專利名稱:火炕型加熱爐及其鋼材加熱工藝的制作方法
一種火炕型的寬(方)體加熱爐及其鋼材加熱的程序組合作業(yè)工藝。
本發(fā)明屬于間斷式火焰加熱爐，及其鋼材加熱的技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是封頭沖壓前坯料加熱的鋼材加熱爐內(nèi)設(shè)有火炕(火墻)，可以應(yīng)用于新設(shè)計(jì)的加熱爐和舊爐的改造。采用程序組合作業(yè)工藝取代傳統(tǒng)的加熱工藝。
迄今的加熱爐可以用封頭鋼板加熱爐加以概述。封頭鋼板加熱爐是以加熱最大坯料尺寸所給定的爐子生產(chǎn)率進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)加熱小尺寸坯料時(shí)，爐子實(shí)際生產(chǎn)率僅是設(shè)計(jì)生產(chǎn)率的30%～70%。爐型結(jié)構(gòu)是窄體(深度H≥寬度B)，爐子深處因裝料出料的操作難度大，常?？臻e著，爐子加熱能力得不到充分利用，能源消耗高。加熱時(shí)，坯料是單層平面擺放1～4件在條型墊鐵上(圖1)當(dāng)封頭公稱直徑≤450mm時(shí)，坯料則堆放在爐底上，爐子只能分批間斷式加熱與操作，造成配套設(shè)備運(yùn)行率和人員工時(shí)利用率低。各單元工序作業(yè)時(shí)間不均衡;而且分批間斷式操作會(huì)使同批料因進(jìn)、出爐順序不同，致使坯料加熱程度不一，熱沖壓后成品封頭尺寸偏差較大，質(zhì)量不穩(wěn)定，往往低于JB741-80標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的目的，就是通過采用一系列有效措施，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善產(chǎn)品質(zhì)量、降低加熱爐的能源消耗。
本發(fā)明的加熱爐為寬(方)體爐型，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是爐子的寬度B≥深度H，對(duì)已有的窄體爐型可以用隔斷墻改造成寬(方)體爐(圖2)。這種寬(方)體爐型顯著提高了爐底面積的有效利用率。因?yàn)闋t子寬而淺，叉車的料叉可以達(dá)到爐膛內(nèi)的每個(gè)空間，易于實(shí)現(xiàn)將坯料多層空間部分重疊擺放加熱，提高裝爐量，又為實(shí)現(xiàn)程序化連續(xù)進(jìn)坯料、出坯料操作創(chuàng)造了條件。
以往坯料單層平面擺放在條形墊鐵上加熱(圖1)，擺放件數(shù)少，且坯料在圓周方向上受熱不均勻，影響沖壓質(zhì)量。本發(fā)明采用坯料多層空間部分重疊擺放在圓形空心墊墩上加熱，以增大裝爐量，提高爐子生產(chǎn)率改善成品質(zhì)量。墊墩可用金屬材料或耐火材料制成，在200～1000mm范圍內(nèi)設(shè)計(jì)多種高度。坯料各自擺放在不同高度的墊墩中心上實(shí)行多層空間加熱，不僅有效地利用了爐底面積，也有效地利用了爐膛空間，裝爐量成倍提高，以3.1×2.4M爐加熱封頭坯料為例，當(dāng)封頭公稱直徑500～1000mm時(shí)擺放4～6件，≤450mm時(shí)擺放6～16件，裝爐量提高1～3倍。這種多層加熱方法，有利于爐氣循環(huán)和利用爐膛空間熱量，提高坯料的加熱速度和加熱質(zhì)量。
寬(方)體爐型，實(shí)行坯料多層空間擺放加熱，就為改變以往的分批間斷式操作為連續(xù)定時(shí)流水操作創(chuàng)造了條件。本發(fā)明經(jīng)過五年試驗(yàn)實(shí)踐，對(duì)生產(chǎn)過程中涉及到的設(shè)備、工藝、操作、管理等三十項(xiàng)因素，進(jìn)行標(biāo)定、分析、選優(yōu)，創(chuàng)造了熱沖壓封頭程序組合作業(yè)法，以實(shí)現(xiàn)操作的程序化和連續(xù)化。程序組合作業(yè)工藝主要內(nèi)容有坯料在多層空間部分重疊擺放加熱，其擺放件數(shù)按坯料直徑、爐子尺寸、設(shè)備運(yùn)行時(shí)間確定，每塊坯料均有編號(hào)的固定位置、高度和嚴(yán)格的進(jìn)爐、出爐程序(圖3);解決對(duì)爐子溫度、坯料溫度、模具溫度的控制，以及隨環(huán)境溫度應(yīng)作的調(diào)整，和這四個(gè)溫度的匹配問題;根據(jù)爐子運(yùn)行時(shí)間、模具溫度變化、坯料直徑和厚度，確定加熱時(shí)間。
依據(jù)坯料尺寸規(guī)格、擺放數(shù)量及層數(shù)、加熱溫度、時(shí)間等參數(shù)編制程序組合作業(yè)工藝，按工藝操作就實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化有節(jié)奏的流水性質(zhì)的操作，不僅爐子始終處于滿負(fù)荷，而且設(shè)備運(yùn)行率高，勞動(dòng)生產(chǎn)率成倍增長，產(chǎn)品封頭尺寸偏差小于JB741-80標(biāo)準(zhǔn)二分之一，氧化少、外觀好。
由于程序組合作業(yè)裝爐量增大，連續(xù)操作爐門開閉頻繁，因而爐門熱損失增多，爐溫波動(dòng)值變大，這是以往加熱爐不能全部采用程序組合作業(yè)的原因之一。本發(fā)明者設(shè)計(jì)一種火炕(火墻)，在爐內(nèi)安裝后，爐膛的熱容量增大，使?fàn)t溫趨于穩(wěn)定，平衡在工藝溫度范圍內(nèi)，保證了高效率的程序組合作業(yè)工藝得以實(shí)現(xiàn)?；鹂?火墻)用耐火磚或?qū)Ｓ玫哪突鹌鰤K構(gòu)筑，砌筑在爐子后墻前面，或砌筑在后半部爐底上，炕和墻內(nèi)應(yīng)有足夠的換熱空間和孔道，其體積是爐膛容積的8%-16%。(圖2)實(shí) 施 例加熱工件φ800封頭，坯料尺寸φ1080×14，批量30件。在寬(方)體火炕型加熱爐加熱，采用程序組合作業(yè)工藝，多層空間部分重疊擺放6件(圖3)，以漢字編號(hào)表示件位各件的墊墩高度見表1，以阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)及箭頭表示工件的進(jìn)爐、出爐順序，例如箭頭由4向5，表示進(jìn)六出二，每開爐門一次進(jìn)出坯料各一件。工件加熱時(shí)間第一批坯料加熱時(shí)間為17分鐘，其他各批逐漸縮短，至第25～30件加熱時(shí)間為12分鐘。這樣工件就實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化有節(jié)奏的(每件相隔2分，每批相隔6～2分)流水加熱與操作，并且，坯料的加熱時(shí)間和操作節(jié)奏，隨著開爐時(shí)間的延長而縮短和加快，從而達(dá)到爐溫、件溫、模溫、環(huán)溫的匹配，使封頭尺寸偏差縮小，氧化少，外觀好。
表1 各件墊墩(即擺放)高度 mm
30件全部加熱、沖壓后，兩種爐型和工藝的對(duì)比數(shù)據(jù)見表2?？梢姡捎帽景l(fā)明的爐型和工藝比原爐型和工藝，縮短開爐時(shí)間75.6%，節(jié)約能源86.6%，且封頭尺寸精度高，當(dāng)組裝焊接時(shí)不用修磨，選配，互換性達(dá)100%。
表2 兩種爐型和工藝對(duì)比數(shù)據(jù)
圖1原型窄體爐(B＜H)坯料平面加熱圖中1、爐膛輪廓 2、墊鐵 3、坯料圖2寬(方)體火炕型(B≥H)坯料多層空間部分重疊擺放加熱(舊爐改造H′封閉)圖中1、爐膛輪廓 2、墊墩 3、坯料 4、火炕 5火墻圖3擺放6件坯料的組合與進(jìn)出爐程序(當(dāng)擺放4、5、16件時(shí)與此類同)
權(quán)利要求
1.本發(fā)明系用各種燃料為能源的間斷式火焰加熱爐，其特征是在爐內(nèi)設(shè)有火炕(火墻)，堆砌在后壁前面，或砌筑在后半部爐底上，其材料可以用耐火磚或?qū)Ｓ玫哪突鹌鰤K，體積為爐膛容積的8%～16%。
2.權(quán)利要求
1的加熱爐，其特征是爐膛為寬(方)體，即當(dāng)設(shè)計(jì)建造的新爐或舊爐改造后其爐底的寬度B≥深度H。
3.本發(fā)明系封頭鋼板坯料的加熱工藝，其特征是坯料在爐內(nèi)多層空間部分重疊擺放加熱，并且坯料是出一件進(jìn)一件，按一定的節(jié)奏連續(xù)流水操作生產(chǎn)。
4.權(quán)利要求
3的坯料加熱工藝，其特征是坯料根據(jù)直徑和爐子的尺寸決定擺放件數(shù)，以多層空間部分重疊擺放在圓形空心墊墩上加熱，墊墩用金屬材料或耐火材料制成，在200～1000mm范圍內(nèi)設(shè)計(jì)為多種高度，根據(jù)坯料的尺寸和擺放件數(shù)選用。
5.權(quán)利要求
3的坯料加熱工藝，其特征是每塊坯料在爐內(nèi)均有編號(hào)的固定位置、高度和嚴(yán)格的進(jìn)爐出爐程序，按一定的節(jié)奏連續(xù)流水生產(chǎn)，這種節(jié)奏是以坯料在加熱爐中的加熱時(shí)間確定的。
專利摘要
火炕型加熱爐及其鋼材加熱工藝。屬于間斷式火焰加熱爐及其鋼材的加熱工藝。以解決原有技術(shù)能耗高、效率低、質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。本發(fā)明以寬(方)體火炕型加熱爐取代傳統(tǒng)爐型，擴(kuò)大裝爐量；以程序組合作業(yè)工藝取代以往工藝，改善產(chǎn)品質(zhì)量；以連續(xù)流水操作取代分批間斷式操作，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。實(shí)施本發(fā)明綜合效益，提高生產(chǎn)率1～3倍，降低能耗30％～70％，封頭尺寸偏差小于JB741—80標(biāo)準(zhǔn)二分之一，氧化少、外觀好，組裝焊接時(shí)不用修磨、選配，互換性達(dá)100％。
文檔編號(hào)C21D9/46GK85102032SQ85102032
公開日1985年12月20日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者潘代明 申請(qǐng)人:潘代明導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan