白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于加熱爐的生產(chǎn)方法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的耐火材料加熱爐使用壽命短維修頻率高，耗能高，成本大，高溫強度低，高溫抗腐蝕能力差，爐體易發(fā)生斷裂甚至爆炸倒塌等。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案是提供一種白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，包括以下步驟：根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)圖使用白泡石磚制造出鍛造加熱爐，爐子成型進行烘爐，烘爐時所采用的升溫速度為5～10℃/h，烘爐時的最終烘爐溫度為1100℃～1400℃。本發(fā)明為制造蓄熱式鍛造加熱爐提供了一種新方法。
【專利說明】白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于加熱爐的生產(chǎn)方法【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法。
技術(shù)背景
[0002]汽車、通用機械、兵器、電子、能源、建筑、航空、航天領(lǐng)域的高速發(fā)展，在給制造業(yè)帶來新機遇的同時也帶來了更大的挑戰(zhàn)。各種新型加工方法的不斷涌現(xiàn)，滿足了現(xiàn)代制造業(yè)對加工技術(shù)多樣性的要求。與此同時，作為最原始，最傳統(tǒng)的制造加工方法——鍛造，憑借其優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗能、靈活等特點，依然備受人們的青睞。目前，由于生產(chǎn)鍛造加熱爐的技術(shù)不夠成熟，受到所用材料的限制，鍛造加熱爐的使用壽命相對較短，保溫養(yǎng)護效果難以滿足生產(chǎn)需求，間接造成鍛件精度偏低，成本偏高，制約了鍛造技術(shù)的快速發(fā)展。
[0003]加熱是鍛造生產(chǎn)必不可少的工序，而加熱爐是鍛造生產(chǎn)的重要加工設(shè)備，享有鍛造廠的“心臟”的美稱。提高生產(chǎn)鍛造加熱爐的技術(shù)，是提高鍛件質(zhì)量的重要措施之一。國內(nèi)外使用的加熱爐主要可分為火焰加熱爐和電加熱爐兩大類。根據(jù)所用燃料不同，火焰加熱爐又可分為油爐、氣爐和燃煤爐，氣爐主要分天然氣鍛造加熱爐和煤氣加熱爐兩類等。天然氣鍛造加熱爐憑借其資源豐富，成本低廉，環(huán)保節(jié)能等特點，一直以來備受各大鍛造加工廠的青睞。傳統(tǒng)方法制造鍛造加熱爐的過程為:根據(jù)加工需求設(shè)計出合理的鍛造加熱爐結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，選材，工藝設(shè)計等。在上述制造過程中，除結(jié)構(gòu)設(shè)計外，材料和工藝設(shè)計是制造具有良好保溫養(yǎng)護性能和較長使用壽命的鍛造加熱爐的決定性因素。傳統(tǒng)鍛造加熱爐都是采用普通材料，如用輕質(zhì)磚或輕質(zhì)澆注料加纖維制品，或是采用普通的耐火材料高鋁磚等作為爐體的爐墻和爐頂?shù)哪突饘?。但是用這些材料制造的爐子其磚體易斷裂，極易造成墻體脫落、爐體坍塌，使用期間需要經(jīng)常維修，壽命較短，一般為I年左右；再者，使用后的磚料重復(fù)利用率低，回收困難，能源利用率低，占用空間資源，極易造成環(huán)境污染；而且，這類加熱爐在加熱過程中存在受熱不均勻，保溫養(yǎng)護效果差等缺點，嚴(yán)重制約了鍛件質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提聞。
[0004]成都市雙流恒生鍛造有限公司以前采用高鋁耐火磚砌體作為爐體的爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，獲得了很好的保溫養(yǎng)護效果。但這類磚體在使用過程中極易斷裂，易造成爐體坍塌，使用壽命較短，一般半年左右需要進行維修。后來，采用澆注料作為爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，使用過程中澆注料也會逐漸緩慢脫落，最后造成爐體坍塌，一般I年左右就需要維修。
[0005]隨著加熱爐制造技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新型耐火材料被引用到鍛造加熱爐的生產(chǎn)制造過程中，以期獲得更好的保溫養(yǎng)護效果和較長的使用壽命。目前，鍛造行業(yè)普遍看好的加熱爐耐火材料白云石，認為其有很大的發(fā)展前景。白云石在耐壓強度、熱震穩(wěn)定性、耐堿和抗熟料化學(xué)浸蝕等方面有優(yōu)異表現(xiàn)，并且環(huán)境污染小。但是其防潮能力差，易與環(huán)境中的水分發(fā)生反應(yīng)，對酸性渣抗腐蝕能力差，在正常工藝條件下，使用壽命僅I年左右。
[0006]株洲火炬工業(yè)爐有限責(zé)任公司的趙亮針對上述存在的問題，在選用磷酸鹽耐火混凝土和鎂鉻磚系堿性耐火材料作為加熱爐的內(nèi)襯材料的基礎(chǔ)上，通過改進鍛件加熱爐的爐型結(jié)構(gòu)設(shè)計一采用雙門室式加熱爐來制造鍛造加熱爐。首先，他通過設(shè)計并采用雙層爐頂結(jié)構(gòu)延長換熱器的使用壽命，縮短空爐升溫時間，延緩爐頂耐火層剝離速度，降低了維修成本；再者，在爐襯部分他采用磷酸鹽耐火混凝土現(xiàn)澆；排煙系統(tǒng)部分采用余熱利用裝置；并設(shè)置煙氣調(diào)壓閥，使?fàn)t內(nèi)壓力可控；爐底部分則設(shè)計成多點排煙。該設(shè)計方案雖然在一定程度上解決了爐頂耐火層脫落嚴(yán)重，受熱不均勻，能源利用率低，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題，但是利用該廠設(shè)計的方案制造的雙門室式鍛造加熱爐會出現(xiàn)以下問題:其一，采用雙門室式的設(shè)計方案，其爐體結(jié)構(gòu)相對普通加熱爐來說要復(fù)雜得多，制造相對困難，耗時耗力，成本偏高，經(jīng)濟實用性偏低；其二，采用的磷酸鹽耐火混凝土現(xiàn)澆爐襯部分，該混泥土在施工前，必須要進行取樣試配，以確定施工配合比，期間還必須進行困料和養(yǎng)護，困料時間一般大于16h，工藝相對復(fù)雜且制造周期較長；其三，該方法雖然在一定程度是解決了加熱爐存在的一系列問題，爐子使用壽命的提高仍然不是很顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的耐火材料加熱爐使用壽命短維修頻率高，耗能高成本大，高溫強度低，高溫抗腐蝕能力差，爐體易發(fā)生斷裂甚至爆炸倒塌等。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的方案是提供一種白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，包括以下步驟:在爐子成型后，用白泡石磚作為爐體爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，制造出蓄熱式鍛造加熱爐，爐子成型進行烘爐。
[0009]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述耐火層的厚度為220?350mmo
[0010]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述白泡石磚的化學(xué)組成為:SiO2 為 81 ?90wt%、Al203 為 5 ?13wt%、Fe203 為 0.2 ?0.7wt%、Ca0 為 0.1 ?0.6wt%、Mg0為0.1?0.5wt%、雜質(zhì)為1.0?1.6wt%、燒失為2.0?4.5wt%。所述的燒失，也叫燒失量，是指在進行耐火材料的分析時，除主成分氧化物和副成分的含量外，通常還要測定其燒失量，即將在105?110°C烘干的原料在1000?1100°C灼燒后失去重量的百分比。
[0011]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述的烘爐是先采取小量供天然氣點燃。
[0012]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述烘爐時的升溫速度為5?10°C /h，烘爐時的最終烘爐溫度為1100°C?1400°C。
[0013]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述的烘爐過程中需要保溫養(yǎng)護4?6次。
[0014]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述烘爐過程中每次保溫養(yǎng)護的時間是20?IOOh。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述烘爐的操作步驟為:以5°C /h?10°C /h的速度將爐體從室溫升到110?150°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;再以5?10°C /h的速度升溫至260?300°C，再保溫養(yǎng)護20?IOOh ;后又以5?IO0C /h的速度升溫至600?640°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;以5?10°C /h的速度升溫至800?840°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;再以5?10°C /h的速度升溫至1100°C?1400°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh;烘爐完畢。[0016]本發(fā)明的有益效果在于:1、本發(fā)明所選用的白泡石相比于普通的耐火材料，具有優(yōu)良的理化性能，如:(I)礦物相組成純度高，含雜質(zhì)(R2CHRO)量低，一般在2%以下；(2)耐火度高，幾乎適用于所有的鋼鐵鍛件；(3)組織結(jié)構(gòu)致密度高，顯氣孔率低，耐磨抗蝕；(4)高溫強度高，可防止液氣流的進一步滲透；(5)具有層狀的天然紋理，在生產(chǎn)時使紋理垂直于與受侵蝕面，能有效防止磚體剝落；(6)對玻璃液沒有污染，不會形成條紋和結(jié)石等。2、本發(fā)明所采用的烘爐方案是根據(jù)新型耐火材料白泡石的特性而設(shè)計的。本發(fā)明采用由低溫逐漸加熱到高溫的逐步升溫的烘爐方案，其最大的優(yōu)點在于，緩慢的升溫過程能保證水分(水蒸氣)從砌體的內(nèi)部自然排出。這樣不僅能有效提高砌筑體的強度，避免了由于升溫過快，使砌體內(nèi)的水分瞬間蒸發(fā)而造成氣爆，導(dǎo)致爐體發(fā)生斷裂，甚至爆炸倒塌等現(xiàn)象。3、本發(fā)明所采用的新型耐火材料白泡石磚結(jié)合烘爐方案，具有以下優(yōu)點:(1)高溫下烘爐時，白泡石磚中的石英和高嶺石相互反應(yīng)生成高強度的莫來石，增強了爐體的高溫強度，有效抑制了爐內(nèi)砌體開裂脫落的現(xiàn)象；(2)白泡石磚的工作表面在高溫下還會生成一層致密釉質(zhì)層，能有效的防止工作過程中液氣流的進一步滲透，顯著提高了爐子的氣密性和保溫養(yǎng)護效果；(3)成品率提高，鍛件精度得到保證，經(jīng)濟效益明顯。4、采用本發(fā)明提供的方法制造的蓄熱式鍛造加熱爐，在使用過程中幾乎不需要維修，使用壽命是原來的3?5倍，鍛造成本顯著降低。5、本發(fā)明提供的方法制造的加熱爐在加熱時采用的是天然氣，有效利用了生活、生產(chǎn)中遺留下的排泄物與廢棄物，不僅解決了現(xiàn)今排泄物、廢棄物無處存放、處理困難的問題，實現(xiàn)了廢棄物的重復(fù)二次利用，而且保護了環(huán)境，有效的節(jié)約了其他能源(如煤炭、電能等)，達到了節(jié)能環(huán)保的目的。
【具體實施方式】
[0017]白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，包括以下步驟:在爐子成型后，用白泡石磚作為爐體爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，制造出蓄熱式鍛造加熱爐，爐子成型進行烘爐；所述烘爐時的升溫速度為5°C /h?10°C /h，烘爐時的最終烘爐溫度為1100°C?1400°C ;所述的烘爐過程中需要保溫養(yǎng)護4?6次；所述烘爐過程中每次保溫養(yǎng)護的時間為20?100h。
[0018]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述耐火層的厚度為220?350mmo
[0019]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述白泡石磚的化學(xué)組成為:SiO2 為 81 ?90wt%、Al203 為 5 ?13wt%、Fe203 為 0.2 ?0.7wt%、Ca0 為 0.1 ?0.6wt%、Mg0為0.1?0.5wt%、雜質(zhì)為1.0?1.6wt%、燒失為2.0?4.5wt%。
[0020]其中，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述的烘爐是先采取小量供天然氣點燃。小量供天然氣點燃有利于爐子緩慢升溫，烘爐時間較長，這樣做的目的是避免爐子快速升至120(TC以上而造成磚體開裂、剝落，甚至坍塌等現(xiàn)象。而且升溫速度慢，保溫養(yǎng)護時間長，有利于爐子內(nèi)部氣體和水分的排出，并生成有利于保溫養(yǎng)護效果提高的層致密釉質(zhì)層等等。
[0021]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，上述白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法中，所述烘爐的操作步驟為:以5°C /h?10°C /h的速度將爐體從室溫升到110?150°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;再以5?10°C /h的速度升溫至260?300°C，再保溫養(yǎng)護20?IOOh ;后又以5?IO0C /h的速度升溫至600?640°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;以5?10°C /h的速度升溫至800?840°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;再以5?10°C /h的速度升溫至1100°C?1400°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh;烘爐完畢。
[0022]較長的中間保溫養(yǎng)護時間是為了保證爐子內(nèi)部的水分和氣體能夠完全排除，避免了由于升溫過快，砌體內(nèi)的水分瞬間蒸發(fā)而造成氣爆，導(dǎo)致爐體發(fā)生斷裂，甚至爆炸倒塌等現(xiàn)象。而且長時間的中間保溫養(yǎng)護能夠保證爐體受熱均勻，使整體爐子充分的受熱，保證了較好的烘干效果。再者，中間保溫養(yǎng)護，特別是高溫下的中間保溫養(yǎng)護有利于高溫下的產(chǎn)物——高強度莫來石和致密釉質(zhì)層的充分產(chǎn)生和均勻分布。
[0023]本發(fā)明以下實施例中，所采用的白泡石磚的規(guī)格為:350*350*700mm。
[0024]實施例1
[0025]首先，設(shè)計出蓄熱式鍛造加熱爐的爐體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)廠家的氣源情況設(shè)計出相應(yīng)的烘爐方案，根據(jù)需要準(zhǔn)備及修整耐火材料白泡石磚，最后根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)圖用白泡石磚作為爐體爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，制造出蓄熱式鍛造加熱爐。爐子成型后根據(jù)烘爐方案進行烘爐。烘爐方案為:以5°C /h的速度將爐體從室溫升到120°C，保溫養(yǎng)護60h ;再以5°C /h的速度升溫至280°C，再保溫養(yǎng)護60h ;后又以10°C /h的速度升溫至600°C，保溫養(yǎng)護40h ；以10°C /h的速度升溫至800°C，保溫養(yǎng)護20h ;再以10°C /h的速度升溫至1150°C，保溫養(yǎng)護40h;烘爐完畢。
[0026]實施例2
[0027]首先，設(shè)計出蓄熱式鍛造加熱爐的爐體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)廠家的氣源情況設(shè)計出相應(yīng)的烘爐方案，根據(jù)需要準(zhǔn)備及修整耐火材料白泡石磚，最后根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)圖用白泡石磚作為爐體爐墻和爐頂?shù)哪突饘樱圃斐鲂顭崾藉懺旒訜釥t。爐子成型后根據(jù)烘爐方案進行烘爐。烘爐方案為:以10°C /h的速度將爐體從室溫升到110°C，保溫養(yǎng)護70h ;再以10°C /h的速度升溫至300°C，再保溫養(yǎng)護70h ;后又以15°C /h的速度升溫至620°C，保溫養(yǎng)護40h ；以15°C /h的速度升溫至820°C，保溫養(yǎng)護20h ;再以20°C /h的速度升溫至1200°C，保溫養(yǎng)護45h;烘爐完畢。
[0028]實施例3
[0029]首先，設(shè)計出蓄熱式鍛造加熱爐的爐體結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)廠家的氣源情況設(shè)計出相應(yīng)的烘爐方案，根據(jù)需要準(zhǔn)備及修整耐火材料白泡石磚，最后根據(jù)爐體結(jié)構(gòu)圖用白泡石磚作為爐體爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，制造出蓄熱式鍛造加熱爐。爐子成型后根據(jù)烘爐方案進行烘爐。烘爐方案為:以5°C /h的速度將爐體從室溫升到130°C，保溫養(yǎng)護80h ;再以5°C /h的速度升溫至260°C，保溫養(yǎng)護65h ;后又以10°C /h的速度升溫至630°C，保溫養(yǎng)護45h ；以IO0C /h的速度升溫至830°C，保溫養(yǎng)護20h ;再以10°C /h的速度升溫至1300°C，保溫養(yǎng)護50h ;烘爐完畢。
[0030]實施例4
[0031]本發(fā)明實施例制造的蓄熱式鍛造加熱爐與傳統(tǒng)的蓄熱式鍛造加熱爐在O?1600°C使用過程中的性能對比結(jié)果見表I。
[0032]表I性能對比結(jié)果
[0033]
【權(quán)利要求】
1.白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，包括以下步驟:在爐子成型后，用白泡石磚作為爐體爐墻和爐頂?shù)哪突饘?，制造出蓄熱式鍛造加熱爐，爐子成型后進行烘爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，其特征在于:所述耐火層的厚度為220?350mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，其特征在于:所述白泡石磚的化學(xué)組成為:Si02為81?90wt%,Al2O3為5?13wt%、Fe203為0.2?0.7wt%、Ca0為 0.1 ?0.6wt%、MgO 為 0.1 ?0.5wt%、雜質(zhì)為 1.0 ?1.6wt%、燒失為 2.0 ?4.5wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，其特征在于:所述烘爐時的升溫速度為5?10°C /h，烘爐時的最終烘爐溫度為1100°C?1400°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，其特征在于:所述的烘爐過程中需要保溫養(yǎng)護4?6次。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，其特征在于:所述烘爐過程中每次保溫養(yǎng)護的時間為20?100h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6所述的白泡石制造蓄熱式鍛造加熱爐的方法，其特征在于:所述烘爐的操作步驟為:以5?10°C /h的速度將爐體從室溫升到110?150°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;再以5?10°C /h的速度升溫至260?300°C，再保溫養(yǎng)護20?IOOh ;后又以5?10°C /h的速度升溫至600?640°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;以5?10°C /h的速度升溫至800?840°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;再以5?10°C /h的速度升溫至1100°C?1400°C，保溫養(yǎng)護20?IOOh ;烘爐完畢。
【文檔編號】F27D1/10GK103851916SQ201410049864
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】胡林, 李普, 晏爽, 任德俊 申請人:成都市雙流恒生鍛造有限公司