三、台车式炉
(一)用途
台车式炉又称车底式炉。适用于单件小批生产的各种钢锭、钢坯的锻前加热或锻件热处理加热。由于炉底可以进出炉内,便于装出料。台车式炉多与液压机配用。其基本特点如下:
(1)属于间歇作业的周期式炉,但作业周期远长于室式炉。
表9-2-5 蓄热式室式加热炉技术参数[重庆沃克斯科技股份有限公司制造(以下简称重庆沃克斯公司)]
注:采用耐火纤维炉衬。
(2)炉底为一可移动的台车。加热前,台车在炉外装料,被加热件放在专用垫铁上,垫铁高度一般为250~400mm。装完料,由牵引机构将台车拉入炉内加热。加热后,再由牵引机构将台车拉出炉外卸料。
(3)台车式炉炉内温度压头(炉温与被加热件表面温度之差)不大,因而加热速度慢。此外,台车砂封不易严密,台车出炉时热损失大,因而炉子热效率较低,一般只有15%左右。但用耐火纤维作炉衬,并自动控制的热处理炉,热效率可达40%左右。
(二)性能参数
台车式炉规定的炉温依钢材加热温度而定,一般比钢材加热温度高20~50℃。烧嘴能量根据炉子最大燃料消耗量确定:对于加热炉,烧嘴总能量应为最大燃料消耗量的1.2~1.3倍;对于热处理炉,应为最大燃料消耗量的1.1~1.2倍。
常见台车式加热炉如图9-2-6,热处理炉见图9-2-7、图9-2-8所示,主要性能参数见表9-2-6~表9-2-9。
(三)结构
燃煤台车式炉视其大小燃烧室布置不一样:或在炉子一侧布置一个或两个燃烧室,或在炉子两侧的四角各布置一个燃烧室,采用下排烟结构,如图9-2-7所示。
图9-2-6 台车式加热炉
1—炉架 2—上排烧嘴 3—炉膛 4—下排烧嘴 5—炉门 6—台车 7—基础 8—烟道 9—烟道闸板 10—排烟口
图9-2-7 燃煤台车式热处理炉
1—炉架 2—燃烧室 3—炉门 4—水平往复炉排 5—基础 6—烟道 7—台车 8—炉膛
图9-2-8 燃气台车式热处理炉
1—烧嘴 2—垫铁 3—炉架 4—炉膛 5—炉门 6—台车 7—驱动机构 8—排烟口
表9-2-6 燃煤气台车式加热炉技术参数
表9-2-7 燃天然气台车式加热炉技术参数
表9-2-8 燃油台车式热处理炉技术参数
表9-2-9 燃天然气台车式热处理炉技术参数
(续)
注:采用耐火纤维作炉衬。
表9-2-10 台车式炉上、下排烧嘴供热分配参考
注:上、下供热比例可根据装料情况调整。
燃烧热脏煤气的台车式炉采用分散供热、分散排烟的原则布置烧嘴和排烟口,见图9-2-6。台车式炉的烧嘴布置视炉温、炉膛尺寸及面积而定。炉底宽度<1.5m的台车式炉,允许在一侧炉墙上布置烧嘴;炉底面积≤10m2台车式加热炉及炉底面积≤20m2台车式热处理炉,原则上只在双侧炉墙的下部布置一排烧嘴;炉底面积>10m2台车式加热炉及炉底面积>20m2台车式热处理炉(耐火纤维炉衬除外),除在双侧炉墙上布置下排烧嘴外,多在炉口及炉后各布置一对上排烧嘴,以提高前后区温度(一般炉口及炉后区温度低于炉膛中部)。炉膛高度大于4~5m时,方酌情布置上排烧嘴。上、下排烧嘴的供热分配量见表9-2-10。
为避免工件过烧,上排烧嘴一般上倾15°,下排烧嘴水平或下倾5°~10°。
台车式热处理炉由于加热制度经常改变,而且对炉温均匀性要求高,烧嘴常按能量小而数量多的原则选用;或采用高速烧嘴,它对烧嘴数量及排烟口布置要求不严。
对于燃烧冷发生炉煤气、城市煤气、焦炉煤气、天然气和轻油的台车式炉,现在经常采用高速烧嘴布置在侧墙上,在后墙集中排烟,或在炉顶排烟,如图9-2-8所示。由于高速烧嘴喷出的高速气流,炉气得到强烈搅拌,使炉温均匀,既提高了炉子的热工性能,又简化了炉子结构。
(四)蓄热式台车式炉
蓄热式台车式炉排烟方式分无辅助烟道和有辅助烟道两种形式。
使用高热值燃料,如天然气、液化石油气,多采用无辅助烟道。使用低热值燃料,如发生炉煤气、混合煤气、焦炉煤气等,多设有辅助烟道。从辅助烟道排出的烟气可用金属换热器预热煤气,以充分利用余热。
蓄热式台车式加热炉如图9-2-9和图9-2-10所示,主要性能参数见表9-2-11和表9-2-12;热处理炉的主要性能参数见表9-2-13。
表9-2-11 蓄热式台车式加热炉技术参数(无辅助烟道)(重庆沃克斯公司)
注:采用耐火纤维炉衬。
图9-2-9 蓄热式台车式加热炉(无辅助烟道)(重庆沃克斯公司)
1—炉门升降机构 2—炉膛 3—台车 4—台车驱动机构 5—蓄热式平焰烧嘴 6—炉体钢结构 7—耐火纤维炉衬 8—砖砌体
该炉还具有以下特点:
1)全温段换向’全过程蓄热。从点火开始(室温)就进行不间断的蓄热换向’使烟气热量全部回收。
2)采用独特的蓄热体倒置法排烟’使烟气流向与粉尘重力落下方向相反’排烟过程中少数落下黏附在蓄热体上的较轻粉尘’在换向时被逆向吹入的空气吹扫清理’基本杜绝了蓄热体堵塞、需定时清理的不利状况。蓄热体使用寿命延长’加热炉蓄热体寿命可达到3年’热处理炉蓄热体寿命可达到5年。
3)不同火焰形状的蓄热式烧嘴’完全满足周期式工业炉的加热工艺要求。
4)燃烧系统实现高精度、多温区自动控制。
5)换向阀寿命可以达到6O万次以上。
图9-2-10 蓄热式台车式加热炉(有辅助烟道)[常熟喷嘴厂有限公司制造(以下简称常熟喷嘴厂)]
1—炉门及升降装置 2—耐火浇注料炉衬 3—耐火纤维 4—垫铁 5—台车 6—辅助烟道 7—四通换向阀 8—蓄热式烧嘴
表9-2-12 蓄热式台车式加热炉技术参数(有辅助烟道)(常熟喷嘴厂)
注:采用耐火浇注料炉衬,内贴高温耐火纤维。
表9-2-13 蓄热式台车式热处理炉技术参数(无辅助烟道)(重庆沃克斯公司)
注:采用耐火纤维炉衬。