提高热处理加热炉炉温均匀化的途径

提高热处理加热炉炉温均匀化的途径

冷热气流

界面线

热处理炉由于受炉子结构、炉体密封性、控制热

电偶安装位置、燃烧烧嘴的位置、控制方式等因素影响，热处理炉内的实际温度，特别是有效工作区内的温度场分布的均匀性将随各种因素影响而发生变化。

宝武集团马钢交材科技有限公司（以下简称马钢）对热处理炉有效加热区进行了检测。在检测中发现了影响炉温均匀性的因素，这些因素不仅涉及热处理炉的等级使用，而且严重影响车轮热处理质量。因此，对这些因素加以有效控制，对车轮热处理质量的提高具有重大意义。

1车轮热处理炉加热不均匀的原因分析1.1炉膛结构的影响

环形热处理炉的炉底和炉墙为分体结构，并且炉底是环向运转的，因此在炉底和炉墙之间必须保留足够的间隙，同时为保证炉膛的气密性，炉底与炉墙的环缝采用水封刀密封。加热炉两侧的温差与水封间隙有直接的关系。炉子的结构示意图如图1所示。

当车辆在炉膛里被加热时，车轮表面除了受炉内气流加热外，还受到火焰、炉墙等与车轮热辐射影响，其热辐射的大小取决于温差大小。相对炉膛温

度，水封环缝周围属于低温区，车轮边缘靠近炉墙两

侧的热量向水封环缝传动热量，导致车轮局部低温。1.2炉膛气氛配比影响

马钢热处理加热炉是亚高速有焰烧嘴，该烧嘴火焰长度和风煤气配比有极大关系。当煤气量一定时，风量越大，火焰长度越短；风量越小时，火焰长度越长。火焰在炉膛中属于温度最高的一个辐射体，如果火焰长度很长，会严重影响炉膛温度场的均匀性。再者，炉内的煤气若燃烧不充分，残余煤气聚集到炉膛顶部，在炉膛顶部燃烧，导致炉顶温度比侧墙温度高。1.3出料炉门压力影响

出料炉门处于负压状态：烟道闸板开度大在40%~50%之间，形成的抽力大，炉气流动速度快，炉气充满炉膛密度较小，高温炉气会自动上浮，造成炉膛内顶部温度高，下部温度偏低情况,另外，炉头压力就会降低，造成炉头吸冷风，出料炉门口的车轮温度会下降，特别是朝向炉门口的一侧温度下降较多，造成出炉车轮“阴阳面”。并且，当炉门完全打开（全部开启）时，炉门口炉膛压力进一步释放，冷气层更大范围的侵入，冷气流漩涡深入到炉膛内（见图2）。

2采取的改进措施

2.1有效加热区域确定

通过4号炉黑匣子炉温跟踪测试，以炉膛中心部位温度T c 为基准点，对T c 和各测温点T n 之间的温

收稿日期：2021-03-25

第一作者简介：王翔（1980—），男，大学本科，毕业于南昌航空工业学院，工程师，主要研究方向为铁路车轮的研发、制造及检测技术。

D OI:10.16525/http://doc.xuehai.net14-1167/tf.2021.05.071

山西冶金

SHANXI M ETALLURGY Total 193No.5，2021

总第193期2021年第5期提高热处理加热炉炉温均匀化的途径

王翔，国新春，朱明，宁

珅

（宝武集团马钢交材科技有限公司，安徽

马鞍山

243000）

摘要：针对车轮公司热处理加热炉现存在的炉温不均匀问题进行了分析，找到了影响环形淬火加热炉影响车

轮质量的因素，并采取了有效的措施，从而改善了炉况，提高车轮热处理质量。关键词：淬火加热环形炉温差车轮

均匀性中图分类号：TG157

文献标识码：A

文章编号：1672-1152（2021）05-0185-02

图1炉子结构示意图

钢坯

钢坯与炉墙辐射换热

炉墙

钢坯与水封环辐射换热

水封环

图2炉气、外界冷气流动示意图

生产实践·应用技术

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