專利名稱：將伴生的可燃燒的保護氣體用作加熱用氣體的方法和工業(yè)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將伴生的可燃燒的保護氣體用作加熱用氣體的方法和一種可以將伴生的可燃燒的保護氣體用作加熱用氣體的エ業(yè)爐，這種方法主要應(yīng)用于エ業(yè)爐，例如包括高溫爐和前置預(yù)熱爐的多膛爐或推送式爐。本發(fā)明的方法適用于任何ー種需要用加熱用氣體和保護氣體來對材料進行熱處理的過程和エ業(yè)爐。
背景技術(shù)：
從エ藝和功能角度看，エ業(yè)爐內(nèi)的伴生的所謂的過程氣體是一種產(chǎn)生的氣體混合物，可以用作可燃的防氧化保護氣體。任何一種可以防止待處理工件發(fā)生非期望化學(xué)反應(yīng)的氣體混合物都可用作エ業(yè)爐的保護氣體。從而例如使用吸熱型氣體或者氮氣/甲醇混合物作為保護氣體防止氧化和防止?jié)B碳以及防止脫碳。·所謂的可燃的保護氣體只能作為防止氧化的保護氣體，因為碳被釋放。也即，可燃的保護氣體是ー種可用于エ件滲碳的載碳氣體。本發(fā)明所涉及的伴生保護氣體雖然包括“吸熱型氣體”這ー在業(yè)界普遍使用但有一定限制的功能性名稱，但本發(fā)明并不僅限于伴生吸熱型氣體。對于用保護氣體運行的エ業(yè)爐，業(yè)界已經(jīng)在減小有害物質(zhì)排放值方面有了足夠多的研究，相關(guān)內(nèi)容例如參見EP 0 282 715。另ー研究領(lǐng)域是對未能在相關(guān)過程中得到使用的氣體的能含量加以利用。其中有如何對エ業(yè)爐系統(tǒng)所排放的爐子廢氣的能含量進行利用的方法，相應(yīng)的解決方案如下DE 34 32 952C2的目的是簡化爐子開啟期間在爐ロ區(qū)域內(nèi)燃燒燃氣的燃燒器的操作并提高其經(jīng)濟效益。解決方案是將爐子廢氣冷卻、壓縮并儲存起來，隨后作為燃氣至少部分送往設(shè)置在爐ロ區(qū)域的一個或多個燃燒器。該案提供了一種相應(yīng)的裝置。通過將廢氣用作燃氣，可以完全不受石油產(chǎn)品影響地形成熱霾。已知的在對エ業(yè)爐系統(tǒng)所排放的爐子廢氣的能含量進行的方法，例如根據(jù)DE 19720 620 Al，建議將至少部分爐子廢氣收集起來再度用于加熱過程，需要時再添加其它加熱介質(zhì)。在此過程中，可以通過加壓或抽吸方式將爐子廢氣送往燃燒設(shè)備。在已知的包括多個爐膛或處理室的エ業(yè)爐系統(tǒng)中以及也在推送式爐系統(tǒng)中實施至少ー個如下的根據(jù)內(nèi)部現(xiàn)有技術(shù)的處理步驟，具體細節(jié)視所用エ藝氣體而定a)推送式爐中的氣體啟動和燃燒器啟動通過高溫爐的環(huán)形管道在相應(yīng)的預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐內(nèi)提供天然氣，其中，先觸發(fā)氣體啟動。隨后在控制設(shè)備中運行自動啟動例程，在該運行過程中對環(huán)形管道的密封性進行檢查。
b)預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐中的氣體啟動和燃燒器啟動與步驟a) —祥，控制設(shè)備中也會運行自動啟動例程。如果使用所謂的開放式燃燒器，就必須先將エ業(yè)爐調(diào)成安全的初始狀態(tài)。為此，首先要將爐門關(guān)閉，借助相關(guān)燃燒器的空氣管道用例如5倍于爐子容積的空氣沖洗預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐。隨后用密封性檢查單元對加熱用氣體管道和天然氣管道進行密封性檢查。啟動燃燒器之前將爐門重新打開。之后啟動這個燃燒器和所謂的點火燃燒器。當(dāng)例如燃燒器的電離監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出火焰穩(wěn)定的信號吋，將爐門關(guān)閉并用燃燒器(作為加熱燃燒器)將預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐加熱至工作溫度，點火燃燒器則一直燃燒到預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐被切斷為止。c)推送式爐的供氣超過例如至少750°C的溫度后，就可以為推送式爐提供可燃的保護氣體了。被送入系統(tǒng)的載氣不是吸熱型氣體就是氮/甲醇或者其它的可燃的保護氣體例如吸熱型氣體/空氣混合物，具體視供氣方式而定。達到由燒損超壓閥調(diào)節(jié)的超壓，與此同時爐內(nèi)形成預(yù)期碳勢后，推送式爐的常規(guī)供氣過程就結(jié)束了。對排出的待燒盡爐子廢氣進行分析后可以發(fā)現(xiàn)，上述處理步驟在通過燃燒吸熱型氣體和保護氣體來提高工業(yè)爐節(jié)能效率方面還有待改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高利用可燃的保護氣體運行的エ業(yè)爐的工作效率，尤其是多膛爐和推送式爐、輥底式爐和回轉(zhuǎn)爐床爐，并且提高(例如在包括推送式爐系統(tǒng)的高溫爐和預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐中)迄今為止未加進ー步利用就被排出的可燃的伴生保護氣體作為加熱用氣體的使用效率。針對エ業(yè)爐的處理條件，本發(fā)明用來達成上述目的的解決方案如下首先可以按開頭所述實施a)高溫爐中的氣體啟動和燃燒器啟動b)在所屬的預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐中的氣體啟動和燃燒器啟動，和/或c)高溫爐的供氣這幾個步驟，隨后按照本發(fā)明實施d)將第一燃燒器設(shè)定為保護氣體燃燒器這個步驟，隨后按照本發(fā)明實施或遵循e)啟動第一燃燒器f)運行第一燃燒器g)切斷第一燃燒器h)第一燃燒器故障i)注意第一燃燒器運行時上游壓カ過低這幾個步驟和/或條件。其中I.將第一燃燒器用作保護氣體燃燒器，在該保護氣體燃燒器中燃燒熱值比加熱用氣體如天然氣低的保護氣體，其中-為了實現(xiàn)用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器的保護氣體安全點火，將持續(xù)燃燒的、用加熱用氣體如天然氣運行的第三燃燒器用作點火燃燒器，和/或-用紫外線探針監(jiān)測燃燒器火焰；2.用風(fēng)機為第一燃燒器(保護氣體燃燒器)提供維持其功能的保護氣體，該風(fēng)機例如從爐系統(tǒng)(例如推送式爐系統(tǒng))的入ロ爐門中抽吸可燃的保護氣體，其中，-對風(fēng)機進行頻率調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)抽吸量，-用氣體冷卻裝置冷卻氣體以免出現(xiàn)過熱；-用風(fēng)機將氣體壓力修改至第一燃燒器所需要的值，-用例如壓カ傳感器持續(xù)監(jiān)測管道內(nèi)壓カ并用風(fēng)機的變頻器將管道內(nèi)壓カ保持在特定的壓カ范圍內(nèi)，和/或、
-在用爐壓測量變換器持續(xù)監(jiān)測爐壓的情況下進行調(diào)節(jié)；3.當(dāng)例如推送式系統(tǒng)沒有可供使用的保護氣體吋，附加地將第二燃燒器用作實際的加熱用氣體燃燒器或傳統(tǒng)的加熱燃燒器以僅對例如預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐加熱，其中，可用的第一燃燒器作為保護氣體燃燒器優(yōu)先用來加熱爐子，并且只有當(dāng)?shù)谝蝗紵鞯墓β什粔蛴脕砑訜釙r，才接通用作加熱燃燒器的第二燃燒器。本發(fā)明的上述一般性流程以上述處理條件a)至c)為前提，實施過上述步驟d)(即將第一燃燒器設(shè)定為保護氣體燃燒器)后還擴展了以下幾個本發(fā)明所提出的步驟e)啟動第一燃燒器在啟動用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器之前，先像在爐系統(tǒng)如推送式爐中啟動第二燃燒器(加熱用氣體燃燒器、天然氣燃燒器)那樣用密封性檢查單元進行密封性檢查。為此，保護氣體輸送管的主閥(例如氣體電磁閥)中必須存在上游壓力。進行密封性檢查之前先接通上述風(fēng)機，該風(fēng)機向關(guān)閉著的主閥輸送保護氣體。例如位于爐子的入口爐門處的燒損點在密封性檢查期間處于打開狀態(tài)，因為在此期間還沒有氣體經(jīng)第一燃燒器排出爐子。完成密封性檢查后啟動第一燃燒器并關(guān)閉燒損點。本發(fā)明的下一步驟為f)運行第一燃燒器用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器啟動后，該燃燒器的運行優(yōu)先于第二燃燒器。也即，總是只有當(dāng)?shù)谝蝗紵鞯墓β什蛔阋允範(fàn)t系統(tǒng)(例如預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐)達到溫度額定值時，才接通第二燃燒器即實際的加熱燃燒器或天然氣燃燒器。反之也就是說，只有當(dāng)爐子達到額定值后，才切斷用作保護氣體燃燒器的第二燃燒器。只有當(dāng)溫度在此之后進ー步升高吋，才可以例如借助空氣調(diào)節(jié)閥(其作為空氣節(jié)流閥)持續(xù)降低第一燃燒器即保護氣體燃燒器的功率。當(dāng)獲取自例如推送式爐的氣體量暫時性下降并且導(dǎo)致爐壓輕微升高時，這在一定限度內(nèi)是可接受的，因為可以通過燒損點(例如也在油槽上)排出相應(yīng)更多的氣體。但當(dāng)爐壓達到規(guī)定的最高值時，仍要切斷用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器并將入口爐門處的燒損點打開。這樣ー來，爐壓將迅速下降。當(dāng)預(yù)熱爐再度需要預(yù)熱用能量時，接通用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器。本發(fā)明視情況將下述情形當(dāng)作處理步驟并予以相應(yīng)擴展g)切斷第一燃燒器當(dāng)エ業(yè)爐如高溫爐處于不能保證為第一燃燒器可靠提供保護氣體的工作狀態(tài)時，切斷第一燃燒器并且僅用作為天然氣燃燒器或加熱燃燒器的第二燃燒器開始為例如預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐加熱。例如爐門打開期間就是這樣ー種情況。爐門打開后，只有在爐壓達到規(guī)定的額定值后，才重新接通用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器。本發(fā)明進一歩將下述操作情形設(shè)計成處理步驟h)用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器發(fā)生故障當(dāng)?shù)谝蝗紵饕蚬收鲜ъ`且無法啟動時，立即關(guān)閉主閥(例如電磁閥)，切斷風(fēng)機并打開截止閥。這種情況下僅由第二燃燒器如天然氣燃燒器或加熱燃燒器承擔(dān)為預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐加熱的任務(wù)。最后，本發(fā)明還將以下情形考慮在內(nèi)i)第一燃燒器上游壓カ過低
將第一燃燒器的上游壓カ用作用于可燃的保護氣體的風(fēng)機的變頻器的調(diào)節(jié)變量。保持例如約20-30mbar的恒定上游壓力作為目標(biāo)變量。當(dāng)該壓カ下降時，用變頻器提高風(fēng)機轉(zhuǎn)速。綜上所述，本發(fā)明的方法將前述各步驟以及相應(yīng)的裝置與實施為推送式爐的且包括在高溫爐上游的預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐的エ業(yè)爐相結(jié)合，使得用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器在工作期間能夠在預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐中得到持續(xù)的功率調(diào)節(jié)，從而對高溫爐所提供的可燃的保護氣體量進行最佳利用在系統(tǒng)的初始調(diào)試過程中先如此確定可供使用的可燃的保護氣體量，S卩，根據(jù)流出體積調(diào)節(jié)高溫爐的和必要時油槽的燒損，并且此外還通過燒損點上的止回閥的重量負荷來調(diào)節(jié)爐壓。完成這些調(diào)節(jié)工作后為高溫爐連續(xù)提供可燃的保護氣體。借此可以提供給用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器的保護氣體的體積流量是確定的。這樣就創(chuàng)造了這樣ー個先決條件，即可以當(dāng)作準加熱用氣體燃燒的保護氣體的量正好等于，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)或其它，從高溫爐入ロ爐門處的燒損點流出的氣體量。出于這個原因，將高溫爐的爐壓用作第一燃燒器的調(diào)節(jié)變量。當(dāng)爐壓升高時，増大第一燃燒器上游的空氣調(diào)節(jié)閥的打開程度，借此提高第一燃燒器的功率和氣體消耗量。當(dāng)?shù)谝蝗紵魃嫌蔚纳嫌螇亥蛟撊紵鞯臍怏w消耗量增大而下降時，用變頻器提高風(fēng)機轉(zhuǎn)速，借此增加輸送體積。轉(zhuǎn)速一直提高到第一燃燒器上游重新形成例如20-30mbar的恒定上游壓カ為止。爐壓下降時重新關(guān)閉空氣調(diào)節(jié)閥，以便降低第一燃燒器的功率。啟動第一燃燒器之前先像用作加熱用氣體燃燒器的傳統(tǒng)天然氣燃燒器那樣進行密封性檢查(可以使用KromschrSder的TC410型密封性檢查單元)。進行密封性檢查的前提是，保護氣體輸送管的主閥的上游存在上游壓力。因此在啟動密封性檢查之前需要接通風(fēng)機，使其向關(guān)閉著的主閥輸送氣體。高溫爐的燒損點在密封性檢查過程中處于打開狀態(tài)，因為在此狀態(tài)下(即在此期間)還沒有氣體經(jīng)第一燃燒器排出爐子。只有在順利完成密封性檢查后，才啟動第一燃燒器并關(guān)閉燒損點。按上述方式啟動第一燃燒器后，本發(fā)明流程的作用是使得用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器的運行優(yōu)先于用作加熱燃燒器的第二燃燒器。
也即，總是只有當(dāng)?shù)谝蝗紵鞯墓β什蛔阋允诡A(yù)熱爐/預(yù)氧化爐達到溫度額定值時，才接通第二燃燒器。反之，總是只有在達到加熱爐子所需要的額定值后，才切斷第二燃燒器即加熱燃燒器。只有當(dāng)溫度在此之后進ー步升高吋，才可以借助空氣調(diào)節(jié)閥持續(xù)降低第一燃燒器的功率。當(dāng)獲取自高溫爐的氣體量暫時性下降并且導(dǎo)致爐壓輕微升高吋，該爐壓在一定限度內(nèi)是可控的，尤其是可以通過燒損點-例如在油槽上-排出相應(yīng)更多的氣體。原則上是在爐壓達到可定義的最高值時切斷第一燃燒器并打開入口爐門處的燒損點。這樣ー來，爐壓將迅速下降。當(dāng)預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐再度需要與此有關(guān)的加熱用能量時，接通第一燃燒器。只有當(dāng)高溫爐處于不能保證為第一燃燒器可靠提供保護氣體的工作狀態(tài)時，才切斷第一燃燒器。隨后僅用作為加熱燃燒器的第二燃燒器為預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐加熱。 這種情形例如可能在爐門打開期間發(fā)生。因此在爐門打開后，在爐壓達到額定值后再重新接通用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器因不可預(yù)測的故障而失靈且無法再次啟動時，關(guān)閉主閥，切斷風(fēng)機并打開截止閥。這種情況下由第二燃燒器承擔(dān)為預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐加熱的任務(wù)。當(dāng)?shù)谝蝗紵魃嫌螇亥^低時，將第一燃燒器上游的上游壓カ用作風(fēng)機變頻器的調(diào)節(jié)變量。其目標(biāo)是保持例如20-30mbar的恒定上游壓力。當(dāng)該壓カ下降時，用變頻器提高風(fēng)機轉(zhuǎn)速。本發(fā)明所公開的方法具有如權(quán)利要求I至10所述的特征，本發(fā)明所公開的相應(yīng)的エ業(yè)爐具有如權(quán)利要求11至16所述的特征。 下面借助附圖和包括エ業(yè)爐和所述方法在內(nèi)的實施例對本發(fā)明進行詳細說明。


圖I為用于實施所述方法的本發(fā)明エ業(yè)爐的功能圖，以包括高溫爐和預(yù)熱爐的推送式爐為例；并且圖2為本發(fā)明的方法過程的流程圖，其步驟和條件對應(yīng)于相應(yīng)可應(yīng)用的程序。
具體實施例方式如圖I所示，實施為推送式爐系統(tǒng)的エ業(yè)爐I包括高溫爐2以及布置在燒損點2. 5上的廢氣燃燒器2. 4，所述高溫爐具有用于裝卸成批的待處理工件的裝料門2. I及卸料門2. 2，所述廢氣燃燒器配有截止閥2. 5. I和超壓閥2. 8。高溫爐2前面設(shè)有預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3，該預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐具有用于裝卸有待接受預(yù)熱處理的成批エ件的裝料門3. 5及卸料門3. 6，這個預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐還具有包括第一控制裝置3. I. I的第一燃燒器3. I以及包括第二控制裝置3. 2. I的第二燃燒器3. 2。如此構(gòu)成的エ業(yè)爐I配有加熱用氣體輸送管4、可燃的保護氣體的輸送管5和空氣輸送管6，所述加熱用氣體輸送管設(shè)有密封性檢查單元4. I，所述保護氣體輸送管設(shè)有主閥5. 1，所述保護氣體可由風(fēng)機7輸送、可由氣體冷卻裝置2. 6冷卻并且可由第三控制裝置2. 7控制，所述空氣輸送管設(shè)有實施為節(jié)流閥的空氣調(diào)節(jié)閥6. I?？刂坪驼{(diào)節(jié)單元8將第一控制裝置3. I. I和第二控制裝置3. 2. I聯(lián)接起來，以便按照下文所述的本發(fā)明方法實施將伴生保護氣體用作加熱用氣體的處理過程。圖2用程序算法的形式完整展現(xiàn)了本發(fā)明將伴生保護氣體用作加熱用氣體的整個處理過程。該程序算法可以存儲在控制和調(diào)節(jié)單元8中，據(jù)此，第一燃燒器3. I優(yōu)先于第ニ燃燒器I. 2運行以加熱預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3，當(dāng)?shù)谝蝗紵?. I低于預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3達到溫度額定值所需要的功率吋，接通并運行第二燃燒器3. 2，并且達到該溫度額定值吋，切斷第二燃燒器3. 2，使其停止運行。聯(lián)系圖1，其中-將加載加熱用氣體的第三燃燒器3.3用作第一燃燒器3. I的安全點火燃燒器，-用紫外線探針3.4監(jiān)測第一燃燒器3. 1，
·
-用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機7，-當(dāng)溫度超過溫度額定值時，用空氣調(diào)節(jié)閥6.I減小第一燃燒器3. I的功率，以及-高溫爐2內(nèi)壓カ升高時，通過燒損點2.5排出相應(yīng)更多的可燃的保護氣體，當(dāng)壓カ達到規(guī)定的最高值時切斷第一燃燒器3. 1，打開燒損點2. 5，降低壓力，當(dāng)預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3內(nèi)需要功率時重新接通第一燃燒器3. I。在圖2所示的流程中利用附圖標(biāo)記a)表不氣體啟動和燃燒器啟動，b)表示預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3中的氣體啟動和燃燒器啟動，c)表示高溫爐的供氣，d)表示將第一燃燒器3. I設(shè)定為預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3的保護氣體燃燒器，e)表不啟動第一燃燒器3. I,f)表示運行第一燃燒器3. 1，g)表示切斷第一燃燒器3. 1，h)表不第一燃燒器3. I故障，i)表示第一燃燒器3. I運行時其上游壓カ過低。根據(jù)上文聯(lián)系圖I所說明的各項功能提出ー種程序，控制和調(diào)節(jié)單元8可借此自動實施本發(fā)明的方法。所述程序以上述流程確保本發(fā)明的以下集成功能-借助控制和調(diào)節(jié)單元8確保高溫爐2中的氣體啟動和燃燒器啟動，以便通過輸送管4提供加熱用氣體，其中，先在進氣段的第一控制裝置3. I. I上觸發(fā)氣體啟動，隨后在輸送管4中通過第二控制裝置3. 2. I運行包括密封性檢查在內(nèi)的自動啟動例程，隨后觸發(fā)加熱用氣體的輸送，首先借助加熱用氣體將第二燃燒器3. 2和第三燃燒器4控制成具有啟動能力，-借助控制和調(diào)節(jié)單元8在預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3中進行氣體啟動和燃燒器啟動時，先將爐門3. 5、3. 6關(guān)閉，通過用于所述的燃燒器3. I、3. 2、3. 3的空氣輸送管6用多倍于爐子容積的空氣沖洗預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3，隨后用密封性檢查單元4. I對加熱用氣體輸送管4進行密封性檢查，隨后將爐門3. 5、3. 6打開并啟動第二燃燒器3. 2和第三燃燒器3. 3，對第ニ燃燒器3. 2進行過火焰監(jiān)測后將爐門3. 5,3. 6關(guān)閉，用第二燃燒器3. 2將預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3加熱至工作溫度，第三燃燒器3. 3則一直燃燒到預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3被切斷為止，-借助控制和調(diào)節(jié)單元8將保護氣體送入被加熱至750°C以上的高溫爐2內(nèi)，其中，用于第一燃燒器3. I的保護氣體輸送管5的主閥5. I關(guān)閉,燒損點2. 5的截止閥2. 5. I打開，在啟動供氣系統(tǒng)之前就啟動燒損點2. 5的廢氣燃燒器2. 4，并且在達到由燒損點2. 5的超壓閥2. 8設(shè)定的超壓且與此同時爐內(nèi)形成所追求的碳勢后，結(jié)束エ業(yè)爐I的供氣過程，隨后用可燃的保護氣體運行第一燃燒器3. 1，以及-將第一燃燒器3.I設(shè)定為預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3的保護氣體燃燒器會讓第一燃燒器的功率受到調(diào)節(jié)，使得可供使用的可燃的保護氣體量先在高壓爐2的初始調(diào)試過程中在確定■燒損點2. 5上的燒損和/或■可燃的保護氣體的流出體積和/或、■燒損點2. 5的止回閥或超壓閥2. 8受到重量負荷后調(diào)節(jié)爐壓，其中，在進行過上述調(diào)節(jié)并為エ業(yè)爐I連續(xù)提供保護氣體后確定提供給第一燃燒器3. I的保護氣體的體積流量，因此僅燃燒與此前(即未實施本發(fā)明措施的情況下)從燒損點2. 5流出的氣體量相當(dāng)?shù)谋Ｗo氣體量，其中，將高溫爐2的爐壓用作第一燃燒器3. I的調(diào)節(jié)變量。所述程序進ー步確保為了在保護氣體輸送管5的主閥5. I上游進行密封性檢查，借助風(fēng)機7調(diào)節(jié)上游壓力，該風(fēng)機對關(guān)閉著的主閥5. I產(chǎn)生作用，其中在密封性檢查期間，燒損點2. 5處于打開狀態(tài)，并且仍未有可燃的保護氣體被輸送給第一燃燒器3. I。所述程序還實現(xiàn)了a)無法保證為第一燃燒器3. I提供保護氣體時將第一燃燒器切斷，其中，隨后優(yōu)先在爐門2. 1,2. 2的打開期間用第二燃燒器3. 2為預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3加熱，并且當(dāng)爐門2. 1、2. 2處于關(guān)閉狀態(tài)時，只有在爐壓達到規(guī)定的額定值后，才運行第一燃燒器3. 1，或者b)當(dāng)?shù)谝蝗紵?. I因故障失靈或無法啟動時關(guān)閉主閥5. 1，其中，切斷風(fēng)機7，打開截止閥2. 5. I，第二燃燒器3. 2對預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3加熱，或者c)當(dāng)?shù)谝蝗紵?. I上游壓カ過低時用變頻器7. I提高風(fēng)機7的轉(zhuǎn)速，其中，將第一燃燒器3. I上游的上游壓カ用作變頻器7. I的調(diào)節(jié)變量，優(yōu)先保持20-30mbar的上游壓力作為目標(biāo)變量。本發(fā)明將迄今為止未加進ー步利用就被排出的エ業(yè)爐伴生保護氣體用作加熱用氣體，這樣能提高工業(yè)爐的使用價值，顯著改善エ業(yè)爐應(yīng)用于相關(guān)エ業(yè)時所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益和環(huán)保效果。業(yè)已在應(yīng)用的同類型的爐子可以根據(jù)本發(fā)明進行后續(xù)改裝。附圖標(biāo)記列表圖II エ業(yè)爐2 高溫爐2. I裝料門2.2卸料門2.4廢氣燃燒器2.5燒損點
2. 5. I 截止閥2.6氣體冷卻裝置2.8超壓閥3 預(yù)熱爐3. I第一燃燒器
3. I. I第一控制裝置3.2第二燃燒器3. 2. I第二控制裝置3.3第三燃燒器3.4紫外線探針3.5裝料門3.6卸料門4 加熱用氣體輸送管4. I密封性檢查單元5 可燃的保護氣體的輸送管5. I 主閥6 空氣輸送管6.1空氣調(diào)節(jié)閥，節(jié)流閥7 風(fēng)機7. I變頻器8 控制和調(diào)節(jié)單元圖2a)氣體啟動和燃燒器啟動b)預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐3中的氣體啟動和燃燒器啟動c)エ業(yè)爐的供氣d)將第一燃燒器3. I設(shè)定為預(yù)熱爐3/預(yù)氧化爐3的保護氣體燃燒器e)啟動第一燃燒器3. If)運行第一燃燒器3. Ig)切斷第一燃燒器3. Ih)第一燃燒器3. I故障i)第一燃燒器3. I上游壓カ過低
權(quán)利要求
1.一種在工業(yè)爐(I)中將可燃的伴生的保護氣體用作第一燃燒器(3. I)的加熱用氣體的方法，所述工業(yè)爐利用加熱用氣體和可燃的保護氣體運行并且用于對材料進行熱處理，并且包括用作加熱用氣體燃燒器的第二燃燒器(3. 2)和至少一個燒損點(2. 5)，其中，在用于加熱所述工業(yè)爐(I)方面，所述第一燃燒器(3. I)優(yōu)先于所述第二燃燒器(I. 2)運行，當(dāng)所述第一燃燒器(3. I)低于所述工業(yè)爐(I)達到溫度額定值所需要的功率時，接通并運行所述第二燃燒器(3. 2)，并且達到所述溫度額定值時，切斷所述第二燃燒器(3. 2)且使其停止運行。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用加載加熱用氣體的第三燃燒器(3.3)，該第三燃燒器作為用作所述第一燃燒器(3. I)的安全點火燃燒器運行。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，用紫外線探針(3.4)監(jiān)測所述第一燃燒器(3. I)。
4.如權(quán)利要求I至3中任一項所述的方法，其特征在于，用頻控風(fēng)機(7)為所述第一燃燒器(3. I)輸送所述可燃的保護氣體。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)溫度超過溫度額定值時，用空氣輸送管(6)中的實施為節(jié)流閥的空氣調(diào)節(jié)閥(6. I)減小所述第一燃燒器(3. I)的功率。
6.如權(quán)利要求I至5中任一項所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述工業(yè)爐(I)內(nèi)壓力升高時，通過所述工業(yè)爐(I)的燒損點(2.5，2. 6)排出相應(yīng)更多的可燃的保護氣體，當(dāng)所述壓力達到規(guī)定的最高值時切斷所述第一燃燒器(3. 1)，打開入口爐門處的燒損點(2.5)并且降低所述壓力，當(dāng)所述工業(yè)爐(I)內(nèi)需要功率時重新接通所述第一燃燒器(3. I)。
7.如權(quán)利要求I至6中任一項所述的方法，應(yīng)用于所述實施為推送式爐系統(tǒng)的工業(yè)爐(I)，所述工業(yè)爐包括用可燃的保護氣體運行且設(shè)有爐門(2. 1,2. 2)的高溫爐(2)以及包括設(shè)有爐門(3.5，3.6)的預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐，其特征在于下列步驟 a)借助控制和調(diào)節(jié)單元(8)實現(xiàn)所述高溫爐(2)中的氣體啟動和燃燒器啟動，以便通過加熱用氣體的輸送管(4)提供加熱用氣體，其中，先在進氣段的第一控制裝置(3. I. I)上觸發(fā)氣體啟動，隨后在所述輸送管(4)中通過第二控制裝置(3.2. I)運行包括密封性檢查在內(nèi)的自動啟動例程，隨后觸發(fā)加熱用氣體的輸送并且首先借助加熱用氣體將所述第二燃燒器(3. 2)和所述第三燃燒器(3. 3)控制成具有啟動能力，借此確保加熱用氣體的供應(yīng)， b)借助運行所述自動啟動例程的第二控制裝置(3.2. I)在所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)中進行氣體啟動和燃燒器啟動，先將爐門(2. 1,2. 2)關(guān)閉，通過用于所述燃燒器(3. 1,3. 2，·3.3)的空氣輸送管(6)用多倍于爐子容積的空氣沖洗所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)，隨后用密封性檢查單元(4. I)對所述加熱用氣體輸送管(4)進行密封性檢查，隨后將爐門(2. 1，·2.2)打開并啟動所述第二燃燒器(3. 2)和所述第三燃燒器(3. 3)，對所述第二燃燒器(3. 2)進行火焰監(jiān)測后將爐門(2. 1,2. 2,3. 5,3. 6)關(guān)閉，用所述第二燃燒器(3. 2)將所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)加熱至工作溫度，所述第三燃燒器(3. 3)則一直燃燒工作到所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)被再次切斷為止， c)借助控制和調(diào)節(jié)單元(8)將所述可燃的保護氣體送入被加熱的高溫爐(2)內(nèi)，其中，關(guān)閉用于所述第一燃燒器(3. I)的可燃的保護氣體輸送管(5)的主閥(5. I)，打開所述燒損點(2. 5)的截止閥(2. 5. I)，在啟動所述供氣系統(tǒng)之前就啟動所述燒損點(2. 5)的廢氣燃燒器(2. 4)，當(dāng)達到由所述燒損點(2. 5)的超壓閥(2. 8)調(diào)節(jié)的壓力狀態(tài)并且與此同時爐內(nèi)形成預(yù)期氣氛時，結(jié)束所述高溫爐(2)的供氣過程，隨后用所述可燃的保護氣體運行所述第一燃燒器(3. I),以及 d)通過調(diào)節(jié)所述第一燃燒器的功率將所述第一燃燒器(3. I)設(shè)定為所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)的保護氣體燃燒器，使得可供使用的可燃的保護氣體量先在工業(yè)爐(I)的初始調(diào)試過程中在確定 ■燒損點(2. 5)上的燒損和/或 ■可燃的保護氣體的流出體積和/或 ■燒損點(2.5)的止回閥或超壓閥(2.8)受到重量負荷 后調(diào)節(jié)爐壓，其中，在進行過上述調(diào)節(jié)并為所述高溫爐(2)連續(xù)提供可燃的保護氣體 后，測定提供給所述第一燃燒器(3. I)的可燃的保護氣體的體積流量，因此僅燃燒與此前從所述燒損點(2.5)流出的氣體量相當(dāng)?shù)谋Ｗo氣體量，其中，將所述高溫爐的爐壓用作所述第一燃燒器(3. I)的調(diào)節(jié)變量。
8.如權(quán)利要求I至7中任一項所述的方法，其特征在于，為了在所述可燃保護氣體的輸送管(5)的主閥(5. I)上游進行所述密封性檢查，借助所述風(fēng)機(7)調(diào)節(jié)上游壓力，所述風(fēng)機對關(guān)閉的主閥(5. I)產(chǎn)生作用，其中在所述密封性檢查期間，所述燒損點(2. 5)處于打開狀態(tài)，并且所述第一燃燒器(3. I)尚未被供給可燃的保護氣體。
9.如權(quán)利要求I至8中任一項所述的方法，其特征在于至少一個下述流程 ■在無法保證為所述第一燃燒器(3. I)提供可燃的保護氣體時將其切斷，其中，隨后優(yōu)先在所述爐門(2. 1,2. 2)打開期間，用所述第二燃燒器(3.2)為所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)加熱；并且當(dāng)所述爐門(2. 1,2. 2)處于打開狀態(tài)時，只有在所述爐壓業(yè)已達到規(guī)定的額定值時，才運行所述第一燃燒器(3. 1)，或者 ■當(dāng)所述第一燃燒器(3. I)因故障失靈或無法啟動時關(guān)閉所述主閥(5. I)，其中，切斷所述風(fēng)機(7)，打開所述截止閥(2. 5. I)，所述第二燃燒器(3. 2)加熱所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3),或者 ■當(dāng)所述第一燃燒器(3. I)上游壓力過低時用變頻器(7. I)提高所述風(fēng)機(7)的轉(zhuǎn)速，其中，將所述第一燃燒器(3. I)上游的上游壓力用作所述變頻器(7. I)的調(diào)節(jié)變量，優(yōu)先保持20-30mbar的上游壓力作為目標(biāo)變量。
10.如權(quán)利要求I至9中任一項所述的方法，其特征在于用程序運行所述工業(yè)爐(1)，以便對至少一個下述步驟或條件進行控制和調(diào)節(jié) a)高溫爐(2)中的氣體啟動和燃燒器啟動， b)從屬的預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)中的氣體啟動和燃燒器啟動， c)所述高溫爐的供氣， d)將第一燃燒器(3.I)設(shè)定為所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)的保護氣體燃燒器， e)啟動所述用作保護氣體燃燒器的第一燃燒器(3.I), f)運行所述第一燃燒器(3.I)， g)切斷所述第一燃燒器(3.I)， h)所述第一燃燒器(3.I)故障， i)所述第一燃燒器(3.I)運行時在第一燃燒器上游的壓力過低。
11.一種用于實施如權(quán)利要求I至9中任一項所述的方法的工業(yè)爐(1)，包括第一燃燒器(3. I)，就用于加熱預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)而言，所述第一燃燒器優(yōu)先于第二燃燒器(3. 2)運行，其中，當(dāng)所述第一燃燒器(3. I)低于所述工業(yè)爐(I)達到溫度額定值所需要的功率時，接通所述第二燃燒器(3. 2)，并且所述溫度額定值被達到時，切斷所述第二燃燒器(3. 2)。
12.如權(quán)利要求11所述的工業(yè)爐(I)，其包括能夠作為安全點火燃燒器運行的第三燃燒器(3.3);至少一個燒損點(2.5);頻控風(fēng)機(7);以及實施為空氣輸送節(jié)流閥的空氣調(diào)節(jié)閥(6. 2)。
13.如權(quán)利要求11或12所述的工業(yè)爐(I)，其特征在于對所述第一燃燒器(3.I)進行監(jiān)測的紫外線探針(3.4)。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項所述的工業(yè)爐(I)，其實施為推送式爐系統(tǒng)，包括用可燃的保護氣體運行且設(shè)有爐門(2. 1,2. 2)的高溫爐(2)以及包括設(shè)有爐門(3.5，3.6)的預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)，其特征在于，設(shè)有控制和調(diào)節(jié)單元(8)，所述控制和調(diào)節(jié)單元包括 a)在進氣段上的用于氣體啟動的第一控制裝置(3.I. I)，以及 b)用于執(zhí)行自動啟動例程以及在所述預(yù)熱爐/預(yù)氧化爐(3)中進行氣體啟動和燃燒器啟動的第二控制裝置(3.2. I)，所述啟動例程包括在加熱用氣體輸送管(4)中進行密封性檢查。
15.如權(quán)利要求11至14中任一項所述的工業(yè)爐(I)，其特征在于 a)用于實施密封性檢查的密封性檢查單元(4.1)，以及 b)在所述可燃保護氣體的輸送管(5)中的主閥(5.I)和截止閥(2. 5. I)。
16.如權(quán)利要求11至15中任一項所述的工業(yè)爐(I)，其特征在于，設(shè)有防止所述可燃的保護氣體過熱的氣體冷卻裝置(2.6)。
17.如權(quán)利要求11至16中任一項所述的工業(yè)爐(I)，其特征在于，設(shè)有用于控制調(diào)節(jié)爐子運行的控制和調(diào)節(jié)單元(8)，所述第一控制裝置(3. I. I)、所述第二控制裝置(3. 2. I)和所述第三控制裝置(3. 2. I)集成在所述控制和調(diào)節(jié)單元中。
全文摘要
一種用加熱用氣體和保護氣體運行以便對材料進行熱處理的工業(yè)爐(1)，為了提高該工業(yè)爐的能效，第一燃燒器(3.1)在加熱方面優(yōu)先于第二燃燒器(1.2)運行，當(dāng)所述第一燃燒器(3.1)低于所述工業(yè)爐(1)達到溫度額定值所需要的功率時，接通并運行所述第二燃燒器(3.2)，達到所述溫度額定值時，切斷所述第二燃燒器(3.2)，使其停止運行。
文檔編號F27D17/00GK102735068SQ20121010118
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月5日
發(fā)明者R·扎勒斯, W·范德坎普 申請人:易普森國際有限公司