加热炉新炉门设计

2014-08-29兰州兰石重型装备股份有限公司甘肃730050郑红果魏剑平

金属加工(热加工) 2014年7期

兰州兰石重型装备股份有限公司（甘肃 730050）郑红果魏剑平

为了满足生产，我公司对原66#加热炉进行了扩建改造。改造的总体思路是：炉膛高度向上增加1.5m，炉膛长度向后延长3m。这样必须加高加长炉体骨架，加长炉车，增加烧嘴数量，设计和制造新炉门，改造和增加一些相应管道线路等。由于改造后的炉体高为5.5m，长度为15m。受炉体上方空间限制，原来的提升式炉门已不能适用于改造后的66#炉。因此，我们自行设计了一种侧开式炉门。

1.工作原理

侧开式新炉门的主要工作原理为：当炉门关闭时，只要按动控制柜上的“关”按钮，炉门便由传动小车在主动轮和从动轮的牵动下移动炉门，当炉门移动至合适的关闭位置，按动气缸起动按钮，气缸头便伸出，紧紧顶死炉门上的卡爪，将炉门顶紧在门框板上以消除炉门与炉体的间隙，防止火焰冒出；当炉门开启时，按动气缸退出按钮，气缸头便缩回，炉门恢复自由垂直状态，按动控制柜上的“开”按钮，炉门便由传动小车在主动轮和从动轮的牵动下向侧面移动炉门。

2.主要结构

新炉门主要组成部分由炉门柱、传动组件、滚动小车、起重组件、炉门、轨道、气缸、缓冲结构、支撑工字钢、链条等组成。

（1）炉门柱新炉门柱主要由槽钢、连接板、支撑筋板、支撑槽钢等通过焊接连接在一起，通过地脚螺栓固定在地下，再用水泥浇注，使其牢牢地固定于炉门前，为了保证炉门柱在使用过程中不向侧面倾斜，在炉门柱与支撑工字钢之间焊接斜拉筋进行固定。

（2）传动组件这部分主要是通过电动机的正反转带动联轴器，从而通过主动轮带动从动轮牵引滚动小车来实现炉门的开起和闭合。

（3）滚动小车滚动小车通过4个滚轮提住炉门在轨道上行走，主要由滚轮、轴、轴承、轴承盖、工字钢、轴盖、档架等组成。其中滚轮和轴均选用强度较高且经过调质的硬质合金。这种采用滚动小车牵动炉门开起或闭合的方式操作简单，使用过程中出故障的几率较低，并且检修也很方便。

（4）起重组件由定位板、连接吊钩、起重吊链及大规格螺栓螺母组成的起吊结构（见图1）。

图1 最初设计的起重组件

经过一段时间的试用，发现其在开起或关闭的过程中摆动比较厉害，而且吊挂链条与滚动小车连接部位比较薄弱，故重新进行了整改，设计了如图2所示的起重组件。经使用证明这种结构很合理。

图2 整改后的起重组件

（5）炉门新炉门是在旧炉门的基础上进行加高，炉门板采用焊接的形式与旧炉门进行连接。原来旧炉门的门框板废弃，重新制作了一套新的门框板。新炉门还增设了气缸顶紧用4块通条的连接板，在炉门关闭的同时8个气缸接收到控制信号后，同时伸出的气缸头紧紧顶住连接板伸出炉门侧面的部位，将炉门顶紧在门框板上，完成炉门的关闭。

（6）轨道轨道是小车运行的路线导向，选择火车轻轨做轨道，其强度和硬度都能满足要求。轨道连接处采用专用连接组件进行连接。轨道采用自行设计并加工的连接用压板，并用螺栓将其焊接在支撑工字钢上的垫板之间进行联接。

（7）气缸选用型号为QGB-160X160-MF1的气缸，要求气缸头能伸出160mm的长度。设计的气缸头（见图3）与气缸伸出轴采用螺纹联接。因为考虑到气缸头与炉门顶紧时采用点接触，其受力比较好，因此，把气缸头端面设计成球面。

图3 气缸头

（8）缓冲结构缓冲结构是为了预防拉紧炉门的链条在炉门使用过程中出现故障，如链条突然拉断造成炉门瞬间跌落而特意设置的保护装置，在炉门跌落时起到缓冲作用。在平时运行过程中，其处于松弛状态。

（9）支撑工字钢支撑工字钢位于轨道下部，连接3个炉门柱，起到连接和支撑双层作用。

另外，为了防止在长期使用过程中，主动轮或从动轮的固定架与炉门柱两侧的固定板之间产生相对移动，从而导致链条松弛，故设计了调节装置以调节链条的松紧程度。为了保护气缸在使用过程中不受到其他物品的碰撞和炉门打开后炉内热气的烘烤，我们还特意设计了气缸保护罩。为了方便对炉门上部装置的维修，设置了安全踏步和防护栏。