一种不锈钢管坯斜底式加热炉出料结构的制作方法

1.本实用新型属于钢管生产技术领域，涉及不锈钢管坯斜底式加热炉出料结构。


背景技术：

2.高性能不锈钢无缝管的穿孔加工，当前国内主要生产单位，浙江久立特材科技股份有限公司，常熟华新特殊钢股份有限公司，江苏武进不锈股份有限公司，中兴能源装备股份有限公司等几家公司占据了高端不锈钢无缝管的绝大部分市场份额，当前这几家专注高性能无缝管穿孔加工的单位，其生产线均使用斜底式加热炉用于管坯加热，加热炉自动化程度非常低，操作人员劳动强度大，加热炉内高温辐射因素导致作业环境非常恶劣，加热炉作为关键核心设备，其装备水平与企业发展阶段及其所生产产品的高端程度严重不符。
3.高性能不锈钢无缝管主要指，碳（c）含量≤0.04%，铬（cr）含量＞16%，镍（ni）含量＞7%，铌（nb）含量≥0.2%，抗拉强度≥550mpa，屈服强度≥200mpa的不锈钢无缝钢管，具有持久强度高，组织稳定性好，抗蒸汽氧化，抗高温耐腐蚀等特点，这些无缝钢管主要用于高端装备制造，超临界或超超临界电站锅炉的过热器、再热器上，以及核级装备上。材料成分的特殊性，其加热工艺也非常复杂和差异化，区别于普通材料的加热特性，高性能不锈钢在低温加热阶段，导热性能非常差，所以低温阶段加热时间需要比较长，升温速度不能快，在进入高温加热阶段后，导热性能比较于普通碳钢材料快很多，且高温温度区间比较窄，过高炉温或过长驻炉时间都会导致加热质量问题，进而在后续穿孔加工或酸洗过程中出现各种质量问题，无法达到合格质量标准。
4.斜底式加热炉加热高性能不锈钢管坯，用于生产高性能不锈钢无缝钢管，之所以广泛被应用，与斜底式加热炉的特殊炉型结构具有非常大的关系，能够保证产品质量的关键环节是出料环节，加热炉加热的管坯在出料前，管坯在高温区的时间是可以由人工去控制的，管坯从“斜炉底”段在进入高温的“平炉底”段后，管坯在“斜炉底”段的分力作用减弱，工人通过两侧的拨料孔，用专用的“长拨杆”翻动管坯，让管坯在高温阶段的受热过程可控，管坯不能直接进入出料槽长时间等待出炉，其原因是，出料槽两侧的炉门导致出钢槽位置的炉温偏低，管坯在此处很快会出现局部低温，因此，只能通过人工拨钢方式将完成加热的管坯翻转滚动至出钢槽，快速出炉完成加热过程。整个出料过程中，管坯几乎不接触低温装置，且加热炉内无任何水冷装备，更无高温辐射造成的蒸发水汽，就不会出现局部低温的加热不均匀问题，整个出料过程，也是工人直面高温辐射去操作金属拨杆翻动管坯最艰苦劳动过程。
5.斜底式加热炉应用于高性能不锈钢无缝管的穿孔前加热，在当前阶段，确实无法完全替代，但是，加热炉依赖于高强度劳动出料的方式也是生产厂家和设备厂家最需要解决的问题。很多业内专业设备厂家，投入大量资源，尝试采用自动化程度非常高的步进底式加热炉用于替代斜底式加热炉，出料实现了机械化及自动化，但是，步进炉出料的方式大多为悬臂辊，悬臂辊长时间持续驻留于加热炉内，离不开通水冷却，所以悬臂辊表面温度比较低，加热好的管坯在悬臂辊上，局部接触导致的局部低温，在后续生产阶段都会表现出来，
即使部分设备厂家将悬臂管改成耐火材料的固定出钢槽，依然无法完全解决出炉管坯的质量问题，究其原因，是因为在进入出钢槽之前，管坯置于步进活动底的最后料位，该料位三面都是通缝，且端部的间隙不可能太小，否则无法通过动底的移动将管坯置于固定炉底出钢过渡滑槽，让管坯滑入出钢槽，三面通缝底部均是水封，除了辐射蒸发外，落入水封内的高温氧化皮，也会让水封内的水温不断升高，且动底周期的步进移动让水封板在水槽的不停波动水面晃动，大量水汽上升，缝隙位置的管坯无法实现均匀加热。以上种种原因，均会造成最终产品质量的问题，而无法实现完全替代斜底式加热炉的预期，斜底式加热炉在高性能不锈钢加工生产线目前确实无法替代，实现斜底式加热炉机械出料非常迫切。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种不锈钢管坯斜底式加热炉出料结构，能解决上述的问题，且通过巧妙的炉底结构设计，实现托臂的动作条件，通过设置自由料位区、固定料位区、过渡区配合托臂来满足不同规格坯料的固定料位移动。
7.按照本实用新型提供的技术方案：一种不锈钢管坯斜底式加热炉出料结构，包括加热炉和托臂，加热炉炉底设有斜底段和平底段，平底段依次设有自由料位区、固定料位区、过渡区及出钢槽，出钢槽连通出料门，过渡区位于出钢槽之前，加热炉炉底上设有托臂通槽，加热炉炉底下部设有托臂移动通道，托臂上设有管坯移动存放部，加热炉上开设托臂出入门。
8.作为本实用新型的进一步改进，固定料位区上设有管坯固定存放部。
9.作为本实用新型的进一步改进，管坯固定存放部为固定托料架。
10.作为本实用新型的进一步改进，管坯移动存放部为移动托料架。
11.作为本实用新型的进一步改进，加热炉为斜底炉。
12.作为本实用新型的进一步改进，加热炉外部钢结构支撑，内衬耐火材料。
13.作为本实用新型的进一步改进，加热炉包括炉顶、炉侧墙、炉端墙、炉底，加热炉侧墙在出钢位置有出料门，侧墙或端墙或顶部安装多个燃烧器。
14.作为本实用新型的进一步改进，托臂的数量采用一根或多根，托臂通槽、托臂移动通道、托臂出入门的数量与托臂适配。
15.作为本实用新型的进一步改进，加热炉平底段底部设有两条托臂移动通道，托臂移动通道一端分别连通加热炉端部的托臂出入门，另一端连通至托臂通槽，自由料位区、固定料位区、过渡区均设有托臂通槽。
16.作为本实用新型的进一步改进，钢槽底部镂空托臂移动通道。
17.本技术的积极进步效果在于：
18.本实用新型结构简单，占用空间小；通过巧妙的炉底结构设计，实现托臂的动作条件，通过设置自由料位区、固定料位区、过渡区配合托臂来满足不同规格坯料的固定料位移动，满足包括高性能不锈钢管坯加热出料的生产要求。
附图说明
19.图1为本实用新型的结构示意图。
20.图2为本实用新型加热炉内的结构示意图。
21.图3为图2的俯视图。
具体实施方式
22.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
23.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
24.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，“包括”和“具有”等类似术语，是指除了已经在“包括”和“具有”中所罗列的那些内容以外，还可以“包括”和“具有”其它尚未罗列的内容；例如，可以包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于已经清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
25.图1-3中，包括出料机主体框架1、出料机小车装置2、托臂3、加热炉4、托臂移动料架5、托臂出入门6、出料门8、过渡区9、固定料位区10、燃烧器11、自由料位区12等。
26.如图1-3所示，本实用新型是一种不锈钢管坯斜底式加热炉出料结构，包括加热炉4和托臂3，加热炉4炉底设有斜底段和平底段，平底段依次设有自由料位区12、固定料位区10、过渡区9及出钢槽7，出钢槽7连通出料门8，过渡区9位于出钢槽7之前，加热炉4炉底上设有托臂通槽4-1，加热炉4炉底下部设有托臂移动通道4-2，托臂3上设有管坯移动存放部，固定料位区10上设有管坯固定存放部，加热炉4上开设托臂出入门6。
27.加热炉4用于圆棒坯料加热，由外部钢结构支撑，内衬耐火材料，包括炉顶、炉侧墙、炉端墙、炉底等，加热炉4侧墙在出钢位置有出料门8，侧墙或端墙或顶部安装多个燃烧器11，满足坯料加热工艺。在本实施例中，加热炉4为斜底炉。
28.为了让坯料的平稳移转，托臂3的数量至少一根，也可采用多根，同时托臂通槽4-1、托臂移动通道4-2、托臂出入门6的数量均相应调整。在本实施例中，加热炉4平底段底部设有两条托臂移动通道4-2，用于出料机托臂3出炉入炉及出料动作，两条托臂移动通道4-2一端分别连通加热炉4端部的两个托臂出入门6，另一端从底部连通至托臂通槽4-1，自由料位区12、固定料位区10、过渡区9均设有托臂通槽4-1。
29.在本实施例中，管坯移动存放部为移动托料架5，移动托料架5设置在托臂3的前部，可以通过托臂通槽4-1升出炉底，实现托举坯料平移。在平底段内的出钢槽7底部镂空托臂移动通道4-2，出钢槽7为完整连续耐材砌体结构，托臂3进或出加热炉4，从出钢槽7底部通过。
30.管坯固定存放部为固定托料架。
31.出料机由出料机主体框架1、出料机小车装置2及两根出料机托臂3组成，两根托臂与小车装置2通过四连杆机构连接，油缸驱动四连杆机构，实现托臂的举升及下降动作，托
臂从炉外通过加热炉4前端的两个托臂出入门6进入加热炉4内，此动作由小车装置2上的电机减速机接受指令完成，小车装置2连同托臂3整体在主体框架1上移动，移动的距离及定位由主令控制器完成，实现托臂3举升坯料并移动料位。出料机托臂3前端为耐热钢材料，无水冷结构，其上部卡固安装托臂移动料架5，托臂移动料架5为耐火材料预制而成，具有强度高，耐温及耐冲击等特性，设计有多个齿形或圆弧型凹槽（附图中为圆弧型），每个凹槽对应一个料位，相邻料位之间距离，应该与固定料位区10上的固定料位节距相同，节距设计时按照生产的最大规格考虑，并留有一定间隙，以方便移动托料架5托举坯料。
32.固定料位区10的固定料位数量比托臂移动料架5上的活动料位少一个，依据所生产坯料直径规格大小不同及材质不同，在平底段的高温区加热时间会有差异，固定料位数量设置会有差异，最小可以是零，即托臂移动料架5上仅设置有一个移动凹槽，升入加热炉4内将平底段自由料位区的坯料托举后平移至过渡区9之际将坯料放下后，坯料滚入出钢槽7，不设置固定料位区10。
33.对于生产高新能不锈钢产品，其高温阶段的加热时间可控，对于加热质量非常关键，此时，就需要设置较长的固定料位区10，多个待出料固定料位，依据不同规格的坯料，其加热时间有所差异，可以全部固定料位布置坯料。
34.本实用新型的工作过程如下：
35.正常生产状态，炉底连续布满坯料，加热合格的坯料通过外部顶杆从出料门8将坯料移出炉外，加热炉4内坯料依次向前滚动，加热炉4内坯料的滚动主要依靠斜底段坯料重力的分力作用，完成出料后，进钢口会再补充一根新的坯料进入加热炉4内，此过程连续反复，此过程皆需要人工干预操作。
36.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。