不銹鋼(gang)管熱處理(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(jia)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(bu)銹(xiu)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(fei)連續熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)爐的熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)過程是,將要熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)的不銹鋼管放在(zai)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)小(xiao)車上,送入熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)(li)爐內(nei),關(guan)閉爐門通入燃料(liao)點火,經加熱(re)(re)(re)、保(bao)溫、出(chu)爐及快冷完成(cheng)熱(re)(re)(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(lian)續退火爐具有爐子(zi)(zi)利用(yong)率高(gao),節約(yue)能源,熱處理(li)效果好,速(su)度快(kuai),鋼管(guan)(guan)(guan)變(bian)形小等優點(dian)。但(dan)爐子(zi)(zi)造價(jia)高(gao),適宜(yi)大(da)規模(mo)、連(lian)續性生(sheng)產,但(dan)大(da)口徑(jing)不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)的(de)熱處理(li)會受到爐體的(de)限制。非連(lian)續退火爐則屬(shu)于(yu)能耗高(gao),熱處理(li)效率低(di),不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)(guan)易變(bian)形,但(dan)爐子(zi)(zi)造價(jia)低(di),適宜(yi)小規模(mo)、間隙性生(sheng)產,可(ke)以熱處理(li)大(da)管(guan)(guan)(guan)徑(jing)鋼管(guan)(guan)(guan)。燃料加熱爐的(de)熱利用(yong)率為40%,相對來說是比(bi)較低(di)的(de)。
2. 電加熱(re)退火爐
電加熱(re)(re)爐(lu)(lu)(lu)也分為連(lian)(lian)(lian)(lian)續(xu)(xu)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)爐(lu)(lu)(lu)和(he)非(fei)連(lian)(lian)(lian)(lian)續(xu)(xu)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)爐(lu)(lu)(lu)。通常(chang)連(lian)(lian)(lian)(lian)續(xu)(xu)退火爐(lu)(lu)(lu)的(de)爐(lu)(lu)(lu)室和(he)爐(lu)(lu)(lu)室前后都裝有(you)不銹鋼管輸送(song)(song)輥(gun)道(dao)。被熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)的(de)鋼管放在輥(gun)道(dao)上,借助(zhu)于爐(lu)(lu)(lu)底輥(gun)設定的(de)轉動速度將鋼管依次拖入連(lian)(lian)(lian)(lian)續(xu)(xu)退火爐(lu)(lu)(lu)子(zi)的(de)加熱(re)(re)段(duan)(duan)、保溫(wen)段(duan)(duan)和(he)冷(leng)卻(que)段(duan)(duan),完成(cheng)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)工(gong)序(xu)。非(fei)連(lian)(lian)(lian)(lian)續(xu)(xu)退火爐(lu)(lu)(lu)的(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)過程是,將要熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)的(de)鋼管放在熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)小(xiao)車上,送(song)(song)入隧道(dao)式熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)爐(lu)(lu)(lu)內,關閉爐(lu)(lu)(lu)門通電,經加熱(re)(re)、保溫(wen)、出爐(lu)(lu)(lu)及快冷(leng)完成(cheng)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)工(gong)序(xu)。
電加(jia)(jia)熱(re)熱(re)處理爐(lu)是(shi)采用電阻來加(jia)(jia)熱(re)的,熱(re)量的傳遞(di)主要(yao)(yao)(yao)靠輻射(she)傳遞(di)。由于(yu)不需要(yao)(yao)(yao)燃(ran)料(liao),所以就不需要(yao)(yao)(yao)空氣,爐(lu)內氣氛不可調(diao),這(zhe)樣熱(re)處理過(guo)程(cheng)形成的氧(yang)化層不易被酸洗。電加(jia)(jia)熱(re)退火爐(lu)的熱(re)利用率為70%,比燃(ran)料(liao)加(jia)(jia)熱(re)爐(lu)要(yao)(yao)(yao)高許(xu)多(duo)。
AST-FAGERSTA 熱處(chu)理(li)爐(lu)簡(jian)介:
該熱(re)處理(li)爐為電阻加熱(re)連續熱(re)處理(li)爐,爐子由下(xia)面四部分組成(cheng):
上料臺,輸(shu)送輥道,長20.4m;
加熱爐(lu),長16m;
冷(leng)卻段(duan),長2.8m;
鋼(gang)管輸出輥(gun)道及集(ji)料槽(cao),長21.6m.
處(chu)理鋼管規格尺寸(cun):外(wai)徑≤273mm、壁厚≤15mm、長度2~12m.
最高爐溫:1200℃;
鋼(gang)管最高(gao)加熱溫(wen)度(du):1150℃;
單(dan)位長度(du)裝載容(rong)量:100kg/m;
裝料寬度:700mm;
爐內輥道(dao)間(jian)距:300mm;
生產能力:1600kg/h;
加熱爐由6組電阻來(lai)加熱,1~3組為(wei)加熱區,4~6組為(wei)保(bao)溫區;
電能利用率:0.7.
各段最高(gao)爐溫的調整,參考表 7-1 。
AST-FAGERSTA 電(dian)加(jia)熱(re)連續熱(re)處理(li)爐(lu)見圖(tu) 7-1 。電(dian)加(jia)熱(re)連續處理(li)有入口處鋼管(guan)(guan)存(cun)(cun)放(fang)架及輥(gun)道平臺(tai)(tai)、加(jia)熱(re)爐(lu)、冷卻段、出口處輥(gun)道平臺(tai)(tai)及鋼管(guan)(guan)存(cun)(cun)放(fang)架組成。
3. 光(guang)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.. 感應加熱(re)熱(re)處理
感應(ying)(ying)加(jia)熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處理(li)(li)的(de)(de)原理(li)(li)是(shi):感應(ying)(ying)圈中(zhong)通過交(jiao)(jiao)變(bian)電流(liu)時,產生交(jiao)(jiao)變(bian)磁(ci)場(chang),使(shi)位于(yu)磁(ci)場(chang)內(nei)的(de)(de)工(gong)件(jian)產生同一頻率的(de)(de)感應(ying)(ying)電勢,從而(er)在工(gong)件(jian)中(zhong)產生的(de)(de)渦流(liu)達到很大數值,伴(ban)隨(sui)發生的(de)(de)磁(ci)滯現(xian)象也將(jiang)引起熱(re)(re)(re)效應(ying)(ying)。以渦流(liu)為主的(de)(de)熱(re)(re)(re)效應(ying)(ying)將(jiang)工(gong)件(jian)加(jia)熱(re)(re)(re)到很高(gao)溫度,可利用(yong)其進行熱(re)(re)(re)處理(li)(li)。
渦流(liu)(liu)在工件中由表面(mian)向中心,呈(cheng)現為指數規(gui)律地衰減,產生表面(mian)效應。電流(liu)(liu)頻率越高時,透入深度越小,致使85%以上的(de)熱量集中在表面(mian)薄層內,這現象正適宜中空的(de)鋼管熱處理;反之,透入深度越大。按所用(yong)電流(liu)(liu)頻率范圍,感應表面(mian)加熱淬火可分為高頻(8kHz~250kHz),中頻(500Hz~8000Hz)和工頻等(deng)三種(zhong)。
感應加熱(re)熱(re)處(chu)理可用于焊管在線(xian)熱(re)處(chu)理或線(xian)外(wai)熱(re)處(chu)理。在線(xian)熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)一(yi)般要求采用高頻(pin)(pin)電流(liu),被處(chu)(chu)理(li)(li)的鋼管壁(bi)厚(hou)(hou)較(jiao)薄,以(yi)此使感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)(re)(re)速度(du),能(neng)夠滿(man)足焊(han)(han)管機組的焊(han)(han)接速度(du)。線外熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)由于(yu)不受焊(han)(han)接速度(du)限制,一(yi)般要求采用中頻(pin)(pin)或工頻(pin)(pin)電流(liu),這樣就可(ke)以(yi)滿(man)足厚(hou)(hou)壁(bi)鋼管的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。因為頻(pin)(pin)率越(yue)低,其透人深(shen)度(du)就越(yue)大。所以(yi),感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)又可(ke)分(fen)為:高頻(pin)(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)、中頻(pin)(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)和工頻(pin)(pin)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)(re)(re)熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li),分(fen)別適應(ying)于(yu)薄壁(bi)和厚(hou)(hou)壁(bi)管的熱(re)(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。
感應加熱是一種(zhong)在短時間內完成加熱的(de)方法,它(ta)具(ju)有加熱冷卻變(bian)形小,設(she)備(bei)(bei)簡單小型(xing)等優(you)點,常用在大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)不(bu)銹鋼及小直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)、薄壁不(bu)銹鋼管(guan)的(de)固(gu)溶熱處理(li)工序上。圖7-3所示是大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)(jing)不(bu)銹鋼焊(han)管(guan)熱處理(li)設(she)備(bei)(bei)的(de)示意(yi)圖。這(zhe)種(zhong)設(she)備(bei)(bei)一般是焊(han)管(guan)機組的(de)在線設(she)備(bei)(bei),并置于(yu)焊(han)管(guan)機組的(de)出口處。