不(bu)銹鋼管(guan)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(lu)
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)(re)處(chu)(chu)理(li)爐的熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)過程是,將要熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)的不(bu)銹鋼管放(fang)在熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)小車上,送入(ru)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)爐內,關閉爐門通(tong)入(ru)燃(ran)料點(dian)火,經加熱(re)(re)、保溫、出爐及快冷完成(cheng)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(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(gang)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(lian)續(xu)退火爐(lu)具(ju)有爐(lu)子(zi)利用(yong)率高,節約能源,熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理效(xiao)果好,速度快,鋼管(guan)(guan)(guan)變(bian)形小(xiao)等優點(dian)。但爐(lu)子(zi)造價高,適宜大(da)規模、連(lian)續(xu)性(xing)生(sheng)產(chan),但大(da)口徑(jing)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理會受到爐(lu)體(ti)的限制。非連(lian)續(xu)退火爐(lu)則屬于(yu)能耗高,熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理效(xiao)率低,不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)易變(bian)形,但爐(lu)子(zi)造價低,適宜小(xiao)規模、間隙性(xing)生(sheng)產(chan),可(ke)以熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理大(da)管(guan)(guan)(guan)徑(jing)鋼管(guan)(guan)(guan)。燃料加熱(re)(re)(re)爐(lu)的熱(re)(re)(re)利用(yong)率為40%,相對(dui)來(lai)說是比較低的。
2. 電(dian)加熱退火爐
電加(jia)熱(re)(re)爐(lu)(lu)(lu)(lu)也分為連續(xu)熱(re)(re)處(chu)理(li)爐(lu)(lu)(lu)(lu)和(he)(he)非(fei)連續(xu)熱(re)(re)處(chu)理(li)爐(lu)(lu)(lu)(lu)。通常連續(xu)退(tui)火爐(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)爐(lu)(lu)(lu)(lu)室(shi)和(he)(he)爐(lu)(lu)(lu)(lu)室(shi)前后都裝有不銹鋼(gang)管(guan)輸送輥道(dao)。被熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)放(fang)在輥道(dao)上,借助于爐(lu)(lu)(lu)(lu)底(di)輥設定的(de)(de)(de)轉動速(su)度(du)將(jiang)鋼(gang)管(guan)依次(ci)拖入連續(xu)退(tui)火爐(lu)(lu)(lu)(lu)子的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)段(duan)、保溫(wen)段(duan)和(he)(he)冷(leng)卻段(duan),完成熱(re)(re)處(chu)理(li)工序。非(fei)連續(xu)退(tui)火爐(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)(de)(de)熱(re)(re)處(chu)理(li)過程是(shi),將(jiang)要(yao)熱(re)(re)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)鋼(gang)管(guan)放(fang)在熱(re)(re)處(chu)理(li)小車上,送入隧道(dao)式熱(re)(re)處(chu)理(li)爐(lu)(lu)(lu)(lu)內,關(guan)閉爐(lu)(lu)(lu)(lu)門通電,經加(jia)熱(re)(re)、保溫(wen)、出(chu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)及快冷(leng)完成熱(re)(re)處(chu)理(li)工序。
電(dian)(dian)加(jia)熱(re)(re)熱(re)(re)處理爐(lu)(lu)是采用(yong)電(dian)(dian)阻來加(jia)熱(re)(re)的(de)(de),熱(re)(re)量(liang)的(de)(de)傳遞(di)主要靠輻(fu)射傳遞(di)。由于不(bu)(bu)需(xu)要燃料,所以就(jiu)不(bu)(bu)需(xu)要空氣(qi),爐(lu)(lu)內氣(qi)氛不(bu)(bu)可調,這樣(yang)熱(re)(re)處理過程(cheng)形成的(de)(de)氧化(hua)層不(bu)(bu)易被(bei)酸(suan)洗。電(dian)(dian)加(jia)熱(re)(re)退火(huo)爐(lu)(lu)的(de)(de)熱(re)(re)利用(yong)率(lv)為70%,比燃料加(jia)熱(re)(re)爐(lu)(lu)要高許多。
AST-FAGERSTA 熱處理爐簡介:
該熱(re)處理爐為電阻加熱(re)連續熱(re)處理爐,爐子由下面四部分(fen)組(zu)成:
上(shang)料臺(tai),輸送輥道,長20.4m;
加熱爐,長16m;
冷卻段,長2.8m;
鋼管輸出輥道及集(ji)料槽,長(chang)21.6m.
處理鋼(gang)管規格(ge)尺(chi)寸:外徑≤273mm、壁厚≤15mm、長度2~12m.
最高爐溫:1200℃;
鋼管最高(gao)加熱(re)溫度(du):1150℃;
單位長度裝(zhuang)載容(rong)量(liang):100kg/m;
裝料寬度(du):700mm;
爐內輥道(dao)間距:300mm;
生(sheng)產(chan)能(neng)力(li):1600kg/h;
加(jia)熱(re)爐由(you)6組電阻來加(jia)熱(re),1~3組為(wei)加(jia)熱(re)區,4~6組為(wei)保溫區;
電能利用率:0.7.
各段(duan)最高爐溫的調整,參考(kao)表 7-1 。
AST-FAGERSTA 電(dian)加(jia)熱(re)連(lian)續(xu)熱(re)處(chu)理爐見(jian)圖 7-1 。電(dian)加(jia)熱(re)連(lian)續(xu)處(chu)理有(you)入口處(chu)鋼管存放架及(ji)輥道平(ping)(ping)臺、加(jia)熱(re)爐、冷(leng)卻段、出口處(chu)輥道平(ping)(ping)臺及(ji)鋼管存放架組成。
3. 光亮退火爐
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銹鋼管酸洗工序,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(gan)應加熱熱處(chu)理
感(gan)應加熱(re)熱(re)處理的(de)原理是:感(gan)應圈中通過交變(bian)電流(liu)時(shi),產(chan)生(sheng)(sheng)交變(bian)磁(ci)場(chang),使位于磁(ci)場(chang)內的(de)工件(jian)產(chan)生(sheng)(sheng)同一(yi)頻率的(de)感(gan)應電勢,從而在(zai)工件(jian)中產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)渦流(liu)達到(dao)很大數值,伴隨發生(sheng)(sheng)的(de)磁(ci)滯(zhi)現象也將引起熱(re)效(xiao)應。以(yi)渦流(liu)為主的(de)熱(re)效(xiao)應將工件(jian)加熱(re)到(dao)很高溫(wen)度,可利用其(qi)進行(xing)熱(re)處理。
渦流(liu)(liu)在(zai)工件中由(you)表(biao)面向中心(xin),呈現(xian)為指數規律(lv)地衰減,產(chan)生表(biao)面效應。電(dian)流(liu)(liu)頻率(lv)越(yue)高時,透入深(shen)度(du)越(yue)小,致使85%以上的熱量集中在(zai)表(biao)面薄層內,這現(xian)象正適(shi)宜中空(kong)的鋼管熱處理;反之,透入深(shen)度(du)越(yue)大。按所用電(dian)流(liu)(liu)頻率(lv)范圍,感應表(biao)面加熱淬(cui)火(huo)可(ke)分為高頻(8kHz~250kHz),中頻(500Hz~8000Hz)和(he)工頻等三種。
感應加熱(re)熱(re)處(chu)(chu)理(li)可(ke)用于焊管在(zai)線(xian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)或線(xian)外熱(re)處(chu)(chu)理(li)。在(zai)線(xian)熱(re)處理(li)一(yi)般(ban)要(yao)求采用高頻電(dian)流(liu),被處理(li)的(de)(de)鋼管(guan)壁厚(hou)較薄(bo),以此使感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱(re)速(su)度(du),能夠(gou)滿(man)足焊(han)管(guan)機(ji)組的(de)(de)焊(han)接速(su)度(du)。線(xian)外(wai)熱(re)處理(li)由于不受焊(han)接速(su)度(du)限(xian)制,一(yi)般(ban)要(yao)求采用中(zhong)頻或工頻電(dian)流(liu),這樣(yang)就可以滿(man)足厚(hou)壁鋼管(guan)的(de)(de)熱(re)處理(li)。因為頻率越(yue)低,其透(tou)人深度(du)就越(yue)大(da)。所以,感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱(re)熱(re)處理(li)又可分為:高頻感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱(re)熱(re)處理(li)、中(zhong)頻感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱(re)熱(re)處理(li)和工頻感(gan)應(ying)(ying)加(jia)熱(re)熱(re)處理(li),分別適應(ying)(ying)于薄(bo)壁和厚(hou)壁管(guan)的(de)(de)熱(re)處理(li)。
感應加熱(re)是(shi)一種(zhong)在短(duan)時間內(nei)完成加熱(re)的(de)(de)(de)方法,它具有加熱(re)冷卻變形小,設備(bei)簡單小型(xing)等(deng)優點,常(chang)用在大直(zhi)徑不(bu)銹鋼及小直(zhi)徑、薄壁不(bu)銹鋼管的(de)(de)(de)固溶(rong)熱(re)處(chu)(chu)理工序(xu)上(shang)。圖(tu)7-3所示(shi)(shi)是(shi)大直(zhi)徑不(bu)銹鋼焊管熱(re)處(chu)(chu)理設備(bei)的(de)(de)(de)示(shi)(shi)意圖(tu)。這種(zhong)設備(bei)一般是(shi)焊管機組的(de)(de)(de)在線(xian)設備(bei),并置于焊管機組的(de)(de)(de)出口(kou)處(chu)(chu)。