一种提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法

技术领域

本发明涉及车轮锻造技术领域，具体为一种提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法。

背景技术

车轮锻造线环形加热炉的产能设计是以生产线的整体产能规划为基础的，当环形炉建成后，其最大产能基本固定，尤其因为环形炉的环形结构，建成后，改扩建有一定难度。随着车轮锻造线的工艺技术和装备水平的提升，生产线的生产能力大幅提升，环形加热炉的产能成了制约生产线提产的瓶颈。同时随着市场上对车轮质量的要求越来越高，车轮锻造线对坯料在环形炉内的加热炉质量也提出了高要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法，解决了相关生产线中环形加热炉限制了产能和产品质量的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法，基于对现有的环形加热炉结构的改造实现，所述现有的环形加热炉结构包括外环炉墙砌筑层、外环炉侧立柱、外环边缘砖、外环原侧立柱安装用预埋螺栓、炉底回转机械、上炉盘、下炉盘、内环边缘砖、内环炉侧立柱、炉底砌筑层、内环炉墙砌筑层和原炉顶平焰烧嘴；在不改动原环形炉基础、下炉盘以及炉底回转机械的情况下，具体改造方法包括：

a、扩大环形加热炉的炉膛净宽；

b、通过设计独特的炉底边缘砖结构，扩大炉底宽度，同时降低炉底水封环缝处冷却效应；

c、改进燃烧系统，将原炉顶平焰烧嘴全部替换为脉冲控制的低氮环保型无焰烧嘴，并安装于加热炉内外环侧墙。

更进一步地，扩大环形加热炉的炉膛净宽方法如下：

在不改动原环形加热炉的外环炉侧立柱、内环炉侧立柱的基础以及侧立柱安装用预埋螺栓的情况下，采用加长设计的内环炉侧立柱安装底板和外环炉侧立柱安装底板，同时新增内环炉侧立柱安装筋板和外环炉侧立柱安装筋板，将侧立柱与原基础的预埋螺栓紧密结合，从而将外环炉侧立柱向外扩200mm，将内环炉侧立柱向环形炉中心点移200mm，实现将环形炉的炉膛净宽增加400mm。

更进一步地，扩大炉底宽度的具体方法如下：

改变原环形炉内环边缘砖和外环边缘砖的结构形式，将其设计成倾斜结构的内环边缘砖和外环边缘砖，使其与炉墙之间形成“弓”形缝；再同步扩建上炉盘，并增加400mm的炉底砌筑层的宽度，用于适应将标准规格的坯料由原先的卧装两排料改为卧装三-二-三-二的间隔排料。

更进一步地，所述低氮环保型无焰烧嘴采用脉冲控制，并配套完善的、基于先进的脉冲控制系统，脉冲控制系统用于控制烧嘴的燃烧时间，烧嘴为时序脉冲燃烧，每个烧嘴均可进行单独控制。

更进一步地，改造后的加热炉的外环炉墙砌筑层和内环炉墙砌筑层在靠近钢板的一层，采用纳米绝热层。

更进一步地，还包括将现有的环形加热炉结构中的原管式空气换热器更换为板式空气换热器，通过板式空气换热器用于提高空气预热温度，由原先的450℃提升至540℃，出换热器后烟气温度可降低至300℃，与板式空气换热器连接的引风机选用高温型，空气管道的材质采用不锈钢。

更进一步地，还包括将现有加热炉原地下烟道由砌砖结构改为地下烟管内砌绝热层的结构，并配套的将原先的上下开启式烟道闸板更换为转动式烟道蝶阀。

更进一步地，基于引风机的连接结构设计，将现有混凝土烟囱的排烟方式由自然排烟更新为机械排烟。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法，在不改动原环形炉基础、下炉盘以及炉底回转机械的情况下，改扩建环形炉尺寸，增加炉底面积，提升其产能；同时改进其燃烧系统，将原有炉顶平焰烧嘴全部更换为低氮环保型无焰烧嘴，低氮环保型无焰烧嘴全部安装于加热炉内外环侧墙。低氮环保型无焰烧嘴采用脉冲控制，配套完善的、基于先进的脉冲控制系统要求的热工参数测量和调节手段，实现精确的炉温控制，全面提升坯料的加热质量，可实现降本、增产、提质、节能降耗以及环保的多重经济效益。

附图说明

图1为现有环形加热炉的横断面结构示意图；

图2为本发明改造后的环形加热炉的横断面结构示意图；

图3为本发明的环形加热炉的智能燃烧控制系统示意图。

图中：1、外环炉墙砌筑层；2、外环炉侧立柱；201、外环炉侧立柱安装筋板；202、外环炉侧立柱安装底板；3、外环边缘砖；4、预埋螺栓；5、炉底回转机械；6、上炉盘；7、下炉盘；8、内环边缘砖；9、内环炉侧立柱；901、内环炉侧立柱安装筋板；902、内环炉侧立柱安装底板；10、炉底砌筑层；11、内环炉墙砌筑层；12、原炉顶平焰烧嘴；13、低氮环保型无焰烧嘴；14、环形炉炉膛；15、鼓风机；16、板式空气换热器；17、引风机；18、转动式烟道蝶阀；19、混凝土烟囱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明是基于对现有的环形加热炉结构的改造实现，其中，现有的环形加热炉结构包括外环炉墙砌筑层1、外环炉侧立柱2、外环边缘砖3、外环原侧立柱安装用预埋螺栓4、炉底回转机械5、上炉盘6、下炉盘7、内环边缘砖8、内环炉侧立柱9、炉底砌筑层10、内环炉墙砌筑层11和原炉顶平焰烧嘴12，具体连接方式如专利号CN216282776U所示，在此不做赘述。

本发明实施例中提供的一种提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法，为了实现将标准规格的坯料由原先的卧装2排料改为最多可卧装3排料，以达到提产目的，同时提升坯料的加热质量，在不改动原环形炉基础、下炉盘7以及炉底回转机械5的情况下，具体改造方法包括：

a、扩大环形加热炉的炉膛净宽；

b、通过设计独特的炉底边缘砖结构，扩大炉底宽度，同时降低炉底水封环缝处冷却效应；

c、改进燃烧系统，将原炉顶平焰烧嘴12全部替换为脉冲控制的低氮环保型无焰烧嘴13，并安装于加热炉内外环侧墙，实现降本、增产、提质、节能降耗以及环保的多重经济效益。

在上述实施例中，扩大环形加热炉的炉膛净宽方法如下：

在不改动原环形加热炉的外环炉侧立柱2、内环炉侧立柱9的基础以及侧立柱安装用预埋螺栓4的情况下，采用加长设计的内环炉侧立柱安装底板902和外环炉侧立柱安装底板202，同时新增内环炉侧立柱安装筋板901和外环炉侧立柱安装筋板201，将侧立柱与原基础的预埋螺栓4紧密结合，从而将外环炉侧立柱2向外扩200mm，将内环炉侧立柱9向环形炉中心点移200mm，实现将环形炉的炉膛净宽增加400mm，为增加炉底砌筑层10的宽度创造条件。

在上述实施例中，扩大炉底宽度的具体方法如下：

改变原环形炉内环边缘砖8和外环边缘砖3的结构形式，将其设计成倾斜结构的内环边缘砖8和外环边缘砖3，使其与炉墙之间形成“弓”形缝，降低了水封环缝处的冷却效应，提升坯料的加热质量；再同步扩建上炉盘6，并增加400mm的炉底砌筑层10的宽度，用于适应将标准规格的坯料由原先的卧装两排料改为卧装三-二-三-二的间隔排料，使得加热炉小时产量增加25％。

在上述实施例中，替换的低氮环保型无焰烧嘴13可以显著降低低氧化氮的排放量，低氮环保型无焰烧嘴13采用脉冲控制，并配套完善的、基于先进的脉冲控制系统要求的热工参数测量和调节手段，共分7个温度控制区，实现智能化的燃烧控制，精确的炉温控制，全面提升坯料的加热质量，脉冲控制系统是通过控制烧嘴的燃烧时间，烧嘴是时序脉冲燃烧，每个烧嘴可以进行单独控制，采用脉冲燃烧可以有效控制热负荷的输入，同时保证火焰的刚度，热负荷可以从0-100％无限划分，炉内气氛始终处于可监控状态下。

该燃烧系统同时把回收烟气余热与精确控温及降低NOx排放等技术有机地结合起来，从而实现了极限节能、环保和精确控温提高加热质量的多重目的。

本发明实施例中改造后的加热炉的外环炉墙砌筑层1和内环炉墙砌筑层11在靠近钢板的一层，采用纳米绝热层，有效降低炉墙热损失，同时可实现较薄的炉墙砌筑厚度484mm，有效增加炉膛净宽。

如图3所示，每个温控区8只烧嘴，温控区其余烧嘴及配套管线，阀门同图中已示意烧嘴；

本发明方法还将现有的环形加热炉结构中的原管式空气换热器更换为板式空气换热器16，板式空气换热器16的换热效率更高，尽可能的提升烟气余热回收率，出炉烟气温度约为700℃左右，通过板式空气换热器16用于提高空气预热温度，由原先的450℃提升至540℃，出换热器后烟气温度可降低至300℃，与板式空气换热器16连接的引风机17选用高温型，空气管道的材质采用不锈钢。

本发明实施例还包括将现有加热炉原地下烟道由砌砖结构改为地下烟管内砌绝热层的结构，减少散热损失和吸冷风，由于烟道横截面形状的变化，并配套的将原先的上下开启式烟道闸板更换为转动式烟道蝶阀18，基于引风机17的连接结构设计，提产后，将现有混凝土烟囱19的排烟方式由自然排烟更新为机械排烟。

综上所述：本发明提供的一种提高车轮锻造线环形加热炉的产能和加热质量的方法，采用尽可能低的成本对现有产能受限和坯料加热质量欠缺的环形加热炉进行改造。具体在不改动原环形炉基础、下炉盘7以及炉底回转机械5的情况下，改扩建环形炉尺寸，增加炉底面积，提升其产能；同时改进其燃烧系统，将原炉顶平焰烧嘴12全部更换为低氮环保型无焰烧嘴13，低氮环保型无焰烧嘴13全部安装于加热炉内外环侧墙，低氮环保型无焰烧嘴13采用脉冲控制，配套完善的、基于先进的脉冲控制系统要求的热工参数测量和调节手段，实现精确的炉温控制，全面提升坯料的加热质量。脉冲控制的低氮环保型无焰烧嘴13的燃烧始终处于最佳燃烧状态，保证了燃料的充分燃烧，节约燃料。低氮环保型无焰烧嘴13还可以实现较低的氮氧化物排放量。从而可实现降本、增产、提质、节能降耗以及环保的多重经济效益。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。