[实用新型]一种辐射管组件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业炉用加热设备，尤其涉及一种适用于冷轧带钢连续退火炉的辐射管组件。

背景技术

目前冷轧带钢退火炉都采用煤气辐射管作为加热设备，一般加热炉内辐射管有300根左右。然而随着汽车板以及高强钢的产量不断增加，退火炉内的温度也不断提高，炉内温度一般在850～950度之间。辐射管长期在高温环境下容易发生变形最终导致破裂，使该辐射管无法继续使用。炉内大量辐射管不能使用将严重影响退火炉的生产能力。

如图1所示，现有的辐射管组件1是由第一直管段2、第二直管段4、第三直管段6和第四直管段8这4个直管段，以及第一弯管段3、第二弯管段5、第三弯管段7这三个弯管段焊接而成，普遍选用的材料是耐热钢25Cr35Ni.为了防止自重造成的变形，设置了第一支撑11和第二支撑12使管子之间互为支撑。此外在辐射管上的第三支撑13与炉壁9上的炉壁支撑14接触，辐射管受热伸长时，第三支撑13可以在炉壁支撑14上滑动。主烧嘴10安装在辐射管的上部，因为采用鼓抽式燃烧，火焰及高温烟气在辐射管内流动，可以看出，第一直管段2温度最高，第四直管段8温度最低。

图2为现有辐射管组件中各管段温度分布图。其中①第一直管，②第一弯管，③第二直管，④第二弯管，⑤第三直管，⑥第三弯管，⑦第四直管。从图2可以看出，辐射管的烧嘴侧与排烟侧的直管段温差在50～100℃，由于各段之间的温度不同，就造成各段之间热膨胀量差值不同。尤其是第一直管段与第四直管段的热膨胀量差值最大。在高温情况下，不仅会产生轴向的热膨胀，而且会产生垂直向下的变形。

图3显示了现有辐射管在无拘束情况下的变形趋势。假设辐射管自重为零，仅考虑辐射管的热膨胀变形。根据热态模拟计算，第三弯管段弯管的轴向变形dx＝38mm，垂直向下的变形dy＝6mm。

但是实际辐射管在第三弯管处有支撑存在，在支撑处受垂直向上的力，因此辐射管第一，三直管受挤压应力，在第二、四直管受拉伸应力。其在高温下的热变形示意图应当如图4所示。

因此，退火炉由于维修的需要，要经历停机降温、开机升温的反复热冲击，因此辐射管内部的应力也不断循环交变。加上辐射管自重和热蠕变的影响，直管弯曲处很容易发生开裂，一般在第一直管段的弯曲突出部分最容易发生开裂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种辐射管组件，通过结构设计减少辐射管的各段在高温时的热应力，从而减少辐射管的弯曲变形，该辐射管管组件中的辐射管能较好的抵抗高温热蠕变，长期在退火炉内高温环境下使用不会发生变形开裂等损坏。

为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种辐射管组件，其与退火炉的炉壁连接，其包括依次连接的第一直管段，第一弯管段，第二直管段，第二弯管段，第三直管段，第三弯管段，以及第四直管段，所述各直管段彼此平行设置，所述辐射管组件设于退火炉烧嘴的上方，所述第一直管段的首端与所述炉壁可窜动连接，所述辐射管组件还包括：

第一支撑组件，包括一直管支座，一第二弯管支座，以及一与各直管段垂直设置的第一连杆，所述直管支座与第一直管段的中部管体固定连接，所述直管支座与第一连杆的上端部铰接，所述第二弯管支座与第二弯管段固定连接，第二弯管支座上开有一销孔，第一连杆的下端部与第二弯管支座铰接；

第二支撑组件，包括一第一弯管支座，一第三弯管支座，以及一与各直管段垂直设置的第二连杆，所述第一弯管支座与第一弯管段固定连接，所述第二连杆的上端部与第一弯管支座铰接，所述第三弯管支座与第三弯管段固定连接，第三弯管支座上开有一销孔，第二连杆的下端部与第三弯管支座铰接，所述第三弯管支座还与炉壁接触连接。

上述辐射管组件通过设置在退火炉的烧嘴上方，使得辐射管的高温段在下方，低温段在上方。第一直管段与炉壁的可窜动连接使得当第一直管段发生轴向膨胀时，其可相对于炉壁发生窜动，而各连杆与各支座之间的铰接结构使得，连杆可以以销轴为圆心自由转动，当辐射管发生轴向膨胀时，连杆便可吸收轴向位移，从而使各自管段彼此之间不存在应力制约，从而避免轴向挤压产生的弯曲变形。而各直管段垂直方向又都被连杆固定，因此避免了垂直方向的变形。

优选地，所述第二弯管支座与第三弯管支座上的销孔均为椭圆形孔，所述椭圆形孔的长轴与各直管管段垂直设置。因为弯管处有可能产生小量的垂直方向位移，该垂直设置的椭圆形长孔就可以使得连杆在垂直方向上可以发生少量窜动，从而吸收垂直方向位移。

优选地，所述第一直管段与炉壁之间通过一膨胀节实现可窜动连接。