臺(tái)車(chē)式加熱爐技術(shù)改造

楊平　楊佃平　尚加嶧

摘? 要：介紹了臺(tái)車(chē)式加熱爐節(jié)能技術(shù)改造的方案和效果。采用新型爐襯結(jié)構(gòu)及密封系統(tǒng)對(duì)加熱爐進(jìn)行了改造，滿足了加熱爐工藝要求，解決了爐體保溫和密封不嚴(yán)等難題，降低了能耗，提高產(chǎn)品合格率。

關(guān)鍵詞：臺(tái)車(chē)式加熱爐;技術(shù)改造;密封系統(tǒng)

一、前言

棒材廠水壓機(jī)車(chē)間現(xiàn)有臺(tái)車(chē)式加熱爐2臺(tái)，其中5#加熱爐規(guī)格為2.54*6.032m2，最高加熱溫度1000℃～1300℃，間歇式作業(yè)。主要用于碳鋼、合金鋼的鍛前加熱。該爐由于建造時(shí)間早，其燃燒系統(tǒng)和密封系統(tǒng)等技術(shù)落后，能源消耗高，進(jìn)而影響工件的加熱質(zhì)量。為了達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目標(biāo)，利用加熱爐改造的機(jī)會(huì)，對(duì)加熱爐關(guān)鍵部件進(jìn)行技術(shù)改造，為生產(chǎn)提供有力技術(shù)保障。

二、 改造前加熱爐存在的主要問(wèn)題

（一） 燃燒系統(tǒng)不合理。

加熱爐使用的供熱燃料為焦?fàn)t煤氣，煤氣中含有焦油較多。在引入爐體之前煤氣管道沒(méi)有預(yù)熱裝置，經(jīng)常出現(xiàn)燒嘴被焦油堵塞現(xiàn)象，煤氣燃燒不充分，對(duì)周?chē)h(huán)境造成極大的污染。原燒嘴煤氣的外部連接管與燒嘴為一體，當(dāng)燒嘴堵塞時(shí)無(wú)法拆除清理內(nèi)部沉積的焦油，燒嘴只能做報(bào)廢處理。增大了維修人員的工作量，也增加了備件成本費(fèi)用。

（二）爐門(mén)碹及爐墻腐蝕嚴(yán)重。

爐門(mén)門(mén)碹和兩側(cè)澆注料要承受急冷急熱的工作狀況，有時(shí)在吊裝鋼錠偶爾也會(huì)沖撞爐口，所以門(mén)碹易出現(xiàn)裂紋和澆注料脫落。同時(shí)因使用焦?fàn)t煤氣，燃料燃點(diǎn)較低，部分燃料及燃后粉塵隨煙氣流動(dòng)，附著在爐墻上，冷卻后引起爐墻耐火纖維外層表面板結(jié)，對(duì)爐墻耐火纖維形成表面拉力，引起爐墻表層開(kāi)裂并造成大塊脫落，縮短爐子的使用壽命，給正常生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響。

（三）爐體的密封系統(tǒng)性能不好。

爐門(mén)是通過(guò)自重的方式壓在爐口進(jìn)行密封。爐門(mén)和兩側(cè)立柱邊框在升降時(shí)直接接觸，使用一段時(shí)間后就會(huì)出現(xiàn)爐門(mén)內(nèi)側(cè)纖維摩擦受損，失去密封功能。爐門(mén)與爐門(mén)口密封面之間有50mm左右的縫隙，高溫爐氣從縫隙中往外冒，直接燒蝕爐門(mén)柱和門(mén)碹。

由于臺(tái)式加熱爐的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，在進(jìn)入工件鍛造時(shí)臺(tái)車(chē)需要多次進(jìn)出，原臺(tái)車(chē)側(cè)密封采用的密封結(jié)構(gòu)是單砂封結(jié)構(gòu)。砂封刀在移動(dòng)時(shí)槽內(nèi)封砂產(chǎn)生區(qū)域堆積不均勻，造成刀片密封效果低。，導(dǎo)致密封效果急速降低冒火嚴(yán)重。原臺(tái)車(chē)尾部密封方式是在爐后墻下部裝有纖維托板，借助托板內(nèi)的纖維和臺(tái)車(chē)后邊框相碰觸實(shí)現(xiàn)后密封的功能，臺(tái)車(chē)和爐體之間間隙過(guò)大。長(zhǎng)時(shí)間密封不嚴(yán)增加煤氣的消耗量，降低臺(tái)車(chē)側(cè)密封處的爐溫均勻性，鍛件的加熱質(zhì)量無(wú)法得到保證。

由于加熱爐存在以上問(wèn)題，導(dǎo)致周?chē)h(huán)境污染和熱效率低下。檢修頻繁，維修量大，使加熱爐生產(chǎn)成本居高不下。

三、臺(tái)車(chē)式加熱爐技術(shù)改造方案

為了加強(qiáng)爐內(nèi)導(dǎo)熱、提高燃燒質(zhì)量、合理運(yùn)用新形耐火材料以減少爐子的各種熱損失是提高加熱爐熱效率的最直接有效的途徑。因此，我車(chē)間把改進(jìn)燃燒系統(tǒng)、提高爐體耐材壽命和爐體密封性作為此次改造重點(diǎn)。

（一）燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化

在煤氣連接管上增加了一個(gè)球閥和閘閥，有效的阻止管路內(nèi)沉積的焦油進(jìn)入燒嘴環(huán)流孔。燒嘴與管道連接處用法蘭固定連接，這樣方便拆卸清理燒嘴內(nèi)部堵塞物，減少了煤氣不完全燃燒，解決了由于煤氣質(zhì)量較差而造成燒嘴經(jīng)常堵塞，降低煤氣消耗和備件成本費(fèi)用。

（二）爐墻及結(jié)構(gòu)改造

考慮到爐門(mén)門(mén)碹和兩側(cè)澆注料工作條件惡劣，本次改造選用鋼纖維澆注料整體澆注，澆注料內(nèi)裝有耐熱鋼制作的錨固件及錨固磚，保證了在一定溫度下具有足夠的堅(jiān)固性。

在爐門(mén)立柱和爐體及門(mén)碹頂部的縫隙采用耐火搗打料進(jìn)行填充找平，提高了爐門(mén)門(mén)框整體的強(qiáng)度和耐熱性能。延長(zhǎng)了爐門(mén)門(mén)框壽命，降低了噸鋼耐火材料消耗。在爐內(nèi)壁噴涂2～3mm厚度的高溫輻射涂料，可加速高溫?zé)煔庠跔t內(nèi)的熱量釋放。

（三）爐體密封

1、爐門(mén)與爐門(mén)邊框的密封和爐門(mén)升將機(jī)構(gòu)的優(yōu)化。

在爐門(mén)的兩側(cè)裝有導(dǎo)向輪和導(dǎo)向槽。在爐門(mén)上升或下降時(shí)，爐門(mén)沿著導(dǎo)向槽離開(kāi)爐門(mén)口密封面50mm的距離，這樣可以減少爐門(mén)內(nèi)側(cè)與爐門(mén)護(hù)板之間摩擦對(duì)耐火材料造成的磨損，并且保證爐門(mén)在升降過(guò)程中沿直線運(yùn)行。

爐門(mén)壓緊機(jī)構(gòu)采用自重壓緊裝置和氣缸水平壓緊裝置。使用時(shí)，爐門(mén)在自重作用下使導(dǎo)向輪移動(dòng)至導(dǎo)向槽底部，爐門(mén)落在最底部時(shí)靠氣缸的水平推力對(duì)爐門(mén)施以松開(kāi)或壓緊，這樣可以使?fàn)t門(mén)與耐熱護(hù)板貼合更緊密。此次改造爐門(mén)提升系統(tǒng)取消了兩側(cè)配砣及護(hù)欄，直接用卷?yè)P(yáng)機(jī)提升，減少了備件及備件費(fèi)用。

2、臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)及密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化

將臺(tái)車(chē)整體結(jié)構(gòu)改為矩形，臺(tái)車(chē)框架鋼結(jié)構(gòu)采用雙層型鋼復(fù)合焊接的雙層車(chē)架預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，臺(tái)車(chē)邊框板采用06Cr25Ni20不銹鋼，很大程度提高了臺(tái)車(chē)的強(qiáng)度和耐熱性。

臺(tái)車(chē)兩側(cè)密封采用雙砂封結(jié)構(gòu)。雙砂封結(jié)構(gòu)在單砂封結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一層砂封結(jié)構(gòu)。不僅在臺(tái)車(chē)砂封槽內(nèi)裝有石英砂，爐體砂封刀內(nèi)也裝有石英砂。雙層砂封結(jié)構(gòu)的密封性增強(qiáng)。為了增加密封性能在臺(tái)車(chē)和爐體之間縫隙加裝了纖維墊塞。

臺(tái)車(chē)尾部采用彈性纖維模塊密封。該密封方式為將由耐火纖維模塊和彈力機(jī)構(gòu)組成密封塊固定在爐體后墻上，依靠臺(tái)車(chē)的動(dòng)力和彈簧的彈力，使密封塊壓在臺(tái)車(chē)尾部，有效地防止了高溫?zé)煔庖绯龊蜔彷椛洌ＷC了燃燒系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。

原臺(tái)車(chē)沒(méi)有限位裝置。臺(tái)車(chē)的進(jìn)出均為人工操作，很容易造成爐體和臺(tái)車(chē)的損壞。為此，在爐體尾部、臺(tái)車(chē)的兩側(cè)加裝了彈性限位裝置，防止臺(tái)車(chē)在開(kāi)進(jìn)爐膛內(nèi)時(shí)過(guò)量沖撞爐體和臺(tái)車(chē)本身，即保護(hù)設(shè)備，又減少維修量。

四、改造前后使用效果對(duì)比和經(jīng)濟(jì)分析

（一）使用效果

5#加熱爐改造完投入生產(chǎn)運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。爐門(mén)框架整體澆注料施工質(zhì)量良好，無(wú)開(kāi)裂剝落現(xiàn)象，大大延長(zhǎng)了其使用壽命。爐體的保溫效果大大提高。減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了生產(chǎn)工藝的連續(xù)性，提高了鍛件加熱質(zhì)量和產(chǎn)量。

（二）經(jīng)濟(jì)效益分析

改造前，爐門(mén)邊框隔3個(gè)月需要更換澆注料每次澆注料成本費(fèi)用為20*2000=40000元。每半年需要更換臺(tái)車(chē)邊框和砂封鑄件，費(fèi)用約10萬(wàn)元。改造后爐門(mén)邊框和臺(tái)車(chē)使用周期延長(zhǎng)為一年，可節(jié)省18萬(wàn)余元;同時(shí)新的壓緊機(jī)構(gòu)、臺(tái)車(chē)和爐尾的密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)減輕了冒火現(xiàn)象，提高了煤氣利用率，以每年加熱5000t鍛件，每噸節(jié)約煤氣消耗2GJ計(jì)算，可節(jié)省煤氣費(fèi)用38.4萬(wàn)元，綜合年降成本52.4萬(wàn)元。

通過(guò)對(duì)臺(tái)車(chē)式加熱爐的改造，優(yōu)化了爐子的密封系統(tǒng)，提高了爐子的熱能利用率，煤耗明顯下降，延長(zhǎng)使用壽命。