罩式爐

罩式爐，是爐體為一罩子，或爐底不動，爐罩移動，或爐罩不動，爐底移動的熱處理爐。用於工件成批熱處理加熱。

基本介紹

• 中文名：罩式爐
• 外文名：Bell type furnace
• 簡介：爐體為一罩子
• 保護介質：氮氫混合氣體

簡介

傳統罩式爐用氮氫混合氣體作為保護介質，氫氣相對於氮氣具有導熱性好，密度小、動力粘度小、還原性強等優點，逐漸代替了氮氫混合氣體作為保護氣體。同時，它對罩式爐安全控制提出了更加嚴格的要求。

首先，保護罩和爐台的金屬外殼全部經過X射線探傷，嚴格保證各設備加工質量。其次，在退火周期開始時，對所有儀表、開關位置進行檢查，使他們置於正確的設定位置。將內罩扣在準備好的爐台上後，進行氫氣入口閥門的泄漏檢測，然後進行爐台空間泄露測試，以確保爐台、內罩系統完全密封，同時還對煤氣主開閉器、氫氣主開閉器各進行一次嚴密性實驗。泄露測試合格後，用氮氣對爐內空間進行吹掃。氮氣吹掃必須滿足3個條件才能結束，一定氮氣吹掃量，最小的氮氣吹掃時間：氧化含量小於1%。

罩式爐多用於冶金行業的鋼絲、鋼管、銅帶、銅線以及矽鋼片等的退火處理。其中銅帶主要適用於黃銅帶、青銅帶、異型銅帶、紫銅帶等材料的熱處理。

組成

它有圓形和長方形結構。台車爐由外罩及底座組成，罩殼由鋼板及型鋼焊接而成，內部為爐襯，加熱裝置（電熱元件或燃氣燒嘴）布置在爐膛周圍牆壁上。爐台上設有兩個導向立柱，便於罩殼安裝，根據熱處理工藝要求不同可通過不同氣氛進行保護。一般罩式爐加熱罩、冷卻罩、爐台、內罩及相應冷卻、抽空系統組成。為提高產品質量和縮短退火周期，內罩與爐台數量相同，加熱罩一般為爐台數量的一半多1個，冷卻罩為爐台數量一半左右。罩式爐裝爐量大，爐溫均勻性要求高，設定強制對流風扇，進行爐氣循環。

控制系統現狀

罩式爐的控制系統主要在安全控制和系統控制兩個方面得到了發展。

一、安全控制

傳統罩式爐用氮氫混合氣體作為保護介質，氫氣相對於氮氣具有導熱性好、密度小、動力粘度小、還原性強等優點，逐漸代替了傳統氮氫混合氣體作為保護氣體。同時，它對罩式爐安全控制提出了更加嚴格的要求。首先，保護罩和爐台的金屬外殼全部經過x射線探傷，嚴格保證各設備加工質量。其次，在退火周期開始時，對所有的儀表、開關位置進行檢查，使它們置於正確的設定位置。將內罩扣在準備好的爐台上後，進行氫氣人口閥門的泄漏檢測，然後進行爐台空間泄漏測試，以確保爐台、內罩系統完全密封；同時還對煤氣主開閉器、氫氣主開閉器各進行一次嚴密性試驗。泄漏測試合格後，用氮氣對爐內空間進行吹掃。氮氣吹掃必須滿足3個條件才能結束：一定的氮氣吹掃量；最小的氮氣吹掃時間；氧氣含量小於1%。此外，還有安全連鎖保障。當氫氣過壓時，控制系統自動打開出口閥降壓。為了避免產生錯誤信號，每次吹掃前，氧探頭必須對空氣中氧含量進行測量並記錄。當氫氣壓力不足或氫氣中氧氣含量超標時，系統自動啟動緊急氮氣清洗。控制系統同時還裝有手動緊急清洗按鈕。

二、系統控制

隨著控制理論和計算機技術的發展，罩式爐系統控制經歷了計算機監視、設定值控制、直接數字控制到目前普遍採用的集散式控制系統，現在正在向全面整合、全數位化解決方案發展。

煤氣罩式爐主要結構

1 、爐台

罩式爐爐台是承載工料加熱及支撐爐罩的平台。爐台底面採用複合耐火材料構成。工作面採用高抗震耐磨澆注預製塊，耐壓大、耐衝擊、使用壽命 長，更換方便。爐台側牆由鋼結構和耐火 材料組成。鋼結構包括立柱、爐牆外鋼板、燒嘴安裝板、 砂封槽及爐台密封板等。爐子對角線爐台外側設有一對定位導向柱。導向柱底部固結在基礎上。

2、爐罩

爐罩由吊桿、導向環、鋼結構及內襯組成。吊桿安 裝在爐罩頂部，與起吊行車的吊鉤配套，且具備自動吊 掛、自動脫鉤功能，以方便操作。導向環設在爐罩上與導向柱對應。落罩時導向環與導向柱結合以保證爐罩準確定位，起罩時對爐罩進行保護。鋼結構採用特殊的支撐梁框架結構，保證爐罩足夠的剛性及整體穩定性。考慮到人型爐罩隨溫度變化膨脹收縮的特點，其鋼結構具有伸縮功能，防止爐罩變形。爐罩襯裡由纖維模組和平鋪纖維毯構成，纖維模組通過錨固件穿孔焊接在爐罩鋼殼上以防止脫落，且保溫性能及抗 熱震性能效果良好。爐罩下部四周的耐熱密封刀通過螺栓固定。

3、密封結構

合理有效的密封結構對爐子氣密性及溫度均勻性相當重要。

4、管路系統及安全防護設備

煤氣管路設有手動切斷、自動切斷、壓力檢測和流量積算、放散和排污系統等。空氣管路上設有自動調節閥門、流量檢測裝置、壓力檢測裝置。總管路上設自動放散閥，有利於改善風機特性曲線，使風機保持恆壓， 工作在性能穩定的區域。煤氣和空氣每區支管配有流量檢測和調節裝置，實現燃氣流量的精確控制，保證精確空燃比和充分燃燒。 煤氣管路閥間、最高點、末端等處均設有手動放散 閥。空氣端頭裝有帶護罩的安全泄爆裝置，同時管路系 統具備在煤氣欠壓和風機故障時，自動報警並關閉氣源等功能，以確保全全生產。

5、燃燒系統

混合煤氣具有熱值低且不宜穩定燃燒的特點，因此選擇合理的燃燒系統是關鍵。燃燒器選擇了適應性和穩定性較高的亞高速燒嘴，且進行合理的改進和試驗，解決了混合煤氣燃燒時脫火、熄火等不能穩定燃燒的問題。為實現可靠的點火、火焰檢測和安全供氣， 增設了特殊的點火器、火焰檢測和嘴前煤氣切斷系統， 增加了燃燒系統的穩定性、可靠性和安全性，為爐子的穩定供熱提供了保證。

優缺點

優勢

(1)維護運行成本低。台車爐有爐門及升降機構、 爐車及驅動機構、密封及驅動部件，結構複雜，日常維護工作量大。而罩式爐基本無傳動機構，密封結構也簡 單，維護、檢修等工作量較小，維護成本較低。

(2)施工周期短、總造價低。罩式爐整體結構簡單， 外購件、機加工件少，故製造和施工簡單、周期短，造 價低，投產快。

(3)高效、節能。罩式爐爐罩可以移動，有條件的 地方町以做到一罩兩台，因而使用罩式爐產量大、效率高，能耗低。罩式爐與台車爐相比氣密性能良好，基本 上切斷了爐子內外的氣流交換，相同規格的罩式爐比台車爐散熱損失要小，更節能。

不足

(1)罩式爐“占用”車間面積較大。爐台和爐罩需布置在車間同一跨內，因此爐台和爐罩都占用車間的主跨面積。而台車爐可布置在車間的邊跨(副跨)，只有裝爐和出爐時才占用主跨。因此可以認為罩式爐比台車式爐占用車間面積大，但這個缺點可以通過工藝調整或採用移動罩來彌補。

(2)擠占車間內行車部分使用時間。一般爐罩利用行車實現起罩和落罩。如車間內罩式爐台數較多，使用
行車的次數也就相應增多，必然擠占車間的行車使用時間，其至需要再增加行車台數。