內(nèi)管(6)側(cè)壁通過(guò)固定部件固定于輻射管外管(I)內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)法蘭(I. I)側(cè)壁沿圓周方向均布有多個(gè)盲孔(I. I. I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可旋I型套管式輻射管，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)法蘭(I.I)側(cè)壁沿圓周方向均布有六個(gè)盲孔(I. I. I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可旋I型套管式輻射管，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)法蘭(I. I)與外側(cè)連接法蘭(4)和爐墻法蘭(5)之間分別設(shè)有起密封作用的耐高溫石棉墊(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可旋I型套管式輻射管，其特征在于所述爐墻法蘭(5)與第一爐墻(10)之間通過(guò)固定筒(13)焊接相連，所述固定筒(13)內(nèi)壁與直管(I. 2)外壁之間填充有耐高溫的石棉氈(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可旋I型套管式輻射管，其特征在于所述陶瓷內(nèi)管(6)的固定部件為沿陶瓷內(nèi)管(6)側(cè)壁的圓周方向均布的多排定位釘(6. I)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的可旋I型套管式輻射管，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)法蘭(I. I)由Q235鋼板加工而成，所述直管(I. 2)和托管(I. 4)均由Cr27Ni37W2通過(guò)離心鑄造而成，所述封頭(I. 3)由Cr27Ni37W2通過(guò)模鑄法制造而成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可旋Ⅰ型套管式輻射管，包括由旋轉(zhuǎn)法蘭、直管、封頭和托管組成的輻射管外管，輻射管外管托管穿過(guò)爐膛并插入第二爐墻的安裝孔中；旋轉(zhuǎn)法蘭兩端被位于爐膛外的外側(cè)連接法蘭和爐墻法蘭夾持在中間，外側(cè)連接法蘭和爐墻法蘭連接，爐墻法蘭固定于第一爐墻上，外側(cè)連接法蘭與燒嘴頭部相連，燒嘴的尾部穿過(guò)外側(cè)連接法蘭并伸入到輻射管外管內(nèi)，燒嘴的頭部設(shè)有連接進(jìn)氣管、進(jìn)風(fēng)管和排煙管的換熱器，燒嘴的尾部設(shè)有套裝并固定于輻射管外管內(nèi)的陶瓷內(nèi)管，旋轉(zhuǎn)法蘭側(cè)壁沿圓周方向均布有多個(gè)盲孔。本實(shí)用新型能夠有效糾正、抵消下?lián)献冃瘟?，防止管體過(guò)早損壞，延長(zhǎng)使用壽命，適于廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)冷軋帶鋼生產(chǎn)的間接燃?xì)饧訜嵫b置上。
文檔編號(hào)C21D9/56GK202643764SQ201220285049
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者萬(wàn)險(xiǎn)峰, 劉啟龍, 王 忠, 嚴(yán)開(kāi)勇, 黃云華, 曹陽(yáng), 張雪榮, 羅厚斌, 付康, 陳剛 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司