对球墨铸管退火炉设备的研究

陈相儒

（新兴河北工程技术有限公司，河北 邯郸 056201）

球墨铸管热处理的使用目的是获取铁素体中所含有的基体组织，需要在高温之下以及在低温下经过石墨化退火之后才可以达到使用要求的性能标准。球墨铸管退火炉是热处理中的关键设备，影响了材料后续的使用效果，因此需要保障球墨铸管退火炉的使用质量，才能够真正提升热处理的效果。但是球墨铸管退火炉在使用过程中经常出现退火质量低的问题，并且需要消耗大量的热能，不符合我国可持续发展的政策。因此，应当对球墨铸管退火炉设备进行适当的局部改造，保障热处理的效果。

1 球墨铸管退火炉主要结构阐述

球墨铸管退火炉所负责的是对铸管进行退火处理，进而提升铁铸管的强度，属于一种常见的工艺处理设备［1］。球墨铸管退火炉可以被分为八段，具体包括加热、保温、急冷和缓冷四个阶段，每一个阶段都分为一段和二段。球墨铸管退火炉的设计能力为每个小时22t，最大值可以达到每小时30t，球墨铸管退火炉的炉底产量为45kg/h·m2到80kg/h·m2。球墨铸管退火炉每一段的温度都不同，从保温一段到最后的缓冷二段温度分别为，930℃到950℃、950℃到970℃、、800℃到820℃、770℃到790℃、730℃到750℃、700℃到720℃。

2 球墨铸管退火炉存在的问题

球墨铸管退火炉在急冷段这一工作程序中，热量的来源主要为高温铁铸管所带来的辐射作用或者上一段所产生的热废弃对流［2］。球墨铸管退火炉在急冷段主要使用水冷的方式进行冷却，需要在这一段的区域放置30根左右的无缝管，并将其分为上排和下排，在水冷梁的下部放置6组到9组的遮蔽板。当球墨铸管退火炉正常运行的时候，通过及时调整遮蔽板的放置角度以及循环的水量，达到利用循环水完成退热的处理。当球墨铸管退火炉运行时间过长的时候，水冷管的内部会开始出现水垢，导致冷却的水量减少，进而无法完全带走材料的热量，使得球墨铸管退火炉的急冷段不能达到退热标准，最终影响了铁铸管的质量和强度。因此，为了避免这一问题的出现，工作人员会在其中加入组织水垢生成或者除去水垢的药剂，但是这一种办法所需要的时间较久，无法在短时内解决这一问题，并且解决的效果并不明显［3］。从长远的角度来看，应当在球墨铸管退火炉的检修过程中将里面的冷却水梁进行更换，并在这些循环水之中添加阻止水垢生产的药剂，满足工作过程中的需求。考虑到铸管生产线养护及冬季采暖蒸汽的需要，目前靠厂内竖炉蒸汽不能满足需要，需厂内发电供应蒸汽，这样会导致发电最减少，考虑到能源充分利用原则，所以将急冷段水冷改为汽化冷却。

3 球墨铸管退火炉的改进方案

应当将球墨铸管退火炉中急冷段窑体的上部分进行改动，在遮蔽板下方的部位则不需要改动。在急冷一段和急冷二段都放置无缝钢管，让钢管以一高一低的状态摆放，两端相差的距离需要在200mm到400之间，两端分别和汽包下水管进行连接，另一端则和汽包上水管进行连接。在上下水管两处都设置一定的排污管道以及阀门［4］。汽包的操作位置需要和汽包较近，并在汽包水位进行监控，如高水位报警、低水位报警、双色水位计以及电接点等。当球墨铸管退火炉在准备生产的时候，应该先将高压软水管道打开，通过软水站将高压软水输送到汽包内，之后软水通过下降管、汽化冷却进水管、急冷一段、急冷二段，在球墨铸管退火炉生产时就会产生一定的热废气，这些热废气可以在热辐射的作用下放出热量。负责值班的工作人员应当根据各项监控手段对高压软水管道进行控制，在实际的运行过程中，每一班都需要使用下降管和上升管进行排污，避免水垢的生成［5］。

4 结语

经过对球墨铸管退火炉进行改造，发现球墨铸管退火炉的退火质量得到了明显的提升，其渗碳体含量可以达到小于或者等于1%，对于小口径的管子而言，铁素体量可达到90%。珠光体量可以达到10%。对于大口径的管子来讲，铁素体量可以达到88%，珠光体量为12%，力学性能则为420MPa、300MPa。球墨铸管退火炉在经过改进之后不仅退火的质量有所提升，同时还可以避免在经过退火处理之后出现管子变形的问题。从经济效益角度来看，球墨铸管退火炉所产的蒸汽能量可以充分满足铸管的养生需求以及其他用户的需求，进而代替其他所需要的锅炉，能够明显降低能源损耗量，控制球墨铸管退火炉的运行设备，对于企业经济效益的提升有较好的促进效果。