卧式退火炉气氛隔离装置

摘要

卧式退火炉气氛隔离装置，包括炉壳、挡板一、挡板二、上档板、上大梁、上箱体、上箱盖、耐材砌体。炉壳底部砌筑耐材砌体，耐材砌体分为三层结构。挡板一、挡板二对称焊接在炉壳上。上档板由无缝管、三通管、上挡板框架、吊耳、固定钢管、圆钢组成。上箱体通过连接螺栓固定在炉壳上，上箱盖通过连接螺栓固定在上箱体上；上箱盖与上大梁之间通过波纹管进行密封，最终在上大梁与上档板之间形成了一个密封空间。采用上挡板、挡板一、挡板二与炉壳周围耐材形成密封结构，起到隔离前后炉内气氛的作用。

权利要求

1.一种卧式退火炉气氛隔离装置，包括：炉壳、挡板一、挡板二、上档板、上大梁、上箱体、上箱盖、耐材砌体；其特征在于，炉壳的底部砌筑有多层结构的耐材砌体；挡板一、挡板二对称地焊接在炉壳上；上档板由无缝管、三通管、上挡板框架、吊耳、固定钢管、圆钢组成，上挡板的无缝管与三通管交叉相通，上挡板框架的外侧钢板开有小孔，小孔的开孔位置与内侧无缝管的开孔位置一致；上箱体通过连接螺栓固定在炉壳上，上箱盖通过连接螺栓固定在上箱体上；上箱盖与上大梁之间通过波纹管进行密封，以在上大梁与上档板之间形成密封空间；连杆部件通过螺栓固定连接在上大梁的端部钢板上，气缸座通过螺栓固定连接在炉壳支架上，气缸上部的活塞连杆连接连杆部件，气缸的两侧通过螺栓固定连接在气缸座上，撞块固定在连杆部件上。

2.如权利要求1所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述多层结构为二层结构或三层结构。

3.如权利要求2所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述三层结构为：底层选用陶瓷纤维板，中间层选用硅藻土砖，上层选用轻质隔热砖。

4.如权利要求1所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述挡板一包括两根无缝管、筋板、法兰盘、法兰、多个钢板以及耐火材料，两根无缝管垂直交叉并相互连通，且由耐火材料包裹。

5.如权利要求1所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述上档板的无缝管与三通管交叉相通，且由耐火材料进行包裹，上挡板框架的外侧钢板开有小孔，小孔的开孔位置与内侧无缝管的开孔位置一致。

6.如权利要求5所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述上挡板框架的顶端焊接有固定钢管和吊耳装置，固定钢管为套管结构，其一端连接上档板内的水平无缝管，另一端与上大梁内的无缝管连接，上挡板的顶端一侧为固定钢管通过法兰连接上大梁，另一侧为吊耳连接拉管，拉管通过法兰与上大梁连接；上大梁内的无缝管通过法兰外连氮气管道，氮气通过上挡板内的无缝管进入到固定钢管内侧的无缝管，再经由上挡板内的无缝管开孔进入到耐火材料中，经上挡板框架外侧钢板上的开孔进入到炉膛中。

7.如权利要求5或6所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，圆钢通过上挡板框架周围的钢板固定在上挡板框架上，上档板通过圆钢安放在上箱体内；上箱体通过连接螺栓固定在炉壳上，上箱盖通过连接螺栓固定在上箱体上；上箱盖与上大梁之间通过波纹管进行密封，最终在上大梁与上档板之间形成密封空间。

8.如权利要求1所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述上箱体由上箱体上部结构和上箱体下部结构两部分组成，上箱体上部结构上的多块钢板通过螺栓连接到炉壳上，上箱体下部结构上的槽钢和上箱盖上的钢板通过螺栓连接到上箱体上部结构；上箱体下部结构上的钢板焊接在上箱体下部结构的底部钢板上，以形成圆弧槽结构。

9.如权利要求8所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，上挡板内部的圆钢安放在所述圆弧槽内。

10.如权利要求1所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，还包括炉壳支架和固定在炉壳支架上的滑道，上大梁两侧的钢板通过螺栓与滑块连接，滑块在上大梁的带动下在滑道中运动。

11.如权利要求10所述的卧式退火炉气氛隔离装置，其特征在于，所述炉壳支架上固定有气缸座，上大梁的端部固定有连杆部件，气缸座上连接有气缸。

说明书

卧式退火炉气氛隔离装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种冶金行业热处理设备，具体而言，涉及一种用于卧式带钢连续退火炉的气氛隔离装置。

背景技术

[0002] 根据生产特殊钢种的退火工艺要求，机组内不同的炉段需要采用不同的气氛规范，炉内气氛对带钢的表面质量具有重要意义。对于传统的退火炉，在无氧化加热段与辐射管加热段之间设置隔离装置，既能阻挡无氧化加热段对辐射管加热段的热辐射，又能在必要时阻止无氧化加热段炉气倒流进入辐射管加热段，以免污染炉膛。并且当机组运行出现异常时，可以切断倒流回来的氢气，防止出现生产事故。

[0003] 现有技术中的卧式退火炉隔离装置结构过于复杂，不方便安装，导致密封性不强，多数存在漏气现象、自身笨重等问题。

发明内容

[0004] 基于上述问题，本发明旨在提供一种安装维护方便、结构简单，能有效对前后炉段气氛进行阻断，实现各段气氛可控的隔离装置。

[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种卧式退火炉气氛隔离装置，其包括：炉壳、挡板一、挡板二、上档板、上大梁、上箱体、上箱盖、耐材砌体。其中，炉壳的底部砌筑有多层结构的耐材砌体；挡板一、挡板二对称地焊接在炉壳上；上档板由无缝管、三通管、上挡板框架、吊耳、固定钢管、圆钢组成；上箱体通过连接螺栓固定在炉壳上，上箱盖通过连接螺栓固定在上箱体上；上箱盖与上大梁之间通过波纹管进行密封，以在上大梁与上档板之间形成密封空间。采用上挡板、挡板一、挡板二与炉壳周围耐材形成密封结构，起到隔离前后炉内气氛的作用。

[0006] 优选的是，所述多层结构为二层结构或三层结构。更加优选的是，所述三层结构为：底层选用陶瓷纤维板，中间层选用硅藻土砖，上层选用轻质隔热砖。

[0007] 在本发明的优选实施例中，所述挡板一包括两根无缝管、筋板、法兰盘、法兰、多个钢板以及耐火材料，两根无缝管垂直交叉并相互连通，且由耐火材料包裹。

[0008] 在本发明的另一个优选实施例中，所述上档板的无缝管与三通管交叉相通，且由耐火材料进行包裹，上挡板框架的外侧钢板开有小孔，小孔的开孔位置与内侧无缝管的开孔位置一致。

[0009] 根据本发明的示范性实施例，所述上挡板框架的顶端焊接有固定钢管和吊耳装置，固定钢管为套管结构，其一端连接上档板内的水平无缝管，另一端与上大梁内的无缝管连接。上挡板的顶端一侧为固定钢管通过法兰连接上大梁，另一侧为吊耳连接拉管，拉管通过法兰与上大梁连接；上大梁内的无缝管通过法兰外连氮气管道，氮气通过上挡板内的无缝管进入到固定钢管内侧的无缝管，再经由上挡板内的无缝管开孔进入到耐火材料中，经上挡板框架外侧钢板上的开孔进入到炉膛中。

[0010] 在另一个示范性实施例中，圆钢通过上挡板框架周围的钢板固定在上挡板框架上，上档板通过圆钢安放在上箱体内；上箱体通过连接螺栓固定在炉壳上，上箱盖通过连接螺栓固定在上箱体上；上箱盖与上大梁之间通过波纹管进行密封，最终在上大梁与上档板之间形成密封空间。

[0011] 在再一个示范性实施例中，所述上箱体由上箱体上部结构和上箱体下部结构两部分组成，上箱体上部结构上的多块钢板通过螺栓连接到炉壳上，上箱体下部结构上的槽钢和上箱盖上的钢板通过螺栓连接到上箱体上部结构；上箱体下部结构上的钢板焊接在上箱体下部结构的底部钢板上，以形成圆弧槽结构。

[0012] 优选的是，上挡板内部的圆钢安放在所述圆弧槽内。

[0013] 进一步优选的是，卧式退火炉气氛隔离装置还包括炉壳支架和固定在炉壳支架上的滑道，上大梁两侧的钢板通过螺栓与滑块连接，滑块在上大梁的带动下在滑道中运动。

[0014] 更加优选的是，所述炉壳支架上固定有气缸座，上大梁的端部固定有连杆部件，气缸座上连接有气缸。

[0015] 根据本发明的另一个方面，提供一种用于控制卧式退火炉气氛隔离装置的设备，该设备包括：带钢张力检测装置、控制装置、压缩空气控制阀、气缸、上挡板、限位开关以及连杆部件。其中，所述带钢张力检测装置用来检测带钢的张力，并判断张力是否为零，如果是则将断带信号送向控制装置；控制装置接收断带信号后向压缩空气控制阀发出打开指令；压缩空气控制阀打开，压缩空气气源向气缸中输入压缩气体，使上档板向下运动；当上挡板向下压紧带钢时，连杆部件运动到极限位置，触发限位开关，限位开关向控制装置发出断开信号；控制装置接收断开信号后，向压缩空气控制阀发出关闭指令，压缩空气控制阀关闭，切断压缩空气的输入，上挡板不再运动。

[0016] 进一步优选的是，所述设备还包括火焰检测装置，当机组出现意外熄火停车时，火焰检测装置向控制装置发出熄火信号，控制装置控制上挡板下压，切断炉内气氛。

[0017] 使用根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置，可获得有益的效果：一、改善了安装过程中下挡板因空间限制造成的安装不方便、密封性不强的缺陷；二、有效地简化了隔离装置的结构，减轻了隔离装置的自重；三、有效地阻止预热无氧化加热段内的气体对以后炉段的污染；四、当机组生产出现异常时，可以及时切断辐射管加热段倒流过来的氢气，防止辐射管加热段的氢气与预热无氧化加热段的氧气相遇而发生爆炸。

附图说明

[0018] 现在将描述本发明的优选但非限制性的实施例，本发明的这些和其他特征、方面和优点在参考附图阅读如下详细描述时将变得显而易见，其中：

[0019] 图1A是根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的结构示意图；

[0020] 图1B是图1A 的左视图；

[0021] 图1C是图1A的俯视图；

[0022] 图1D是沿图1C的中Q-Q线剖取的截面图；

[0023] 图2A是根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的挡板一的结构示意图；

[0024] 图2B是图2A的右视图；

[0025] 图2C是图2A的俯视图；

[0026] 图3A是根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的上挡板的结构示意图；

[0027] 图3B是沿图3A的N-N线剖取的截面图；

[0028] 图3C是图3A的左视图；

[0029] 图3D是沿图3A的A-A线剖取的截面图；

[0030] 图4是根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的上箱体的结构示意图；

[0031] 图5A是图4中的上箱体上部结构的正视示意图；

[0032] 图5B是图5A的俯视图；

[0033] 图6A是图4中的上箱体下部结构的正视示意图；

[0034] 图6B是图6A的右视图；

[0035] 图6C是图6A的俯视图；

[0036] 图7A是根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的上大梁的结构示意图；

[0037] 图7B是图7A的俯视图；以及

[0038] 图8是根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的运行流程图。

[0039] 图中，1—炉壳、2—预热无氧化加热段、3—辐射管加热段、4—挡板一、5—挡板二、6—限位开关、7—上档板、8—上大梁、9—上箱体、10—上箱盖、11—耐材砌体、12—陶瓷纤维板、13—硅藻土砖、14—轻质隔热砖、15—无缝管、16—无缝管、17—筋板、18—法兰盘、
19—钢板、20—钢板、21—钢板、22—耐火材料、23—法兰、24—无缝管、25—无缝管、26—无缝管、27—加强筋、28—无缝管、29—无缝管、30—三通管、31—钢板、32—钢板、33—钢板、
34—筋板、35—圆钢、36—无缝管、37—固定管、38—吊耳、39—耐火材料、40—耐火材料、
41—钢板、42—钢板、43—钢板、44—无缝管、45—法兰、46—拉管、47—法兰、48—无缝管、
49—法兰、50—压缩空气控制阀、51—钢板、52—钢板、53—钢板、54—钢板、55—槽钢、56—槽钢、57—钢板、58—钢板、59—钢板、60—钢板、61—钢板、62—石棉绳、63—钢板、64—钢板、65—法兰、66—法兰、67—法兰、68—连杆部件、69—气缸、70—气缸座、71—滑道、72—钢板、73—滑块、74—钢板、75—撞块、76—炉壳支架、78—带钢张力检测装置、79—控制装置、80—上箱体上部结构、81—上箱体下部结构、82—压缩空气气源、83—带钢通过线、84—火焰检测装置、85—钢板、86—钢板、87—螺栓、88—筋板、89—钢板、90—活塞连杆。

具体实施方式

[0040] 以下的描述本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。

[0041] 图1A至图1D统称图1，图1根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置的结构示意图。现在参见图1，根据本发明的卧式退火炉气氛隔离装置安装在退火炉预热无氧化加热段2和辐射管加热段3之间，用于隔离预热无氧化段2和辐射管加热段3之间的气氛。

[0042] 本发明的卧式退火炉气氛隔离装置包括炉壳1、挡板一4、挡板二5、上档板7、上大梁8、上箱体9、上箱盖10和耐材砌体11。炉壳1的底部砌筑有耐材砌体11，耐材砌体11由三层耐材砌体层构成，其底层选用陶瓷纤维板12作为耐材砌体，中间层选用硅藻土砖13作为耐材砌体，上层选用轻质隔热砖14作为耐材砌体。耐材砌体11的顶部与带钢通过线83留有一段间隙，间隙大小取决于整条机组的长度。

[0043] 现在参见图1和图2，挡板一4、挡板二5对称地焊接在炉壳1上。挡板一4、挡板二5的结构相同，尺寸大小一致。挡板一4由无缝管15、无缝管16、筋板17、法兰盘18、钢板19、钢板20、钢板21、耐火材料22、法兰23和钢板85组成，无缝管15和无缝管16垂直交叉并相互连通，且由耐火材料22包裹。钢板19、20、21构成挡板一4的框架，钢板19、20焊接在炉壳1上，无缝管15焊接在钢板21上，无缝管15与钢板21均开有小孔且开孔位置一致。无缝管15的上下两端通过钢板85进行密封。无缝管16通过法兰盘18固定在炉壳1上，通过筋板17固定在钢板19上。无缝管16穿过炉壳1通过法兰23连接氮气管道，氮气通过无缝管16进入到无缝管15，再由钢板21上的小孔进入到炉膛内。

[0044] 进一步参见图1、图3和图7，上档板7由无缝管24、无缝管25、无缝管26、无缝管28、无缝管29、三通管30、筋板27、钢板31、钢板32、钢板33、筋板34、圆钢35、无缝管36、固定管37、吊耳38、耐火材料39、耐火材料40、钢板41、钢板42、钢板43、钢板63、钢板64、钢板86、螺栓87和筋板88组成。钢板31、32、33、43通过焊接构成上挡板7的框架。无缝管
24、25、26、28、29、36通过三通管30连接相通，并由耐火材料39进行包裹。钢板31、43上开有小孔，小孔位置与无缝管24、25、26、28、29和三通管30的开孔位置一致。无缝管24、25、
26、28、29、36和三通管30通过筋板27固定在钢板31上。无缝管26、28、29通过钢板86进行密封。钢板42焊接在底部钢板32上，钢板41和耐火材料40经由螺栓87固定在钢板42上。钢板63、64分别焊接在顶部钢板32上，并分别通过筋板34、筋板88固定在钢板31、钢板43上。圆钢35焊接在钢板63、64的底部。固定钢管37和吊耳38焊接在上挡板7的上部钢板33上。固定钢管37的内部为无缝管36，无缝管36与上大梁8内部的无缝管44相通。固定钢管37的顶部法兰45与上大梁8的底部法兰67相连；吊耳38与拉管46相连，拉管46的顶部法兰47与上大梁8的底部法兰67相连。上大梁8内部的无缝管48与无缝管44垂直交叉并相互连通，无缝管48通过法兰49与氮气管道外部连接。氮气通过法兰
49进入到上大梁8内部的无缝管48，经由无缝管44、36进入到上挡板7的内部，通过无缝管24、25、26、28、29和三通管30上的开孔进入耐火材料39中，通过上挡板7的框架侧钢板
31、43上的开孔进入到炉膛中。

[0045] 现在参见图4至图7，上箱体9由上箱体上部结构80和上箱体下部结构81两部分组成 ，上箱体上部结构80为带加强筋的钢结构，上箱体上部结构80上的钢板51、52通过螺栓连接到炉壳1上，上箱体下部结构81上的槽钢55、56和上箱盖10上的钢板89通过螺栓连接在上箱体上部结构80上的钢板53、54的两侧。上箱体下部结构81上的钢板58、59、60、61焊接在上箱体下部结构81的底部钢板57上，钢板58、59、60、61之间形成圆弧槽结构，安装时，圆弧槽内用来填充石棉绳62（也可以是陶瓷纤维毡等其他便于密封的材料）。
上挡板7内部的圆钢35安放在圆弧槽内。上箱盖10的顶部法兰63与波纹管64的底部法兰65相连。上大梁8的底部法兰67与波纹管64的顶部法兰66相连，最终在上大梁8与上档板7之间形成了一个密封空间。滑道71通过螺栓固定在炉壳支架76上。上大梁8两侧的钢板72与滑块73通过螺栓连接，滑块73在上大梁8的带动下在滑道71中进行运动。

[0046] 连杆部件68通过螺栓固定连接在上大梁8的端部钢板74上，气缸座70通过螺栓固定连接在炉壳支架76上，气缸69上部的活塞连杆90连接连杆部件68，气缸69的两侧通过螺栓固定连接在气缸座70上，撞块75固定在连杆部件68上。

[0047] 进一步参见图1和图8，当正常生产时，氮气通过法兰23、49连接的氮气管道分别进入到挡板一4、挡板二5和上挡板7，并通过挡板上的钢板21、31、43上的开孔进入炉膛内，通入的氮气既可以给钢板21、31、43降温，又可以形成一定气压，有效地阻止预热无氧化段2内的气体对以后炉段气氛的污染。当生产中出现断带时，带钢张力变为0，带钢张力检测装置78向控制装置79发出断带信号，控制装置79接收断带信号后，经过分析向压缩空气控制阀50发出打开指令，压缩空气控制阀50打开，压缩空气气源82开始向气缸69中输入压缩气体，带动连杆部件68，使上档板7向下运动，当上挡板7向下压紧带钢时，连杆部件68运动到极限位置，撞块75触碰限位开关6，限位开关6向控制装置79发出断开信号，控制装置79接收断开信号后，经过分析向压缩空气控制阀50发出关闭指令，压缩空气控制阀50关闭，切断压缩空气的输入，上挡板7不再运动。上挡板7、挡板一4、挡板二5与耐材砌体11形成一个近似封闭的断面，对两边的预热无氧化加热段2和辐射管加热段3进行气氛隔离，防止辐射管加热段3的氢气与预热无氧化加热段2的氧气相遇发生爆炸。当机组出现意外熄火停车时，机组内的烧嘴熄火，火焰检测装置84向控制装置79发出熄火信号，控制装置79收到信号后重复上述动作，控制上挡板8下压，切断炉内气氛。

[0048] 当机组故障处理完毕需要再次运行时，控制装置79向压缩空气控制阀50发出打开指令，压缩空气控制阀50打开，压缩空气气源82开始向气缸69中输入压缩气体，带动连杆部件68向上运动，连杆部件68带动上挡板7向上运动。当连杆部件68运动到极限位置时，撞块75触碰限位开关6，限位开关6向控制装置79发出断开信号，控制装置79再向压缩空气控制阀50发出关闭指令，压缩空气控制阀50关闭，切断压缩空气的输入，上挡板7不再运动。

[0049] 本发明的卧式退火炉气氛隔离装置采用耐火砌体11，简化了隔离装置的结构，减轻了隔离装置自重，并且改善了安装过程中因下挡板的空间限制而带来的安装不便、密封性不易控制的缺陷。采用上挡板7、挡板一4、挡板二5与炉壳1的周围耐材形成密封结构，既有效地简化了隔离装置的结构，减轻了隔离装置自重，又有效地阻止预热无氧化加热段的气体对以后炉段的污染。

[0050] 尽管已经结合目前认为是最实用的和优选的实施例描述了本发明，应当了解的是，本发明不限于所公开的实施例。本发明意图覆盖包含在附加权利要求的精神和范围内的不同改型和等效布置方案。