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燃气式模壳焙烧炉
发布日期：2015-11-26 21:11:42
来源：网络
作者：周文彬
燃气式模壳焙烧炉由加热罩、燃烧系统、冷却罩、内罩、炉座、管路系统、电控系统、气体发生装置等几大部分组成，罩台比为1：2。燃气式模壳焙烧炉的加热过程是由加热罩先行加热内罩再加热内罩里的工件。炉体和工作区是圆柱形。
内罩与炉台间通过手动机械方式压紧水冷胶圈后形成密闭加热炉腔。经洗炉、充保护气等工艺控制过程，保证炉内工作压力，并在炉座循环风机的作用下促使炉内保护气体强烈循环。实现气体搅拌，均匀温度。在PLC控制下，根据工艺要求进行炉座密封检测、升温、保温、降温、风冷、水冷等一系列工艺过程。较终达到光亮退火的目的。
3·1机组设备(一套数量)
加热罩 ： 1个
冷却罩 ： 1个
内 罩 ： 2个
管道阀站 ： 2套
电气控制系统 ： 1套
气氛装置 ： 成套
3·2单体设备
3·2·1加热罩及燃烧系统
加热罩是圆柱型的，顶部设起吊装置，底部有支撑腿，侧身带导向臂，轻型纤维复合炉衬。
炉壳：用钢板和型钢焊成，留有安装烧嘴用的开孔，顶部设起吊装置。
炉衬：整体纤维复合轻质节能炉衬。上部为高纯型硅酸铝耐火纤维毡。下部烧嘴区域采用耐温耐冲刷的预成型含锆纤维叠块。
加热罩导向：保证加热罩正确放置在底座上,使燃气系统准确联接。
外罩热电偶：用于記录外罩温度和超温启动紧急信号保护。
┅燃烧加热系统
采用比例连续控制方式自动控制燃烧强度，系统运行稳定可靠。烧嘴设在罩体下方，切向分布，分2排布置，每排3个，共6个烧嘴。每个烧嘴都配有自动点火和火焰检测设备，确保烧嘴正常工作。
系统工作在升温段时，根据温度设定值和测量值的比较结果,控制空气管道阀门的开关量大小，并由一个空/燃比例调节阀自动控制空气和燃气的混合配比，使燃烧始终处于较佳状态。
系统工作在保温段时，根据温度设定值和测量值的比较结果,控制煤气管道阀门的开和关，以实现炉温的自动控制。
燃烧系统控制阀门精选德国霍科德（KROM）进口优异件。
燃气管路系统：其中包括与炉台连接的煤气接手；切断煤气供应的安全装置，检测、控制部件；煤气环形管，通向6个烧嘴的带有切断阀的管路。
助燃空气管路系统：其中包括助燃风机；检测、控制部件；带有耐热钢换热器，带有手动切断阀和电磁阀，通向6个烧嘴的燃气管路及竖直热空气供给线。
排烟： 钢结构的排烟集管、支管以及将其与烟道相连接所用的固定件和螺栓。排烟管用绝热材料包扎。
┅技术数据
每个烧嘴的煤气流量：13.5N m3/h
烧嘴数量：6个
总耗气量：81N m3/h.·每罩
控制方式：比例连续
助燃空气预热温度：350~400℃
助燃空气预热器：1个
燃烧系统总成：1套
助燃风机压力：约8500pa
助燃风机功率：5.5KW
煤气接手：1个
排烟管：1套
3·2·2冷却罩
冷却罩放在内罩上以冷却带卷。冷却罩是圆柱型的,有支撑腿。安装在上部的冷却风机可以对内罩实施强制风冷。在冷却罩顶部有一个水冷喷头，水冷时可均匀地冷却内罩。
冷却罩顶部设计成可用吊车移动，有两个导向装置使其能正确地放在底座上。
罩体：由钢板和型钢焊成。上部装有二台大风量冷却风机，安装在炉壳支撑架上。炉壳内侧顶部设有水冷喷淋装置，对内罩实施快速冷却。水冷装置通过快速接头和软管与冷却水管相连。
┅技术数据
冷却风机：2台
风机功率：2×1.5Kw
风机转速：1500r/min
喷淋水耗量：14m3/h
3·2·3内罩
内罩与底座一起形成一个气密的空间。内罩由耐热钢制成。底部有法兰通过压紧装置将内罩压到底座密封圈上，内罩可以用吊车移动， 顶部设有吊装环，两个导向柱保证内罩正确地放在底座上。
罩体：由8mm耐热钢板气密焊接成型，上部材质为1Cr18Ni9Ti，下部烧嘴区域钢板材质为0Cr23Ni13，罩体制成横向波纹提高其热强度。旋压椭圆封头，特殊焊接工艺和检测手段，保证使用寿命。
底部大法兰：加工有水冷槽，用以保护炉座密封胶圈。法兰焊后振动时效处理防止变形，进行二次机加。
┅技术数据
罩体：φ1800mm
堆垛高度：2800mm
钢板厚度：8mm
法兰平直度：≤1.0mm
波纹形式：梯形波纹
波纹宽度：150 mm
波纹高层度：10~12 mm
波纹段圆度公差：±10mm
3·2·4炉座
底座用于承放钢卷、内罩和外罩。装有风机和导流装置。在底座上安装了一个底座密封圈，当夹紧内罩时，它会将底座空间密封。
炉台循环风机：效率高直联炉用风机，双速使用。
炉台底座：型钢和护板制成支承底架与基础定位相联，承重保温座为耐热钢板旋压反封头结构。内置绝热耐火纤维和耐热钢支撑。
对流托盘：效率高扩散导流盘，全部由耐热钢构件制成，坚固耐用。在额定载荷下，长期使用不变形。其中托盘、支撑叶片材质为3Cr24Ni7SiNRe，导流底盘和反封头材质为1Cr18Ni9Ti.
炉座大法兰：镶有真空水冷密封胶圈，压紧后，保证工作区间的气密性。保护气及安全气进气、排废气及冷却水接口均在炉座上。罐内热电偶也均由炉座引入，用于工作区温度控制、显示，记录和工艺控制（风机换速、冷却喷淋、启动紧急信号和过程结束）。
┅技术数据
炉台承载能力40T
电机功率：45/11KW
电机转速：1480/740r/min
风量：40000~45000m3/h
风压：1900~2100Pa
绝缘等级：F级
防护等级：IP23
电机主轴材质：1Cr25Ni20Si2(固溶处理）
轴承及润滑脂：瑞典SKF进口产品
叶轮直径：Φ850mm
叶轮材质：高镍合金耐热钢（去应力处理与转子组合动平衡试验）
3·2·5管路阀站
组成：充保护气分路、抽空分路、充氮洗炉分路、燃气分路、排废气分路、工艺水分路、炉台冷却水分路、阀门控制仪表气分路。其中阀门为精选气动球阀、电磁阀、不锈钢手动球阀。
保护气进气有流量显示和调节
┅技术数据
保护气用量：10~15Nm3/h·炉台
工艺冷却水：≤14 m3/h·炉台
炉台冷却水：≤6 m3/h·炉台
炉内压力：3500~5500Pa
仪表用氮气：0.4~0.6MPa 耗量≤2 m3/h
3·2·6电控系统
该型系统的硬件配置主要由日本立石公司的C系列可编程控制器、岛电公司的智能控温仪表及多点温度记录仪表和其它相应测控制执行元件组成。
该型控制系统可按给定的工艺程序进行自动抽空、洗炉、换气、加热、保温、风冷、水冷、风机换速。并设有必要的连锁保护及异常启动紧急信号功能。
基本控制单元：控温仪表－日本岛电系列智能可编程控温仪（每加热罩一块），
控温仪表与温度传感器及煤气管路电动阀构成对温度加热系统的闭环控制。按工艺要求实现阶梯升温、保温程序控制。
每组炉子配置一个可编程控制器，按给定的工艺程序对抽空、氮气洗炉、充保护气、底座风机速度转换、风冷、水冷等工序进行自动控制。并实现必要的连锁保护及异常情况启动紧急信号。根据用户要求，可编程序控制器可采用模块化结构设计。各种单独的模块之间可进行广泛组合，当生产规模扩大时，可随时使用扩展模块对PLC进行扩展。
我厂还可以根据用户要求提供计算机上位控制系统。其自动化程度更高。更便于系统和集中管理。(计算机上位控制系统介绍见前次技术说明)
3·2·7气体发生装置
保护气体和洗炉气体发生装置按约定供货。其规格和性能应满足使用要求。根据机组退火工艺要求。供给能力保证多组退火炉使用。
氮气供给系统 ：1台 Nm3/h制氮机+1台 m3氮气储罐 。用于洗炉吹扫。
保护气供给系统 ：氨分解及纯化。
3·2·8排烟系统
炉区配一台排烟风机（用户自备），排烟风机功率 KW，排烟管道为钢制或砖混结构。
3·2·9设备非常大起吊高度9.5米。
四、功 能 描 述
4·1工艺流程简述
我厂提供的强对流罩式光亮退火炉，适用于黑色金属及有色金属带卷的光亮退火热处理，可满足用户对产品的性能等级要求。设备采用效率高双速循环风机，全密封炉台结构， 风/水组合冷却方式，具有生产率高、保温节能好、炉温均匀、安全可靠等特点，对全部退火工艺过程即能实现自动控制又能实现手动控制，即可以实现单机退火过程的自动化操作，也可以通过上位站（如有）实现机组稳定可靠的自动化操作和在线监控，并具有一系列安全防护措施，保证长期可靠运行。
在一个退火过程中，带卷参数由人工输入各组炉台的控温仪表上。车间操作人员将需要退火的带卷按堆垛要求装在炉台上。当一个炉台装完带卷后，扣上内罩，由人工手动方式夹紧内罩与炉台法兰，这样得到完好的密封。然后在环境温度下进行炉子密封性试验（抽空），如密封性试验失败，控制系统给出相应启动紧急信号，人工进行启动紧急信号确认后，控制系统自动重新进行密封试验。密封试验成功，则手动或自动进行氮气吹扫补压，同时启动循环风机，设置加热罩，并用空气对加热罩炉膛加热空间吹扫。在空气吹扫结束后，加热罩点火。加热罩点火分上下两层进行。炉子将按预定退火程序进行充保护气、升温、保温、降温、冷却等一系列工艺过程。在此过程中风机在达到设定温度值时由低速转为高速，促使炉内保护气高速循环，保证炉温更趋均匀，确保钢卷的机械性能和晶粒尺寸均匀。保温结束后进入冷却阶段。
冷却分为带罩降温、空冷、水冷几个阶段。在移开加热罩扣上冷却罩后，开始进行风冷，冷却风机把冷空气吸入，使内罩温度逐步降低直到达到设定温度值后开始进行喷淋水冷，并一直冷却到出炉温度。冷却终了，进行抽空，用氮气吹扫补压。吹扫结束，吊走冷却罩和内罩，炉台卸料，将料卷放置料场。完成一炉退火，可准备下次退火工作。
4·2温度控制
在温度控制部份，由于采用智能程序控温仪表，故在升温过程中，升温速率可调。在降温过程中，由于配置有风冷系统和水冷系统，故使降温速率要快于自然冷却速率，因此缩短了生产周期，这相应大大提高了设备的生产率。
4·3具有完备的安全保护功能
4·3·1具有内罩及外罩超温保护功能
a、为了确保炉内工件不过烧及底座循环风机的安全稳定运行，在控温偶之外，另增加一支内罩超温监控偶，这样即使控温偶发生失灵，也能保证内罩不会超温发生损坏，因为通过这支监控偶也能切断加热器。
b、为了防止外罩在升温及异常情况下发生过烧，在外罩上设有一支外罩超温监控偶，以此保证当外罩温度超过启动紧急信号温度时，能自动切断加热器。
4·3·2具有内罩密封性的自检及启动紧急信号功能
由于在加热开始之前系统要进行密封性测试，当满足设定要求时，则程序继续进行，否则系统发出启动紧急信号信号，提示再次试验。如仍未能达到要求，则发出连续声光启动紧急信号信号，以提示操作人员需对系统的密封性进行检测，采取安全措施，直至故障排除。
4·3·3具有内罩中气氛压力的自调功能及压力启动紧急信号功能
在工件退火处理过程中，可能存在如下三种情况之一：
a、当炉压处于3500Pa~ 5500Pa（工作上下限）范围内时，进气阀、排气阀均处于通的位置，保持炉压动态平衡。
b、当炉压超过上限时，进气阀关闭，排气阀处于通的位置。如炉压高于9000Pa超过10秒钟，则发出声光启动紧急信号提示“压力过高”，同时加热系统和底座风机停。
c、当炉压低于下限 时，排气阀关闭，进气阀处于通的位置。如炉压低于1200Pa时，则安全气阀打开充氮，若低于1200Pa超过40秒钟，则发出声光启动紧急信号提示“压力过低”。
4·3·4紧急停电及非正常停电时的安全保护功能。
当因意外情况，系统需紧急停电或突然断电，则系统停止工作。除安全气进气阀和排气阀外，其余自动阀门全部处于关闭状态，并自动向炉内充入安全气N2，保证维持正常炉压和使带钢不被氧化。
4·3·5燃烧系统安全控制
煤气总管设有开闭器，高、低压力测点，显示并低压启动紧急信号。
点火前空气预吹扫，保证安全点火。
自动点火、火焰监测，熄火保护，保证烧嘴正常安全工作。
设有高温保护、空煤气管道低压切断等安全措施。
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