不(bu)銹鋼管(guan)熱處理(li)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(huo)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,被熱處理的不銹鋼(gang)管放在爐底輥上,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)處(chu)理(li)(li)爐的熱(re)處(chu)理(li)(li)過程是,將(jiang)要(yao)熱(re)處(chu)理(li)(li)的不銹(xiu)鋼管放在(zai)熱(re)處(chu)理(li)(li)小(xiao)車上,送入(ru)熱(re)處(chu)理(li)(li)爐內,關閉爐門通入(ru)燃料點火,經(jing)加(jia)熱(re)、保溫、出爐及快冷完成熱(re)處(chu)理(li)(li)工序。
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,爐內的氣氛對不銹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(xu)(xu)退火(huo)爐(lu)具有爐(lu)子利用率高,節約能(neng)源,熱(re)處(chu)理(li)(li)效果好,速(su)度快,鋼管(guan)(guan)(guan)變形小等優點。但(dan)爐(lu)子造價高,適(shi)宜(yi)大(da)規模、連續(xu)(xu)性生產,但(dan)大(da)口徑不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)(li)會受到爐(lu)體(ti)的(de)(de)限制。非連續(xu)(xu)退火(huo)爐(lu)則屬于能(neng)耗(hao)高,熱(re)處(chu)理(li)(li)效率低(di),不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)易變形,但(dan)爐(lu)子造價低(di),適(shi)宜(yi)小規模、間隙性生產,可(ke)以熱(re)處(chu)理(li)(li)大(da)管(guan)(guan)(guan)徑鋼管(guan)(guan)(guan)。燃料加熱(re)爐(lu)的(de)(de)熱(re)利用率為40%,相(xiang)對來說是比較低(di)的(de)(de)。
2. 電加熱退火爐
電加熱(re)爐(lu)(lu)也分為連(lian)(lian)續(xu)熱(re)處(chu)理(li)(li)爐(lu)(lu)和非連(lian)(lian)續(xu)熱(re)處(chu)理(li)(li)爐(lu)(lu)。通(tong)常連(lian)(lian)續(xu)退火爐(lu)(lu)的(de)(de)爐(lu)(lu)室(shi)和爐(lu)(lu)室(shi)前后都裝有不銹鋼(gang)管輸送輥(gun)(gun)道(dao)(dao)。被熱(re)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)鋼(gang)管放(fang)在輥(gun)(gun)道(dao)(dao)上,借(jie)助于爐(lu)(lu)底輥(gun)(gun)設定的(de)(de)轉動(dong)速度將鋼(gang)管依次拖入(ru)連(lian)(lian)續(xu)退火爐(lu)(lu)子的(de)(de)加熱(re)段、保溫(wen)(wen)段和冷卻段,完成熱(re)處(chu)理(li)(li)工序。非連(lian)(lian)續(xu)退火爐(lu)(lu)的(de)(de)熱(re)處(chu)理(li)(li)過程是(shi),將要熱(re)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)鋼(gang)管放(fang)在熱(re)處(chu)理(li)(li)小車上,送入(ru)隧道(dao)(dao)式熱(re)處(chu)理(li)(li)爐(lu)(lu)內(nei),關閉(bi)爐(lu)(lu)門(men)通(tong)電,經加熱(re)、保溫(wen)(wen)、出(chu)爐(lu)(lu)及快冷完成熱(re)處(chu)理(li)(li)工序。
電加熱(re)熱(re)處理(li)爐(lu)(lu)是采用(yong)電阻來加熱(re)的,熱(re)量的傳遞主要(yao)(yao)靠輻射傳遞。由于不(bu)需(xu)(xu)要(yao)(yao)燃(ran)料,所以就(jiu)不(bu)需(xu)(xu)要(yao)(yao)空(kong)氣(qi),爐(lu)(lu)內(nei)氣(qi)氛不(bu)可調(diao),這樣(yang)熱(re)處理(li)過(guo)程形成的氧化層不(bu)易(yi)被酸洗(xi)。電加熱(re)退火爐(lu)(lu)的熱(re)利用(yong)率為70%,比燃(ran)料加熱(re)爐(lu)(lu)要(yao)(yao)高許多。
AST-FAGERSTA 熱處理爐簡介:
該熱(re)(re)處理爐(lu)為(wei)電(dian)阻(zu)加熱(re)(re)連續(xu)熱(re)(re)處理爐(lu),爐(lu)子(zi)由下(xia)面(mian)四部分組(zu)成(cheng):
上料臺(tai),輸送輥道,長20.4m;
加熱爐,長16m;
冷卻段(duan),長(chang)2.8m;
鋼管輸出輥道(dao)及集料槽,長21.6m.
處理鋼管規格(ge)尺寸:外徑(jing)≤273mm、壁(bi)厚≤15mm、長度2~12m.
最高爐溫:1200℃;
鋼管(guan)最高(gao)加(jia)熱(re)溫度:1150℃;
單位長度裝載(zai)容量:100kg/m;
裝(zhuang)料(liao)寬度(du):700mm;
爐內(nei)輥道間距:300mm;
生產能力(li):1600kg/h;
加熱爐(lu)由6組電阻來加熱,1~3組為加熱區(qu),4~6組為保溫(wen)區(qu);
電能利用率:0.7.
各段最高爐(lu)溫(wen)的調整,參(can)考表 7-1 。
AST-FAGERSTA 電(dian)加熱(re)連(lian)續熱(re)處理爐見圖 7-1 。電(dian)加熱(re)連(lian)續處理有入(ru)口處鋼(gang)管存放架及輥(gun)道平(ping)臺、加熱(re)爐、冷卻(que)段(duan)、出口處輥(gun)道平(ping)臺及鋼(gang)管存放架組成。
3. 光(guang)亮退火(huo)爐
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(bu)銹(xiu)鋼管酸(suan)洗工序,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.. 感應加熱熱處(chu)理
感(gan)應加熱(re)熱(re)處(chu)理的(de)原理是(shi):感(gan)應圈中通過交(jiao)變(bian)電流時,產生(sheng)交(jiao)變(bian)磁場(chang),使位于磁場(chang)內的(de)工(gong)件產生(sheng)同一頻率的(de)感(gan)應電勢,從(cong)而在工(gong)件中產生(sheng)的(de)渦流達到(dao)很大數(shu)值,伴隨發(fa)生(sheng)的(de)磁滯現(xian)象(xiang)也將引起(qi)熱(re)效應。以渦流為(wei)主的(de)熱(re)效應將工(gong)件加熱(re)到(dao)很高溫度(du),可利用其進(jin)行熱(re)處(chu)理。
渦流在(zai)(zai)工件(jian)中由表面(mian)(mian)向中心,呈現為(wei)指數(shu)規(gui)律地衰減,產生(sheng)表面(mian)(mian)效(xiao)應。電(dian)(dian)流頻(pin)率越高時,透入深度越小,致使85%以上(shang)的熱(re)量(liang)集中在(zai)(zai)表面(mian)(mian)薄層內,這現象正適宜中空的鋼管熱(re)處(chu)理(li);反之,透入深度越大。按所用電(dian)(dian)流頻(pin)率范圍,感應表面(mian)(mian)加熱(re)淬火可分(fen)為(wei)高頻(pin)(8kHz~250kHz),中頻(pin)(500Hz~8000Hz)和工頻(pin)等三(san)種。
感應(ying)加熱(re)熱(re)處理可用于焊(han)管(guan)在(zai)線熱(re)處理或線外熱(re)處理。在(zai)線熱(re)處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)一般要(yao)求(qiu)(qiu)采用高(gao)(gao)頻(pin)(pin)電流,被處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)鋼(gang)管壁(bi)厚(hou)較薄(bo),以此使感應(ying)加熱速度(du),能夠滿足(zu)焊管機組(zu)的(de)焊接速度(du)。線外(wai)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)由于不受焊接速度(du)限制,一般要(yao)求(qiu)(qiu)采用中頻(pin)(pin)或工頻(pin)(pin)電流,這樣(yang)就可以滿足(zu)厚(hou)壁(bi)鋼(gang)管的(de)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。因(yin)為頻(pin)(pin)率越低(di),其透人深度(du)就越大。所以,感應(ying)加熱熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)又可分(fen)為:高(gao)(gao)頻(pin)(pin)感應(ying)加熱熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)、中頻(pin)(pin)感應(ying)加熱熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)和工頻(pin)(pin)感應(ying)加熱熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li),分(fen)別適(shi)應(ying)于薄(bo)壁(bi)和厚(hou)壁(bi)管的(de)熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。
感應加(jia)熱(re)(re)是(shi)一(yi)(yi)種(zhong)在短時(shi)間內完成(cheng)加(jia)熱(re)(re)的(de)方法,它具有加(jia)熱(re)(re)冷(leng)卻變形小(xiao)(xiao),設(she)備簡單小(xiao)(xiao)型(xing)等優點,常用在大直(zhi)徑不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)及小(xiao)(xiao)直(zhi)徑、薄壁不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)的(de)固溶熱(re)(re)處理工序上。圖(tu)7-3所示(shi)是(shi)大直(zhi)徑不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊管(guan)熱(re)(re)處理設(she)備的(de)示(shi)意圖(tu)。這(zhe)種(zhong)設(she)備一(yi)(yi)般(ban)是(shi)焊管(guan)機(ji)組的(de)在線設(she)備,并(bing)置于焊管(guan)機(ji)組的(de)出口處。