對球墨鑄管退火爐設(shè)備的研究

陳相儒

（新興河北工程技術(shù)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(jīng)過石墨化退火之后才可以達到使用要求的性能標(biāo)準(zhǔn)。球墨鑄管退火爐是熱處理中的關(guān)鍵設(shè)備，影響了材料后續(xù)的使用效果，因此需要保障球墨鑄管退火爐的使用質(zhì)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(jīng)常出現(xiàn)退火質(zhì)量低的問題，并且需要消耗大量的熱能，不符合我國可持續(xù)發(fā)展的政策。因此，應(yīng)當(dāng)對球墨鑄管退火爐設(shè)備進行適當(dāng)?shù)木植扛脑欤Ｕ蠠崽幚淼男Ч?/p>

1 球墨鑄管退火爐主要結(jié)構(gòu)闡述

球墨鑄管退火爐所負(fù)責(zé)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(shè)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(shè)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(chǎn)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(chǎn)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(qū)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(dāng)球墨鑄管退火爐正常運行的時候，通過及時調(diào)整遮蔽板的放置角度以及循環(huán)的水量，達到利用循環(huán)水完成退熱的處理。當(dāng)球墨鑄管退火爐運行時間過長的時候，水冷管的內(nèi)部會開始出現(xiàn)水垢，導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)，最終影響了鐵鑄管的質(zhì)量和強度。因此，為了避免這一問題的出現(xiàn)，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(nèi)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(yīng)當(dāng)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(huán)水之中添加阻止水垢生產(chǎn)的藥劑，滿足工作過程中的需求。考慮到鑄管生產(chǎn)線養(yǎng)護及冬季采暖蒸汽的需要，目前靠廠內(nèi)豎爐蒸汽不能滿足需要，需廠內(nèi)發(fā)電供應(yīng)蒸汽，這樣會導(dǎo)致發(fā)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(yīng)當(dāng)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(tài)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(shè)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(jiān)控，如高水位報警、低水位報警、雙色水位計以及電接點等。當(dāng)球墨鑄管退火爐在準(zhǔn)備生產(chǎn)的時候，應(yīng)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(nèi)，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(chǎn)時就會產(chǎn)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(fù)責(zé)值班的工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)各項監(jiān)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(jié)語

經(jīng)過對球墨鑄管退火爐進行改造，發(fā)現(xiàn)球墨鑄管退火爐的退火質(zhì)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(xué)性能則為420MPa、300MPa。球墨鑄管退火爐在經(jīng)過改進之后不僅退火的質(zhì)量有所提升，同時還可以避免在經(jīng)過退火處理之后出現(xiàn)管子變形的問題。從經(jīng)濟效益角度來看，球墨鑄管退火爐所產(chǎn)的蒸汽能量可以充分滿足鑄管的養(yǎng)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(shè)備，對于企業(yè)經(jīng)濟效益的提升有較好的促進效果。