臺(tái)車式鋼材退火爐密封系統(tǒng)優(yōu)化改造

李永月

（西寧特殊鋼股份有限公司鍛鋼分廠，青?！∥鲗帯?10005）

臺(tái)車式鋼材退火爐密封系統(tǒng)優(yōu)化改造

Sealing system optimization of car-type steel annealing furnace

李永月

（西寧特殊鋼股份有限公司鍛鋼分廠，青海西寧810005）

本文對(duì)臺(tái)車式鋼材退火爐的密封系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，并以退火爐為背景對(duì)臺(tái)車式退火爐臺(tái)車密封和爐門密封改造進(jìn)行了具體的探討，闡明了改造過程等。

臺(tái)車式；退火爐；臺(tái)車；爐門；密封；節(jié)能

退火爐主要用于大型碳鋼、合金鋼鋼材的退火；表面淬火件回火；焊件消除應(yīng)力退火、時(shí)效等熱處理工藝。加熱方式有電加熱、燃油、燃?xì)?、燃煤、熱風(fēng)循環(huán)。 退火爐是一種新型換熱設(shè)備。西鋼臺(tái)車式退火爐是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)節(jié)能型周期式作業(yè)爐，超節(jié)能結(jié)構(gòu)，采用纖維結(jié)構(gòu)，節(jié)電60%。產(chǎn)品特點(diǎn)：無噪聲、無環(huán)境污染、蓄熱性小、熱量流失少、控溫精度高、爐溫均勻性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單、采用PID編程設(shè)定，全自動(dòng)運(yùn)行；密封性好、壽命長(zhǎng)、安全可靠。

1　臺(tái)車式退火爐密封系統(tǒng)存在的問題

臺(tái)車式退火爐臺(tái)車密封結(jié)構(gòu)采用迷宮式密封，退火爐的臺(tái)車密封爐體兩側(cè)的兩道密封由四個(gè)汽缸作為壓緊力，在臺(tái)車的下部采用槽口朝下的半密封結(jié)構(gòu)，在爐體上設(shè)有槽口朝上的半密封槽，該半密封槽采用鉸鏈機(jī)構(gòu)，由汽缸在爐體外給與向下的壓力，使得該兩處的密封嚴(yán)絲合縫，起到密封的作用。如圖1所示，臺(tái)車體與爐體的密封主要依靠汽缸的壓緊力通過連桿的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。

臺(tái)車式退火爐爐門密封結(jié)構(gòu)采用壓緊式密封，退火爐的爐門密封由爐體兩側(cè)的四個(gè)汽缸作為壓緊力，如圖2所示，當(dāng)爐門開啟時(shí)，首先控制汽缸活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，通過連桿將爐門壓緊松開，通過爐門提升裝置向上提升開啟，當(dāng)爐門下降到位關(guān)閉時(shí)，控制汽缸活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，通過連桿將爐門壓緊，達(dá)到爐門與爐體耐材緊靠，實(shí)現(xiàn)密封作用。

圖1　改進(jìn)前的臺(tái)車密封壓緊機(jī)構(gòu)

以上方式可以實(shí)現(xiàn)臺(tái)車與爐體、爐門與爐體的密封效果，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，存在以下問題：

（1） 汽缸始終處于充氣保壓狀態(tài)，要求壓縮空氣長(zhǎng)期保供且氣壓恒定，一旦出現(xiàn)氣壓不足或下降，密封壓緊出現(xiàn)松懈，造成跑火，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致爐體外的元器件燒損，造成事故。

（2） 控制汽缸的原件較多，備件損壞頻繁，設(shè)備運(yùn)行成本增加。

圖2　改進(jìn)前的爐門密封壓緊機(jī)構(gòu)

（3）需要長(zhǎng)期提供壓縮空氣，能源費(fèi)用居高不下。

2　改造方案

經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的觀察、分析，并做了很多的模擬實(shí)驗(yàn)，最后針對(duì)退火爐存在的問題，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改造：

（1）將退火爐的臺(tái)車密封改為配重式壓緊機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)將原有爐體兩側(cè)的兩道密封4個(gè)汽缸全部更換為配重塊，如圖3所示，將原有的壓緊汽缸改為配重，經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)，通過增減配重塊的數(shù)量來調(diào)整爐體和臺(tái)車密封之間的壓緊力，選擇到合適的壓緊力，保證在臺(tái)車出入爐體時(shí)，一人能夠獨(dú)自將配重抬起，然后將臺(tái)車開出爐內(nèi)或開進(jìn)爐內(nèi)，防止?fàn)t體密封槽和臺(tái)車密封槽剮蹭，造成設(shè)備損壞。

圖3　改進(jìn)后的臺(tái)車密封壓緊機(jī)構(gòu)

（2）將爐門壓緊機(jī)構(gòu)改為爐門自重式壓緊機(jī)構(gòu)，如圖4所示，將原有汽缸壓緊裝置全部廢除，在爐門4個(gè)角的側(cè)面加裝導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿端部安裝推力軸承，軸承的外徑保證小于軌道槽的內(nèi)壁寬度，在原有的爐門上下滑動(dòng)的導(dǎo)向槽內(nèi)安裝斜的導(dǎo)向軌道，爐門在下降過程中通過斜導(dǎo)軌的作用下自動(dòng)貼緊爐門，在爐門上升開啟式，在斜導(dǎo)軌的作用下，爐門緩緩進(jìn)入原有的預(yù)定軌道，防止?fàn)t門在運(yùn)行過程中剮蹭爐門框，造成設(shè)備損壞。經(jīng)過多次試驗(yàn)，最終確定斜導(dǎo)軌與水平面的夾角為50°為最佳角度，在該夾角位置時(shí)，爐門導(dǎo)向桿與導(dǎo)向槽的摩擦力最小，爐門運(yùn)行比較平穩(wěn)。

圖4　改進(jìn)后的臺(tái)車密封軌道機(jī)構(gòu)（單側(cè)軌道示意圖）

經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)，先在一臺(tái)退火爐上進(jìn)行改造，論證完所有的結(jié)構(gòu)合理性之后，在其余的3臺(tái)退火爐逐步開展改造。

3　調(diào)試工作

上述改造工作完畢后，經(jīng)過簡(jiǎn)單的單體試車基本正常，接下來的實(shí)際運(yùn)行過程中，需要調(diào)整的方式為：

（1） 從控制系統(tǒng)中清除對(duì)所有汽缸的控制程序，切斷所有汽缸的壓縮空氣氣源。

（2）通過逐步的增加配重塊的數(shù)量，來增加臺(tái)車與爐體之間的密封壓緊力，但是也不能過多，數(shù)量過多，就會(huì)導(dǎo)致在臺(tái)車開啟過程中人員不能將密封槽抬起，導(dǎo)致兩個(gè)密封槽剮蹭，影響設(shè)備運(yùn)行。

（3）爐門在開啟過程中嚴(yán)密監(jiān)視導(dǎo)向桿軸承與導(dǎo)軌槽的摩擦力，保證運(yùn)行順暢。

4　結(jié)論

一臺(tái)退火爐改造完后經(jīng)過兩個(gè)月的運(yùn)行觀察，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)良好，沒有發(fā)生故障和炮火現(xiàn)象，此項(xiàng)改進(jìn)是切實(shí)可行的，不僅確保了退火爐的正常密封，保證不跑火和其導(dǎo)致的設(shè)備損壞，精簡(jiǎn)了自動(dòng)化控制程序，降低設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能的效果。完全滿足生產(chǎn)的要求，改造實(shí)施后的效果如下：

（1）退火爐臺(tái)車與爐體、爐門與爐體密封效果良好，沒有出現(xiàn)一起由于壓縮空氣失壓造成的炮火現(xiàn)象。

（2）大大減少了汽缸、電磁換向閥等備件費(fèi)用。

（3）減少壓縮空氣的使用量，就此項(xiàng)費(fèi)用，每臺(tái)退火爐每年降低能源費(fèi)用近9萬元。

（4）由于高頻次故障設(shè)備的改造，設(shè)備檢修維護(hù)費(fèi)用降低，每年節(jié)約人工費(fèi)約5萬元。

(R-03)

TQ323.5

1009-797X(2016)18-0072-03

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.18.020

李永月（1983-），男，本科，工程師，主要從事機(jī)械工程方面工作。

2016-07-25