大功率調(diào)溫?zé)煸诩訜釥t上的應(yīng)用

大功率調(diào)溫?zé)煸诩訜釥t上的應(yīng)用

高溫加熱爐是指完成材料的加熱，提高材料的溫度，改變材料的物理機械。根據(jù)加熱目的，可分為以下幾類。(1)用于金屬壓力加工前的加熱,其目的提高可塑性,減少壓力加工的變形抗力,如軋制和鍛造前的加熱,這類爐子溫度在1150~1280℃。(2)用于改變其結(jié)晶組織,獲得所需要的物理機械性能,如正火、淬火等熱處理,這類爐子溫度在950~1100℃。上述爐子的特點是升溫速度較快,物料在高溫段停留時間不能太長,而且都要經(jīng)熱出爐后正火、淬火或鍛打或壓制,這就決定了爐子必須具備足夠的升溫速度;能承受住高溫出爐對爐門、電氣元件、氣缸及限位開關(guān)的烘烤和高速氣流對爐體保溫材料的沖刷影響。1自動控制技術(shù)除冶金行業(yè)連續(xù)加熱爐外,筆者走訪了機械行業(yè)主要加熱爐使用廠家,特別是近幾年自己參與對重型機器行業(yè)加熱爐的改造,深深體會到我國加熱爐在能耗、環(huán)保及工人操作環(huán)境等方面實在太落后,具體表現(xiàn)在:(1)由于燃燒器采用手動控制,燃料與空氣混合、配比均不充分,造成燃料浪費;同時由于手動點火不方便,在工件裝卸爐時燒嘴都不關(guān)閉,既造成能量浪費,又易造成爐子部件燒損。(2)由于燃料與空氣混合不好,煤氣壓力和空氣壓力不加控制,造成燃燒不完全,產(chǎn)生冒黑煙現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生;爐子四周漏火和冒黑煙,造成周圍環(huán)境嚴(yán)重污染。(3)自動化控制程度極為低下,工人對爐子操作全部靠手動來完成,爐溫控制靠工人的經(jīng)驗和責(zé)任性來保證,加上爐子周圍環(huán)境惡劣,工人工作條件極差。(4)燃燒器火焰無法控制造成火焰對爐體保溫材料和爐子結(jié)構(gòu)的沖刷,影響爐子使用壽命。2新型高速加熱爐的設(shè)計結(jié)合某重型機器集團公司加熱爐改造,針對爐子存在的問題,我們對新建加熱爐進行改造設(shè)計。2.1自動點火技術(shù)燃燒裝置選用大功率高速調(diào)溫?zé)?該燒嘴具有出口速度快、自動點火、大小火燃燒、熄火報警、熄火保護及再點火等特點。噴出的高速氣流充分?jǐn)嚢锠t膛內(nèi)氣流,確保爐膛溫度均勻性;由于高速燒嘴自動控制,因此實現(xiàn)燒嘴在進出料時自動熄火、自動點火,避免在爐門打開、爐車開出時燒嘴還著火燒壞爐子附屬部件,同時節(jié)約能源;大功率燒嘴保證了爐子總供熱量,保證爐子在高溫狀態(tài)的升溫速度。高速調(diào)溫?zé)靽姵龌鹧嬖O(shè)計成直徑150mm,長度970mm,爐車澆注料面上放置500mm高工裝墊鐵,避免過長的火焰直接噴到工件或墊鐵而燒化工件,解決了高溫加熱爐手動操作燃燒器所帶來的弊病,實現(xiàn)了高溫加熱爐燃燒器自動控制的技術(shù)難點。2.2延長爐體材料使用壽命爐襯保溫材料選用耐火纖維折疊塊結(jié)構(gòu),它具有抗風(fēng)蝕性能好、隔熱保溫效果好、抗熱震性能好及施工維修方便等優(yōu)點。該纖維材料選用耐溫等級為1400℃,厚度為320mm,為了防止從燒嘴噴出的高速氣流對對面爐襯的沖刷,在設(shè)計時從爐車臺面上1m處涂以進口硅膠涂料,待爐子烘爐后形成硬的保護層,增強抗高速氣流對耐火纖維的沖刷能力,延長爐體保溫材料使用壽命。由于克服了在高溫爐中火焰對耐火纖維沖刷的不利影響,因而消除了耐火纖維容易被燒損、厚度減薄現(xiàn)象,保證爐體保溫效果,在高溫加熱爐中突破了用耐火纖維代替耐火磚或澆注料的傳統(tǒng)做法。2.3爐口冒火易燒壞門診板爐口密封歷來是爐子密封性能處于良好狀態(tài)的標(biāo)志,是爐子設(shè)計成敗的關(guān)鍵。原高溫加熱爐由于爐門口不密封,爐口四處漏火,爐口溫度一直燒不上去,造成爐口溫度比爐膛溫度低80℃,對被加熱工件的產(chǎn)品質(zhì)量造成影響;同時爐口冒火極易燒壞門框板。改造后爐口密封采用爐門四連桿斜塊壓緊加爐門四周軟裙邊密封相結(jié)合,使?fàn)t門密封處于良好運行狀態(tài),保證整個爐膛溫度均勻性。因高溫出爐對爐門烘烤,爐門設(shè)計成風(fēng)冷爐門,即把爐門骨架做成風(fēng)箱式結(jié)構(gòu),用4-72鼓風(fēng)機向內(nèi)鼓風(fēng),通過冷空氣對流,達(dá)到冷卻爐門目的。風(fēng)冷爐門減少了爐門熱變形的幾率,反過來保證了爐門的密封性。上述爐門結(jié)構(gòu)設(shè)計,解決了爐門在高溫加熱爐中爐口經(jīng)常冒火、經(jīng)常燒壞的問題,提高了爐子使用壽命,防止煙氣外冒,既節(jié)約了能源,又保證了溫度均勻性。2.4溫度控制系統(tǒng)(1)壓力控制系統(tǒng)設(shè)有燃料壓力自控系統(tǒng)、燃料欠壓緊急切斷并報警控制系統(tǒng)、燃燒空氣壓力自控系統(tǒng)、爐膛壓力自控系統(tǒng),壓縮空氣壓力顯示、報警系統(tǒng)。各壓力自控系統(tǒng)由壓力變送器、壓力調(diào)節(jié)器、操作器和電動蝶閥組成,構(gòu)成雙閉環(huán)隨動調(diào)節(jié)系統(tǒng),控制系統(tǒng)可靠性高,響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)性能好。同時其測定信號經(jīng)PLCA/D模塊轉(zhuǎn)換,送入中央微機系統(tǒng)進行監(jiān)控和記錄報警。由于對爐子各壓力進行自動控制,使燃燒更加完全,消除了冒黑煙現(xiàn)象,節(jié)約了能源;同時自動化控制改善工人操作環(huán)境和勞動強度;通過對爐子各壓力參數(shù)控制,防止因某個壓力不正常爐子照樣使用而引起的煤氣爆炸發(fā)生,確保安全生產(chǎn)。(2)溫度控制系統(tǒng)溫度控制采用大小火PID控制方式,即根據(jù)給定的空燃比,合理地調(diào)節(jié)大小火比例,以保證在爐溫調(diào)節(jié)過程中,燃料和空氣都達(dá)到充分燃燒,這樣既可節(jié)約能源,又可防止環(huán)境污染。智能溫控儀或西門子S7-300控制系統(tǒng)可預(yù)先分別設(shè)定升溫速度、保溫時間和溫度等工藝參數(shù)后,并可對整個熱處理過程進行自動控制和操作并有過程實時修改功能,并能夠用數(shù)字顯示溫度的理論值和實際值,實現(xiàn)高效、可靠的控制功能。原高溫加熱爐靠工人肉眼判斷工件溫度,既不利于溫度精確控制,又因高溫階段經(jīng)常打開爐門而浪費能源。溫度控制系統(tǒng)設(shè)計便于工人的觀察,減輕了工人的勞動強度,提高了控溫精度。3運行規(guī)范該公司高溫加熱爐經(jīng)上述改造已運行2年多,取得很好效果,工人都樂于使用該爐,因此爐子使用率達(dá)85%。(1)該爐使用壽命大為提高,沒改造的高溫加熱爐每使用半年就要大修一次,已改造的高溫加熱爐運行2年來除爐口上部有一小部分耐熱鑄鋼處有些漏火,其余運行良好。(2)爐溫均勻性大為提高,特別在爐口處由于密封性能大為改觀,爐口溫度與