一种辐射管加热装置及用于加热装置的圆环制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109990280A(43)申请公布日2019.07.09(21)申请号201910277102.0(22)申请日2019.04.08(71)申请人东北大学地址110169辽宁省沈阳市浑南区创新路195号(72)发明人伊智李娜李凯周乐张卫军李成(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人李晓光(51)Int.Cl.F23D14/02(2006.01)F23D14/46(2006.01)F27D99/00(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种辐射管加热装置及用于加热装置的圆环制备方法(57)摘要本发明公开一种辐射管加热装置及用于加热装置的圆环制备方法，通过连接法兰固定在炉墙内，包括燃烧器和辐射管，其中辐射管为定向辐射管，其内表面设置有圆环，辐射管一端为置于炉墙内的封闭末端，另一端为穿透炉墙或固定于炉墙上的开口端；燃烧器包括燃气管道、助燃气体管道、烟气排出管道、燃烧室以及连接法兰，燃烧器通过定向辐射管开口端伸入定向辐射管中。本发明在燃气辐射管内表面的低温区设置圆环结构，燃气辐射管外表面采用平滑光管，能保证辐射管外表面的散热量保持不变，该位置获得更多的辐射热流量，从而显著改善了定向辐射管整体的温度均匀性，增加了辐射管强度，减少了热应力引起的形变，同时延长了辐射管的寿命。CN109990280ACN109990280A权利要求书1/1页1.一种辐射管加热装置，其特征在于：通过连接法兰固定在炉墙内，包括燃烧器和辐射管，其中辐射管为定向辐射管，其内表面设置有圆环，辐射管一端为置于炉墙内的封闭末端，另一端为穿透炉墙或固定于炉墙上的开口端；燃烧器包括燃气管道、助燃气体管道、烟气排出管道、燃烧室以及连接法兰，燃烧器通过定向辐射管开口端伸入定向辐射管中。2.根据权利要求1所述的辐射管加热装置，其特征在于：所述圆环与辐射管同轴设置并固紧贴敷在辐射管内表面低温区，间距为圆环截面直径的两倍，低温区长度与间距之比为(6～8)∶1。3.根据权利要求1或2所述的辐射管加热装置，其特征在于：设有圆环的内表面占定向辐射管全部内表面的20％～35％。4.根据权利要求1所述的辐射管加热装置，其特征在于：所述辐射管外表面采用平滑光管。5.根据权利要求1或2所述的辐射管加热装置，其特征在于：所述圆环8为采用耐高温、导热性好的非金属陶瓷材料加工而成，圆环截面为圆形，直径占辐射管内径的10％～12％。6.根据权利要求1所述的辐射管加热装置，其特征在于：所述定向辐射管的壁面安装镍铬-镍硅型热电偶。7.根据权利要求1所述的辐射管加热装置，其特征在于：所述定向辐射管为I型、P型或W型。8.根据权利要求1所述的辐射管加热装置，其特征在于：所用燃气为天然气，在燃烧过程中，天然气与空气在进入燃烧室之前已均匀混合。9.一种用于辐射管加热装置的圆环制备方法，其特征在于：采用碳化硅材料制作，将SiC、SiO2、石油焦粉、木屑、煤沥青或树脂按比例混合，经过混炼、成型、干燥、高温烧结而成，其中黑碳化硅含SiC95％～98.5％，显微硬度为2840～3320kg/mm2，莫氏硬度为9.5级。2CN109990280A说明书1/4页一种辐射管加热装置及用于加热装置的圆环制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种加热装置，具体为一种辐射管加热装置。背景技术[0002]在对各种工件进行热处理时，为了使工件具有较好的表面质量，减少氧化烧损，不可用明火直接加热。因此，人们发明了许多间接加热装置，辐射管是热处理行业普遍使用的一种间接加热装置。辐射管利用管内燃烧气体燃烧产生的热量，通过受热的管表面以热辐射为主要形式，将热量传递到被加热物体，在工作过程中，辐射管内的烟气与被加热的物料并不接触，可有效避免氧化、脱碳等加热缺陷，因此，被广泛应用于金属热处理、钢坯加热等工艺环节。[0003]目前辐射管主要有燃气辐射管和电加热辐射管两种，因为电能是二次能源，成本较高，所以在热处理行业中使用最多的是燃气辐射管，目前各种热处理炉和连续退火炉加热段一般采用燃气辐射管加热，根据燃气辐射管的管型，可以分为直管型、套管型、U型、W型、三叉型、P型、双P型等。燃气辐射管表面温度分布均匀性是其重要的性能指标，表面温度分布越均匀越好。不论是何种类型的燃气辐射管，在燃烧过程中，由于在火焰区烟气温度较高，辐射热流密度大，燃气辐射管壁温较高，形成燃气辐射管的高温段；而在火焰区后烟气与燃气辐射管沿程换热过程中，烟气温度逐渐降低，辐射热流减小，燃气辐射管壁温较低，形成辐射管的低温段，这种燃气辐射管的温度分布规律已被实验及理论研究所证实。因此不可避免的造成燃气辐射管表面温度的不均匀性，从而影响燃气辐射管整个