臺車式加熱爐技術改造

楊平　楊佃平　尚加嶧

摘? 要：介紹了臺車式加熱爐節(jié)能技術改造的方案和效果。采用新型爐襯結構及密封系統(tǒng)對加熱爐進行了改造，滿足了加熱爐工藝要求，解決了爐體保溫和密封不嚴等難題，降低了能耗，提高產品合格率。

關鍵詞：臺車式加熱爐;技術改造;密封系統(tǒng)

一、前言

棒材廠水壓機車間現(xiàn)有臺車式加熱爐2臺，其中5#加熱爐規(guī)格為2.54*6.032m2，最高加熱溫度1000℃～1300℃，間歇式作業(yè)。主要用于碳鋼、合金鋼的鍛前加熱。該爐由于建造時間早，其燃燒系統(tǒng)和密封系統(tǒng)等技術落后，能源消耗高，進而影響工件的加熱質量。為了達到優(yōu)質、高產、低耗的目標，利用加熱爐改造的機會，對加熱爐關鍵部件進行技術改造，為生產提供有力技術保障。

二、 改造前加熱爐存在的主要問題

（一） 燃燒系統(tǒng)不合理。

加熱爐使用的供熱燃料為焦爐煤氣，煤氣中含有焦油較多。在引入爐體之前煤氣管道沒有預熱裝置，經常出現(xiàn)燒嘴被焦油堵塞現(xiàn)象，煤氣燃燒不充分，對周圍環(huán)境造成極大的污染。原燒嘴煤氣的外部連接管與燒嘴為一體，當燒嘴堵塞時無法拆除清理內部沉積的焦油，燒嘴只能做報廢處理。增大了維修人員的工作量，也增加了備件成本費用。

（二）爐門碹及爐墻腐蝕嚴重。

爐門門碹和兩側澆注料要承受急冷急熱的工作狀況，有時在吊裝鋼錠偶爾也會沖撞爐口，所以門碹易出現(xiàn)裂紋和澆注料脫落。同時因使用焦爐煤氣，燃料燃點較低，部分燃料及燃后粉塵隨煙氣流動，附著在爐墻上，冷卻后引起爐墻耐火纖維外層表面板結，對爐墻耐火纖維形成表面拉力，引起爐墻表層開裂并造成大塊脫落，縮短爐子的使用壽命，給正常生產帶來嚴重影響。

（三）爐體的密封系統(tǒng)性能不好。

爐門是通過自重的方式壓在爐口進行密封。爐門和兩側立柱邊框在升降時直接接觸，使用一段時間后就會出現(xiàn)爐門內側纖維摩擦受損，失去密封功能。爐門與爐門口密封面之間有50mm左右的縫隙，高溫爐氣從縫隙中往外冒，直接燒蝕爐門柱和門碹。

由于臺式加熱爐的生產工藝特點，在進入工件鍛造時臺車需要多次進出，原臺車側密封采用的密封結構是單砂封結構。砂封刀在移動時槽內封砂產生區(qū)域堆積不均勻，造成刀片密封效果低。，導致密封效果急速降低冒火嚴重。原臺車尾部密封方式是在爐后墻下部裝有纖維托板，借助托板內的纖維和臺車后邊框相碰觸實現(xiàn)后密封的功能，臺車和爐體之間間隙過大。長時間密封不嚴增加煤氣的消耗量，降低臺車側密封處的爐溫均勻性，鍛件的加熱質量無法得到保證。

由于加熱爐存在以上問題，導致周圍環(huán)境污染和熱效率低下。檢修頻繁，維修量大，使加熱爐生產成本居高不下。

三、臺車式加熱爐技術改造方案

為了加強爐內導熱、提高燃燒質量、合理運用新形耐火材料以減少爐子的各種熱損失是提高加熱爐熱效率的最直接有效的途徑。因此，我車間把改進燃燒系統(tǒng)、提高爐體耐材壽命和爐體密封性作為此次改造重點。

（一）燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化

在煤氣連接管上增加了一個球閥和閘閥，有效的阻止管路內沉積的焦油進入燒嘴環(huán)流孔。燒嘴與管道連接處用法蘭固定連接，這樣方便拆卸清理燒嘴內部堵塞物，減少了煤氣不完全燃燒，解決了由于煤氣質量較差而造成燒嘴經常堵塞，降低煤氣消耗和備件成本費用。

（二）爐墻及結構改造

考慮到爐門門碹和兩側澆注料工作條件惡劣，本次改造選用鋼纖維澆注料整體澆注，澆注料內裝有耐熱鋼制作的錨固件及錨固磚，保證了在一定溫度下具有足夠的堅固性。

在爐門立柱和爐體及門碹頂部的縫隙采用耐火搗打料進行填充找平，提高了爐門門框整體的強度和耐熱性能。延長了爐門門框壽命，降低了噸鋼耐火材料消耗。在爐內壁噴涂2～3mm厚度的高溫輻射涂料，可加速高溫煙氣在爐內的熱量釋放。

（三）爐體密封

1、爐門與爐門邊框的密封和爐門升將機構的優(yōu)化。

在爐門的兩側裝有導向輪和導向槽。在爐門上升或下降時，爐門沿著導向槽離開爐門口密封面50mm的距離，這樣可以減少爐門內側與爐門護板之間摩擦對耐火材料造成的磨損，并且保證爐門在升降過程中沿直線運行。

爐門壓緊機構采用自重壓緊裝置和氣缸水平壓緊裝置。使用時，爐門在自重作用下使導向輪移動至導向槽底部，爐門落在最底部時靠氣缸的水平推力對爐門施以松開或壓緊，這樣可以使爐門與耐熱護板貼合更緊密。此次改造爐門提升系統(tǒng)取消了兩側配砣及護欄，直接用卷揚機提升，減少了備件及備件費用。

2、臺車結構及密封結構優(yōu)化

將臺車整體結構改為矩形，臺車框架鋼結構采用雙層型鋼復合焊接的雙層車架預應力結構，臺車邊框板采用06Cr25Ni20不銹鋼，很大程度提高了臺車的強度和耐熱性。

臺車兩側密封采用雙砂封結構。雙砂封結構在單砂封結構的基礎上增加了一層砂封結構。不僅在臺車砂封槽內裝有石英砂，爐體砂封刀內也裝有石英砂。雙層砂封結構的密封性增強。為了增加密封性能在臺車和爐體之間縫隙加裝了纖維墊塞。

臺車尾部采用彈性纖維模塊密封。該密封方式為將由耐火纖維模塊和彈力機構組成密封塊固定在爐體后墻上，依靠臺車的動力和彈簧的彈力，使密封塊壓在臺車尾部，有效地防止了高溫煙氣溢出和熱輻射，保證了燃燒系統(tǒng)的正常穩(wěn)定工作。

原臺車沒有限位裝置。臺車的進出均為人工操作，很容易造成爐體和臺車的損壞。為此，在爐體尾部、臺車的兩側加裝了彈性限位裝置，防止臺車在開進爐膛內時過量沖撞爐體和臺車本身，即保護設備，又減少維修量。

四、改造前后使用效果對比和經濟分析

（一）使用效果

5#加熱爐改造完投入生產運行，整個系統(tǒng)運行平穩(wěn)各項技術指標達到了設計指標。爐門框架整體澆注料施工質量良好，無開裂剝落現(xiàn)象，大大延長了其使用壽命。爐體的保溫效果大大提高。減輕了維修人員的勞動強度，保證了生產工藝的連續(xù)性，提高了鍛件加熱質量和產量。

（二）經濟效益分析

改造前，爐門邊框隔3個月需要更換澆注料每次澆注料成本費用為20*2000=40000元。每半年需要更換臺車邊框和砂封鑄件，費用約10萬元。改造后爐門邊框和臺車使用周期延長為一年，可節(jié)省18萬余元;同時新的壓緊機構、臺車和爐尾的密封結構的改進減輕了冒火現(xiàn)象，提高了煤氣利用率，以每年加熱5000t鍛件，每噸節(jié)約煤氣消耗2GJ計算，可節(jié)省煤氣費用38.4萬元，綜合年降成本52.4萬元。

通過對臺車式加熱爐的改造，優(yōu)化了爐子的密封系統(tǒng)，提高了爐子的熱能利用率，煤耗明顯下降，延長使用壽命。