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幾乎在所有的機(jī)器制造領(lǐng)域,鍛造特別是模鍛、精鍛,都是一種重要的熱加工工藝。多年來被鍛毛坯都是在各種火焰爐中進(jìn)行加熱。從20世紀(jì)50~60年代,感應(yīng)加熱技術(shù)由熔煉、熱處理擴(kuò)展到鍛造領(lǐng)域,給鍛造業(yè)帶來革命性變化。鍛造感應(yīng)加熱為感應(yīng)透熱爐主要應(yīng)用之一。感應(yīng)透熱裝置主要用于金屬熱塑加工(鍛造、擠壓及軋制等)前的加熱和各種型材的整體熱處理。他們的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)基本相同,僅僅由于材料和各自的物理參數(shù)不同,加熱工藝要求的差異,有其各自的特點(diǎn)。
由于工藝要求的不同,鍛造用感應(yīng)爐(透熱爐)也有多種多樣的形式,且多為非標(biāo)產(chǎn)品。其中實(shí)心圓柱形爐料,特別是鋼材的加熱所占比重最大,故舉例作為討論的重點(diǎn)。
鍛造用感應(yīng)加熱爐大致分類
(1)從加熱方式上分 分為周期式,順序式和連續(xù)式三類:
①周期式。爐中每次放置一根爐料,加熱完成出爐后再放下一個(gè)冷料。
②順序式。爐中同時(shí)存在多根爐料,進(jìn)口端送進(jìn)一根新料時(shí),出口端給出一個(gè)達(dá)到溫度要求的熱料,按一定節(jié)拍順序進(jìn)行加熱。
③連續(xù)式。爐料按一定速度恒速通過爐子,達(dá)到加熱要求。
(2)從爐料材質(zhì)上分 分為非磁性材料加熱和磁性材料加熱:
①非磁性材料加熱,如鋁的擠壓前加熱,銅的鍛前加熱及鋼材經(jīng)燃料爐加熱至居里點(diǎn)以上后的感應(yīng)加熱等。
②磁性材料加熱,主要為鐵、鎳、鈷為主的合金材料,以鋼的溫度在居里點(diǎn)以下的加熱為常見,如鋼的蘭脆下料,表面防氧化處理,材料及機(jī)器零件的感應(yīng)退火(低溫)和回火等。
由磁性到非磁性的整個(gè)加熱過程,主要指鋼材從常溫到鍛造溫度或淬火溫度的加熱時(shí),大功率爐分段加熱的低溫段及鋼在采用雙頻加熱時(shí)的低溫加熱段(在居里點(diǎn)以下的相對低頻段)等。
(3)從爐料形狀上分 分為圓柱形、矩形截面、空心、板、帶材、型材等各種結(jié)構(gòu)和形狀。
(4)從爐體結(jié)構(gòu)上分 分為立式爐和臥式爐,立式爐多用于大重型爐料的加熱,一般多為周期式。
(5)從電源上分 分為高頻、中頻和工頻加熱,目前以中頻居多。由于電源開發(fā),頻段增多,為提高加熱的合理性,現(xiàn)在采用雙頻和三頻電源加熱開始得到推廣。
(6)從加熱方式可分為常規(guī)加熱(等匝距線圈)和快速加熱(變匝距線圈)。
感應(yīng)透熱爐與火焰爐相比的主要優(yōu)勢
(1)節(jié)省能源。一般感應(yīng)加熱爐的總效率(鋼)多在60%以上,局部加熱時(shí),與其他各爐種加熱相比效果會更加明顯。如20個(gè)世紀(jì)80年代,某廠較大型曲軸鍛造成形,原用油爐,反復(fù)送入爐中整體加熱,后改用感應(yīng)透熱爐進(jìn)行各鍛部局部加熱,能耗下降20~30倍。
(2)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好,且均勻一致。感應(yīng)加熱由于升溫速度快,晶粒細(xì)化,氧化脫碳輕,故質(zhì)量好。又因易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn),故產(chǎn)品性能保持一致,重復(fù)性好。有一個(gè)明顯的例子,在20世紀(jì)我國某兵工廠從歐洲某先進(jìn)國家進(jìn)口一臺高速精鍛設(shè)備,對方建議同時(shí)配一臺感應(yīng)透熱爐,可以一次鍛出成品。我方人員由于技術(shù)生疏,認(rèn)為加熱到千多度的爐子很簡單,為節(jié)省有限的外匯就拒絕了,回國后自已配了一臺火焰爐。結(jié)果由于加熱時(shí)間太長,氧化燒損嚴(yán)重,鍛后不但要經(jīng)過磨削等機(jī)加工,還須進(jìn)行酸洗。增加了材料的預(yù)留量、加工工時(shí)和生產(chǎn)成本。先進(jìn)鍛機(jī)的能力發(fā)揮不到20%。直到后來認(rèn)識到問題的關(guān)鍵,研發(fā)了相應(yīng)的感應(yīng)加熱爐才得以很好的解決。
(3)材料予留加工量小,節(jié)省原材料;加熱性能好,可提高模具使用壽命。
(4)設(shè)備的機(jī)械化、自動(dòng)化水平高,體積小,占地少,故易于上流水線和自動(dòng)線。
(5)為清潔能源,勞動(dòng)條件好,基本無高溫和少環(huán)境污染。
(6)起動(dòng),停止快,使用和維護(hù)方便。
據(jù)一些企業(yè)初步統(tǒng)計(jì),采用感應(yīng)加熱可以在生產(chǎn)總時(shí)間上節(jié)省約70%,氧化皮為火焰爐1/2~1/4,模鍛時(shí)模具壽命提高20%,節(jié)省金屬為10%~15%。
正確選用和設(shè)計(jì)、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的感應(yīng)鍛造爐
這當(dāng)然首先要滿足用戶的生產(chǎn)和工藝要求。主要是生產(chǎn)率,其主要決定于變頻電源的功率,然后是節(jié)能,這取決于電源的頻率和感應(yīng)器設(shè)計(jì)的合理性,工藝要求上主要是加熱溫度、溫度分布等,要靠感應(yīng)器設(shè)計(jì)阻抗與電源的匹配及機(jī)械化、自動(dòng)化水平等,則要根據(jù)用戶要求進(jìn)行協(xié)商;其次是產(chǎn)品質(zhì)量要好;設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn),如能耗低、材料省、運(yùn)行費(fèi)用低、勞動(dòng)條件好等;設(shè)備可靠性要高;使用、維護(hù)方便,操作安全可靠。
感應(yīng)透熱爐的主要缺點(diǎn)是通用性差,如果爐料的規(guī)格、尺寸相差懸殊,則需分組設(shè)計(jì)多臺感應(yīng)器。為此,對多規(guī)格加熱的爐子往往需要提出代表品種,作為設(shè)計(jì)和產(chǎn)品驗(yàn)收的主要依據(jù)。
(1)選擇電源的頻率 加熱用頻率合理與否,直接關(guān)系到加熱器的電效率和加工工藝質(zhì)量,電源頻率的選用,主要考慮兩個(gè)因素。
第一、從保證電效率考慮,第二、從提高截面溫度均勻性考慮。
由此可看出,進(jìn)一步降低頻率已不能加深加熱層,反而會影響電效率。進(jìn)一步均溫只有靠爐料自身的熱傳導(dǎo)。所以0.4R2是在該頻率下的最大加熱深度。
在此范圍內(nèi)應(yīng)向高端選取頻率。當(dāng)然也應(yīng)根據(jù)具體情況靈活處理,如在加熱速度較慢(單位功率?。r(shí),可選高一些的頻率,靠傳熱來彌補(bǔ)加熱層淺的不足,對導(dǎo)熱系數(shù)高的材料,也可選用偏高些的頻率等。在用戶經(jīng)濟(jì)投資允許時(shí),對較大型透熱爐,可建議采用在技術(shù)上更為合理的雙頻或三頻率加熱,即分成低溫段(磁性,低頻),高溫段(非磁性,高頻率)均溫段(也可不用)。
(2)確定電源容量 感應(yīng)器平均加熱功率的估算。一般情況下,取電源功率Py>Pg,盡量采用標(biāo)準(zhǔn)系列中給定的值,對磁性材料周期式加熱時(shí),如果沒有自動(dòng)控制功能,為防止加熱初期的峰值,需加大電源容量,使Py≈(1.5~1.7)Pg,非磁性材料周期式加熱時(shí),Py≈(1.05~1.10)Pg即可。這樣,我們知道了電源功率和頻率,就可結(jié)合用戶和制造廠的具體條件和需求來合理地選定電源。
(3)加熱爐核心部件感應(yīng)器規(guī)模的確定 求出感應(yīng)器幾何尺寸,即可大致估計(jì)爐體的大小。第一、求感應(yīng)線圈長度a1。鍛造加熱爐(包括全部透熱爐),當(dāng)然希望心表溫差△T越小越好。為保證△T所需最短加熱時(shí)間tk以便通過該值確定線圈總長度a1(連續(xù)式)或爐內(nèi)裝料數(shù)n(順序式)或爐子臺數(shù)n(周期式)。
透熱爐當(dāng)然希望心表溫差越小越好,但從上面論述已知,感應(yīng)加熱雖然是自身加熱,但其有效加熱層僅為ξ≤0.4R2,其余部分仍需靠傳熱來均溫,電效率ηd。線圈內(nèi)徑取值的合適,確保了爐子的效率和其工作可靠性。直徑太大,增加了漏磁,會降低電效率;而取得過小,將使?fàn)t襯太薄,不但降低其熱效率,也會影響爐襯強(qiáng)度,如間隙太小還會妨礙爐料的運(yùn)行。原則上存在一個(gè)最佳的D1/D2值。
從上面討論可知,電效率與兩個(gè)因素有關(guān):相對頻率m2和線圈與爐料之間的氣隙,即他們直徑比D1/D2。這從圖1和圖4上可清楚看出,電效率隨頻率急劇上升而提高,經(jīng)過拐點(diǎn)后升速變緩,慢慢趨于極限值。就氣隙而言,當(dāng)然是氣隙越小,電磁耦合越好,漏磁少而電效率越高。從圖4可看出,當(dāng)D1/D2由1增大至2時(shí),電效率大約從95%下降至76%。
(3)綜合上述兩點(diǎn),其總效率可定性做出曲線。
兩曲線交點(diǎn)即為選定的耐火和保溫材料時(shí)取值的最佳點(diǎn)。對主要加熱對象的鋼材鍛造加熱而言,從電熱效率綜合考慮,建議取D1/D2=1.4~1.8,但取D1/D2≈1.2~2.0也可以接受。直徑大時(shí)取偏小值,直徑小時(shí)取偏大值。如果D2過粗或太細(xì)時(shí),有可能超出此范圍。D1的最終確定應(yīng)以實(shí)用為主,應(yīng)考慮以下諸多因素
D1=D2+△D1.1+△D1.2+△D1.3+△D1.4+△D1.5
式中△D1.1—爐料在爐中運(yùn)行時(shí)必須的間隙(mm);
△D1.2—爐襯耐火層的厚度(mm);
△D1.3—爐襯保溫層的厚度(mm);
△D1.4—爐料熱膨脹尺寸(mm);
△D1.5—加工公差(mm)。
從以上估算中,我們知道了設(shè)備所需電源的功率和頻率,也就選定了電源,我們又知道了感應(yīng)線圈的規(guī)模,考慮其工作高度給出安裝方式和外殼及框架對爐體的用材也基本心中有數(shù),水冷用水量則可從表1的總效率得知爐子能耗,即需要用水帶走的熱量,從而也可進(jìn)行初步的估算。
(4)爐子的機(jī)電成套 我國現(xiàn)有的一些感應(yīng)電熱設(shè)備主要生產(chǎn)廠家,均有根據(jù)用戶工藝需求提供不同技術(shù)層次機(jī)電配套要求的能力。根據(jù)和用戶商定的機(jī)械化、自動(dòng)化要求,進(jìn)行與主機(jī)連接,本身的上下料機(jī)械化和操作系統(tǒng)的自動(dòng)化,可提出一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的方案,并據(jù)此精心設(shè)計(jì)和生產(chǎn)出物美價(jià)廉,經(jīng)久耐用的產(chǎn)品。
幾點(diǎn)補(bǔ)充意見
(1)矩形截面爐料的主要公式 第一、選頻公式,第二、功率估算,第三、保證△T的最短加熱時(shí)間。碳鋼由常溫加熱至1200~1300℃時(shí),第四、線圈尺寸的確定。線卷內(nèi)腔高度D1。矩形坯料(b2/D2>1)加熱時(shí),料口高度對電效率影響較小,故可取D1/D2=1.25~3.0。爐料大和加熱溫度低時(shí)取偏小值;反之,則取偏大值。當(dāng)然,也要經(jīng)實(shí)用安排和復(fù)合方可。其余各點(diǎn)均同于圓柱形爐料。線卷內(nèi)腔寬度b1
當(dāng)b2/D2≤5時(shí),b1=b2+(D1-D2)
當(dāng)b2/D2>5時(shí),b1=b2+(1.05~1.15)(D1-D2)
(2)管材加熱的主要公式 所謂管材,一般指外徑與壁厚之比即D2/d2>5和d2/△2。第一、選頻公式K2≈f(D2p/a2),可查相應(yīng)的曲線,估算時(shí)可暫取其值K2≈0.8~0.9,管材加熱存在最佳頻率值:第二、功率估算,其他各項(xiàng)可參考圓柱形爐料加熱。
(3)雙頻加熱 隨著半導(dǎo)體變頻電源的發(fā)展和完善及電能的普及,根據(jù)感應(yīng)加熱對磁性和非磁性材料之不同,采用雙頻電源對鋼件從室溫到鍛造溫度進(jìn)行分段加熱,得到了推廣。磁性點(diǎn)前采用較低頻率電源,過居里點(diǎn)后改用相對高的頻率進(jìn)行加熱。其主要優(yōu)點(diǎn)是:①節(jié)電。由于電源頻率配置合理,電源得以充分利用,一般可節(jié)電15%~20%。②省時(shí)。單頻加熱時(shí)選頻是以熱態(tài)為準(zhǔn)選用的,對冷態(tài)來說頻率太高,加熱層淺,給出單位功率相對要小,降低了加熱速度,延長了加熱時(shí)間;既增大能耗,又降低了生產(chǎn)率。③產(chǎn)品質(zhì)量好。由于加熱時(shí)間縮短,減少了能耗,也減輕了氧化,同時(shí)由于頻率合理也保證了低溫差,故能得到好的加熱質(zhì)量。
(4)快速加熱(變匝距加熱) 這是利用大溫差時(shí)向心部傳熱快的道理,在保證相同溫差下縮短了加熱時(shí)間。
對周期式加熱,橫坐標(biāo)可視為加熱時(shí)間,對連續(xù)式和順序式則可作為感應(yīng)線圈的長度。實(shí)際上,坯料表面升至終溫,占其總加熱時(shí)間10%~30%(或在感應(yīng)器進(jìn)口端占其總長度10%~30%),這可使加熱速度提高和均溫時(shí)間縮短。這種加熱規(guī)范被稱為(沖擊式)快速加熱。
(5)綜合能源加熱 由于各地區(qū)能源條件的不同,必要時(shí)應(yīng)考慮雙能源綜合加熱。如某地區(qū)天然氣豐富,且價(jià)格低廉。就可以考慮在700~800℃以下用燃?xì)鉅t加熱,后進(jìn)入快速感應(yīng)加熱爐。這樣既可在低溫加熱段氧化輕時(shí)利用廉價(jià)氣源,又可在高溫區(qū)時(shí)采用優(yōu)質(zhì)快速感應(yīng)加熱。在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)雙方面都是合理的??傊?,要因地制宜,充分考慮工藝需要,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)物美價(jià)廉且經(jīng)濟(jì)耐用的感應(yīng)加熱設(shè)備。
最后強(qiáng)調(diào)一點(diǎn),雖然問題很小,卻往往被一些人忽略,造成很大的錯(cuò)誤。即在運(yùn)用已有公式計(jì)算時(shí),一定注意公式中的物理量必須用加熱溫度段的積分平均值,公式中的單位要弄清楚,代入正確的單位。此資料除鍛造加熱爐外,也適用于其他各種工藝需要的感應(yīng)透熱爐。
用于鍛造液壓機(jī)的鍛造加熱爐,其爐型雖然種類很多,但大部分采用的還是臺車式爐。工具操作機(jī)大多在國外大,中型鍛造液壓機(jī)上配備,也有一些國家在鍛造液壓機(jī)上配備了中,小型有軌操作機(jī)。
國外鍛造加熱爐的發(fā)展
前蘇聯(lián)已研制出各種快速加熱爐和快速加熱裝置,并對少(無)氧化加熱的爐型,熱工制度,燃燒裝置和爐子機(jī)械化,自動(dòng)化及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等進(jìn)行了大量研究,以求收到最佳的效果。80年代末期,他們用快速加熱制度提高生產(chǎn)率達(dá)15~30,燃料消耗也有明顯降低。近幾年來,俄羅斯的快速加熱制度又有了新的進(jìn)步??焖偌訜釥t在爐子的直接費(fèi)用方面比任何一種用煤氣,油,電加熱的爐子都低,已成為節(jié)能和提高生產(chǎn)率的重要加熱裝置。
日本鍛造加熱爐主要以火焰爐為主。其爐型有:臺車爐,箱式爐,回轉(zhuǎn)爐和推桿爐等。其中箱式爐約占鍛造行業(yè)的80.雖然這種爐型熱效率低,勞動(dòng)條件和加熱質(zhì)量較差,但由于能適應(yīng)品種變化,通用性好,設(shè)備費(fèi)用低,仍能得到廣泛采用。推桿爐是一種節(jié)能型爐,其中多列式推桿爐的熱效率可提高30以上。日本在降低加熱爐燃料消耗方面的主要措施是:1確定合理的鍛造溫度和加熱時(shí)間,取消均熱階段。一些工廠認(rèn)為,只要爐溫達(dá)到了工藝要求,便可進(jìn)入保溫階段,應(yīng)力爭壓縮均熱階段或?qū)⑵淙∠?/span>
控制空氣與燃料比例,控制爐壓。加強(qiáng)余熱利用,在工業(yè)爐上安裝預(yù)熱器,將空氣預(yù)熱至200~500e,達(dá)到了平均節(jié)能30的效果。采用高效爐型,加強(qiáng)管理,提高爐子作業(yè)率。日本的大型鍛造加熱爐早已實(shí)現(xiàn)了操作機(jī)械化和自動(dòng)化,并由計(jì)算機(jī)完成復(fù)雜的熱工計(jì)算。
在遇到鍛件超出爐容長度的情況時(shí),采用爐外接長筒和爐外保護(hù)的方法。爐外接長筒若用于鍛件的局部加熱(筒內(nèi)溫度約為400~500e),筒體上可以不開設(shè)排煙孔;如需要用于長件的加熱或熱處理(筒內(nèi)溫度高于500e),則要在筒體上開設(shè)排煙口,設(shè)排煙筒,以使筒內(nèi)氣體能夠很好地進(jìn)行對流。長筒的內(nèi)襯,常用不定型耐火材料做成。這種粉狀的不定型耐火材料,與耐火砼相似,加水之后便易凝固。內(nèi)襯里還需要有V型加強(qiáng)筋,類似砼結(jié)構(gòu)中鋼筋的作用。使用中,除筒體與爐門接頭部分由于溫度高易碰壞需經(jīng)常修補(bǔ)之外,筒體內(nèi)襯至少可以使用3年以上。
日本室蘭工廠液壓機(jī)車間的工業(yè)爐,在80年代已裝了計(jì)測與控制儀表。該廠液壓機(jī)的規(guī)格與配套的加熱爐的規(guī)格有的比我國小。該廠液壓機(jī)車間有10,20,80,100MN液壓機(jī)共4臺,與其配套的加熱爐15臺,保溫爐4臺,分為兩組,分別為10,20MN液壓機(jī)和80,100MN液壓機(jī)服務(wù)。另外該車間還設(shè)有退火爐3臺,全車間共有爐子22臺。
英國謝菲爾德鍛造股份有限公司登河廠的100MN液壓機(jī),配備了固定式爐和臺車式爐各3臺,分別布置在液壓機(jī)的兩側(cè)。該廠在80年代末期對爐子進(jìn)行了技術(shù)改造)))爐子采用陶瓷纖維內(nèi)襯,使燃料節(jié)省了25以上。
英國最早研究成功快速加熱技術(shù)是在1969年。英國最早研究成功快速加熱技術(shù)是在1969年。英國煤氣公司研究和發(fā)展部中部研究站
(BritishGasCorporationResearchandDerel#PmetnDirisionMidlandsResearchStation)是高速燒嘴和快速加熱技術(shù)的發(fā)源地。隨后FairbankBrcarley公司購買了該研究站的生產(chǎn)許可證,制造了第一臺快速加熱裝置,并安裝在Woodhead公司的卷簧廠。70年代末期,在國際模鍛研究會第三屆年會和國際貿(mào)易會議上,英國煤氣公司將快速加熱技術(shù)作為一項(xiàng)重要的節(jié)能新技術(shù)加以介紹。
衡量加熱爐技術(shù)高低的另一項(xiàng)指標(biāo),就是鍛件的加熱單耗。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的鍛造加熱爐鍛件單耗一般較低。
早在70年代,工業(yè)發(fā)達(dá)國家就有工具操作機(jī)配合鍛造液壓機(jī)進(jìn)行鍛造生產(chǎn)。例如,日本室蘭工廠的100MN和80MN液壓機(jī)分別配備了夾持重量為2.5t的工具操作機(jī)。
日本高砂工廠的80/135MN液壓機(jī)配備了荷重力矩為250kN#m的工具操作機(jī)。日本勝田工廠的60MN液壓機(jī)配備了2t工具操作機(jī)。小型液壓機(jī)也有配備工具操作機(jī)的,例如,日本勝田工廠7.5MN液壓機(jī)和日本涉川工廠的10MN液壓機(jī)也都配備了工具操作機(jī),并且兼作裝出料機(jī)。
除配備工具操作機(jī)外,為提高生產(chǎn)效率,他們還采取了如下一些措施:
?。?)充分發(fā)揮液壓機(jī)生產(chǎn)效率,盡量不占用液壓機(jī)的機(jī)動(dòng)臺時(shí)。在日本所有的液壓機(jī)車間,根據(jù)自己需要選配了能切割直徑1000~3000mm的大截面氣割裝置,以便切除鋼錠冒口和鍛件料頭,節(jié)省液壓機(jī)的機(jī)動(dòng)臺時(shí)。
(2)在液壓機(jī)車間,設(shè)有各種規(guī)格的吊鉗,方便鍛件,鋼錠,毛坯的起吊和運(yùn)輸。吊鉗規(guī)格一般為3~430t.
?。?)專用工裝多。如有專門鍛大筒體鍛件的三點(diǎn)砧,鍛工作輥的圓弧砧,鍛護(hù)環(huán)的換向砧,鍛大型圈子的體外鍛造裝置和各種規(guī)格的壓實(shí)砧子等。還有一種工具具有多種用途,如<1500mm馬杠,既可擴(kuò)孔,又可用來拔長,還能當(dāng)套筒使用。
?。?)在中小型液壓機(jī)旁設(shè)有清除鍛件表面缺陷的機(jī)械手。機(jī)械手的技術(shù)規(guī)格根據(jù)鍛件需要確定。
?。?)加強(qiáng)生產(chǎn)管理,嚴(yán)格執(zhí)行鍛造工藝規(guī)程,不斷地提高工人技術(shù)水平,使多數(shù)工人掌握多種技能,便于調(diào)整工作。例如,日本室蘭工廠液壓機(jī)車間多數(shù)工人都有3個(gè)以上工種操作證,從而使勞動(dòng)力得到合理利用。
?。?)壓縮液壓機(jī)停機(jī)維修時(shí)間([2周/年),日常維修大都是不停機(jī)分段進(jìn)行。
此外,國外液壓機(jī)也使用一些有軌操作機(jī)配套。
國內(nèi)鍛造加熱爐的發(fā)展
我國機(jī)械工業(yè)的鍛造能力已具備一定規(guī)模,年產(chǎn)量僅低于日本,美國,俄羅斯,居世界第四位,并能鍛造重達(dá)260t的大鋼錠。但在鍛造加熱爐的熱效率,加熱爐的維修技術(shù)及鍛件能耗方面,與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有一定差距。
第二重型機(jī)械集團(tuán)公司的液壓機(jī)車間曾鍛造過260t的大鋼錠,具有一定的代表性。該液壓機(jī)車間裝有一臺120MN液壓機(jī),與其配套的鍛造加熱爐有6臺。其中:5m@13m臺車式加熱爐2臺,每臺最大裝載量600t,最高爐溫1350e;4m@36m臺車式熱處理爐一臺,最大裝載量300~500t,最高爐溫1000e.此外,該車間還有31.5MN液壓機(jī)一臺,鍛造最大鋼錠50t.與其配套的鍛造加熱爐有4臺,6鍛壓機(jī)械3/2000其中:4m@10.2m臺車式加熱爐2臺,每臺最大裝載量230t,最高爐溫1260e.近40年來,第二重型機(jī)械集團(tuán)公司對加熱爐進(jìn)行了較大的改造。例如,局部結(jié)構(gòu)采用了全纖維粘貼大板塊結(jié)構(gòu);應(yīng)用了高速燒咀,平焰燒咀;改進(jìn)了爐門結(jié)構(gòu)等,從而提高了生產(chǎn)水平。
第一重型機(jī)械集團(tuán)公司的萬噸液壓機(jī)及其配套鍛造加熱爐基本與二重相似。而上海重型機(jī)器廠與萬噸液壓機(jī)相配套的鍛造加熱爐規(guī)格略小一些。
當(dāng)前,各企業(yè)鍛造加熱爐發(fā)展的重點(diǎn)是提高生產(chǎn)力,提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低能耗。主要措施是:采用全纖維粘貼大板塊爐壁結(jié)構(gòu),高速調(diào)溫自控?zé)?,爐壓自動(dòng)控制,爐門自動(dòng)壓緊,分段活動(dòng)爐體,爐車電動(dòng)自行和計(jì)算機(jī)控溫等等。
爐門自動(dòng)壓緊,可以防止火焰外冒,熱量外逸,縮短升溫時(shí)間,增強(qiáng)保溫效果。爐內(nèi)壁裝設(shè)陶瓷纖維,所需費(fèi)用與裝設(shè)耐火材料相當(dāng),但隔熱保溫效果要好得多。國產(chǎn)鍛件能耗與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍有一定差距。單耗平均為1000~1200kg標(biāo)煤/t,最好為600~700kg標(biāo)煤/t;而日本室蘭工廠為270kg標(biāo)煤/t.
我國鍛造加熱爐的發(fā)展方向
為提高我國鍛造加熱爐的生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量,今后應(yīng)在以下幾個(gè)方面采取措施:
?。?)應(yīng)加強(qiáng)能源管理,認(rèn)真執(zhí)行加熱爐能源管理體系,加強(qiáng)鍛造加熱爐的生產(chǎn)調(diào)度,合理安排待燒鍛件,使加熱爐正常有負(fù)荷運(yùn)行。
(2)為滿足液壓機(jī)配套要求,應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)鍛造加熱爐的技術(shù)裝備,避免用中小型爐子加熱大工件。
對超過爐容的加熱件,可采用國外(日本室蘭工廠)已成熟的爐外接長筒,改裝高度等方法解決。
?。?)認(rèn)真搞好爐子的技術(shù)改造,合理選擇爐型和燒咀,充分利用余熱,實(shí)現(xiàn)儀表控制等。
?。?)采用新型爐襯材料,是提高生產(chǎn)力和節(jié)約能源的重要措施。國內(nèi)已采用的粘土澆注料,耐火材料,搗打料,涂抹料等,已取得很大成效。例如,粘土結(jié)合澆注料用于冶金軋鋼加熱爐和均熱爐,公認(rèn)為是長壽節(jié)約型爐襯材料;耐火塑料包扎加熱爐水冷管,也在全國范圍內(nèi)推廣,收到了良好的節(jié)能效果。
?。?)根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),制訂出改進(jìn)鍛造加熱爐的計(jì)劃,定期檢查計(jì)劃實(shí)施情況,盡快把各企業(yè)爐子的生產(chǎn),質(zhì)量趕上去。