罩式炉

罩式炉，是炉体为一罩子，或炉底不动，炉罩移动，或炉罩不动，炉底移动的热处理炉。用于工件成批热处理加热。

简介

传统罩式炉用氮氢混合气体作为保护介质，氢气相对于氮气具有导热性好，密度小、动力粘度小、还原性强等优点，逐渐代替了氮氢混合气体作为保护气体。同时，它对罩式炉安全控制提出了更加严格的要求。

首先，保护罩和炉台的金属外壳全部经过X射线探伤，严格保证各设备加工质量。其次，在退火周期开始时，对所有仪表、开关位置进行检查，使他们置于正确的设定位置。将内罩扣在准备好的炉台上后，进行氢气入口阀门的泄漏检测，然后进行炉台空间泄露测试，以确保炉台、内罩系统完全密封，同时还对煤气主开闭器、氢气主开闭器各进行一次严密性实验。泄露测试合格后，用氮气对炉内空间进行吹扫。氮气吹扫必须满足3个条件才能结束，一定氮气吹扫量，最小的氮气吹扫时间：氧化含量小于1%。

罩式炉多用于冶金行业的钢丝、钢管、铜带、铜线以及硅钢片等的退火处理。其中铜带主要适用于黄铜带、青铜带、异型铜带、紫铜带等材料的热处理。

组成

它有圆形和长方形结构。台车炉由外罩及底座组成，罩壳由钢板及型钢焊接而成，内部为炉衬，加热装置（电热元件或燃气烧嘴）布置在炉膛周围墙壁上。炉台上设有两个导向立柱，便于罩壳安装，根据热处理工艺要求不同可通过不同气氛进行保护。一般罩式炉加热罩、冷却罩、炉台、内罩及相应冷却、抽空系统组成。为提高产品质量和缩短退火周期，内罩与炉台数量相同，加热罩一般为炉台数量的一半多1个，冷却罩为炉台数量一半左右。罩式炉装炉量大，炉温均匀性要求高，设置强制对流风扇，进行炉气循环。

控制系统现状

罩式炉的控制系统主要在安全控制和系统控制两个方面得到了发展。

一、安全控制

传统罩式炉用氮氢混合气体作为保护介质，氢气相对于氮气具有导热性好、密度小、动力粘度小、还原性强等优点，逐渐代替了传统氮氢混合气体作为保护气体。同时，它对罩式炉安全控制提出了更加严格的要求。首先，保护罩和炉台的金属外壳全部经过x射线探伤，严格保证各设备加工质量。其次，在退火周期开始时，对所有的仪表、开关位置进行检查，使它们置于正确的设定位置。将内罩扣在准备好的炉台上后，进行氢气人口阀门的泄漏检测，然后进行炉台空间泄漏测试，以确保炉台、内罩系统完全密封；同时还对煤气主开闭器、氢气主开闭器各进行一次严密性试验。泄漏测试合格后，用氮气对炉内空间进行吹扫。氮气吹扫必须满足3个条件才能结束：一定的氮气吹扫量；最小的氮气吹扫时间；氧气含量小于1%。此外，还有安全连锁保障。当氢气过压时，控制系统自动打开出口阀降压。为了避免产生错误信号，每次吹扫前，氧探头必须对空气中氧含量进行测量并记录。当氢气压力不足或氢气中氧气含量超标时，系统自动启动紧急氮气清洗。控制系统同时还装有手动紧急清洗按钮。

二、系统控制

随着控制理论和计算机技术的发展，罩式炉系统控制经历了计算机监视、设定值控制、直接数字控制到目前普遍采用的集散式控制系统，现在正在向全面整合、全数字化解决方案发展。

煤气罩式炉主要结构

1 、炉台

罩式炉炉台是承载工料加热及支撑炉罩的平台。炉台底面采用复合耐火材料构成。工作面采用高抗震耐磨浇注预制块，耐压大、耐冲击、使用寿命长，更换方便。炉台侧墙由钢结构和耐火材料组成。钢结构包括立柱、炉墙外钢板、烧嘴安装板、砂封槽及炉台密封板等。炉子对角线炉台外侧设有一对定位导向柱。导向柱底部固结在基础上。

2、炉罩

炉罩由吊杆、导向环、钢结构及内衬组成。吊杆安装在炉罩顶部，与起吊行车的吊钩配套，且具备自动吊挂、自动脱钩功能，以方便操作。导向环设在炉罩上与导向柱对应。落罩时导向环与导向柱结合以保证炉罩准确定位，起罩时对炉罩进行保护。钢结构采用特殊的支撑梁框架结构，保证炉罩足够的刚性及整体稳定性。考虑到人型炉罩随温度变化膨胀收缩的特点，其钢结构具有伸缩功能，防止炉罩变形。炉罩衬里由纤维模块和平铺纤维毯构成，纤维模块通过锚固件穿孔焊接在炉罩钢壳上以防止脱落，且保温性能及抗热震性能效果良好。炉罩下部四周的耐热密封刀通过螺栓固定。

3、密封结构

合理有效的密封结构对炉子气密性及温度均匀性相当重要。

4、管路系统及安全防护设备

煤气管路设有手动切断、自动切断、压力检测和流量积算、放散和排污系统等。空气管路上设有自动调节阀门、流量检测装置、压力检测装置。总管路上设自动放散阀，有利于改善风机特性曲线，使风机保持恒压，工作在性能稳定的区域。煤气和空气每区支管配有流量检测和调节装置，实现燃气流量的精确控制，保证精确空燃比和充分燃烧。煤气管路阀间、最高点、末端等处均设有手动放散阀。空气端头装有带护罩的安全泄爆装置，同时管路系统具备在煤气欠压和风机故障时，自动报警并关闭气源等功能，以确保安全生产。

5、燃烧系统

混合煤气具有热值低且不宜稳定燃烧的特点，因此选择合理的燃烧系统是关键。燃烧器选择了适应性和稳定性较高的亚高速烧嘴，且进行合理的改进和试验，解决了混合煤气燃烧时脱火、熄火等不能稳定燃烧的问题。为实现可靠的点火、火焰检测和安全供气，增设了特殊的点火器、火焰检测和嘴前煤气切断系统，增加了燃烧系统的稳定性、可靠性和安全性，为炉子的稳定供热提供了保证。

优缺点

优势

(1)维护运行成本低。台车炉有炉门及升降机构、炉车及驱动机构、密封及驱动部件，结构复杂，日常维护工作量大。而罩式炉基本无传动机构，密封结构也简单，维护、检修等工作量较小，维护成本较低。

(2)施工周期短、总造价低。罩式炉整体结构简单，外购件、机加工件少，故制造和施工简单、周期短，造价低，投产快。

(3)高效、节能。罩式炉炉罩可以移动，有条件的地方町以做到一罩两台，因而使用罩式炉产量大、效率高，能耗低。罩式炉与台车炉相比气密性能良好，基本上切断了炉子内外的气流交换，相同规格的罩式炉比台车炉散热损失要小，更节能。

不足

(1)罩式炉“占用”车间面积较大。炉台和炉罩需布置在车间同一跨内，因此炉台和炉罩都占用车间的主跨面积。而台车炉可布置在车间的边跨(副跨)，只有装炉和出炉时才占用主跨。因此可以认为罩式炉比台车式炉占用车间面积大，但这个缺点可以通过工艺调整或采用移动罩来弥补。

(2)挤占车间内行车部分使用时间。一般炉罩利用行车实现起罩和落罩。如车间内罩式炉台数较多，使用

行车的次数也就相应增多，必然挤占车间的行车使用时间，其至需要再增加行车台数。

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