罩式爐
罩式爐，是爐體為一罩子，或爐底不動(dòng)，爐罩移動(dòng)，或爐罩不動(dòng)，爐底移動(dòng)的熱處理爐。用于工件成批熱處理加熱。
簡(jiǎn)介
傳統(tǒng)罩式爐用氮?dú)浠旌蠚怏w作為保護(hù)介質(zhì)，氫氣相對(duì)于氮?dú)饩哂袑?dǎo)熱性好，密度小、動(dòng)力粘度小、還原性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸代替了氮?dú)浠旌蠚怏w作為保護(hù)氣體。同時(shí)，它對(duì)罩式爐安全控制提出了更加嚴(yán)格的要求。
首先，保護(hù)罩和爐臺(tái)的金屬外殼全部經(jīng)過X射線探傷，嚴(yán)格保證各設(shè)備加工質(zhì)量。其次，在退火周期開始時(shí)，對(duì)所有儀表、開關(guān)位置進(jìn)行檢查，使他們置于正確的設(shè)定位置。將內(nèi)罩扣在準(zhǔn)備好的爐臺(tái)上后，進(jìn)行氫氣入口閥門的泄漏檢測(cè)，然后進(jìn)行爐臺(tái)空間泄露測(cè)試，以確保爐臺(tái)、內(nèi)罩系統(tǒng)完全密封，同時(shí)還對(duì)煤氣主開閉器、氫氣主開閉器各進(jìn)行一次嚴(yán)密性實(shí)驗(yàn)。泄露測(cè)試合格后，用氮?dú)鈱?duì)爐內(nèi)空間進(jìn)行吹掃。氮?dú)獯祾弑仨殱M足3個(gè)條件才能結(jié)束，一定氮?dú)獯祾吡?，最小的氮?dú)獯祾邥r(shí)間：氧化含量小于1%。
罩式爐多用于冶金行業(yè)的鋼絲、鋼管、銅帶、銅線以及硅鋼片等的退火處理。其中銅帶主要適用于黃銅帶、青銅帶、異型銅帶、紫銅帶等材料的熱處理。
組成
它有圓形和長(zhǎng)方形結(jié)構(gòu)。臺(tái)車爐由外罩及底座組成，罩殼由鋼板及型鋼焊接而成，內(nèi)部為爐襯，加熱裝置（電熱元件或燃?xì)鉄欤┎贾迷跔t膛周圍墻壁上。爐臺(tái)上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)向立柱，便于罩殼安裝，根據(jù)熱處理工藝要求不同可通過不同氣氛進(jìn)行保護(hù)。一般罩式爐加熱罩、冷卻罩、爐臺(tái)、內(nèi)罩及相應(yīng)冷卻、抽空系統(tǒng)組成。為提高產(chǎn)品質(zhì)量和縮短退火周期，內(nèi)罩與爐臺(tái)數(shù)量相同，加熱罩一般為爐臺(tái)數(shù)量的一半多1個(gè)，冷卻罩為爐臺(tái)數(shù)量一半左右。罩式爐裝爐量大，爐溫均勻性要求高，設(shè)置強(qiáng)制對(duì)流風(fēng)扇，進(jìn)行爐氣循環(huán)。
控制系統(tǒng)現(xiàn)狀
罩式爐的控制系統(tǒng)主要在安全控制和系統(tǒng)控制兩個(gè)方面得到了發(fā)展。
一、安全控制
傳統(tǒng)罩式爐用氮?dú)浠旌蠚怏w作為保護(hù)介質(zhì)，氫氣相對(duì)于氮?dú)饩哂袑?dǎo)熱性好、密度小、動(dòng)力粘度小、還原性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，逐漸代替了傳統(tǒng)氮?dú)浠旌蠚怏w作為保護(hù)氣體。同時(shí)，它對(duì)罩式爐安全控制提出了更加嚴(yán)格的要求。首先，保護(hù)罩和爐臺(tái)的金屬外殼全部經(jīng)過x射線探傷，嚴(yán)格保證各設(shè)備加工質(zhì)量。其次，在退火周期開始時(shí)，對(duì)所有的儀表、開關(guān)位置進(jìn)行檢查，使它們置于正確的設(shè)定位置。將內(nèi)罩扣在準(zhǔn)備好的爐臺(tái)上后，進(jìn)行氫氣人口閥門的泄漏檢測(cè)，然后進(jìn)行爐臺(tái)空間泄漏測(cè)試，以確保爐臺(tái)、內(nèi)罩系統(tǒng)完全密封；同時(shí)還對(duì)煤氣主開閉器、氫氣主開閉器各進(jìn)行一次嚴(yán)密性試驗(yàn)。泄漏測(cè)試合格后，用氮?dú)鈱?duì)爐內(nèi)空間進(jìn)行吹掃。氮?dú)獯祾弑仨殱M足3個(gè)條件才能結(jié)束：一定的氮?dú)獯祾吡?；最小的氮?dú)獯祾邥r(shí)間；氧氣含量小于1%。此外，還有安全連鎖保障。當(dāng)氫氣過壓時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)打開出口閥降壓。為了避免產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào)，每次吹掃前，氧探頭必須對(duì)空氣中氧含量進(jìn)行測(cè)量并記錄。當(dāng)氫氣壓力不足或氫氣中氧氣含量超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)緊急氮?dú)馇逑??？刂葡到y(tǒng)同時(shí)還裝有手動(dòng)緊急清洗按鈕。
二、系統(tǒng)控制
隨著控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，罩式爐系統(tǒng)控制經(jīng)歷了計(jì)算機(jī)監(jiān)視、設(shè)定值控制、直接數(shù)字控制到目前普遍采用的集散式控制系統(tǒng)，現(xiàn)在正在向全面整合、全數(shù)字化解決方案發(fā)展。
煤氣罩式爐主要結(jié)構(gòu)
1 、爐臺(tái)
罩式爐爐臺(tái)是承載工料加熱及支撐爐罩的平臺(tái)。爐臺(tái)底面采用復(fù)合耐火材料構(gòu)成。工作面采用高抗震耐磨澆注預(yù)制塊，耐壓大、耐沖擊、使用壽命 長(zhǎng)，更換方便。爐臺(tái)側(cè)墻由鋼結(jié)構(gòu)和耐火 材料組成。鋼結(jié)構(gòu)包括立柱、爐墻外鋼板、燒嘴安裝板、 砂封槽及爐臺(tái)密封板等。爐子對(duì)角線爐臺(tái)外側(cè)設(shè)有一對(duì)定位導(dǎo)向柱。導(dǎo)向柱底部固結(jié)在基礎(chǔ)上。
爐罩由吊桿、導(dǎo)向環(huán)、鋼結(jié)構(gòu)及內(nèi)襯組成。吊桿安 裝在爐罩頂部，與起吊行車的吊鉤配套，且具備自動(dòng)吊 掛、自動(dòng)脫鉤功能，以方便操作。導(dǎo)向環(huán)設(shè)在爐罩上與導(dǎo)向柱對(duì)應(yīng)。落罩時(shí)導(dǎo)向環(huán)與導(dǎo)向柱結(jié)合以保證爐罩準(zhǔn)確定位，起罩時(shí)對(duì)爐罩進(jìn)行保護(hù)。鋼結(jié)構(gòu)采用特殊的支撐梁框架結(jié)構(gòu)，保證爐罩足夠的剛性及整體穩(wěn)定性?？紤]到人型爐罩隨溫度變化膨脹收縮的特點(diǎn)，其鋼結(jié)構(gòu)具有伸縮功能，防止?fàn)t罩變形。爐罩襯里由纖維模塊和平鋪纖維毯構(gòu)成，纖維模塊通過錨固件穿孔焊接在爐罩鋼殼上以防止脫落，且保溫性能及抗 熱震性能效果良好。爐罩下部四周的耐熱密封刀通過螺栓固定。
3、密封結(jié)構(gòu)
合理有效的密封結(jié)構(gòu)對(duì)爐子氣密性及溫度均勻性相當(dāng)重要。
4、管路系統(tǒng)及安全防護(hù)設(shè)備
煤氣管路設(shè)有手動(dòng)切斷、自動(dòng)切斷、壓力檢測(cè)和流量積算、放散和排污系統(tǒng)等?？諝夤苈飞显O(shè)有自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門、流量檢測(cè)裝置、壓力檢測(cè)裝置。總管路上設(shè)自動(dòng)放散閥，有利于改善風(fēng)機(jī)特性曲線，使風(fēng)機(jī)保持恒壓， 工作在性能穩(wěn)定的區(qū)域。煤氣和空氣每區(qū)支管配有流量檢測(cè)和調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髁康木_控制，保證精確空燃比和充分燃燒。 煤氣管路閥間、最高點(diǎn)、末端等處均設(shè)有手動(dòng)放散 閥?？諝舛祟^裝有帶護(hù)罩的安全泄爆裝置，同時(shí)管路系 統(tǒng)具備在煤氣欠壓和風(fēng)機(jī)故障時(shí)，自動(dòng)報(bào)警并關(guān)閉氣源等功能，以確保安全生產(chǎn)。
5、燃燒系統(tǒng)
混合煤氣具有熱值低且不宜穩(wěn)定燃燒的特點(diǎn)，因此選擇合理的燃燒系統(tǒng)是關(guān)鍵。燃燒器選擇了適應(yīng)性和穩(wěn)定性較高的亞高速燒嘴，且進(jìn)行合理的改進(jìn)和試驗(yàn)，解決了混合煤氣燃燒時(shí)脫火、熄火等不能穩(wěn)定燃燒的問題。為實(shí)現(xiàn)可靠的點(diǎn)火、火焰檢測(cè)和安全供氣， 增設(shè)了特殊的點(diǎn)火器、火焰檢測(cè)和嘴前煤氣切斷系統(tǒng)， 增加了燃燒系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，為爐子的穩(wěn)定供熱提供了保證。
優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)勢(shì)
(1)維護(hù)運(yùn)行成本低。臺(tái)車爐有爐門及升降機(jī)構(gòu)、 爐車及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、密封及驅(qū)動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，日常維護(hù)工作量大。而罩式爐基本無傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn) 單，維護(hù)、檢修等工作量較小，維護(hù)成本較低。
(2)施工周期短、總造價(jià)低。罩式爐整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 外購(gòu)件、機(jī)加工件少，故制造和施工簡(jiǎn)單、周期短，造 價(jià)低，投產(chǎn)快。
(3)高效、節(jié)能。罩式爐爐罩可以移動(dòng)，有條件的 地方町以做到一罩兩臺(tái)，因而使用罩式爐產(chǎn)量大、效率高，能耗低。罩式爐與臺(tái)車爐相比氣密性能良好，基本 上切斷了爐子內(nèi)外的氣流交換，相同規(guī)格的罩式爐比臺(tái)車爐散熱損失要小，更節(jié)能。
不足
(1)罩式爐“占用”車間面積較大。爐臺(tái)和爐罩需布置在車間同一跨內(nèi)，因此爐臺(tái)和爐罩都占用車間的主跨面積。而臺(tái)車爐可布置在車間的邊跨(副跨)，只有裝爐和出爐時(shí)才占用主跨。因此可以認(rèn)為罩式爐比臺(tái)車式爐占用車間面積大，但這個(gè)缺點(diǎn)可以通過工藝調(diào)整或采用移動(dòng)罩來彌補(bǔ)。
(2)擠占車間內(nèi)行車部分使用時(shí)間。一般爐罩利用行車實(shí)現(xiàn)起罩和落罩。如車間內(nèi)罩式爐臺(tái)數(shù)較多，使用
行車的次數(shù)也就相應(yīng)增多，必然擠占車間的行車使用時(shí)間，其至需要再增加行車臺(tái)數(shù)。
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