臺車式高溫燃氣熱處理爐的製作方法

2023-05-05 01:04:11 1

專利名稱：臺車式高溫燃氣熱處理爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熱處理爐，具體講是涉及一種臺車式高溫燃氣熱處理爐。
背景技術：
在鑄造業，熱處理是鑄得鑄件性能和生產過程能源消耗的重要工序，熱處理所使
用的熱處理爐的保溫效果及工作效果直接影響到鑄件的物理性能和鑄件的生產效率。 傳統的周期性熱處理爐包括罩式熱處理爐和臺車式熱處理爐，前者工作效率較
差，現有的臺車式熱處理爐，包括固定的加熱室和設置在行走機構上的活動的爐底，在加熱
室的一端或兩端設置爐門，爐底為活動臺車，利用牽引機構沿地面上的導軌將臺車拉出爐
外裝卸料，拉入爐內進行工件加熱，但臺車式熱處理爐的爐門密閉效果不好，造成溫度不均
勻，因而保溫性差，影響鑄件的性能。

實用新型內容為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種臺車式高溫燃氣熱處 理爐。 本實用新型是通過以下技術方案來實現的 —種臺車式高溫燃氣熱處理爐，包括爐體、安裝在爐體一側爐口上的爐門、爐門升 降裝置、用於承載工件加熱及轉運的爐車、爐車牽引及行走裝置、燃燒系統、排煙系統、密封 系統和自控系統，其特徵在於所述的密封系統包括爐體內部密封系統、爐體和爐門密封系 統以及爐體和爐車密封系統。 上述的爐體內部密封系統包括爐牆和爐頂，爐牆和爐頂的內襯採用纖維組合模塊 與普通纖維毯平鋪的耐火纖維毯複合結構，耐火纖維毯通過耐熱鋼螺栓組件安裝，耐熱鋼 螺栓組件安裝在內襯的1/4處，其中爐牆與爐牆、爐牆與爐頂結合處設置有補償逢，補償逢 內填充陶瓷纖維模塊，陶瓷纖維模塊與內襯的耐火纖維毯複合結構通過錯逢連接方式連 接。 上述的爐體和爐門密封系統包括汽缸、槓桿、壓塊和槓桿支點，汽缸設置在上述的 爐口上，其與槓桿一端連接，槓桿的另一端連接有壓塊，而槓桿支點位於槓桿中部位置。 上述的爐體和爐車密封系統包括汽缸、槓桿、槓桿支點和密封盒，其中，密封盒為 階梯狀形狀，汽缸設置在爐體底部，其與槓桿一端連接，槓桿的另一端連接有密封盒，而槓 杆支點位於槓桿中部位置。 上述的燃燒系統包括燃燒器、天然氣及丙烷氣管路、引風管路、助燃空氣管路、壓 縮空氣管路和高速燃燒嘴，高速燃燒嘴位於燃燒器的頭部，燃燒器的另一端則為總管，其分 別連接天然氣及丙烷氣管路和壓縮空氣管路，而引風管路則通過爐體與設置在煙道附近的 預熱器連接，預熱器的另一端則連接助燃熱風管路，其與燃燒器連通。 上述的爐門的保溫層的材料為全耐火纖維，全耐火纖維用不鏽鋼鉚固件固定在爐 門的鋼板上，爐門四周圍有鑄件。[0012] 上述的自控系統包括溫度控制系統、燃燒控制系統、壓力控制系統、故障報警保護
系統、動力控制系統、冷卻控制系統。 本實用新型的有益效果是 本實用新型，投資小、能耗少、成本低，適用於1000KW以上功率最佳用品，無需投 入大功率電力變壓器裝置，從而與電爐相比節約成本20-30 % ，可取代電爐加熱。具體講，本 實用新型的具有以下特點 1、節能 本實用新型由於採用了全纖維爐牆結構、高速調溫燒嘴、溫度自動控制、管路系統
自動控制、空燃比自調、計算機自動控制等各項先進技術，使熱處理爐的自控操作水平和節
能效果都達到國內較先進水平，同時使能耗大為降低，可達到國家標準(ZBJ01004)《熱處理
爐能耗分等》中特等爐能耗水平。 2、環保 (1).煙氣排放控制 本爐採用的燃料是丙烷氣，屬低汙染型燃料且為低含硫燃料，由於本實用新型採 用的燃燒器可使丙烷氣與助燃空氣分充分混合燃燒，並且管道系統壓力自動調節，保證了 燃氣在燃燒室內充分、穩定的燃燒，從根本上消除了碳粒子、CO等不完全燃燒產物。煙氣黑 度可達林格曼等級O級。
(2).噪聲控制 本爐子的主要噪聲源是燃燒器和鼓風機。 燃燒器所產生的熱氣流會產生噪聲。但本實用新型的爐體使用全耐火纖維做爐 襯，因此隔音和吸音的效果非常好。另外本實用新型在工作時是全密封的，因此燃燒器產生 的噪聲對周圍影響不大。
(3).環境衛生 由於本實用新型採用了全纖維爐牆結構，具有極好的保溫性能，並且做到了爐子
的全密封，消除了爐子的漏火現象，大大降低了環境溫度。 3、安全 (1).防火、防爆措施 本實用新型採用了全纖維爐牆結構，骨架採用全鋼結構，不具有可燃性，在操作加
熱時因爐體採取了密封措施，並自動控制爐內壓力，所以無跑、冒火現象。 本實用新型所述的燃燒器，具有火焰監測器及自動熄火保護和報警裝置。當燒嘴
故障熄火時系統將自動切斷氣路，並發出聲、光報警信號，防止了因丙烷氣洩漏而引發爐膛
爆炸，此外本實用新型所述的各系統都設有安全報警裝置，確保安全生產。
(2).電氣安全措施 本爐所有電氣設備、電線埋敷管、儀表櫃等都有安全接地裝置接地電阻<40，所 有電線、電纜均敷設在鋼管和線槽內，並有安全接地裝置，丙烷氣管路防靜電接地，並設多 路放空閥，配電櫃各路供電系統均設有空氣保護開關，爐子煙囪設有避雷針和單獨接地體。
(3).動力安全措施 爐門的升降、爐車的進出均有雙保險的限位開關，防止爐門爐車行程超限。 一旦超 限，有電氣急停即直接切斷控制櫃總電源，側密封與爐門聯鎖，防止進出爐車時，拉壞側密封。

圖1為本實用新型結構示意圖； 圖2為圖1的左視圖； 圖3為本實用新型所述的爐體與爐門密封系統的結構示意圖； 圖4為本實用新型所述的爐體與爐車密封系統的結構示意圖。
具體實施方式下面將結合附圖，詳細說明本實用新型的具體實施方式
圖1為本實用新型結構示意圖；圖2為圖1的左視圖。 如圖1和圖2所示一種臺車式高溫燃氣熱處理爐，包括爐體31、安裝在爐體31 — 側爐口上的爐門1、爐門升降裝置、用於承載工件加熱及轉運的爐車、爐車牽引及行走裝置、 密封系統、排煙系統、燃燒系統和自控系統，其中 上述的爐體31包括爐頂32和爐牆33，爐頂32和爐牆33內部設置有內襯34，內襯 34採用纖維組合模塊與普通纖維毯平鋪的耐火纖維毯複合結構，耐火纖維毯通過耐熱鋼螺 栓組件安裝，製成摺疊單元塊，形成組合爐襯，摺疊單元塊經預先壓縮打包，安裝後剪斷打 包帶，耐火纖維毯彈開，保證了爐體的整體密封，耐熱鋼螺栓組件安裝在內襯的1/4處，避 免了熱短路損失，其中爐牆33與爐牆33、爐牆33與爐頂32結合處設置有補償逢，補償逢內 填充陶瓷纖維模塊，陶瓷纖維模塊與內襯的耐火纖維毯複合結構通過錯逢連接方式連接， 爐體31內部還設置有爐體支撐35，在爐體31的側面還設置有工件測溫孔，在爐體的前後兩 側還設置有工件熱電偶箱36，本實施例所用的工件熱電偶箱36為2隻。 上述的爐門1是整個熱處理爐爐體中除了爐車之外的活動部件，其密封性的好壞 十分重要，決定了爐內的溫度場是否均勻，能量消耗的多少和爐門1是否變形，本實施方式 所用的爐門l選用厚度為350mm纖維組合模塊和50mm厚纖維毯平鋪的複合結構，總的纖維 厚度為400mm，纖維組合模塊的排列方式採用"兵列式"栄嗇？檠顧醭嘰縊誠蚺帕校？的四 周纖維作成階梯型，這種結構可以使爐門1關閉時與爐口形成熱道雙側密封及冷道軟硬密 封的雙結構，從而保證爐門1的良好密封，爐門l溫度可達IOO(TC，上述纖維複合結構採用 不鏽鋼鉚固件固定在爐門1厚鋼板上，四周用鑄件護板圍護，密封面採用可調式纖維裙邊 軟密封結構。 即爐門1由H型鋼骨架、鋼板、鑄件護板、纖維組合塊等組成，為充分考慮爐門l受 熱變形，爐門1的H型鋼骨架、鋼板、鑄件護板之間均採用不鏽鋼鉚固件連接，其相互之間留 有足夠的受熱膨脹結構，框架結構巧妙分離、組合而成，即使是在高溫加熱爐長時間開門操 作工況下，也能保證爐門鋼結構不變形和密封可靠。 與爐門1配合使用的爐門升降裝置包括爐門架、工字梁、鏈輪、短環鏈條3、爐門起 吊機構2和導向輪，所述的爐門架由4個大型槽鋼對拼並與爐體相連，整個爐門架上方與大 型的工字梁相連，大型工字梁上裝有2個高強度鏈輪，作為爐門l升降的起吊點，爐門起吊 機構2包括螺旋傘齒輪減速機和滾子鏈，考慮到安全及升降過程的平穩性，爐門1的兩側各 裝有兩個導向輪，導向輪和軌道的間隙約為5mm，從而可以限制爐1門的前後擺動，爐門升
5降裝置上還設置有限位裝置，與進出的臺車形成互鎖。 上述的爐車是承載工件加熱及轉運的平臺，爐車包括臺車21、臺車滾輪23、墊鐵 22組成，其中臺車21包括鋼結構車架和鋼板，鋼板位於鋼結構車架的上表面，在本實施方 式中，鋼板的厚度為6mm，其剛性確保在滿負荷情況下不變形，而鋼結構車架採用大型魚腹 式縱梁和數根複合型橫梁組裝而成，縱梁採用組合式預應力焊接梁。 臺車面為承重耐火層，墊鐵22放置於臺車面的上部，墊鐵22與臺車面接觸處採用 大塊鋼纖維澆注料預製塊，並比火道處(重質耐火磚)高20mm，不僅可確保墊鐵承重區域不 下沉，保護兩端的耐熱的鋼板不受衝擊，同時，又可防止高速氣流噴到墊鐵22上，臺車面下 部的隔熱層為輕質隔熱澆注料成型塊和耐火磚24。為解決爐車耐火磚24受熱膨脹頂壞車 邊板，臺車邊的耐火磚24採用大塊高強度異形澆注料預製塊，(與爐體兩側纖維澆注料成 型塊形成迷宮式結構)，並比爐車中間澆注料低20mm，以防裝卸料時衝斷兩側的鑄件護板， 爐車中間採用大塊澆注料預製塊，不但耐衝擊，單位耐壓大，而且使用壽命長， 一旦有破損 時，更換方便。 臺車滾輪23位於臺車21的下部，在本實施方式中，共有4套滾輪23，共4個高強 度直徑500m的車輪，由2臺4kw擺線針輪減速拉車機驅動，臺車21上還設置有邊框，所示 的邊框為鑄鋼件，其與臺車21用螺栓連接。 上述的爐車牽引及行走裝置包括擺線針輪減速拉車機15、軌道14、鏈條12、鏈輪 11和鏈條槽13，擺線針輪減速拉車機15驅動鏈條12繞著鏈輪11旋轉，鏈條12帶動上述 的爐車在軌道14內前進或後退。 圖3為本實用新型所述的爐體與爐門密封系統的結構示意圖；圖4為本實用新型 所述的爐體與爐車密封系統的結構示意圖。 所述的密封系統包括爐體和爐門密封系統以及爐體和爐車密封系統。 爐門1與爐體31結合部是臺車式爐最難以密封，又是爐子洩漏最大的部位，本爐 子採用成熟的氣缸自動壓緊加爐門軟邊機構實現密封。如圖3所示上述的爐體和爐門密 封系統包括汽缸5、槓桿6、壓塊8和槓桿支點7，汽缸5設置在上述的爐口兩側，汽缸5的活 塞與槓桿6 —端連接，槓桿6的另一端連接有壓塊8，而槓桿支點7位於槓桿6中部位置， 當爐門l下降到位時，氣缸5動作，使爐門l兩側的槓桿6搖臂緊壓壓塊8，此時可將爐門1 與爐體31的鑄鐵門框壓緊密封，為保證爐口寬度方向的密封，爐門l上、下邊分別設置有剛 性梁，有效地傳遞壓緊力，這種結構既滿足了大型爐門的剛性，又減輕了爐門的重量，同時 可防止在高溫爐氣洩漏時的變形。 因為爐體31和爐車有相對進出，考慮到加熱後的膨脹，爐體31和爐車兩側的結合 部應有較大的間隙(本實施方式約50mm)，所以在爐車的臺車21兩側設置有砂封槽，砂封 槽端部做特殊處理避免砂流落出來。為了形成有效密封，如圖4所示上述的爐體和爐車密 封系統包括汽缸5、槓桿6、槓桿支點7和密封盒9，汽缸5設置在爐口兩側，其活塞與槓桿6 一端連接，槓桿6的另一端連接有密封盒9，而槓桿支點7位於槓桿中部位置。當爐車進入 到爐體31內部時，氣缸5動作，使槓桿6搖臂緊壓密封盒9，密封盒9為階梯狀結構，其在壓 力的作用下插入爐體31和爐車之間，對爐體31和爐車形成有效密封，這種密封結構的特點 是結構簡潔、密封可靠，調整方便。 上述的排煙系統包括爐壓控制系統和餘熱回收系統，高溫煙氣經空氣預熱器和控煙閥後向上排放，煙囪穿過兩車間柱將其排出，煙囪彎頭部位的內襯有厚度為150mm的矽 酸鋁耐火纖維，外表做防鏽防腐處理，為延長煙閨的使用壽命，此外，煙閨內部襯有50mm的 矽酸鋁耐火纖維並外表做防鏽防腐處理，這樣以降低煙囪表面溫度。上述的排煙系統使得 高溫臺車式熱處理爐節能、環保，符合國家的相關政策要求。 上述的燃燒系統包括燃燒器、天然氣及丙烷氣管路43、引風管路41、助燃空氣管 路44、壓縮空氣管路42和高速燃燒嘴45，高速燃燒嘴45位於燃燒器的頭部，燃燒器的另一 端則為總管，其分別連接天然氣及丙烷氣管路43和壓縮空氣管路44，而引風管路41則通過 爐體31與設置在煙道附近的預熱器連接，預熱器的另一端則連接助燃熱風管路44，其與燃 燒器連通。燃燒系統可自動控制燃燒比例(空燃比控制在1. 05 1. 1)，對工件進行有效的 熱處理。 上述的自控系統包括溫度控制系統、燃燒控制系統、壓力控制系統、故障報警保護 系統、動力控制系統、冷卻控制系統，通過上述的控制系統對臺車式高溫燃氣熱處理爐進行 有效的控制，使其在安全、穩定的工況下工作。 將工件25放在爐車上，通過爐車牽引及行走裝置將爐車及工件25運送到爐體內， 然後通過爐門升降裝置將爐門關閉，並形成有效的密封，然後通過燃燒系統對工件進行熱 處理，上述的一系列操作都是在自控系統的控制下進行的。 以上已以較佳實施例公開了本實用新型，然其並非用以限制本實用新型，凡採用 等同替換或者等效變換方式所獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求一種臺車式高溫燃氣熱處理爐，包括爐體、安裝在爐體一側爐口上的爐門、爐門升降裝置、用於承載工件加熱及轉運的爐車、爐車牽引及行走裝置、燃燒系統、排煙系統、密封系統和自控系統，其特徵在於所述的密封系統包括爐體內部密封系統、爐體和爐門密封系統以及爐體和爐車密封系統。
2. 根據權利要求1所述的臺車式高溫燃氣熱處理爐，其特徵在於所述的爐體內部密封系統包括爐牆和爐頂，爐牆和爐頂的內襯採用纖維組合模塊與普通纖維毯平鋪的耐火纖維毯複合結構，耐火纖維毯通過耐熱鋼螺栓組件安裝，耐熱鋼螺栓組件安裝在內襯的1/4處，其中爐牆與爐牆、爐牆與爐頂結合處設置有補償逢，補償逢內填充陶瓷纖維模塊，陶瓷 纖維模塊與內襯的耐火纖維毯複合結構通過錯逢連接方式連接。
3. 根據權利要求1所述的臺車式高溫燃氣熱處理爐，其特徵在於所述的爐體和爐門 密封系統包括汽缸、槓桿、壓塊和槓桿支點，汽缸設置在上述的爐口上，其與槓桿一端連接， 槓桿的另一端連接有壓塊，而槓桿支點位於槓桿中部位置。
4. 根據權利要去1所述的臺車式高溫燃氣熱處理爐，其特徵在於所述的爐體和爐車 密封系統包括汽缸、槓桿、槓桿支點和密封盒，其中，密封盒為階梯狀形狀，汽缸設置在爐體 底部，其與槓桿一端連接，槓桿的另一端連接有密封盒，而槓桿支點位於槓桿中部位置。
5. 根據權利要求1所述的臺車式高溫燃氣熱處理爐，其特徵在於所述的燃燒系統包 括燃燒器、天然氣及丙烷氣管路、引風管路、助燃空氣管路、壓縮空氣管路和高速燃燒嘴，高 速燃燒嘴位於燃燒器的頭部，燃燒器的另一端則為總管，其分別連接天然氣及丙烷氣管路 和壓縮空氣管路，而引風管路則通過爐體與設置在煙道附近的預熱器連接，預熱器的另一 端則連接助燃熱風管路，其與燃燒器連通。
6. 根據權利要求1所述的臺車式高溫燃氣熱處理爐，其特徵在於所述的爐門的保溫 層的材料為全耐火纖維，全耐火纖維用不鏽鋼鉚固件固定在爐門的鋼板上，爐門四周圍有 鑄件。
7. 根據權利要求1所述的臺車式高溫燃氣熱處理爐，其特徵在於所述的自控系統包 括溫度控制系統、燃燒控制系統、壓力控制系統、故障報警保護系統、動力控制系統、冷卻控 制系統。
專利摘要本實用新型公開了一種臺車式高溫燃氣熱處理爐，包括爐體、安裝在爐體一側爐口上的爐門、爐門升降裝置、用於承載工件加熱及轉運的爐車、爐車牽引及行走裝置、燃燒系統、排煙系統、密封系統和自控系統，其特徵在於所述的密封系統包括爐體內部密封系統、爐體和爐門密封系統以及爐體和爐車密封系統。本實用新型，投資小、能耗少、成本低，適用於1000kW以上功率最佳用品，無需投入大功率電力變壓器裝置，從而與電爐相比節約成本20-30％，可取代電爐加熱。
文檔編號C21D9/00GK201512560SQ200920309128
公開日2010年6月23日 申請日期2009年8月28日 優先權日2009年8月28日
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