一种离线烘烤设备

摘要

本发明公开了一种离线烘烤设备。本发明的离线烘烤设备，包括炉体和设置在炉体一侧可上下移动的炉门，炉体和炉门形成封闭的炉膛，炉膛由上至下包括第一炉膛和第二炉膛，第一炉膛内设有第一加热装置，第二炉膛内设有第二加热装置，第一加热装置和第二加热装置采用不同的加热方式，且第一加热装置的加热温度高于第二加热装置；当待烘烤的环形炉台车完全进入炉膛时，环形炉台车的耐火材料部位于第一炉膛内，环形炉台车的钢结构部位于第二炉膛内。本发明的离线烘烤设备，设置用于分别加热环形炉台车的耐火材料和支撑环形炉台车的钢结构的第一炉膛和第二炉膛，并且第一炉膛和第二炉膛采用不同的加热方式，满足耐火材料和钢结构的不同烘烤工艺的需求。

权利要求

1.一种离线烘烤设备，包括炉体和设置在所述炉体一侧可上下移动的炉门，所述炉体和所述炉门形成封闭的炉膛，其特征在于，所述炉膛由上至下包括第一炉膛和第二炉膛，所述第一炉膛内设有第一加热装置，所述第二炉膛内设有第二加热装置，使所述第一加热装置的加热温度高于所述第二加热装置；

当待烘烤的环形炉台车完全进入所述炉膛时，所述环形炉台车的耐火材料部位于所述第一炉膛内，所述环形炉台车的钢结构部位于所述第二炉膛内。

2.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第一加热装置包括多个第一加热元件，所述第一加热元件分别设置于所述第一炉膛的侧壁顶部。

3.如权利要求2所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第一炉膛的加热温度小于等于

1250℃。

4.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第二加热装置包括循环风机和第二加热元件，所述第二炉膛的侧壁开设有进风口和出风口，所述循环风机设置于一风道内，所述风道的两端分别连接所述进风口和所述出风口，使所述风道和所述第二炉膛形成回路，所述第二加热元件设置于所述风道靠近所述进风口的一端。

5.如权利要求4所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第二炉膛的加热温度小于等于

350℃。

6.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第一炉膛的侧壁上设有第一炉衬，所述第一炉衬包括第一背衬用纤维毯和多个含锆纤维模块，所述第一背衬用纤维毯完全覆盖于第一炉膛的侧壁表面，所述多个含锆纤维模块相互拼接后完全覆盖于所述第一背衬用纤维毯表面。

7.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第二炉膛的侧壁上设有第二炉衬，所述第二炉衬包括第二背衬用纤维毯和多个普通纤维模块，所述第二背衬用纤维毯完全覆盖于第二炉膛的侧壁表面，所述多个普通纤维模块相互拼接后完全覆盖于所述第二背衬用纤维毯表面。

8.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，所述第一炉膛的与所述炉门相邻的侧壁和第二炉膛的与所述炉门相邻的侧壁衔接的位置上设有第一凸台；所述第一炉膛的与所述炉门相对的侧壁和第二炉膛的与所述炉门相对的侧壁衔接的位置上设有第二凸台；所述环形炉台车由活动台架支撑，当所述环形炉台车完全进入所述炉膛时，所述第一凸台与所述环形炉台车的耐火材料部配合、所述第二凸台与所述活动台架配合，使所述第一炉膛和第二炉膛分别密封。

9.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，还包括热风循环系统，所述热风循环系统包括引射风机，所述第一炉膛的顶壁设有出气口，所述第一炉膛的侧壁设有进气口，所述引射风机的入口连接所述出气口，所述引射风机的出口连接排风管路。

10.如权利要求1所述的离线烘烤设备，其特征在于，还包括温度控制系统，所述温度控制系统包括设置于第一炉膛内的第一温度传感器、设置于所述第二炉膛内的第二温度传感器和控制器，所述控制器分别连接所述第一温度传感器、第二温度传感器、第一加热装置和第二加热装置，并根据所述第一温度传感器和所述第二温度传感器采集的温度信息控制所述第一加热装置和第二加热装置的加热温度。

说明书

一种离线烘烤设备

技术领域

[0001] 本发明涉及热处理技术领域，尤其涉及一种环形炉台车的离线烘烤设备。

背景技术

[0002] 环形炉台车一般采用耐火材料制成，该耐火材料在炉台内外圈钢卷位均主要使用耐火砖结构，耐火砖结构分为8层，如表1所示。在环形炉内运行一段时间后，环形炉台车上的耐火材料会逐渐破损，导致环形炉台车需要重新进行砌筑修复。

[0003] 表1环形炉台车耐火材料结构表

[0004] 层数 耐火材料结构 密度(kg/m3) 分类温度(℃) 厚度(mm)第0层 陶瓷纤维(1400) 128 1450 25
第1层 耐火砖(H13) 2400 1500 114
第2层 耐火砖(H13) 2400 1500 65
第3层 绝热砖(C3) 1250 1500 114
第4层 绝热砖(C3) 1250 1450 65
第5层 绝热砖(B5) 800 1300 65
第6层 绝热材料(L-14Z) 1100 1000 50
第7层 浇注料(CG13A) 1000 1000 35

[0005] 当环形炉台车离线重新砌筑完成后，耐火材料中会含有大量的游离水和结晶水。如果不经烘烤便直接投入使用，将会严重影响成品卷的质量。

[0006] 目前的烘烤方法为，环形炉台车离线重新砌筑完成后，装过渡卷随炉在线烘烤。但是，这种方法存在的问题是，环形炉台车经一个旋转周期烘烤后，露点达不到要求，需进行第二个旋转周期的烘烤。因此，每个环形炉台车的耐火材料维修后，环形炉都需旋转两个周期才能完成对环形炉台车耐火材料的烘烤，大概需要约两周的时间，严重影响环形炉的产能，而环形炉是取向硅钢产能的瓶颈机组，同时完成一部环形炉台车的烘烤所需的能耗较高，因此，亟需一套环形炉台车的离线烘烤设备。

[0007] 中国专利CN102116572A公开了一种耐火砖烘烤炉，包括炉体和设置在炉体一端可上下移动的炉门，炉体另一端装有风机，风机由电机通过皮带传动带动旋转，炉体内设有风道，风道连接有热风枪，热风枪喷出的热风在风道内通过风机的进风口和出风口形成循环流动，装载耐火砖的推车可在炉体内移动。该耐火砖烘烤炉可以提高能源利用率和生产效率，降低操作人员的劳动强度。

[0008] 但是，上述耐火砖烘烤炉只设一个炉膛，不能有效将支撑环形炉台车的钢结构和耐火材料部分分离开，会使得钢结构强度发生较大改变，减弱钢结构的强度。并且由于耐火材料中含有大量水分，很难实现将炉膛内湿气氛排出和检测。而上述耐火砖烘烤炉加热方式为热风枪，对于耐火材料的烘烤工艺实现，存在一定局限。首先，可能导致温度达不到需求或者会产生废气等，无法实现环保节能；其次，对于环形炉台车整车来说烘烤效率不佳，并且由于温度不能太高，不适用环形炉台车整车的烘烤工艺。

[0009] 针对现有的离线烘烤设备无法在不减弱钢结构的强度的基础上，实现环形炉台车的高效烘烤的问题，需要提供一种环形炉环形炉台车的离线烘烤设备。

发明内容

[0010] 为解决上述问题，本发明提供一种离线烘烤设备，设置用于分别加热环形炉台车的耐火材料和支撑环形炉台车的钢结构的第一炉膛和第二炉膛，并且第一炉膛和第二炉膛采用不同的加热方式，满足耐火材料和钢结构的不同烘烤工艺的需求。

[0011] 为实现上述目的，本发明的一种离线烘烤设备，包括炉体和设置在炉体一侧可上下移动的炉门，炉体和炉门形成封闭的炉膛，炉膛由上至下包括第一炉膛和第二炉膛，第一炉膛内设有第一加热装置，第二炉膛内设有第二加热装置，使第一加热装置的加热温度高于第二加热装置；

[0012] 当待烘烤的环形炉台车完全进入炉膛时，环形炉台车的耐火材料部位于第一炉膛内，环形炉台车的钢结构部位于第二炉膛内。

[0013] 进一步地，第一加热装置包括多个第一加热元件，第一加热元件分别设置于第一炉膛的侧壁顶部。

[0014] 进一步地，第一炉膛的加热温度小于等于1250℃。

[0015] 进一步地，第二加热装置包括循环风机和第二加热元件，第二炉膛的侧壁开设有进风口和出风口，循环风机设置于一风道内，风道的两端分别连接进风口和出风口，使风道和第二炉膛形成回路，第二加热元件设置于风道靠近进风口的一端。

[0016] 进一步地，第二炉膛的加热温度小于等于350℃。

[0017] 进一步地，第一炉膛的侧壁上设有第一炉衬，第一炉衬包括第一背衬用纤维毯和多个含锆纤维模块，第一背衬用纤维毯完全覆盖于第一炉膛的侧壁表面，多个含锆纤维模块相互拼接后完全覆盖于第一背衬用纤维毯表面。

[0018] 进一步地，第二炉膛的侧壁上设有第二炉衬，第二炉衬包括第二背衬用纤维毯和多个普通纤维模块，第二背衬用纤维毯完全覆盖于第二炉膛的侧壁表面，多个普通纤维模块相互拼接后完全覆盖于第二背衬用纤维毯表面。

[0019] 进一步地，第一炉膛的与炉门相邻的侧壁和第二炉膛的与炉门相邻的侧壁衔接的位置上设有第一凸台；第一炉膛的与炉门相对的侧壁和第二炉膛的与炉门相对的侧壁衔接的位置上设有第二凸台；环形炉台车由活动台架支撑，当环形炉台车完全进入炉膛时，第一凸台与环形炉台车的耐火材料部配合、第二凸台与活动台架配合，使第一炉膛和第二炉膛分别密封。

[0020] 进一步地，还包括热风循环系统，热风循环系统包括引射风机，第一炉膛的顶壁设有出气口，第一炉膛的侧壁设有进气口，引射风机的入口连接出气口，引射风机的出口连接排风管路。

[0021] 进一步地，还包括温度控制系统，温度控制系统包括设置于第一炉膛内的第一温度传感器、设置于第二炉膛内的第二温度传感器和控制器，控制器分别连接第一温度传感器、第二温度传感器、第一加热装置和第二加热装置，并根据第一温度传感器和第二温度传感器采集的温度信息控制第一加热装置和第二加热装置的加热温度。

[0022] 本发明的离线烘烤设备，其炉膛由上至下包括第一炉膛和第二炉膛，并且被设置为当待烘烤的环形炉台车完全进入炉膛时，环形炉台车的耐火材料部位于第一炉膛内，环形炉台车的钢结构部位于第二炉膛内。其中，第一加热装置和第二加热装置采用不同的加热方式，且第一加热装置的加热温度高于第二加热装置。因此，可以对环形炉台车的耐火材料和钢结构在同一烘烤设备中分别加热，满足了耐火材料需要高温烘烤以及钢结构需要低温烘烤的需求，防止出现由于将耐火材料和钢结构置于同一加热温度时，使钢结构强度发生较大改变，减弱钢结构的强度的问题。并且，本发明的离线烘烤设备不会使环形炉台车受到尺寸和重量的限制。

附图说明

[0023] 图1为本发明的离线烘烤设备的整体结构示意图；

[0024] 图2为本发明的离线烘烤设备的内部剖视主视图；

[0025] 图3为本发明的离线烘烤设备的内部剖视侧视图。

具体实施方式

[0026] 下面，结合附图，对本发明的结构以及工作原理等作进一步的说明。

[0027] 如图1-3所示，本发明的一种离线烘烤设备，包括炉体1、设置在炉体1一侧可上下移动的炉门2、热风循环系统、活动台架和电气控制系统。

[0028] 炉体1可以为由型钢及钢板(Q235-A)焊接成的高钢性结构，其气密性较好，并且由于在设计上充分考虑热膨胀、冷态收缩对炉体1的影响，使炉体1结实耐用不变形。

[0029] 由炉体1和炉门2闭合后形成封闭的炉膛，炉膛由上至下包括第一炉膛3和第二炉膛4，当待烘烤的环形炉台车33完全进入炉膛时，环形炉台车33的耐火材料部20位于第一炉膛3内，环形炉台车33的钢结构部21位于第二炉膛4内。

[0030] 环形炉台车33由活动台架支撑，活动台架用于承载和转运待烘烤的环形炉台车33，也便于使用厂房内的行车吊装。活动台架包括支撑架9和设置于支撑架9底部的移动机构，支撑架9用于托住环形炉台车33的耐火材料部20，并且支撑架9的边缘凸出于耐火材料部20。在炉膛底面上设有轨道11，活动台架的移动机构为设置于支撑架9底部的4组移动轮组10，各个轮组通过双排链条连接并分别可滚动地设置于轨道11上，可以保证移动轮组10的可靠着地，及较为均匀的压力分布。活动台架进出采用电动自行走方式，由电动机12和
1.1kW减速机集中驱动。活动台架进出炉膛设有工作位限位点和停止限位点，以及与炉门2的连锁机构，确保安全操作，能够实现烘烤设备密封严密及防止活动台架运行与炉体1干涉，需保证环形炉台车33吊装到活动台架时准确就位。另外，活动台架的边框与炉体1与炉门2一面连接的侧壁的间隙采用电动推杆式可调纤维密封结构30，通过电动推杆及连杆机构，可推动纤维盒打开或密封，保证侧密封严密。活动台架的边框与炉体1的后壁(即炉门2相对一面的侧壁)间隙上面采用迷宫密封31，间隙下部采用炉车本身的动力加弹簧压紧并结合迷宫结构。

[0031] 第一炉膛3的与炉门2相邻的侧壁和第二炉膛4的与炉门2相邻的侧壁衔接的位置上设有第一凸台8；第一炉膛3的与炉门2相对的侧壁和第二炉膛4的与炉门2相对的侧壁衔接的位置上设有第二凸台34；环形炉台车33由活动台架的支撑架9支撑，当环形炉台车33完全进入炉膛时，第一凸台8与环形炉台车33的耐火材料部20配合、第二凸台34与活动台架的支撑架9配合，使第一炉膛3和第二炉膛4分别密封，并形成两个相互独立的加热空间。而第一炉膛3内设有第一加热装置，第二炉膛4内设有第二加热装置，使第一加热装置的加热温度高于第二加热装置。因此，虽然环形炉台车33的耐火材料部20和钢结构部21是在同一烘烤设备中，但是可以分别对耐火材料部20和钢结构部21加热，满足了耐火材料以及钢结构的不同加热方式和加热环境的需求，防止出现因耐火材料和钢结构置于同一加热温度下进行加热，使钢结构的强度发生较大改变，减弱钢结构的强度的问题。

[0032] 具体地，第一加热装置可以包括多个第一加热元件5，第一加热元件5分别设置于第一炉膛3的侧壁顶部。在图2所示的实施例中，第一加热元件5为0Cr27Al7Mo2电阻带，其加热温度最高可达1250℃，表面负荷小于1.2W/cm2。电阻带可以弯成波形带后，水平设置于炉体1的内壁顶部和炉门2的内壁顶部。电阻带的数量可以为如图2中的每面第一炉膛3的侧壁由上至下设置四条，并且采用直接挂丝结构，即将电阻带直接悬挂固定在第一炉膛3的侧壁上装有的陶瓷钉上，当前，其数量也可以根据实际需要增加或者减少。电阻带被弯成蛇形的波形带，可以增大加热面积，提高加热效率，满足工艺曲线加热第一炉膛3的温度，并且减小电阻带的点用空间。电阻带采用直接挂丝结构进行固定，这种固定方式安装方便、安全可靠、维护简单。

[0033] 由于环形炉台车33的主要支撑结构为钢结构，在高温下会出现软化，影响钢结构的强度甚至会发生变形，因此，第二炉膛4与第一炉膛3是密封的，使得第二炉膛4的温度不至于太高。同时为了保证较好的烘烤效果，第二加热装置包括循环风机6和第二加热元件7，第二炉膛4的侧壁开设有进风口和出风口，循环风机6设置于一风道内，风道的两端分别连接进风口和出风口，使风道和第二炉膛4形成回路，第二加热元件7设置于风道靠近进风口的一端。其中，第二加热元件7可以为电加热棒，其最高温度为350℃，保证进第二炉膛4的风为热风。风道上设有排水口32，可调节第二炉膛4的热风循环量。

[0034] 为了防止炉膛内的热量传递至炉体1外，第一炉膛3的侧壁上设有第一炉衬，第二炉膛4的侧壁上设有第二炉衬，保证炉体1表面温升不高于50℃。第一炉衬和第二炉衬可以采用复合耐火纤维材料制作。具体地，第一炉衬可以包括第一背衬用纤维毯16和多个含锆纤维模块17，第一炉衬的厚度为350mm，第一背衬用纤维毯16的厚度可以为50mm，含锆纤维模块17的厚度可以为300mm。第一背衬用纤维毯16完全覆盖于第一炉膛3的侧壁表面，多个含锆纤维模块17相互拼接后完全覆盖于第一背衬用纤维毯16表面。第二炉衬可以包括第二背衬用纤维毯18和多个普通纤维模块19，第二炉衬的厚度为150mm，第二背衬用纤维毯18的厚度可以为30mm，普通纤维模块19的厚度为120mm。第二背衬用纤维毯18完全覆盖于第二炉膛4的侧壁表面，多个普通纤维模块19相互拼接后完全覆盖于第二背衬用纤维毯18表面。

[0035] 炉门2设置于活动台架进出炉膛一侧炉体1的开口上，炉门2通过升降机构与炉体1连接。升降机构包括一台5.5kW摆线针轮减速机13(制动电机)、链轮14和链条15，摆线针轮减速机13的输出轴上设有套筒，链条15绕过链轮14，链条15的一端连接套筒，另一端连接炉门2。摆线针轮减速机13正转或者反转运行时，可以使炉门2以6～8m/min的速度上升或者下降。炉门2采用电动升降、垂直提升的升降方式，可以使炉门2升降运行平稳。为了保证炉膛的密封性，炉门2采用自重压紧密封，在炉体1的开口上设置一圈密封槽，并且填塞双层耐火纤维绳。在炉门2完全下降后，炉门2内壁上的第一炉衬与炉口的纤维绳密封条压紧构成严密密封。从而，实现活动台架能够进出炉膛的同时，实现工作状态与外界良好的隔绝效果。同时，为了防止高温变形，炉门2框架及炉口钢板均开有膨胀缝。另外，炉门2还设有上、下行程限位机构及与炉车的连锁机构，确保安全操作。

[0036] 为了提高烘烤速度，以及使环形炉台车33的耐火材料中的水分烘烤得更加透彻，也为了提高烘烤设备的效率并及时将第一炉膛3内的水蒸气排出，热风循环系统包括引射风机23，第一炉膛3的顶壁设有出气口22引射风机23的入口连接出气口22，引射风机23的出口连接排风管路24。排风管路24上设有手动阀门26，可以将第一炉膛3产生的高温水汽随热风排出室外，降低炉内的水汽含量。同时为保证炉压稳定，第一炉膛3的两侧侧壁分别设有进气口，进气口连接有进气管路25，进气管路25上设有掺冷阀27。

[0037] 为了能够精确控制第一炉膛3和第二炉膛4内的加热温度，还包括温度控制系统。温度控制系统包括设置于第一炉膛3内的第一温度传感器28、设置于第二炉膛4内的第二温度传感器29和控制器，控制器分别连接第一温度传感器28、第二温度传感器29、第一加热装置和第二加热装置，并根据第一温度传感器28和第二温度传感器29采集的温度信息控制第一加热装置和第二加热装置的加热温度。其中，第一温度传感器28包括两支S分度热电偶，一支为控温热电偶，一支为测温热电偶。第一炉膛3的温度控制采用PID控制方式，控温热电偶将检测到的第一炉膛3内的温度信号送入控制器，根据温度信号与设定温度值计算出温度偏差，控制器表经过PID运算，输出控制信号至第一加热装置的调功器，以三相三控触发模式控制调功器通断以控制第一加热元件5的通电和断电，达到控温的目的。调功器采用大功率双向可控硅，可以配有快熔和散热器及全套风冷系统，并且配备自动空气开关作短路和过载保护，可靠地保证调功器的正常运行。第一加热元件5设置电流指示和故障报警指示，以及通电联锁保护和安全接地措施，保证使用安全。第二温度传感器29包括一支K分度控温热电偶，用于检测台车下部温度。控制器可以为具有主流、高可靠性、易扩展性的S7-
200智能仪表温控系统。控制器除了可以进行温度控制外，还可以连接摆线针轮减速机13控制炉门2升降，连接活动台架的电动机12控制活动台架移动，连接引射风机23控制热风循环控制系统，以及连接第一加热元件5、第二加热元件7和循环风机6，从而控制第一炉膛3和第二炉膛4的加热。

[0038] 除此之外，还可以设置上位机，上位机采用1台工控机作为HMI，使用组态王监控软件包作为上位监控组态软件，实现动态显示系统流程图，工艺曲线设定、实时监控以及查询打印历史数据记录。

[0039] 另外，本发明实施例中的所有电气设备、电线埋敷管、控制柜等都有安全接地装置。

[0040] 本发明实施例的烘烤设备的使用方法为：

[0041] 1、利用炉门2的升降装置将炉门2提升到上行程限位点；

[0042] 2、利用活动台架的移动机构将活动台架开出炉膛，到炉体1外部的停止限位点，并点亮指示灯；

[0043] 3、将环形炉台车33吊装至活动台架上，同时做好环形炉台车33接合处铺设一层耐火棉，同时将环形炉台车33的孔洞用耐材做好密封，避免第一炉膛3和第二炉膛4有较大的气流流动，从而将使得第二炉膛4温升过高，影响环形炉台车33钢结构的强度；

[0044] 4、利用活动台架的移动机构将活动台架缓慢开进炉膛，至到炉膛内的工作位限位点，并点亮指示灯；

[0045] 5、关闭炉门2至炉门2下降限位，并对活动台架与炉体1的密封部位及活动台架与炉门2的密封性进行检查。

[0046] 6、输入需要进行的烘烤工艺并启动第一加热装置和第二加热装置。

[0047] 7、开启引射风机23，至频率达到设定值，随后开启循环风机6。需要注意的是，对第一炉膛3的进气管路25的掺冷阀27和引射风机23的排风管路24的手动阀门26开度进行调整，在加热至700℃之前，掺冷阀27采用全开状态，手动阀门26开度在45°左右，保证第一炉膛3的气体流动，将耐火材料中的水分通过引射风机23排出。

[0048] 综上所述，本发明实施例的烘烤设备，能够在不减少取向硅钢环形炉产能的基础上，去除环形炉台车重新砌筑修复后耐材中含有的大量游离水和结晶水，逐渐完成环形炉台车的整车修复，提升环形炉成品的质量(主要是降低环形炉机组的缺陷改判率)并保障环形炉运行安全性和稳定性，达到节能降耗的作用。并且可根据环形炉台车的不同修复程度，灵活进行烘烤曲线的调整。

[0049] 本发明实施例的烘烤设备，结构简单、实用性高，可广泛用于环形炉台车及较大结构件进行离线烘烤的需要，操作简单，维护方便，安全性高，可灵活调整烘烤工艺，在满足不同需要结构件的烘烤要求的方面具有非常广阔的推广前景。

[0050] 以上，仅为本发明的示意性描述，本领域技术人员应该知道，在不偏离本发明的工作原理的基础上，可以对本发明作出多种改进，这均属于本发明的保护范围。