台车式加热炉技术改造

杨平　杨佃平　尚加峄

摘  要：介绍了台车式加热炉节能技术改造的方案和效果。采用新型炉衬结构及密封系统对加热炉进行了改造，满足了加热炉工艺要求，解决了炉体保温和密封不严等难题，降低了能耗，提高产品合格率。

关键词：台车式加热炉;技术改造;密封系统

一、前言

棒材厂水压机车间现有台车式加热炉2台，其中5#加热炉规格为2.54*6.032m²，最高加热温度1000℃～1300℃，间歇式作业。主要用于碳钢、合金钢的锻前加热。该炉由于建造时间早，其燃烧系统和密封系统等技术落后，能源消耗高，进而影响工件的加热质量。为了达到优质、高产、低耗的目标，利用加热炉改造的机会，对加热炉关键部件进行技术改造，为生产提供有力技术保障。

二、 改造前加热炉存在的主要问题

（一） 燃烧系统不合理。

加热炉使用的供热燃料为焦炉煤气，煤气中含有焦油较多。在引入炉体之前煤气管道没有预热装置，经常出现烧嘴被焦油堵塞现象，煤气燃烧不充分，对周围环境造成极大的污染。原烧嘴煤气的外部连接管与烧嘴为一体，当烧嘴堵塞时无法拆除清理内部沉积的焦油，烧嘴只能做报废处理。增大了维修人员的工作量，也增加了备件成本费用。

（二）炉门碹及炉墙腐蚀严重。

炉门门碹和两侧浇注料要承受急冷急热的工作状况，有时在吊装钢锭偶尔也会冲撞炉口，所以门碹易出现裂纹和浇注料脱落。同时因使用焦炉煤气，燃料燃點较低，部分燃料及燃后粉尘随烟气流动，附着在炉墙上，冷却后引起炉墙耐火纤维外层表面板结，对炉墙耐火纤维形成表面拉力，引起炉墙表层开裂并造成大块脱落，缩短炉子的使用寿命，给正常生产带来严重影响。

（三）炉体的密封系统性能不好。

炉门是通过自重的方式压在炉口进行密封。炉门和两侧立柱边框在升降时直接接触，使用一段时间后就会出现炉门内侧纤维摩擦受损，失去密封功能。炉门与炉门口密封面之间有50mm左右的缝隙，高温炉气从缝隙中往外冒，直接烧蚀炉门柱和门碹。

由于台式加热炉的生产工艺特点，在进入工件锻造时台车需要多次进出，原台车侧密封采用的密封结构是单砂封结构。砂封刀在移动时槽内封砂产生区域堆积不均匀，造成刀片密封效果低。，导致密封效果急速降低冒火严重。原台车尾部密封方式是在炉后墙下部装有纤维托板，借助托板内的纤维和台车后边框相碰触实现后密封的功能，台车和炉体之间间隙过大。长时间密封不严增加煤气的消耗量，降低台车侧密封处的炉温均匀性，锻件的加热质量无法得到保证。

由于加热炉存在以上问题，导致周围环境污染和热效率低下。检修频繁，维修量大，使加热炉生产成本居高不下。

三、台车式加热炉技术改造方案

为了加强炉内导热、提高燃烧质量、合理运用新形耐火材料以减少炉子的各种热损失是提高加热炉热效率的最直接有效的途径。因此，我车间把改进燃烧系统、提高炉体耐材寿命和炉体密封性作为此次改造重点。

（一）燃烧系统的优化

在煤气连接管上增加了一个球阀和闸阀，有效的阻止管路内沉积的焦油进入烧嘴环流孔。烧嘴与管道连接处用法兰固定连接，这样方便拆卸清理烧嘴内部堵塞物，减少了煤气不完全燃烧，解决了由于煤气质量较差而造成烧嘴经常堵塞，降低煤气消耗和备件成本费用。

（二）炉墙及结构改造

考虑到炉门门碹和两侧浇注料工作条件恶劣，本次改造选用钢纤维浇注料整体浇注，浇注料内装有耐热钢制作的锚固件及锚固砖，保证了在一定温度下具有足够的坚固性。

在炉门立柱和炉体及门碹顶部的缝隙采用耐火捣打料进行填充找平，提高了炉门门框整体的强度和耐热性能。延长了炉门门框寿命，降低了吨钢耐火材料消耗。在炉内壁喷涂2～3mm厚度的高温辐射涂料，可加速高温烟气在炉内的热量释放。

（三）炉体密封

1、炉门与炉门边框的密封和炉门升将机构的优化。

在炉门的两侧装有导向轮和导向槽。在炉门上升或下降时，炉门沿着导向槽离开炉门口密封面50mm的距离，这样可以减少炉门内侧与炉门护板之间摩擦对耐火材料造成的磨损，并且保证炉门在升降过程中沿直线运行。

炉门压紧机构采用自重压紧装置和气缸水平压紧装置。使用时，炉门在自重作用下使导向轮移动至导向槽底部，炉门落在最底部时靠气缸的水平推力对炉门施以松开或压紧，这样可以使炉门与耐热护板贴合更紧密。此次改造炉门提升系统取消了两侧配砣及护栏，直接用卷扬机提升，减少了备件及备件费用。

2、台车结构及密封结构优化

将台车整体结构改为矩形，台车框架钢结构采用双层型钢复合焊接的双层车架预应力结构，台车边框板采用06Cr25Ni20不锈钢，很大程度提高了台车的强度和耐热性。

台车两侧密封采用双砂封结构。双砂封结构在单砂封结构的基础上增加了一层砂封结构。不仅在台车砂封槽内装有石英砂，炉体砂封刀内也装有石英砂。双层砂封结构的密封性增强。为了增加密封性能在台车和炉体之间缝隙加装了纤维垫塞。

台车尾部采用弹性纤维模块密封。该密封方式为将由耐火纤维模块和弹力机构组成密封块固定在炉体后墙上，依靠台车的动力和弹簧的弹力，使密封块压在台车尾部，有效地防止了高温烟气溢出和热辐射，保证了燃烧系统的正常稳定工作。

原台车没有限位装置。台车的进出均为人工操作，很容易造成炉体和台车的损坏。为此，在炉体尾部、台车的两侧加装了弹性限位装置，防止台车在开进炉膛内时过量冲撞炉体和台车本身，即保护设备，又减少维修量。

四、改造前后使用效果对比和经济分析

（一）使用效果

5#加热炉改造完投入生产运行，整个系统运行平稳各项技术指标达到了设计指标。炉门框架整体浇注料施工质量良好，无开裂剥落现象，大大延长了其使用寿命。炉体的保温效果大大提高。减轻了维修人员的劳动强度，保证了生产工艺的连续性，提高了锻件加热质量和产量。

（二）经济效益分析

改造前，炉门边框隔3个月需要更换浇注料每次浇注料成本费用为20*2000=40000元。每半年需要更换台车边框和砂封铸件，费用约10万元。改造后炉门边框和台车使用周期延长为一年，可节省18万余元;同时新的压紧机构、台车和炉尾的密封结构的改进减轻了冒火现象，提高了煤气利用率，以每年加热5000t锻件，每吨节约煤气消耗2GJ计算，可节省煤气费用38.4万元，综合年降成本52.4万元。

通过对台车式加热炉的改造，优化了炉子的密封系统，提高了炉子的热能利用率，煤耗明显下降，延长使用寿命。