不(bu)銹鋼管熱處理爐按能源結構,可分為燃料加熱爐(燃油、燃氣)、電加熱爐(電阻加熱、感應加熱)幾種。
1. 燃料加熱退火爐
燃料加熱退火爐可分為燃油加熱爐和燃氣加熱爐,還可分為連續熱處理爐(又叫做輥底爐)和非連續熱處理爐(又叫做車底爐)。通常連續退火爐子有爐底輥,被熱處理的不銹(xiu)鋼管(guan)放在爐底輥上,由爐底輥以設定的轉動速度將鋼管依次拖入連續退火爐子的加熱段、保溫段和冷卻段,完成熱處理工序。
非連續熱(re)(re)處(chu)理(li)爐(lu)的(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)過(guo)程是,將要(yao)熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)放(fang)在熱(re)(re)處(chu)理(li)小(xiao)車(che)上(shang),送(song)入熱(re)(re)處(chu)理(li)爐(lu)內,關閉爐(lu)門通入燃(ran)料(liao)點火(huo),經加熱(re)(re)、保溫、出爐(lu)及(ji)快冷完成(cheng)熱(re)(re)處(chu)理(li)工(gong)序。
上述爐子內部,由于采用燃燒燃料加熱,那就需要足夠的空氣助燃,在爐內能夠形成氣體對流,升溫快。熱處理時,爐內的氣氛對不(bu)銹(xiu)鋼氧化層的生成和成分有很大影響,鉻鎳不銹鋼在氧化氣氛中加熱時,其氧化層厚度要比在還原氣氛中加熱時薄許多。為了減少金屬消耗,不銹鋼應在氧化氣氛中加熱處理。同時,燃料含硫要低,當含硫量高時,應在含氧大于0.5%氧化氣氛中加熱。燃氣或燃油爐子的氣體氣氛應調整為氧化氣氛,不銹鋼管表面極易生成易于酸洗的氧化表面。
連續退(tui)火爐(lu)(lu)具有爐(lu)(lu)子利用(yong)(yong)率(lv)高,節約能(neng)源(yuan),熱處理(li)效(xiao)(xiao)果(guo)好(hao),速度快,鋼(gang)管變(bian)形小(xiao)等(deng)優(you)點。但爐(lu)(lu)子造價高,適宜大規(gui)模、連續性生產(chan),但大口(kou)徑不(bu)銹鋼(gang)管的熱處理(li)會受到(dao)爐(lu)(lu)體的限(xian)制。非連續退(tui)火爐(lu)(lu)則屬(shu)于能(neng)耗(hao)高,熱處理(li)效(xiao)(xiao)率(lv)低,不(bu)銹鋼(gang)管易變(bian)形,但爐(lu)(lu)子造價低,適宜小(xiao)規(gui)模、間隙性生產(chan),可以(yi)熱處理(li)大管徑鋼(gang)管。燃料加熱爐(lu)(lu)的熱利用(yong)(yong)率(lv)為40%,相對來說是比較低的。
2. 電加熱(re)退火(huo)爐
電(dian)(dian)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)爐(lu)(lu)(lu)也分為連續熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)爐(lu)(lu)(lu)和非連續熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)爐(lu)(lu)(lu)。通(tong)常連續退火(huo)(huo)爐(lu)(lu)(lu)的(de)爐(lu)(lu)(lu)室和爐(lu)(lu)(lu)室前后都裝有不銹鋼管輸送輥道(dao)。被熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)鋼管放(fang)在(zai)輥道(dao)上(shang),借助于爐(lu)(lu)(lu)底輥設定(ding)的(de)轉動(dong)速度將鋼管依次拖(tuo)入(ru)連續退火(huo)(huo)爐(lu)(lu)(lu)子(zi)的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)段、保溫(wen)段和冷卻段,完成(cheng)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工序。非連續退火(huo)(huo)爐(lu)(lu)(lu)的(de)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)過(guo)程(cheng)是,將要熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)的(de)鋼管放(fang)在(zai)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)小車上(shang),送入(ru)隧(sui)道(dao)式熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)爐(lu)(lu)(lu)內,關閉(bi)爐(lu)(lu)(lu)門通(tong)電(dian)(dian),經加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)、保溫(wen)、出爐(lu)(lu)(lu)及快(kuai)冷完成(cheng)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)工序。
電加(jia)熱(re)(re)熱(re)(re)處(chu)理爐(lu)(lu)是采用電阻來加(jia)熱(re)(re)的(de),熱(re)(re)量(liang)的(de)傳遞(di)主要(yao)靠輻射傳遞(di)。由于不(bu)需(xu)要(yao)燃料(liao),所(suo)以就(jiu)不(bu)需(xu)要(yao)空氣(qi),爐(lu)(lu)內氣(qi)氛不(bu)可調,這樣熱(re)(re)處(chu)理過程形成的(de)氧(yang)化層不(bu)易被(bei)酸洗。電加(jia)熱(re)(re)退(tui)火爐(lu)(lu)的(de)熱(re)(re)利用率為70%,比燃料(liao)加(jia)熱(re)(re)爐(lu)(lu)要(yao)高許(xu)多。
AST-FAGERSTA 熱處理爐簡(jian)介:
該熱處理爐為電(dian)阻加熱連續熱處理爐,爐子由下面四部分組成(cheng):
上料臺(tai),輸送輥道,長(chang)20.4m;
加熱爐,長16m;
冷(leng)卻段(duan),長2.8m;
鋼管(guan)輸出輥道及集(ji)料槽(cao),長21.6m.
處理鋼管規格尺寸:外徑≤273mm、壁厚≤15mm、長度2~12m.
最高爐溫(wen):1200℃;
鋼管最高加(jia)熱溫度:1150℃;
單位長度裝(zhuang)載(zai)容(rong)量(liang):100kg/m;
裝料寬度:700mm;
爐內輥道間距:300mm;
生產能力:1600kg/h;
加(jia)熱(re)爐(lu)由6組(zu)電阻(zu)來加(jia)熱(re),1~3組(zu)為加(jia)熱(re)區,4~6組(zu)為保溫區;
電(dian)能(neng)利(li)用率:0.7.
各(ge)段(duan)最高爐溫的調(diao)整,參(can)考表 7-1 。
AST-FAGERSTA 電(dian)加(jia)熱(re)(re)連(lian)續(xu)熱(re)(re)處(chu)(chu)理爐見圖 7-1 。電(dian)加(jia)熱(re)(re)連(lian)續(xu)處(chu)(chu)理有(you)入(ru)口處(chu)(chu)鋼管存放架及(ji)輥(gun)道平臺(tai)、加(jia)熱(re)(re)爐、冷卻段、出(chu)口處(chu)(chu)輥(gun)道平臺(tai)及(ji)鋼管存放架組(zu)成(cheng)。
3. 光亮退(tui)火爐(lu)
所謂光亮退火,就是不銹鋼焊管在保護氣氛中進行熱處理,熱處理后的不銹鋼管沒有被氧化,所以又稱不氧化退火。光亮熱處理爐是采用電阻和氫燃燒來加熱焊管的,爐子的進出口兩端,采用氮氣將爐內的氫氣與爐外的空氣隔開,起保護氣作用,以防止爐內的鋼管氧化和氫氣與空氣中的氧結合發生爆炸。鋼管必須固定在環形輸送鏈條上,以保證鋼管在爐子的加熱段、保溫段和冷卻段的運行速度和狀態不變,如圖7-2所示。光亮退火雖然可以省去不銹(xiu)鋼(gang)管酸(suan)洗(xi)工序,減少了對環境污染,但光亮退火爐的投資、設備維修費用大,熱處理成本高,而且操作難度也大,并存在有氫氣發生爆炸的危險。
4.. 感(gan)應(ying)加熱熱處理(li)
感應加熱(re)(re)熱(re)(re)處理(li)(li)的(de)(de)原理(li)(li)是:感應圈中通(tong)過(guo)交(jiao)變(bian)電(dian)流時,產(chan)生(sheng)交(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang),使位于(yu)磁(ci)場(chang)內的(de)(de)工件產(chan)生(sheng)同一頻率的(de)(de)感應電(dian)勢,從而(er)在工件中產(chan)生(sheng)的(de)(de)渦流達(da)到很大數(shu)值,伴(ban)隨發生(sheng)的(de)(de)磁(ci)滯現(xian)象也將引起(qi)熱(re)(re)效應。以渦流為主(zhu)的(de)(de)熱(re)(re)效應將工件加熱(re)(re)到很高溫(wen)度,可利用其進行熱(re)(re)處理(li)(li)。
渦流在(zai)工(gong)件中由表面向中心(xin),呈現為(wei)指(zhi)數規律地衰減,產生表面效應(ying)。電流頻(pin)率越(yue)高時,透入深度(du)越(yue)小,致(zhi)使85%以上的(de)熱量集中在(zai)表面薄(bo)層內(nei),這現象正適宜(yi)中空的(de)鋼管熱處理;反之,透入深度(du)越(yue)大(da)。按所用(yong)電流頻(pin)率范(fan)圍,感應(ying)表面加熱淬(cui)火可分為(wei)高頻(pin)(8kHz~250kHz),中頻(pin)(500Hz~8000Hz)和工(gong)頻(pin)等三種。
感應加熱(re)熱(re)處(chu)理可用于焊管(guan)在線(xian)熱(re)處(chu)理或線(xian)外熱(re)處(chu)理。在線(xian)熱(re)處(chu)(chu)(chu)理一般(ban)(ban)要(yao)求采用(yong)高頻(pin)電流,被處(chu)(chu)(chu)理的鋼管(guan)壁厚(hou)較薄,以此使感(gan)應(ying)加熱(re)(re)(re)速度,能夠滿足(zu)焊(han)管(guan)機組的焊(han)接速度。線(xian)外熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理由(you)于不受焊(han)接速度限(xian)制,一般(ban)(ban)要(yao)求采用(yong)中頻(pin)或工頻(pin)電流,這樣(yang)就可以滿足(zu)厚(hou)壁鋼管(guan)的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理。因(yin)為(wei)頻(pin)率越低,其(qi)透人(ren)深度就越大。所以,感(gan)應(ying)加熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理又可分為(wei):高頻(pin)感(gan)應(ying)加熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理、中頻(pin)感(gan)應(ying)加熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理和(he)工頻(pin)感(gan)應(ying)加熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理,分別適應(ying)于薄壁和(he)厚(hou)壁管(guan)的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)(chu)理。
感應加(jia)熱(re)是(shi)一種(zhong)在(zai)短(duan)時間內完成加(jia)熱(re)的方法,它具有(you)加(jia)熱(re)冷卻(que)變形(xing)小(xiao),設備(bei)簡單小(xiao)型等優點,常用在(zai)大直徑不銹鋼及小(xiao)直徑、薄壁不銹鋼管的固溶熱(re)處(chu)理工序(xu)上。圖7-3所示(shi)(shi)是(shi)大直徑不銹鋼焊(han)管熱(re)處(chu)理設備(bei)的示(shi)(shi)意圖。這種(zhong)設備(bei)一般是(shi)焊(han)管機(ji)組的在(zai)線(xian)設備(bei),并置于焊(han)管機(ji)組的出口(kou)處(chu)。