靳輝

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)的進步，目前的大型臺車熱處理爐技術(shù)存在很多的問題，原來的技術(shù)已經(jīng)不能很好地滿足工業(yè)生產(chǎn)進行，因而需要對其結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化與改進，這不僅可以提高工作效率，降低能源消耗，還能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量。文章對大型臺車式熱處理爐的問題進行了進行分析，并提出了改進措施。

關(guān)鍵詞：大型臺車；熱處理爐；優(yōu)化改進

中圖分類號：TG155.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0088-01

近些年來，大型裝備制造業(yè)在我國發(fā)展迅速，傳統(tǒng)的臺車式熱處理爐已經(jīng)不能很好地滿足要求。主要體現(xiàn)在大型鑄鍛件的加熱中，需要臺車式爐能夠載重大、載荷集中以及能夠承受沖擊載荷和高溫等。為促進其進一步的發(fā)展，有必要對其進行優(yōu)化。

1 大型臺車式熱處理爐的發(fā)展概況

1.1 目前我公司臺車式熱處理爐的主要技術(shù)參數(shù)介紹

臺車尺寸/m×m：7.5×15 m，爐膛進料高度/m：5，最大裝爐量/t：600，最高爐溫/℃：1 100，升溫速度/℃·h-1：20～100可調(diào)，降溫速度/℃·h-1：20～100可控，保溫結(jié)束爐溫均勻度/℃：≤±10 ℃，燃料：城市煤氣、天然氣+空氣、城市煤氣+天然氣+空氣三種氣源互換使用，城市煤氣低熱值H：4 200 Kcal/Nm3，華白數(shù)為：7 661 KCal/Nm3，波動范圍±10%，燃料消耗量/m3·h：2 300（平均）。

1.2 臺車式熱處理爐的性能優(yōu)化介紹

目前所著我國工業(yè)的發(fā)展進步以及對于大型裝備制造業(yè)要求提高，所以；爐子具有密封性、爐溫的均勻性以及承載能力和抗沖擊能力強等特點。通過分析以前爐子中存在的問題，總結(jié)需要優(yōu)化和改進的方面。主要以下幾大點：一是優(yōu)化爐腔內(nèi)部的燃燒方案，二是增強對于爐腔內(nèi)部共建冷卻方案掌控，三是提高臺式車的抗沖擊能力和承載能力，四是在高溫下，爐門骨架的抗高溫能力以及抗變形能力，五是爐架橫梁強度的提高。這是目前臺式車熱處理爐需要優(yōu)化的地方，這對于進一步的發(fā)展我國裝備制造業(yè)有著重要作用。

2 大型臺車熱處理爐優(yōu)化以及改進措施分析

2.1 優(yōu)化燃燒方案的措施

在鍛造某些大型鑄鍛件的過程中要求有均勻的爐溫，一般是±（3～7） ℃。通常在空間小的爐內(nèi)是比較容易控制的，但在大型的爐內(nèi)就顯得不容易，需要利用獨特的技術(shù)控制。

2.1.1 分級供熱，調(diào)節(jié)和設(shè)定溫度

利用分級供熱方法，能夠為爐內(nèi)需要大量熱量的地方供熱，并調(diào)節(jié)爐內(nèi)其他部位的供熱，保持爐溫的均勻性。此外，這種供熱方式，能夠合理分配燒嘴功率，這對于節(jié)約大功率燒嘴的費用，降低在這方面的經(jīng)濟投入。

2.2.2 利用超高速和大動量燒嘴來強化爐內(nèi)氣氛循環(huán)

爐內(nèi)氣氛的循環(huán)量直接影響著影響爐溫均勻性。一般來說采取的主要方式有兩種：一是利用攪拌風(fēng)機以及導(dǎo)流裝置，攪拌爐內(nèi)氣氛，增強爐氣循環(huán)；二是利用高速或者是亞高速燒嘴，結(jié)合燒嘴噴出的高速氣流來攪拌爐氣，優(yōu)化爐氣循環(huán)。當(dāng)前，公司采用最多的是第二種方式，并且絕多數(shù)是利用亞高速燒嘴，一般出口速度是70～80 m/s。但這點對于較寬或較高爐膛空間的爐氣攪拌能力不強，但不到理想的目標(biāo)。因而就需要利用超高速、大動量燒嘴，具有170 m/s的出口速度。通過研究發(fā)現(xiàn)，出口速度一旦超過100 m/s，就會伴隨大量的噪聲，這也是超高速燒嘴使用較少的原因。所以需要對其進行改進，設(shè)置導(dǎo)流裝置在燒嘴內(nèi)部，經(jīng)過實驗控制一次助燃風(fēng)以及二次助燃風(fēng)的混合比例，從而去控制氣體的燃燒頻率，以此降低噪聲。

2.2 優(yōu)化爐內(nèi)工件冷卻速度的措施

傳統(tǒng)的的冷卻方式一般是爐外空冷、噴水、隨爐冷卻、噴霧或者吹風(fēng)冷卻等，這些冷卻方式的存在一個不足之處，就是無法控制工件的冷卻速度。但這對于特殊零件來說就是一個致命的缺點。為了滿足對于特殊零部件的冷卻速度的要求，就需要根據(jù)爐子體積以及爐內(nèi)溫度確定風(fēng)量，然后向爐內(nèi)供降溫冷風(fēng)。此外還需要控制冷風(fēng)的出口速度，確保爐氣有足夠的攪動量，保證爐溫均勻性。具體來說，中層風(fēng)冷管口需要使得傾斜135 ？觷，避免因冷風(fēng)直接吹至工件表面導(dǎo)致溫度內(nèi)外不一致。運用到時工作中，在實現(xiàn)650 ℃的工件保溫后，就需要利用這種方式降低爐溫，并使用控溫電偶的溫度反饋信號控制好管道上的電動蝶閥，完美的掌控溫度，在工件溫度降至300 ℃時，在進行下步的處理。關(guān)于爐內(nèi)冷卻系統(tǒng)的簡圖如圖1所示：

2.3 改進臺車結(jié)構(gòu)

通常來講，公司臺車為大型臺車，是四個電機減速機驅(qū)動的自行走式的臺車，這使得臺車極易受到集中載荷的影響，并且在裝卸該類大型工件的過程中還有一個不足就是吊裝設(shè)備沒法做到100%的穩(wěn)定，會導(dǎo)致沖擊載荷的發(fā)生。所以需要改進臺車結(jié)構(gòu)，避免此類問題的發(fā)生。具體來說，在改進中需要做到：①增加受力支撐點，保證受力均勻，②為了保證傳送的穩(wěn)定，需要分離傳動機構(gòu)和承重梁。

2.4 爐門骨架結(jié)構(gòu)改進

實際操作中，經(jīng)常會出現(xiàn)爐門頻繁開啟與閉合的現(xiàn)象，導(dǎo)致其冷熱交替頻繁，使極有可能導(dǎo)致爐門骨架變形，從而引發(fā)一系列問題，比如說爐子的密封效果等。所以需要改進爐門，具體改進中需要增強抗變形能力，主要有以下幾大措施：一是變爐門骨架為雙層骨架結(jié)構(gòu)，增強受熱能力；二是利用隔熱塊分離纖維模的面板與外側(cè)金屬結(jié)構(gòu)。利用原理是改變金屬之間的熱傳遞為金屬同空氣間的熱傳遞，這極大地降低了熱傳導(dǎo)，降低了出現(xiàn)變形的可能性。

2.5 增強爐架橫梁強度

一般的爐頂橫梁是利用型鋼搭建而成，這只能滿足一般的臺式爐使用。對于大型臺式熱處理爐就顯得力不從心。比如說一爐膛跨度大概9 200 mm，爐架頂部配置有兩個最大直徑1 600 mm、長5 100 mm的大型換熱器，此外還有各類卷管、耐材以及閥件等部件，且總重達14.3 t。普通的熱處理爐就不能滿足其要求。所以，為了保證實際操作中爐體鋼結(jié)構(gòu)能夠滿足大型裝備制造使用，就需要利用先進的科學(xué)技術(shù)，比如說計算軟件技術(shù)分析計算爐架橫梁的受力能力以及三維受力分析技術(shù)，改進爐架結(jié)構(gòu)。在改進后，其寬爐膛爐頂纖維模塊變得牢固耐用，并且保證了即使處于高溫下，爐襯幾乎不會因為因橫梁下?lián)隙_裂，這保證大型零部件正常生產(chǎn)。

3 結(jié) 語

近些年來，我國經(jīng)濟的發(fā)展帶動了裝備制造業(yè)的發(fā)展，常規(guī)的臺式熱處理爐技術(shù)已經(jīng)不能滿足某些零部件的生產(chǎn)，這嚴(yán)重阻礙了我國裝備制造業(yè)的進一步發(fā)展。因而有必要研究針對大型臺式熱處理爐的改進技術(shù)，從而推動我國經(jīng)濟的發(fā)展。

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