中頻感應加熱爐進料系統改造

徐 艮

中國南車資陽機車有限公司一臺1250kW中頻感應加熱爐，由于進料系統設計上的缺陷，不能滿足鍛件產品規格多、毛坯幾何形狀差別大的進料要求，生產效率低、勞動強度大，影響生產的正常進行。

一、進料系統存在的問題

1250kW中頻感應加熱爐進料系統包括上料平臺、翻轉機構、輸送機構、變頻連續進料機構；工作流程見圖1。手動上料，手動或自動進料，先人工在上料平臺上滿工件，翻轉機構將工件翻送到輸送機構，傳輸到變頻連續進料機構，變頻連續進料機構由一臺變頻電機驅動鏈條傳動兩對輥輪旋轉，依靠工件與輥輪之間摩擦力，將工件送入加熱爐爐膛內進行連續加熱。

在實際工作中，變頻連續進料機構存在如下問題：輥輪與工件摩擦力大小靠松、緊彈簧來調整，每次調整需要反復多次,且需兩個人同時給力旋動手柄，勞動強度大；工件與輥輪接觸不好，出現工件不移動或者行進緩慢、輥輪打滑；傳動鏈條使用中經常斷裂；由于工件進料不連續，工件加熱節拍無法控制，導致在爐膛內的工件料溫不易控制，或偏高或偏低，加熱期間經常出現甩料動作，導致電能嚴重浪費，生產效率低；對于不允許多次加熱及過燒的工件，還使材料直接報廢，增大生產成本；爐膛出料口到出料系統快提裝置有一段距離（200mm），由于進料速度所限，導致出料速度過慢，工件端部溫度快速冷卻，不能滿足某些鍛件軸向溫差工藝要求，造成鍛件缺陷或者產品報廢。

二、改造措施

針對上述問題，決定對進料系統進料機構部分進行推桿式改造，取消原來的輸送機構、變頻連續進料機構。改造后的進料系統由工件準備平臺、提升機構、上料平臺、翻轉機構、推料氣缸組成，可以手動、自動工作，也可以采用連續或者步進方式加熱。視工件長度來確定采用連續或步進加熱（對于料長＞600mm的工件，采用步進加熱容易導致加熱負荷的急劇變化引起過流跳閘故障，宜采用連續加熱方式）。為了保證壓縮空氣的質量，壓縮空氣嚴格經過分水濾氣器、調壓閥、油霧器凈化處理。另外為了避免氣缸因氣源供給不及時出現爬行，在進料系統側安裝了儲氣罐以在需要時及時補氣，確保進料的連續性。通過調節氣缸前進節流閥開度控制連續進料速度。電氣控制系統采用西門子S7-200 PLC及MT6100i臺灣威綸通觸摸屏，自動化程度高，實現人機交互。

改造后進料系統工作流程見圖2，工件先人工在地面放到準備平臺上，由提升機構將工件傳送到上料平臺，翻轉機構動作，將工件翻入V型槽中，推料氣缸將工件連續或者步進快速推入加熱爐爐膛進行加熱。進料系統步進加熱自動工作流程見圖3。每個機械動作可以通過操作臺按鈕或者觸摸屏手動實現，方便調試和維修。

三、改造效果

（1）工人上料在地面上完成，通過輔助設備（如行車、懸臂吊等）可以方便的將工件放入準備平臺上，操作安全。

（2）推料氣缸有前進慢速、前進快速、后退快速多個速度，完全滿足中頻加熱爐對進、出料速度的要求。通過節流閥可以調整氣缸前進速度，從而控制加熱節拍。當工件快到達爐膛口時快速推至出料系統的快提裝置，快速出料，保證了加熱工件軸向溫度的均勻性。氣缸可快速后退，為下一工件的進料做準備，從而節省氣缸空行程時間，提高工作效率。

（3）進料順暢，無卡阻，速度控制靈活，加熱節奏可控，提高了加熱效率和質量。

（4）采用S7-200 PLC及MT6100i觸摸屏，整個上料過程除了人工將工件放至上料準備平臺外，其余操作全部自動化，工人勞動強度低，而且進料系統運行狀態、參數設置、控制等在觸摸屏上可以清晰顯示（圖4），交互式界面非常直觀，方便設置與操作。

（5）設有爐膛卡料報警保護，避免強行推料損壞爐膛。如果在設定的時間里推料氣缸未前進到氣缸設定的行程，視為爐膛卡料，自動停止推料，并聲光報警，提醒操作者檢查爐膛，從而實現爐膛保護。

（6）改造后進料系統生產效率提高40%左右，增加產量，且節約用電，經濟效益可觀。

W13.04-24