PDF《开合式轧辊差 温热处 理炉的研 制》

带加热设备工业加热第38卷2009年第4期DOI :1 O .

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6 9 / j . i s s n .1

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6 开合式轧辊差温热处理炉的研制 底 建永 ,陈建 国,谷 立峰 ( 北方设计研究院 工业炉所,河北 石家庄

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1 1 ) 摘要:介绍了近年来研制的几台开合式轧辊差温热处理炉主要技术特点、生产应用状况和使用经济效益. 关键词 :差温热处理炉;

轧辊;

脉冲燃烧 中 图分类号 :T G1

5 5 .

1 文献标志码 :A 文章编号 :1

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0 2 Re s e a r c h a n d De v e l o pme n t o n H- b e a m Ro l l e r Th e r ma l Di f fe r e n t i a l He a t T r e a t me n t Fu r n a c e DI J i a n ― y o n g ,CHE N J i a n - g u o ,GU L i - f e n g ( I n d u s t r i a l F u r n a c e I n s t i t u t e , NOR I ND A R,S h i j i a z h u a n g

0 5

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1 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t :Th i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e ma i n t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d t he s t a t e o f p r od u c t i o n , a p p l i c a t i o n ,a n d t h e e c o n o mi c b e n e f i t s o f H- b e a m mi l e r t he r ma l d i f fe r e n t i a l h e a t t r e a t me n t f u r n a c e . Ke y wo r d s : t h e r ma l d i f f e r e n t i a l h e a t t r e a t me n t f u r n a c e;

m i l e r ;

p u l s e ― b u r n i n g 随着我国钢材生产技术的发展,轧辊的性能和产量 需求也有了新的要求.自2

0 0 2年以来,我们首先在国内 采用 多排小能量 、脉冲 燃烧 自动控 制、全陶瓷纤维炉衬 、 三维移动支撑轮等专有技术,先后应用在立式和卧式轧 辊差温热处理炉上,完全满足支撑辊和工作辊差温热处 理的工艺要求,轧辊淬硬层深度和表面硬度都达到了该 产品最好水平,高端轧辊结束了依赖进口的历史,轧辊 差温热处理 炉研发取得 了成功 .下面 简单介绍开合式 轧 辊差温热处理炉的主要参数和结构性能 .详见 图1.炉体 支撑机构 空, 燃气管路 烧嘴 炉温检测 控制箱 开合系 统图1开合式轧辊差温热处理炉

1 炉体 炉体的大小是根据轧辊的辊身直径和长度确定的, 目 前我 们已研 制成功 了适应辊径 为~

6 0 0~妒2400lrllTl、辊 身长度

1 4

0 0~

3 5

0 0 mm各 种轧辊 差温热处理炉. 两个半圆形炉体连同管道、烧嘴控制箱等分别座落 在台车上.台车移动使炉体开合,开合行程是采用电动 推杆的驱动方式.炉体开、合到位都 由双支行程开关控 制.两侧炉 体可以同时开 、合 ,也可 以单独动作 . 收稿 日期 :2

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1 4 ;

修回日期:2

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0 5 ―

1 5 作者简介 :底建永 (

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5 5 一),男 ( 回族) ,河北石家庄人,注册机 械工程师,主要从事工业炉设计及研制等工作.

1 .

2 炉衬 炉衬采用全纤维炉衬结构,耐火层选用含锆甩丝纤 维折叠模块, 预压缩

3 5 %以上, 纤维含锆量

1 5 %~

1 7 %, 容重为

2 3

0 k g / m ;

保温层选用普通纤维毯层铺,折叠模 块用吊挂式耐热钢锚固件固定在炉壁钢板上,使用寿命 在 5年以上.炉衬纤维表层喷涂高温涂料,用于抗烧嘴 气流冲刷 .

2 辊子支撑旋转系统 轧辊加热时是辊颈支撑在由立柱支撑的两个支撑轮 上 ,轧辊在支撑 轮的带动下 以0.4~

5 r / mi n左右的速度 旋转 ( 可调整 ) .支撑轮可以实现三维移动,其 中心距根

1 9 加热设备 工业加热》 第3 8卷2

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9 年第

4 期 据辊径的变化进行调 整 .支撑轮及传动系统座落在 以电 动丝杠为动力源的 V 型滑道上 ,可方便地调整支撑轮间 距.每一端的两个支撑轮都 同步相向运动,以保证不同 轧辊中心线高度不变.支撑轮转动速度的改变采用变频 器变频控制调节.辊子支撑旋转系统每一侧底部安装电 动推杆,可轴向调整不 同位置 以适应不 同工件长度 尺寸 的要求. 支撑辊在加热过程中保持连续低速转动,并具备间 歇转 、点动 、正反转功能 .同时两侧均设有可调节式感 应开关,用以监测工件位置和转速. 托辊装有 中心距 电动调节装置 ( 设有标尺 ) ,用于调 整不同辊颈直径的支撑辊中心线与差温炉中心重合以确 保装炉及均匀加热. 整个 托辊 装置 长度方向可调 ,用 以调整托辊与炉体 之间的距离, 以适应不 同长度的支撑辊处理 .

3 密封装置

3 .

1 炉体间密封 炉体之间开合缝采用耐热铸钢形成凸凹型式,铸件 表面锚 固有含锆纤维毯, 对炉体间的开合缝进行 密封, 保 证整个炉子不漏气 .

3 .

2 炉体端墙与工件 的密封 炉体两端端墙 中部半 圆开 口处与轧辊辊颈根据轧辊 尺寸分别安装有大中小三种活动纤维密封块,以保证辊 颈不受火焰的影响,使炉内高速旋转气流不外溢,快速 对工件表面进行加热, 在端盖 开缝处安装耐热钢 护板, 以 保护端盖 .

3 .

3 炉体与烟道之间缝隙的密封 炉体排烟口用耐热钢板制造,内衬含锆甩丝纤维折 叠模块, 且在与烟道口的接口处垫有含锆纤维将缝隙密封.

3 .

4 辊颈绝热 为避免在加热过程 中辊 颈部分 温度 过高,采用耐火 纤维毯做绝热保护 ,已在轧辊 热处理 中广 泛应用,一般 可在一个加热周期 中,辊 颈的温升 <

8 0℃.

4 空/ 燃气管路 系统 炉用燃料可采用高热值煤气或天然气. 燃气及空气 支管分别固定在炉子两侧的钢结构上,与亚高速烧嘴 之间采用软管联结 .支管与干管柔性联结以适应两侧 炉 体的开 合 .为保 证炉 子的 安全运 行 ,在 总管 上还 装 有快速切断阀以使在意外情况下 自动切断燃气供应. 燃 气总管及各支管上还装有吹扫及放散系统.为防止在 烧嘴回火 等意 外情 况下混 合气 倒流,在 空气 分 配管上 安装 防爆 装置 .

5 燃烧 系统

5 .

1 亚高速 自控烧嘴系统 i 亚高速 自控烧嘴系统 由亚高速烧嘴、烧嘴控制器、

20 空气脉冲 阀、燃气 电磁 阀 、点火 变压 器和火焰监测器等 组成 . 亚高速烧嘴的个数是根据炉子负荷决定的,烧嘴火 焰出口速度

7 0~

8 0 m/ s ,烧嘴由

2 节组成,后部采用钢 制套筒,前部采用 S i C喷口 ( 扁形结构) .

5 .

2 供风系统 助 燃风 由两台高压离心 风机分别供给,安装在 台车 上.在总管上安装压力检测及就地压力显示表,在烧嘴 前管道上安装 空气脉冲阀.

5 .

3 排烟系统 排烟口设置在炉体下部开合缝的中间,烟气经地下 烟道进入车间烟道,烟道上设置了电动烟道闸板,以适 当调节炉膛压力 .烟气经烟道进人厂房外烟 囱.

6 自动控 制系统 工 控机 ( 研华工控机配置为 :I P C

6 1

0 P

2 .

6 G,8

0 G ,

5 1

2 M,1 9英寸三星彩显,U P S电源,A 4激光打印机) 为整个控制系统的上位机,通过串行通讯接口与下位机 相连,具有各种工艺参数的设定、功能画面的显示、数 据采集 、历史 曲线 的查询 、故障报警和参数报表打 印等 功能.下位机包括 西门子 s

7 ―

3 0

0 P L C 可编程控制器 、 岛电 F P一9

3 智能控温仪表等.

6 .

1 温度 自动控制系统 本炉温度控制方式采用由控温热电偶、岛电 F P 一9

3 智能温度调节仪 、西 门子 s

7 ―3

0 0可编程控 制器,研华 计算机系统、组态王控制软件、烧嘴控制器等组成的闭 环 自控 系统,按热处理工艺 曲线要 求,通过调节大小火 时间周期及比率来控制烧嘴输出功率,从而实现炉膛温 度 的调节 . 控温点设置于工件侧面的炉壳上,另一侧控温点设 置在对称面位置,使控温点尽量靠近工件.每区控温点 可控制任意组合的多个烧嘴,通过控制燃气及空气阀门 的开启,实现对炉内温度的 自动控制.烧嘴控制采用智 能控制器和脉冲信号发生器,与亚高速烧嘴配套使用完 成 自动点火 、火 焰检测 、熄火保护 、大火 、小火 、熄火 自调与 指示功 能,体积小巧,使用方便 ;

并设有 专用接 口,与温控仪表配套构成闭环温度控制系统.同时采用 长 图记录仪........