CN102703650A - 一种超大型台车式燃气热处理炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超大型台车式燃气热处理炉，其特点是，将传统炉体的固定后墙改为可移动后墙，该移动后墙的钢构件固定于行走机构，内衬设置于钢构件侧面，移动后墙的上、下、左、右均设置有密封机构，使移动后墙与炉体内衬之间以及与台车之间密封。此外，本发明在炉门及提升机构中增加了炉门防坠落装置，该装置靠弹簧复位力驱动安全销，一旦炉门失去拉力坠落，安全销迅速伸出，将炉门卡在炉门两侧立柱上，以防止炉门继续坠落。本发明有效地提高了超大型热处理炉使用效率，避免了多余空间无效燃烧导致的能源浪费，移动后墙的密封机构结构合理，操作简便，维修方便，且能达到良好的密封性能，增加了热处理炉的整体节能效果，炉门防坠落装置提升了炉体运行安全性。

Description

一种超大型台车式燃气热处理炉

技术领域

本发明涉及机械加工行业的配套设备，尤其为一种移动后墙超大型台车式热处理炉及其炉门防坠落装置。

背景技术

对于大型的锻造工件，锻造后要进行退火处理，然后进行机械加工，工件热处理的质量对机械加工精度及工件的使用性能起到致关重要的作用。针对此类大型锻造工件,需要用到超大型热处理炉。但是,由于超大型工件数量有限,对于炉膛容积不能改变的超大型热处理炉而言，其使用率就不高,若将超大型热处理炉用于较小工件热处理，势必会造成热处理炉炉膛容积的浪费和能源的浪费。

目前，为了提高超大型热处理炉的使用效率，有的技术方案是：在台车上设置至少一块隔墙，隔墙将隔墙两侧的炉腔相隔离，（参见中国专利CN101435015A）从而将热处理炉的整个炉膛分隔成两个或多个独立分炉膛，以使得不同大小设备能在分炉膛内退火。此技术方案虽然能兼顾小工件热处理，但也是固定炉膛容积，遇到加工超大型工件或不同尺寸工件时，仍需要拆除或重新组装隔墙。如何方便、快捷地调节超大型热处理炉炉腔空间的大小，并保证该热处理炉低能耗运行成为超大型台车式热处理炉所面临的技术难题。

另外，对于超大型热处理炉，炉门面积达到了70多平方米，重量达到15吨左右，在炉门和提升系统设计中，要求炉门的提升机构要有足够的强度，如果炉门坠落造成的损失较大，包括设备的损坏及操作人员的人身安全问题，因此在炉门设计中，为保证炉门运行的安全性，增加一套炉门防坠落装置是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是，设计出一种可移动后墙装置来替代传统热处理炉的固定后墙结构，同时有效地解决该移动后墙装置与炉体、台车之间的密封问题，同时提供一种防止超大型台车式燃气热处理炉炉门坠落的解决方案。

 为实现上述目的，本发明的技术方案是，此种超大型台车式燃气热处理炉的构成包括有，炉体钢结构、炉体内衬、炉门及炉门提升机构、台车及台车行走装置、燃气管路及控制系统、空气管路及控制系统、排烟及余热回收系统、温度控制及记录系统、上位机和下位机操作及控制系统，其特征在于：该炉体的后墙为可移动后墙，该移动后墙构成包括有内衬、钢构件、行走机构、密封机构、定位装置，钢构件固定于行走机构，内衬设置于钢构件侧面，行走机构运动使移动后墙能保持垂直状态平稳地在炉体钢结构内部空膛内移动,且该移动后墙上、下、左、右均设置有密封机构，这些密封机构使移动后墙与炉体内衬之间密封，也使移动后墙与台车之间密封。

在上述技术方案中，所述移动后墙的密封机构包括密封块、活动支架、气缸、导向装置，气缸和导向装置固定于后墙钢构件，密封块设置在活动支架外侧，活动支架内侧既与导向装置的导向臂相连接，又与气缸活塞杆相连接，移动后墙左右两顶角设置有角形活动支架，角形密封块固定在角形活动支架外侧，气缸活塞杆推动左右角形活动支架及密封块向上45度角方向移动，以抵紧炉体内衬的左右上角；移动后墙顶部中央设置有条状活动支架，条状密封块固定在条状活动支架上方，气缸活塞杆推动条状活动支架及密封块向正上方移动，以抵紧正上方炉体内衬；移动后墙左右侧部设置有条状活动支架，条状密封块固定在条状活动支架侧面，气缸活塞杆推动条状活动支架及密封块分别向左、右水平方向移动，以抵紧炉体内衬的两侧壁。

在上述技术方案中，所述移动后墙的密封机构包括密封块和伸缩压杆，移动后墙下部设置有若干伸缩压杆，伸缩压杆呈水平状态固定于钢构件，若干伸缩压杆活动端部与条状密封块固定，当台车进入炉腔内指定位置，诸伸缩压杆被压缩，条状密封块靠诸伸缩压杆弹簧的作用力抵紧台车端部而被密封。

在上述技术方案中，所述移动后墙的定位装置包括止位杆和止位块，止位杆垂直固定于钢构件，止位块根据需要被固定在行走机构的运动轨迹的某个位置上，止位杆能向下插入至止位块孔洞内，进而使行走机构定位。

在上述技术方案中，所述台车表面竖直设置有挡火墙，挡火墙外侧下沿铺设有耐火纤维，挡火墙为炉门落下前的一次密封，炉门落下靠其自重压紧于台车表面耐火纤维处，形成二次密封。

在上述技术方案中，所述炉门及提升机构中还包括有防坠落装置，该防坠落装置构成中包括有，安全销、连杆、弹簧、导向板、转向滑轮及支架、牵引钢绳、托轮，所述导向板、弹簧支架、转向滑轮支架均与炉门钢架固定，弹簧套在连杆外，连杆一端连接安全销，连杆另一端连接牵引钢绳的一端，牵引钢绳另一端绕过转向滑轮，与炉门升降钢绳连接固定，安全销与连杆在导向板和弹簧支架的限制作用下呈水平设置，安全销在导向板的导向孔中滑动时，连杆则在弹簧支架的导向孔中滑动，托轮设置在安全销下方，并将安全销托住，托轮轴固定于炉门钢架，正常状态，牵引钢绳牵引着连杆，安全销缩回并使连杆外弹簧受力压缩，事故状态，牵引钢绳失去对连杆的牵引力，弹簧复位产生推力，推动安全销外张伸出，伸出的安全销卡入至炉门外侧立柱上所设置的安全挡板空隙间，以防止炉门继续坠落。

本发明的优点：

1、本发明有效地解决了超大型热处理炉的使用效率较低的问题，采用移动后墙结构，根据工件的长度，移动后墙可以在炉膛内的长度方向任意移动，通过移动后墙的位置来调节炉膛有效长度，可以无极定点炉膛的工作长度尺寸，从而满足工件热处理工艺的要求。本发明由于采用了可移动后墙结构，与两段式炉体相比密封点少，大大的降低了炉内热气流向炉外散热的机会，有效地提高热处理炉的使用效率，避免了多余空间无效燃烧导致的能源浪费，提高了炉子的节能效果。

2、本发明移动后墙的密封机构结构合理，操作简便，维修方便，且能达到良好的密封性能，从而保证了移动后墙技术方案能有效发挥作用。

3、本发明的炉门防坠落装置仅靠弹簧的复位力驱动安全销，简单、可靠且免维修。采用炉门防坠落装置，可以提高炉门的运行安全性，一旦炉门失去拉力，防坠落装置中的安全销在弹簧力的作用下，迅速伸出，将炉门卡在炉门两侧立柱上。当故障排除后，炉门上升时，安全销收缩，炉门正常运行。通过此防坠落装置的应用，达到防止炉门坠落的目的，该装置能有效地保护炉门、台车以及现场人员设施。

4、本发明的设计、制造、检验和验收满足有关规范、标准的要求。台车式燃气热处理炉的部件选用优质材料制作，保证整套设备的控温精度高，热处理炉工作效率高，燃料消耗低，设备运行产生的噪声及有害气体的排放指标低于国家标准,本热处理炉的耐用程度高于国内同等热处理炉的耐用水平,制造精良、实用、安全、运行可靠。

附图说明

图1是本发明实施例热处理炉的结构剖视图。

图2是本发明实施例热处理炉从炉门方向看的局部结构剖视图。

图3是本发明实施例中移动后墙结构剖视示意图（A向）。

图4是本发明实施例中移动后墙结构示意图。

图5是本发明实施例中移动后墙与台车之间密封结构示意图。

图6是本发明实施例中炉体与台车侧面的密封结构示意图。

图7是本发明实施例热处理炉安装有防坠落装置升降炉门整体结构示意图。

图8是本发明实施例热处理炉炉门左侧防坠落装置安全销未动作状态结构示意图。

图9是本发明实施例热处理炉炉门左侧防坠落装置安全销已动作状态结构示意图。

以上附图中，1是炉门及炉门提升机构，2是炉体钢结构，3是台车装置，4是后密封装置，5是移动后墙装置，6是炉衬，7是侧密封装置，8是燃气管路，9是大功率烧嘴，10是空气管路，11是平台及梯子，12是热电偶，13是排烟管路，21是后墙衬体，22是后墙钢结构，23是后墙驱动装置，24是配重铁块，25是行走装置，26是定位装置，31是导轮装置，32是水平导向装置，33是水平活动支架，34是侧密封块，35是气缸，36是活塞杆，37是炉体内衬，38是炉体钢结构，39是四十五度导向装置，40是斜向活动支架，41是角形密封块，42是活塞杆，43是气缸，44是顶部密封块，45是竖直活动支架，46是活塞杆，47是气缸，48是竖直导向装置，51是台车表面耐火材料，52是密封块，53是伸缩压杆，54是后墙内衬，55是后墙钢构件，56是弹簧，57是台车行走装置，58是后墙行走机构，59是后墙驱动装置，61是炉体钢结构，62是炉体内衬，63是台车表面耐火材料，64是曲臂，65是曲臂轴，66是推拉杆，67是密封块，68是台车侧面轻质隔热砖，69是台车，71是炉门配重，72是立柱，73是炉门升降钢绳，74是安全挡板，75是牵引钢绳，76是安全销，77是炉门钢架，81是立柱，82是安全挡板，83是牵引钢绳，84是炉门升降钢绳，85是安全销，86是导向板，87是托轮，88是连杆，89是弹簧，90是弹簧支架，91是转向滑轮，92是转向滑轮支架，93是炉门钢架，100是炉门钢架，101是炉门升降钢绳，102是牵引钢绳，103是转向滑轮，104是转向滑轮支架，105是弹簧支架，106是连杆，107是弹簧，108是导向板，109是托轮，110是安全销，111是安全挡板，112是立柱。

具体实施方式

实施例一:

本实施例的总体结构如图1和图2所示，炉门及炉门升降机构1位于炉体左端，炉体由炉体钢结构2和内衬6构成，台车装置3能在炉体内移动，移动后墙装置5能从炉体右端进入到炉体内任意位置（如图1中虚线描绘出的移动后墙位置），移动后墙装置5通过后密封装置4实现与炉体和台车装置3的密封，炉体通过侧密封装置7和炉门实现与台车装置3的密封。

本实施例移动后墙装置结构如图3和图4所示，移动后墙装置是由后墙衬体21、后墙钢结构22、后墙驱动装置23、配重铁块24、行走装置25以及定位装置26构成，移动后墙装置的密封机构由密封块、活动支架、气缸、导向装置等构成，移动后墙左右两顶角设置有角形斜向活动支架40，角形密封块41固定在角形活动支架40外侧，气缸43活塞杆42推动左右角形斜向活动支架及密封块向上45度角方向移动，以抵紧炉体内衬的左右上角；移动后墙顶部中央设置有条状竖直活动支架45，条状顶部密封块44固定在条状紧直活动支架45上方，气缸47活塞杆46推动条状竖直活动支架45及顶部密封块44向正上方移动，以抵紧正上方炉体内衬；移动后墙左右侧部设置有条状水平活动支架33，条状侧密封块34固定在条状水平活动支架33侧面，气缸35活塞杆36推动条状水平活动支架33及侧密封块34分别向左、右水平方向移动，以抵紧炉体内衬的左、右两侧壁。另外，设置在移动后墙下部密封机构由若干伸缩压杆53和密封块构成，如附图5所示，伸缩压杆53呈水平状态固定于移动后墙钢构件55，若干伸缩压杆活动端部与条状密封块52固定，当台车进入炉腔内指定位置，诸伸缩压杆被压缩，条状密封块52靠诸伸缩压杆53弹簧56的作用力抵紧台车端部耐火材料51而被密封。

本实施例炉体与台车侧面密封机构如图6所示，气缸固定于炉体钢结构61，气缸活塞杆与曲臂64的一端连接，曲臂轴65通过曲臂座固定于炉体钢结构，曲臂64的另一端连接推拉杆66，密封块67固定在推拉杆顶部。气缸活塞杆经曲臂和推拉杆推动密封块紧压台车侧面轻质隔热砖68，从而实现炉体与台车双侧面的良好密封。 

本实施例采用移动后墙结构形式可以无极定点调节炉膛的工作长度，并有效解决了移动后墙与炉体顶部及炉体侧墙以及与台车端部的密封性难题，能方便地实现多段炉膛。

本实施例中的移动后墙装置具体调节步骤是，炉体固定不动，首先将台车驶入到炉体中固定位置定位，随后将移动后墙及行走机构驶入炉腔体内，使台车后端头与移动后墙下方的密封块及伸缩压杆相抵紧而密封，同时将定位装置的止位杆向下插入到止位块的孔洞中以固定后墙行走机构。由于炉体内衬与后墙内衬之间留有约5毫米空隙，且后墙的侧密封块、角密封块、顶密封块均呈收缩状态，故不影响后墙的正常移动，后墙移动到位后。如图4所示，首先把固定在后墙钢构件上的左、右上角的两支气缸启动，推动斜向角形密封块向上45°方向移动，先移动这两支气缸是因为角密封处是密封难点，要保证此处有较好的密封性。其次启动顶部两支气缸将顶部密封块与炉体顶部进行有效密封。最后启动侧面四支气缸将两侧密封块与两侧炉体侧墙进行有效密封。后墙密封块固定在带导向装置的活动支架上，按设计好的方向移动，靠气缸的推力来保证后墙的密封性，然后，再启动炉体两侧的密封机构，使炉体与台车侧面密封，最后放下炉门，炉门下方密封块靠自重与台车表面的内衬密封。

实施例二：

本实施例结构基本同实施例一，移动后墙调节步骤、密封过程也同实施例一，区别仅在于，为了提高炉门处的密封效果，本实施例在台车表面竖直设置有挡火墙，挡火墙的位置根据用户要求设置在10米位和20米位，挡火墙外侧下沿铺设有30mm的耐火1260℃纤维，挡火墙为炉门落下前的一次密封，炉门落下靠其自重压紧于台车表面耐火纤维处，形成二次密封，以达到良好的密封效果。

实施例三：

本实施例是将炉门防坠落装置安装在移动后墙超大型台车燃气热处理炉的升降炉门上。

本实施例的总体结构如图1和图2所示。图1是本实施例移动后墙超大型台车式燃气热处理炉结构剖视示意图,此热处理炉将传统炉体的固定后墙改变成可移动的结构形式，同时保证了移动后墙与炉体顶部、侧墙之间，以及与台车之间的可靠密封性，实现多段炉膛有效长度。 图2则给出了本实施例未安装防坠落装置的升降炉门局部结构示意图。

本实施例在升降炉门左右两侧各安装有一个防坠落装置，如附图7所示。本实施例炉门面积达到70平方米，采用电动葫芦驱动方式，电动葫芦安装在立柱72下方，方便维修。炉门升降通过一套滑轮组加配重71来减少炉门的提升力，电动葫芦通过短环链和另一套链轮组以及升降钢绳73与炉门连接，实现炉门的提升、下降。为保证炉门运行的安全性，在炉门左右两侧各安装一套炉门防坠落装置，并在两侧立柱上设置有若干安全挡板74。

图8给出了本实施例中炉门防坠落装置处在未动作状态结构示意图。导向板86、弹簧支架90、转向滑轮支架92均与炉门钢架93固定，弹簧89套在连杆88上，连杆88一端连接安全销85，连杆88另一端连接牵引钢绳83的一端，牵引钢绳83另一端绕过转向滑轮91，与炉门升降钢绳84连接固定，安全销85与连杆88在导向板86和弹簧支架90的限制作用下呈水平设置，安全销85在导向板86的导向孔中滑动时，连杆88则在弹簧支架90的导向孔中滑动，托轮87设置在安全销85下方，并将安全销85托住，托轮87轴固定于炉门钢架93，正常状态，牵引钢绳83牵引着连杆88，安全销85缩回并使连杆88外弹簧89受力压缩。

图9给出了本实施例中炉门防坠落装置处在已动作状态结构示意图。当事故发生时（如短环连或炉门升降钢绳或连接接头处断开），炉门失去向上的拉力，开始自由坠落时，牵引钢绳102随即失去对连杆106的牵引力，弹簧107复位产生推力，推动安全销110向侧立柱112方向迅速外张伸出，伸出的安全销110卡入至炉门侧立柱上所设置的安全挡板111空隙间，此时，安全销110和导向板108起到了承受炉门重量的作用，炉门会卡住，停在空中，起到了防止炉门坠落的作用，从而避免其落在台车上，造成炉门和台车的损坏。

此外，在本实施例中，当事故发生时，炉门下落过程通常会产生一定量的偏斜，为使炉门偏斜率减小，在设计时，炉门立柱缀板间隙要小于150mm，也就是说炉门偏移控制在150mm内，这既不会影响炉门的正常升降，同时也避免了炉门偏斜坠落所带来的不安全影响。 

上述三个实施例所给出的移动后墙超大型台车式燃气热处理炉及其炉门防坠落装置的设计、制造、检验和验收满足有关规范、标准的要求。部件选用优质材料制作，保证整套设备的控温精度高，热处理炉工作效率高，设备安全性能好，燃料消耗低，设备运行产生的噪声及有害气体的排放指标低于国家标准,本热处理炉的耐用程度高于国内同等热处理炉的耐用水平,制造精良、实用、安全、运行可靠。

从该热处理炉整体性能看，炉温均匀性达到±7℃的精度，炉门的密封性和炉门的防坠落装置，保证热处理的安全、可靠运行，可以满足超大型和大型工件锻造后退火处理工艺要求，此炉型可广泛应用于大型的机械加工行业中。

上述三个实施例所给出的热处理炉技术参数如下：

炉膛有效尺寸： 30m×8m×8.5m （长×宽×高）

台车载重量：1200t （工件重量）

炉温要求：全炉最高使用温度：950℃

炉体外壁温升：≤40℃

最大升温速度：满载时工件升温速度达到50℃/h

炉温均匀性：保温期全炉范围内≤±7℃ （含工件）

燃料：天然气   热值: 9177kcal/m³

台车行走速度：0～6m/min（变频可调）

控温方式：上位工控机集散控制,进口智能仪表控制,手动控制三种方式

能耗指标：满载时热效率η≥35%

供电电源: AC380V±10%  50Hz

环境温度: -5℃～+45℃

以上所述的超大型台车式燃气热处理炉及其升降炉门防坠落装置的工作原理和结构形式，凡采用等同或类似的技术方案均在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种超大型台车式燃气热处理炉，其构成包括有，炉体钢结构、炉体内衬、炉门及炉门提升机构、台车及台车行走装置、燃气管路及控制系统、空气管路及控制系统、排烟及余热回收系统、温度控制及记录系统、上位机和下位机操作及控制系统，其特征在于：该炉体的后墙为可移动后墙，该移动后墙构成包括有内衬、钢构件、行走机构、密封机构、定位装置，钢构件固定于行走机构，内衬设置于钢构件侧面，行走机构运动使移动后墙能保持垂直状态平稳地在炉体钢结构内部空膛内移动,且该移动后墙上、下、左、右均设置有密封机构，这些密封机构使移动后墙与炉体内衬之间密封，也使移动后墙与台车之间密封。

2.根据权利要求1所述的一种超大型台车式燃气热处理炉，其特征在于：所述密封机构包括密封块、活动支架、气缸、导向装置，气缸和导向装置固定于后墙钢构件，密封块设置在活动支架外侧，活动支架内侧既与导向装置的导向臂相连接，又与气缸活塞杆相连接，移动后墙左右两顶角设置有角形活动支架，角形密封块固定在角形活动支架外侧，气缸活塞杆推动左右角形活动支架及密封块向上45度角方向移动，以抵紧炉体内衬的左右上角；移动后墙顶部中央设置有条状活动支架，条状密封块固定在条状活动支架上方，气缸活塞杆推动条状活动支架及密封块向正上方移动，以抵紧正上方炉体内衬；移动后墙左右侧部设置有条状活动支架，条状密封块固定在条状活动支架侧面，气缸活塞杆推动条状活动支架及密封块分别向左、右水平方向移动，以抵紧炉体内衬的两侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种超大型台车式燃气热处理炉，其特征在于：所述密封机构包括密封块和伸缩压杆，移动后墙下部设置有若干伸缩压杆，伸缩压杆呈水平状态固定于钢构件，若干伸缩压杆活动端部与条状密封块固定，当台车进入炉腔内指定位置，诸伸缩压杆被压缩，条状密封块靠诸伸缩压杆弹簧的作用力抵紧台车端部而被密封。

4.根据权利要求1所述的一种超大型台车式燃气热处理炉，其特征在于：所述定位装置包括止位杆和止位块，止位杆垂直固定于钢构件，止位块根据需要被固定在行走机构的运动轨迹的某个位置上，止位杆能向下插入至止位块孔洞内，进而使行走机构定位。

5.根据权利要求1所述的一种超大型台车式燃气热处理炉，其特征在于：所述台车表面竖直设置有挡火墙，挡火墙外侧下沿铺设有耐火纤维，挡火墙为炉门落下前的一次密封，炉门落下靠其自重压紧于台车表面耐火纤维处，形成二次密封。

6.根据权利要求1所述的一种超大型台车式燃气热处理炉，其特征在于：所述炉门及提升机构中还包括有防坠落装置，该防坠落装置构成中包括有，安全销、连杆、弹簧、导向板、转向滑轮及支架、牵引钢绳、托轮，所述导向板、弹簧支架、转向滑轮支架均与炉门钢架固定，弹簧套在连杆外，连杆一端连接安全销，连杆另一端连接牵引钢绳的一端，牵引钢绳另一端绕过转向滑轮，与炉门升降钢绳连接固定，安全销与连杆在导向板和弹簧支架的限制作用下呈水平设置，安全销在导向板的导向孔中滑动时，连杆则在弹簧支架的导向孔中滑动，托轮设置在安全销下方，并将安全销托住，托轮轴固定于炉门钢架，正常状态，牵引钢绳牵引着连杆，安全销缩回并使连杆外弹簧受力压缩，事故状态，牵引钢绳失去对连杆的牵引力，弹簧复位产生推力，推动安全销外张伸出，伸出的安全销卡入至炉门外侧立柱上所设置的安全挡板空隙间，以防止炉门继续坠落。

Images