摘要：連續(xù)式燃?xì)馔嘶馉t作為我公司去應(yīng)力退火設(shè)備，在實(shí)際生產(chǎn)中嚴(yán)重影響了產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。為適應(yīng)現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需求，經(jīng)公司研究決定對(duì)退火爐進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)和維修，以進(jìn)一步提升產(chǎn)品質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?退火爐;維修;改進(jìn)

1 引言

我們企業(yè)燃?xì)饧訜嵬嘶馉t本著自動(dòng)化、節(jié)能化的方向進(jìn)行設(shè)計(jì)與改造，爐襯采用節(jié)能型全纖維雙層結(jié)構(gòu)，全密封爐體。采用液壓油缸拉料機(jī)與推料機(jī)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車在爐體內(nèi)的循環(huán)。各介質(zhì)壓力自控、爐壓自控、燃燒自控。配置自動(dòng)/手動(dòng)兩套可切換操作系統(tǒng)，能耗低，穩(wěn)定性高。

燃?xì)饧訜嵬嘶馉t主管路設(shè)有氣體流量計(jì)，氣體過濾器，調(diào)壓穩(wěn)壓閥，并設(shè)有天然氣總管快速切斷裝置及安全放散設(shè)施等，綜合考慮單爐燃?xì)庥?jì)量及安全保護(hù)等設(shè)施。設(shè)置換熱器以增加空氣的預(yù)熱溫度及提高余熱利用率，設(shè)置爐壓自控設(shè)施以保證爐溫均勻性及爐子工作壽命。在爐膛內(nèi)安裝爐壓測(cè)量裝置，在煙管上安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)煙氣閘板及噴流引射裝置，使?fàn)t壓保持在微正壓狀態(tài)。 燃燒控制為四區(qū)控制，以保證爐溫均勻性。 爐門采用電動(dòng)升降式并自重壓緊密封。爐體為型鋼框架及鋼板爐殼焊接結(jié)構(gòu)，爐墻底部爐襯為耐火澆注料，爐墻及爐頂為纖維爐襯。該連續(xù)式退火爐通過各加熱區(qū)的溫度和保溫時(shí)間的嚴(yán)格控制，從而達(dá)到使工件退火的目的。

2 設(shè)備目前概況

我公司的D618系列氣缸體、P12/P13曲軸箱等產(chǎn)品在鑄造落砂后需使用連續(xù)式燃?xì)馔嘶馉t進(jìn)行去應(yīng)力退火處理。退火爐的分區(qū)及平面布置情況見圖1。

連續(xù)式燃?xì)馔嘶馉t設(shè)備根據(jù)功能的不同，劃分為退火爐、隨爐冷卻室、緩冷室、強(qiáng)冷室等幾部分。設(shè)備采用連續(xù)通過式結(jié)構(gòu)，爐襯采用節(jié)能型全纖維雙層結(jié)構(gòu)，緊靠爐壁為50mm保溫棉壓縮氈，外層200mm硅酸鋁真空預(yù)壓縮折疊塊，采用專用不銹鋼鉚固件固定在爐壁上，鉚固件與爐壁無(wú)熱短路。為防止?fàn)t內(nèi)高速循環(huán)氣流對(duì)爐襯的吹刷，在爐襯表面噴一層高溫固化劑。為使?fàn)t膛內(nèi)溫度均勻，退火爐每個(gè)溫區(qū)均設(shè)有一套熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，使用熱循環(huán)風(fēng)機(jī)通過循環(huán)風(fēng)道。

整個(gè)爐膛由120個(gè)臺(tái)車組成，并使用液壓油缸拉料機(jī)、液壓油缸推料機(jī)實(shí)現(xiàn)臺(tái)車在爐體內(nèi)的循環(huán)。操作者使用鑄件機(jī)械手將退火件置于臺(tái)車上轉(zhuǎn)運(yùn)，退火后的零部件卸下即可。

3 設(shè)備存在的問題

設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中存在的問題：生產(chǎn)效率低下，缺少刮砂裝置，退火爐風(fēng)罩固定不可靠，需要人工定期進(jìn)行臺(tái)車托盤清理。清理120個(gè)臺(tái)車需要人工不間斷的工作六個(gè)小時(shí)以上，造成極大的工時(shí)浪費(fèi)，人工操作也不方便。退火爐風(fēng)罩固定不良導(dǎo)致的脫落造成設(shè)備故障停機(jī)，維修工作需要將臺(tái)上托盤清出，并將退火爐從500℃通過外接風(fēng)機(jī)冷卻徹底，才能進(jìn)行修理，需要等待1～2天的時(shí)間。產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量得不到有效保證，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。其主要原因如下：

3.1 缺少刮砂裝置

退火件通過推料機(jī)、拉料機(jī)實(shí)現(xiàn)換向及循環(huán)。經(jīng)懸鏈輸送裝置，傳送到退火爐入口，機(jī)械手夾持鑄件放置在退火爐臺(tái)車上進(jìn)入退火爐爐體內(nèi)。經(jīng)懸鏈裝置輸送來(lái)的鑄件，由于溫度較高，其表面和內(nèi)腔上仍然粘附一定量的芯砂、型砂，隨著臺(tái)車的循環(huán)，粘附的芯砂、型砂不斷下落到臺(tái)車上。臺(tái)車本身并沒有清除積砂的功能，因而導(dǎo)致臺(tái)車上的積砂越來(lái)越多，這給設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)極大的困擾。

3.2 退火爐風(fēng)罩固定不可靠

由于退火爐風(fēng)罩為固定方式，焊接的固定部件長(zhǎng)時(shí)間在高溫下工作，在振動(dòng)下出現(xiàn)開焊、容易變形和脫落等缺陷。在高速循環(huán)氣流的沖擊下，燃燒器火焰容易被吹熄，也容易點(diǎn)火失敗。更為嚴(yán)重的是風(fēng)罩固定裝置失效易掉落到下面的臺(tái)車上，砸傷鑄件或臺(tái)車，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行造成極大的隱患，引起設(shè)備故障。

4 設(shè)備的改進(jìn)

4.1 增加刮砂裝置

在鑄件的上料前位置增加刮砂裝置。采用直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)清掃刮板對(duì)臺(tái)車的表面積砂進(jìn)行清除。刮砂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為框架式結(jié)構(gòu)，主體采用焊接連接，刮板安裝在臺(tái)架上。橫向?qū)к売貌垆摵附佣桑黧w采用鏈條傳動(dòng)以適應(yīng)粉塵較多的工作環(huán)境，刮砂動(dòng)力由一臺(tái)電機(jī)提供。

因退火爐臺(tái)車上有鑄件支架，不能沿臺(tái)車運(yùn)行軌道方向清掃，確定為垂直于軌道方向清掃的方案設(shè)計(jì)，并使用三段刮板對(duì)臺(tái)車表面實(shí)現(xiàn)覆蓋，以提高刮砂質(zhì)量，保證臺(tái)車清掃效果。

刮板采用鋼板焊接到角鋼上，刮板支架采用方鋼焊接成框架結(jié)構(gòu)，以減輕刮板臺(tái)架自重。臺(tái)架上方對(duì)稱安裝四個(gè)導(dǎo)向輪以實(shí)現(xiàn)刮板臺(tái)架的導(dǎo)向及牽引鏈條的連接。根據(jù)退火爐工作環(huán)境，為避免粉塵對(duì)設(shè)備造成的故障并降低停機(jī)次數(shù)，使用了傳動(dòng)抗噪性能好的鏈條進(jìn)行傳動(dòng)，降低了成本。為保證刮板正常運(yùn)行，設(shè)計(jì)利用定位油缸，位置傳感器，編程實(shí)現(xiàn)清掃裝置，避免了人工清掃，實(shí)現(xiàn)了清掃的自動(dòng)化。

改進(jìn)安裝后的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。經(jīng)調(diào)試，設(shè)備可通過自動(dòng)運(yùn)行的PLC程序控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)臺(tái)車托盤的清掃。既解決了托盤清掃的難題，保證了臺(tái)車在退火爐中的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，又實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、報(bào)警信息的整合。

4.2 加固燃燒器風(fēng)罩

面對(duì)退火爐高溫實(shí)際，材料的選用與結(jié)構(gòu)的可靠性受到考驗(yàn)，原燃燒器風(fēng)罩存在缺陷為風(fēng)罩開孔過于密集，孔間連接尺寸過小，高溫易變形，長(zhǎng)時(shí)間工作出現(xiàn)連接失效而導(dǎo)致設(shè)備故障;停產(chǎn)維修、生產(chǎn)運(yùn)行的轉(zhuǎn)換使材料冷熱不均導(dǎo)致風(fēng)罩出現(xiàn)裂紋。為避免上述缺陷，需要改善風(fēng)罩的開孔方式。

改進(jìn)時(shí)，將原先多而密的小孔改進(jìn)為大孔，適當(dāng)增加孔間距，提高了風(fēng)罩的耐高溫強(qiáng)度。使得材料不因高溫而導(dǎo)致變形，且不影響風(fēng)罩的正常功能。利用U型鋼板確保燃燒器風(fēng)罩可靠固定，U型鋼板下部不與風(fēng)罩直接接觸，兩側(cè)與風(fēng)罩焊接在一起，保證連接的可靠性，實(shí)現(xiàn)妥善固定。

實(shí)際運(yùn)行后，再無(wú)故障發(fā)生。停機(jī)頻率大大降低，生產(chǎn)延誤、工時(shí)浪費(fèi)狀況得到顯著改善，設(shè)備運(yùn)行的可靠性得到大幅度提升。

通過增加刮砂裝置，實(shí)現(xiàn)了鑄件臺(tái)車托盤的自動(dòng)清掃，避免臺(tái)車積砂現(xiàn)象，保證了設(shè)備順利運(yùn)行。改進(jìn)風(fēng)罩固定裝置，確保了燃燒器風(fēng)罩的可靠固定與安全生產(chǎn)。同時(shí)，由原來(lái)的人工清掃改為機(jī)器清掃，不僅提高了清掃效率和效果，還大大降低了人工成本，保障了公司生產(chǎn)的有序順利進(jìn)行，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

由此可見，設(shè)備上細(xì)微結(jié)構(gòu)的改變，對(duì)于整個(gè)設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)都能產(chǎn)生一定的影響。在進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)備改進(jìn)前，一定要綜合考慮，促進(jìn)設(shè)備的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1] ND-11退火爐隨機(jī)資料

[2] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，第五版，化學(xué)工業(yè)出版社，2008年4月，成大先主編

作者簡(jiǎn)介：王德合（1967，4）男，漢族，山東省濰坊市，本科，高級(jí)講師，研究方向：職業(yè)教育。