箱式爐的技術(shù)改造

   摘要：應(yīng)用新技術(shù)、新材料打破常規(guī)對標準型箱式電阻爐進行技術(shù)改造。本文闡述了應(yīng)用輕質(zhì)硅酸鋁纖維基不定型耐火材料預(yù)制爐襯現(xiàn)場成型的筑爐工藝，簡單省時，對爐底板進行了改造。增加了爐子的有效加熱面積，功率變化并不太，使加熱爐適用產(chǎn)品的特殊性，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高了加熱爐的性能，節(jié)能顯著，使噸鋼生產(chǎn)耗能有較大幅度下降，經(jīng)濟效益可觀。改造老的傳統(tǒng)的熱處理設(shè)備也是節(jié)能降耗的重要途境之一。 

1  概述 

    我國熱處理行業(yè)是機械工業(yè)的耗能大戶，機械制造廠熱處理用電比重占全廠的25～30％，全國熱處理行業(yè)有熱處理爐約12萬臺，其中50％以上用電，每年耗電約為100億KWh。我國熱處理平均單位耗能達700KWh/t，比西方發(fā)達國家的平均耗能高出一倍多。 

2  問題的提出 

例如：割草機主要件之一的護刃器梁是一扁鋼制作而成，全長2670mm，需要進行調(diào)質(zhì)，它是一長桿件，經(jīng)井式爐的加熱淬火，而回火采用75KW標準箱式爐，而該爐的有效加熱長度為1800mm。在裝爐時將其件采用交叉對角裝爐，這也只是免強關(guān)上爐門，但還是使爐后墻時常要進行維修，更主要的是生產(chǎn)效率低，平均單位耗能高。為此提出改造箱式爐，加長該爐的有效加熱長度，并做到盡可能不再增大裝機容量，以提高該爐的適用性。 

3  技術(shù)改造方案 

    1)使有效加熱長度1800mm，改為2200mm，需在爐后側(cè)加長400 mm。 

    2)由于我廠熱處理沒有太大的件，采用標準型爐，其高度沒有發(fā)揮作用，能否降低高度，而爐子的總功率盡可能變化不要太大。 

    3)爐襯采用輕質(zhì)硅酸鋁纖維基不定型耐火材料預(yù)制構(gòu)件，爐前成形施工的筑爐工藝。 

    4)由于改變了爐體形狀與結(jié)構(gòu)，為此重新布置加熱元件。 

    5)改變現(xiàn)有爐底板結(jié)構(gòu)形狀。 

    6)控溫點仍為一點，即一個加熱區(qū)，但測溫點位置有所變動。 

4  實施步驟與分析 

    1)首先進行核算，如果在原爐的結(jié)構(gòu)上后側(cè)直接加長400mm其它不變的話，總功率至少要增加到90KW～95KW，這樣熱處理能耗不但沒降下來反而增加了，此方案不可取。考慮把加熱室高度降低。加熱元件的分布由原來兩側(cè)墻的8排改為6排，高度可降低160mm，爐頂拱形由原來的R1150mm改為R800mm，加熱容積由原來的1.71m3改為1.72m3，雖然容積變化，因加長爐體，爐底加熱面積增加了0.44m2為保障爐溫均勻性，適當增加了功率，尤以爐底功率應(yīng)增加才能改善箱式電阻爐均溫?zé)峁ば阅堋?nbsp;

加長了加熱室，并將高度降低以確保熱處理工藝施工。若按常規(guī)布置，特別是爐底難度較大，大功率設(shè)備布電平衡問題也是較重要的問題，通過計算調(diào)整電熱元件為爐底三組，共9排，即14KW×3=42KW，爐兩側(cè)為三組，每側(cè)6排，即13KW×2＋6.5KW×2=26KW＋13KW=39KW，接電為雙星接法如圖1。這樣爐子的結(jié)構(gòu)也隨之改變了，確定結(jié)構(gòu)如圖2。

    2)根據(jù)井式爐技術(shù)改造的經(jīng)驗，采用輕質(zhì)硅酸鋁纖維基不定形耐火材料預(yù)制構(gòu)件，現(xiàn)場成形筑爐工藝提高筑爐氣密性，確保爐溫的均勻、節(jié)能。可以不用耐火磚的標準尺寸，在砌筑時更改某個尺寸受到磚形的限制，而不定形硅酸鋁纖維就可以任意設(shè)定各個尺寸，非常有利技術(shù)改造。改造此爐加熱室高度降低了160mm，爐頂改為．R800mm，不受任何限制。 通過使用證實，以輕質(zhì)硅酸鋁纖維基不定形耐火材料有上述優(yōu)點，更主要的有如下特點： 

    ①由于硅酸鋁纖維導(dǎo)熱系數(shù)小，故有良好的絕熱保溫性能，達到環(huán)保、節(jié)能的良好效果。 

    ②升溫速度快，溫度控制精確、均勻、平穩(wěn)，熱效率高，可確保產(chǎn)品質(zhì)量的技術(shù)參數(shù)。 

    ③筑爐易于操作，周期短，只要把預(yù)制構(gòu)件按各部位擺放到位即可。此臺箱式爐只用了4天就把爐子改造安裝完畢了，烘爐用了5天，總計不到10天。如果用磚砌筑至少需要10天以上，加上烘爐5～7天，總計要超過半個月，對生產(chǎn)用爐顯然是不允許的，而采用新的材料與筑爐工藝對生產(chǎn)影響不太。 

    ④長的使用壽命，無故障運行期長。適用型廣，我廠改造的井式爐與箱式爐已先后運行了5年與3年仍在正常使用，在這期間沒有進行過任何維修。 

    3)以往箱式爐在裝工件時無論怎樣小心注意都很難避免不碰上兩側(cè)下面兩排爐絲，一次碰上一般就會把托絲磚碰壞一塊或幾塊，甚至遇到難裝的工件裝一爐就碰壞幾處，如來不及維修或采以一些臨時措施來維持生產(chǎn)，但也經(jīng)常難免出現(xiàn)上下爐絲短路造成停產(chǎn)維修，這樣帶來很大不便與造成一定的經(jīng)濟損失，為此，在此次技術(shù)改造時特意將爐底板兩側(cè)與后側(cè)加高了150mm的邊沿，而且兩側(cè)加高的沿上有Φ90mm的10個均布的孔，以保證兩側(cè)下面的電熱元件的熱量充分地散發(fā)出來，這樣即完成保護爐子下兩排爐絲與托絲磚又不失電熱元件的應(yīng)有作用。經(jīng)改造的爐子已運行了3年多，證實此舉減少了爐子維修頻次，徹底解決了因裝工件造成碰壞下側(cè)托板磚與爐絲問題，又提高了爐子的完整性與工藝性能。 

5  使用效果小結(jié) 

    1)通過多年的使用與測試，改造后的箱式爐總功率為81KW 

    2)升溫快，保溫性能好，在烘爐狀態(tài)達到950℃一小時測爐兩側(cè)墻爐殼溫度是47℃，低于我國規(guī)定的50℃。 

    3)、生產(chǎn)實際測試：本廠產(chǎn)品，A座位支板；增加20件，生產(chǎn)率提高50％；B彈簧，增加40件，生產(chǎn)率提高90％；C護刀器梁增加10～12件，生產(chǎn)率提高60％多。 

    4)、改造了爐底板結(jié)構(gòu)，三年多沒有進行過爐襯維修，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約維修費用，增加顯著的經(jīng)濟效益。 

    5)、采用硅酸鋁纖維基預(yù)制件與新工藝，提高了工效，提高了加熱爐熱效率，提高了爐溫均勻性，提高了熱處理工件的質(zhì)量。 

    6)、采用新材料、新工藝改造箱式爐節(jié)能降耗顯著，節(jié)電率在30％以上。 

    7)、以上述提到的兩種典型工件計算單位耗能： 

    A護刃器梁改造：1840.2KWh/t,改造后：1362.8KWh/t，下降了477.4KWh/t； 

    B座位支板：改造前：806.5KWh/t，改造后：526.2KWh/t，下降了280.3KWh/t，平均單位耗能為1323KWh/t，改造后944.5KWh/t，下降了378.9KWh/t。可見效果是明顯的。 

    綜上所述：應(yīng)用新材料、新技術(shù)、新工藝改造老的傳統(tǒng)的熱處理設(shè)備也是一種提高工效，節(jié)能降耗，增加經(jīng)濟效益的重要途徑。