對球墨鑄管退火爐設備的研究

陳相儒

（新興河北工程技術有限公司，河北 邯鄲 056201）

球墨鑄管熱處理的使用目的是獲取鐵素體中所含有的基體組織，需要在高溫之下以及在低溫下經過石墨化退火之后才可以達到使用要求的性能標準。球墨鑄管退火爐是熱處理中的關鍵設備，影響了材料后續的使用效果，因此需要保障球墨鑄管退火爐的使用質量，才能夠真正提升熱處理的效果。但是球墨鑄管退火爐在使用過程中經常出現退火質量低的問題，并且需要消耗大量的熱能，不符合我國可持續發展的政策。因此，應當對球墨鑄管退火爐設備進行適當的局部改造，保障熱處理的效果。

1 球墨鑄管退火爐主要結構闡述

球墨鑄管退火爐所負責的是對鑄管進行退火處理，進而提升鐵鑄管的強度，屬于一種常見的工藝處理設備［1］。球墨鑄管退火爐可以被分為八段，具體包括加熱、保溫、急冷和緩冷四個階段，每一個階段都分為一段和二段。球墨鑄管退火爐的設計能力為每個小時22t，最大值可以達到每小時30t，球墨鑄管退火爐的爐底產量為45kg/h·m2到80kg/h·m2。球墨鑄管退火爐每一段的溫度都不同，從保溫一段到最后的緩冷二段溫度分別為，930℃到950℃、950℃到970℃、、800℃到820℃、770℃到790℃、730℃到750℃、700℃到720℃。

2 球墨鑄管退火爐存在的問題

球墨鑄管退火爐在急冷段這一工作程序中，熱量的來源主要為高溫鐵鑄管所帶來的輻射作用或者上一段所產生的熱廢棄對流［2］。球墨鑄管退火爐在急冷段主要使用水冷的方式進行冷卻，需要在這一段的區域放置30根左右的無縫管，并將其分為上排和下排，在水冷梁的下部放置6組到9組的遮蔽板。當球墨鑄管退火爐正常運行的時候，通過及時調整遮蔽板的放置角度以及循環的水量，達到利用循環水完成退熱的處理。當球墨鑄管退火爐運行時間過長的時候，水冷管的內部會開始出現水垢，導致冷卻的水量減少，進而無法完全帶走材料的熱量，使得球墨鑄管退火爐的急冷段不能達到退熱標準，最終影響了鐵鑄管的質量和強度。因此，為了避免這一問題的出現，工作人員會在其中加入組織水垢生成或者除去水垢的藥劑，但是這一種辦法所需要的時間較久，無法在短時內解決這一問題，并且解決的效果并不明顯［3］。從長遠的角度來看，應當在球墨鑄管退火爐的檢修過程中將里面的冷卻水梁進行更換，并在這些循環水之中添加阻止水垢生產的藥劑，滿足工作過程中的需求。考慮到鑄管生產線養護及冬季采暖蒸汽的需要，目前靠廠內豎爐蒸汽不能滿足需要，需廠內發電供應蒸汽，這樣會導致發電最減少，考慮到能源充分利用原則，所以將急冷段水冷改為汽化冷卻。

3 球墨鑄管退火爐的改進方案

應當將球墨鑄管退火爐中急冷段窯體的上部分進行改動，在遮蔽板下方的部位則不需要改動。在急冷一段和急冷二段都放置無縫鋼管，讓鋼管以一高一低的狀態擺放，兩端相差的距離需要在200mm到400之間，兩端分別和汽包下水管進行連接，另一端則和汽包上水管進行連接。在上下水管兩處都設置一定的排污管道以及閥門［4］。汽包的操作位置需要和汽包較近，并在汽包水位進行監控，如高水位報警、低水位報警、雙色水位計以及電接點等。當球墨鑄管退火爐在準備生產的時候，應該先將高壓軟水管道打開，通過軟水站將高壓軟水輸送到汽包內，之后軟水通過下降管、汽化冷卻進水管、急冷一段、急冷二段，在球墨鑄管退火爐生產時就會產生一定的熱廢氣，這些熱廢氣可以在熱輻射的作用下放出熱量。負責值班的工作人員應當根據各項監控手段對高壓軟水管道進行控制，在實際的運行過程中，每一班都需要使用下降管和上升管進行排污，避免水垢的生成［5］。

4 結語

經過對球墨鑄管退火爐進行改造，發現球墨鑄管退火爐的退火質量得到了明顯的提升，其滲碳體含量可以達到小于或者等于1%，對于小口徑的管子而言，鐵素體量可達到90%。珠光體量可以達到10%。對于大口徑的管子來講，鐵素體量可以達到88%，珠光體量為12%，力學性能則為420MPa、300MPa。球墨鑄管退火爐在經過改進之后不僅退火的質量有所提升，同時還可以避免在經過退火處理之后出現管子變形的問題。從經濟效益角度來看，球墨鑄管退火爐所產的蒸汽能量可以充分滿足鑄管的養生需求以及其他用戶的需求，進而代替其他所需要的鍋爐，能夠明顯降低能源損耗量，控制球墨鑄管退火爐的運行設備，對于企業經濟效益的提升有較好的促進效果。