箱式爐

箱式爐又名馬弗爐，操作簡單、維修方便、爐後配有可控煙囪。適用於煤炭、焦化產品、化工原料的化學分析。可用於電力、煤炭、造紙、石化、水泥、農牧、醫藥科研、教學等行業和部門。

基本介紹

• 中文名：箱式爐
• 外文名：box furnace
• 別稱：馬弗爐
• 適用領域：電力煤炭造紙石化機械水泥等
• 特點：美觀，操作簡單 適用性強等
• 相關行業：冶金

簡介

箱式爐是爐膛為箱形的加熱爐。對製品進行加熱、保溫和冷卻處理的 整個加熱過程中製品固定不動，進料和出料通過單 一的門或槽進行。亦稱間歇生產爐。

箱式爐

組成設計

結構設計

爐膛採用不鏽鋼板製作，圍成加熱及熱風循環腔體，熱空氣在爐膛內流動，大大提高溫度均勻性。由於熱風的攪拌，加強了爐膛內氣氛的對流和均熱作用。

爐膛和爐架為分離設計，爐膛置於爐架底部的承重滾輪上，前後可自由滑動。當爐膛受熱時，可沿長度方向自由伸長。

為防止爐膛內熱氣泄漏，爐門處從內到外共設計2層密封。內層採用陶瓷纖維繩密封結構，外層採用矽橡膠密封圈密封，為延長其使用壽命，在爐膛口密封處設計有不鏽鋼冷卻水套，用於冷卻降溫。門鎖採用多點手輪旋轉方式鎖緊機構，可以同時對門四周均勻鎖緊。另外爐門固定裝置安裝於爐膛端面，採用活動雙鉸鏈機構，可隨爐膛自由伸長而移動，密封效果更好。

設備頂部設計有排氣煙囪，用於排放加熱過程中產生的大量廢氣及煙霧，可通過風門調節把手來控制排放流量。

控制系統設計

控制系統集成在爐體上。選用智慧型程式溫控儀，溫度曲線的調節通過設定自動控制進行。過線性組合構成控制量，對控制對象進行控制。 溫控儀接受熱電偶檢測的信號，控制電力模組。

風機位置設計

風機位於爐膛後部，通過蝸殼及兩側風道將空氣吹過加熱元件，氣氛加熱後水平進入爐膛內對工件進行均勻加熱，然後經後部吸風口吸入循環風機，充分循環攪拌。

導流裝置設計

蝸殼對風機性能影響很大，若去掉蝸殼，風機性能將下降 50%以上。熱風箱式爐採用雙循環方式，風機置於爐體後部，兩側共兩個循環風道，後部蝸殼雙向出風。

在熱風腔體中，由於空間有限，蝸殼的擴張段較短，出口面積大，氣流壓力損失較大。在設計蝸殼時，導流片的形狀應力求擴散合理，導 流片數量以4～8片為宜，導流片安裝角度根據葉輪形狀和流量大小而 定。蝸殼的寬度設計時以不碰到葉輪為準。

控制系統特點

良好的用戶界面

箱式爐系統以下拉式選單組織人機界面。下拉式選單明確標誌著用戶所處的操作視窗，使用戶清楚當前操作的性質，視窗下面的提示行明確提示著在該視窗下允許的操作及操作方法，使本系統極易使用。 錯誤信息和比較複雜的漢字輸入，都通過彈出式視窗給出，這使得系統非常便於操作。

工藝思想嚴謹周密

箱式爐的工藝庫的設計與零件生產緊密結合，工藝中包含零件處理前、處理時和處理後的各項記錄信息，便於監控和查閱。在零件處理過程中，提供線上修改工藝的功能，並可在自動控制過程中加入人為控制因素，使得對零件處理結果的控制更加靈活。 用於模擬計算的參數可調，保證了對層深要求的各種零件計算結果的準確性。白件入爐後，監控模組就對其監視跟蹤，直至出爐。零件處理結果記錄中包括零件的入爐時間、出爐時間、處理過程曲線和最終處理結果，並可 隨時查閱和列印，便於質量跟蹤。系統可控制“油淬無中冷”、“油淬帶中泠”和“氣淬”三種工藝過程，並可實現碳共滲。

智慧型化的線上實時監控

箱式爐的“線上監控器”功能通過對現場數據的採集和精確計算，能夠自動補償因短時間停電、爐況不穩定等故障對零件所造成的影響，很好地完成滲碳後期的碳濃度分布調整。當因故障退出控制過程再重新開機時，線上監控器將根據記錄的數據精確推算出故障期間零件內的碳層濃度分布，並給出幾種不同的處理零件的方法，當需要繼續處理時，線上監控器將以此結果作為初始濃度分布，接著完成整個工藝過程。

便於調試和維護

在設計箱式爐時，為了便於系統的調試和維護，軟體在“系統配置”模組中設定了“系 統參數調整”功能，在“實用程式”模組中設定了“爐氣碳勢校正”、“合金系統計算”、“執行升溫工藝”等功能，使得在設備長期使用或大修後爐況發生變化時，操作人員對系統的調整和維護變得非常容易。

系統的安全可靠性

箱式爐所具有的套用“實用程式”模組的“口令管理”功能可為選單中提供的各項功能設定口令字，以免關鍵的數據及工藝參數被非法改動。在零件處理的過程中，操作者對處理過程的任何改動操作都要經過確認才能生效，以免產生誤操作。爐況的變化和動作，以及操作者對執行過程的任何改動，都將被記錄在相應的資料庫中，為分析故障原因和處理返修零件提供可靠的依據。

爐溫控制

箱式爐由於爐口、爐門密封不嚴，散熱量較大，其溫度要比爐膛中心溫度低，如果被加熱工件的溫差範圍要求控制在較小範圍，則零件加熱區域就勢必要縮小，相應的爐膛有效面積也要縮小，爐子不能滿負荷工作，造成能源和工時的浪費，產品的單耗也隨之增加，所以必須儘量擴大箱式爐均溫區。具體方法有:

1、爐門加裝電熱元件，這樣可以提高爐門口處的溫度，改善爐子的溫度均勻性。高溫箱式爐是電阻絲加熱方式，在均溫性測試過程中，從測試數據中分析出某一面測試點溫度低，通過調整電阻絲的加熱電流，使爐溫的均溫性達到工藝要求。

2、沿爐子長度方向，合理布置功率（電阻絲），可在爐口處增加一些功率，也可採用分組分區控制方法。

3、設定風扇，強制爐子氣體對流，這樣可以極大地提高爐溫均勻性。

4、改善爐子外殼的油漆顏色，物體顏色不同，其輻射係數也不同，根據實驗爐子的外殼噴塗銀灰色或黑色漆，爐子外層空間散熱可下降。

5、改進溫度控制系統，採用適當的爐溫調節方法。採用PXR型溫度控制儀表，改變控制方式為PID連續控制方式，代替模擬儀表後，爐溫均勻性可滿足生產工藝要求。