连续式燃气退火炉设备改进

摘要：连续式燃气退火炉作为我公司去应力退火设备，在实际生产中严重影响了产品质量和劳动生产率。为适应现代化大生产的需求，经公司研究决定对退火炉进行设备改进和维修，以进一步提升产品质量和效率。

关键词：燃气;退火炉;维修;改进

1 引言

我们企业燃气加热退火炉本着自动化、节能化的方向进行设计与改造，炉衬采用节能型全纤维双层结构，全密封炉体。采用液压油缸拉料机与推料机实现台车在炉体内的循环。各介质压力自控、炉压自控、燃烧自控。配置自动/手动两套可切换操作系统，能耗低，稳定性高。

燃气加热退火炉主管路设有气体流量计，气体过滤器，调压稳压阀，并设有天然气总管快速切断装置及安全放散设施等，综合考虑单炉燃气计量及安全保护等设施。设置换热器以增加空气的预热温度及提高余热利用率，设置炉压自控设施以保证炉温均匀性及炉子工作寿命。在炉膛内安装炉压测量装置，在烟管上安装电动调节烟气闸板及喷流引射装置，使炉压保持在微正压状态。 燃烧控制为四区控制，以保证炉温均匀性。 炉门采用电动升降式并自重压紧密封。炉体为型钢框架及钢板炉壳焊接结构，炉墙底部炉衬为耐火浇注料，炉墙及炉顶为纤维炉衬。该连续式退火炉通过各加热区的温度和保温时间的严格控制，从而达到使工件退火的目的。

2 设备目前概况

我公司的D618系列气缸体、P12/P13曲轴箱等产品在铸造落砂后需使用连续式燃气退火炉进行去应力退火处理。退火炉的分区及平面布置情况见图1。

连续式燃气退火炉设备根据功能的不同，划分为退火炉、随炉冷却室、缓冷室、强冷室等几部分。设备采用连续通过式结构，炉衬采用节能型全纤维双层结构，紧靠炉壁为50mm保温棉压缩毡，外层200mm硅酸铝真空预压缩折叠块，采用专用不锈钢铆固件固定在炉壁上，铆固件与炉壁无热短路。为防止炉内高速循环气流对炉衬的吹刷，在炉衬表面喷一层高温固化剂。为使炉膛内温度均匀，退火炉每个温区均设有一套热风循环系统，使用热循环风机通过循环风道。

整个炉膛由120个台车组成，并使用液压油缸拉料机、液压油缸推料机实现台车在炉体内的循环。操作者使用铸件机械手将退火件置于台车上转运，退火后的零部件卸下即可。

3 设备存在的问题

设备在实际运行过程中存在的问题：生产效率低下，缺少刮砂装置，退火炉风罩固定不可靠，需要人工定期进行台车托盘清理。清理120个台车需要人工不间断的工作六个小时以上，造成极大的工时浪费，人工操作也不方便。退火炉风罩固定不良导致的脱落造成设备故障停机，维修工作需要将台上托盘清出，并将退火炉从500℃通过外接风机冷却彻底，才能进行修理，需要等待1～2天的时间。产品产量和质量得不到有效保证，影响设备的正常运行。其主要原因如下：

3.1 缺少刮砂装置

退火件通过推料机、拉料机实现换向及循环。经悬链输送装置，传送到退火炉入口，机械手夹持铸件放置在退火炉台车上进入退火炉炉体内。经悬链装置输送来的铸件，由于温度较高，其表面和内腔上仍然粘附一定量的芯砂、型砂，随着台车的循环，粘附的芯砂、型砂不断下落到台车上。台车本身并没有清除积砂的功能，因而导致台车上的积砂越来越多，这给设备运转带来极大的困扰。

3.2 退火炉风罩固定不可靠

由于退火炉风罩为固定方式，焊接的固定部件长时间在高温下工作，在振动下出现开焊、容易变形和脱落等缺陷。在高速循环气流的冲击下，燃烧器火焰容易被吹熄，也容易点火失败。更为严重的是风罩固定装置失效易掉落到下面的台车上，砸伤铸件或台车，对设备正常运行造成极大的隐患，引起设备故障。

4 设备的改进

4.1 增加刮砂装置

在铸件的上料前位置增加刮砂装置。采用直线运动机构带动清扫刮板对台车的表面积砂进行清除。刮砂机构设计为框架式结构，主体采用焊接连接，刮板安装在台架上。横向导轨用槽钢焊接而成，主体采用链条传动以适应粉尘较多的工作环境，刮砂动力由一台电机提供。

因退火炉台车上有铸件支架，不能沿台车运行轨道方向清扫，确定为垂直于轨道方向清扫的方案设计，并使用三段刮板对台车表面实现覆盖，以提高刮砂质量，保证台车清扫效果。

刮板采用钢板焊接到角钢上，刮板支架采用方钢焊接成框架结构，以减轻刮板台架自重。台架上方对称安装四个导向轮以实现刮板台架的导向及牵引链条的连接。根据退火炉工作环境，为避免粉尘对设备造成的故障并降低停机次数，使用了传动抗噪性能好的链条进行传动，降低了成本。为保证刮板正常运行，设计利用定位油缸，位置传感器，编程实现清扫装置，避免了人工清扫，实现了清扫的自动化。

改进安装后的生产现场如图2所示。经调试，设备可通过自动运行的PLC程序控制电机运转，进而实现台车托盘的清扫。既解决了托盘清扫的难题，保证了台车在退火炉中的正常运转，又实现了设备运行监控、报警信息的整合。

4.2 加固燃烧器风罩

面对退火炉高温实际，材料的选用与结构的可靠性受到考验，原燃烧器风罩存在缺陷为风罩开孔过于密集，孔间连接尺寸过小，高温易变形，长时间工作出现连接失效而导致设备故障;停产维修、生产运行的转换使材料冷热不均导致风罩出现裂纹。为避免上述缺陷，需要改善风罩的开孔方式。

改进时，将原先多而密的小孔改进为大孔，适当增加孔间距，提高了风罩的耐高温强度。使得材料不因高温而导致变形，且不影响风罩的正常功能。利用U型钢板确保燃烧器风罩可靠固定，U型钢板下部不与风罩直接接触，两侧与风罩焊接在一起，保证连接的可靠性，实现妥善固定。

实际运行后，再无故障发生。停机频率大大降低，生产延误、工时浪费状况得到显著改善，设备运行的可靠性得到大幅度提升。

通过增加刮砂装置，实现了铸件台车托盘的自动清扫，避免台车积砂现象，保证了设备顺利运行。改进风罩固定装置，确保了燃烧器风罩的可靠固定与安全生产。同时，由原来的人工清扫改为机器清扫，不仅提高了清扫效率和效果，還大大降低了人工成本，保障了公司生产的有序顺利进行，取得了可观的经济效益。

5 结语

由此可见，设备上细微结构的改变，对于整个设备运行系统都能产生一定的影响。在进行各项设备改进前，一定要综合考虑，促进设备的优化。

参考文献

[1] ND-11退火炉随机资料

[2] 机械设计手册，第五版，化学工业出版社，2008年4月，成大先主编

作者简介：王德合（1967，4）男，汉族，山东省潍坊市，本科，高级讲师，研究方向：职业教育。