[发明专利]一种用于直火炉炉顶辊室的水冷式温度控制装置及其方法

说明书

本发明公开了一种用于直火炉炉顶辊室的水冷式温度控制装置及其方法，其中，该装置包括变频式循环风机、水冷式换热器和循环冷却风管，所述循环冷却风管通过吸风口和送风口分别与炉顶辊室的两侧连接，使得循环冷却风管与炉顶辊室形成一种封闭式的气体循环结构，所述的循环冷却风管的中部还依次连接有变频式循环风机和水冷式换热器，所述水冷式换热器的底部连接有排水管，所述炉顶辊室内的带钢的出口方向设置有风量分配器。本发明结构简单、操作方便，能有效降低直火炉炉顶辊室的温度并达到温度可控的目的，大大地提高炉顶辊室内的第二转向辊和第三转向辊的使用寿命，同时解决了直火炉的炉顶辊室内带钢跑偏的问题，并具有占地面积小的优点。

技术领域

本发明属带钢连续退火技术领域，具体是指一种用于直火炉炉顶辊室的水冷式温度控制装置及其方法。

背景技术

目前在带钢连续热处理领域，直火加热具有占地面积小，加热速度快等优点，一度得到大规模应用。不过，随着汽车板比例的提升和对带钢表面要求的提高，直火加热进一步推广应用受到了限制。这是因为直火燃烧废气直接接触带钢，要想得到良好的带钢表面质量，需要使用天然气或液化石油气做燃料。而我国天然气或液化石油气资源不足，因此，限制了直火加热在带钢连续热处理领域的应用。但是，近些年，高强钢特别是超高强钢在汽车等领域得到了大规模推广应用，而直火加热在超高强钢的生产上优势非常明显：第一，加热速度快，一个pass(道次)就可以把带钢加热到600℃以上，极大地降低了带钢在立式退火炉内的跑偏风险；第二，直火加热可以通过空燃比调节实现预氧化还原工艺，提高超高强钢的可镀性，加上我国天然气资源增加和人造天然气技术的进步，近几年直火加热技术推广应用速度明显加快。

如图1所示的现有技术，带钢1经过直火炉前的第一转向辊2转向后从密封装置3进入到直火废气预热炉4内进行预热，然后从直火废气预热炉4进入炉顶辊室5，再经过炉顶辊室内的第二转向辊6和第三转向辊7转向后进入到直火炉9，在直火炉9内经多个的直火加热区11加热后，再经直火炉9的出口侧的第四转向辊10转向后继续向后运行。

直火废气预热炉4通过余热锅炉21与烟囱23连接，可以将残余热量回收利用，在余热锅炉21与烟囱23之间设置有废气风机22和废气风量调节阀24，使直火炉9内的压力具有可控性。

炉顶辊室5的温度非常关键，不能太高(即不能高于600℃以上)，否则第二转向辊6和第三转向辊7的受热膨胀量大，低温的带钢1接触到高温的第二转向辊6和第三转向辊7后，会造成第二转向辊6和第三转向辊7接触带钢1部分产生负凸度，从而造成带钢1在炉顶辊室5内产生跑偏，影响机组的稳定运行。为了降低炉顶辊室5的内部温度，传统的做法是在直火废气预热炉4与炉顶辊室5之间和直火炉9与炉顶辊室5之间都设置有炉喉8，用于限制直火燃烧废气进入炉顶辊室5的量，从而降低炉顶辊室5的温度。另外，在炉喉8的下方还设有废气连通管道12，废气连通管道12的两端分别与直火炉9和直火废气预热炉4的顶部连接并相互连通，所述直火炉9内燃烧废气经过废气连通管道12的短接直接进入直火废气预热炉4，避免直火炉9内燃烧废气大量进入炉顶辊室5，从而可以大幅度降低炉顶辊室5的温度。

为了解决炉顶辊室5的带钢1跑偏问题和提高第二转向辊6和第三转向辊7的使用寿命，通过在炉喉8内设置水冷密封辊，以达到降低炉顶辊室5的温度的目的，但由于炉喉8处的温度较高，特别是直火炉9顶部的炉喉8处温度特别高，水冷密封辊很容易发生弯曲变形、漏水等问题，导致水冷密封辊的使用寿命变短，需要经常更换，会影响到机组的有效作业效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于直火炉炉顶辊室的水冷式温度控制装置及其方法，结构简单、操作方便，能有效降低直火炉炉顶辊室的温度并达到可控的目的，大大地提高炉顶辊室内的第二转向辊和第三转向辊的使用寿命，同时解决了直火炉的炉顶辊室内带钢跑偏的问题，并具有占地面积小的优点，不需再在炉喉内设置水冷密封辊，避免了该水冷密封辊相关维护、更换造成的机组作业率降低。

为了实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：