ZHL2012-420-6Q燃气式铝合金固溶热处理炉技术方案书日期: 2012年4月 16日一、产品组成系统说明（一）、设备用途：该设备主要用于铝合金零件(淬火)固溶处理，其工作性质属于间歇加热使用。
（二）、设备占用厂房空间及电力配置要求：燃气立式固溶炉空间：长16.0M(含水槽移出尺寸)×宽6.5M×高6.5M(地面标高) 所用电力要求:≥45Kw（若水槽加热另+60KW）天然气供应：≥40M3/h（主管压力：≤0.1Mpa.DN50）(三)、主要技术参数:1、额定温度： 650℃2、额定功率： 105KW×4=420KW3、燃料气源：天然气(8400Kcal/M3)4、最大燃气消耗 40M3/h5、平均燃气消耗 25-30M3/h6，天然气烧咀: 4台高速直焰(105KW/台)7、空气助燃风机: 电机:2.2KW 风压:7Kpa 风量:500M3/h8、工艺温度： 525- 545℃9、温度均匀性：±5℃10、温区： 1区11、炉膛有效尺寸：长3400×宽2400×高1800mm12、料框尺寸：长3000×宽2000×高1500mm13、淬火转移时间：≤10S15、温控精度：±1℃16、温度记录方式：中长图记录仪17、燃气执行元件：电动执行器（4-20mA输出）18、炉型：立式炉19、炉内循环风机电机功率： 11KWX2台( 1250r/min)风机风量: 35000M3/台20、提升电机功率： (双速电机4-8级) 11-7KW21、水槽加热功率： 60KW22、水槽行走电机功率： 7.5KW(7.5m/min)23、水槽搅拌电机功率： 5.5KWX2(950r/min)24、提升重量： ~2.0T(≥200件)每炉处理量：工件尺寸：600X500X130mm，7.8Kg/件X200件/筐25、炉门运动气缸: DN200×2600S工作压力： 0.4MPa (*压缩空气由用户配备)26、料筐数量： 2件24、炉内耐热钢材料： 4mm1Cr18Ni9Ti25、实炉升温时间： (室温--545℃)≤1.5h26、炉表温升: 室温+30℃27、淬火水温: ≤60℃(四)、设备的结构特点及性能:(见该设备的方案图)燃气式铝合金固溶炉主要由炉体(炉壳、炉衬）、炉门气动机构、燃气加热系统、炉气循环系统、淬火移动水槽、料盘淬火升降机构、燃烧及炉温控制系统等组成。
1、炉体：炉体主要由炉壳、炉衬、热电偶等组成。
1.1炉壳:由4mmQ235A3钢板与标准型钢焊接而成，具有足够强度和刚度而不变形。
由于该设备顶部安装一台离心风机，风机工作时必然产生震动现象，所以对炉体加强措施。
1.2炉衬:采用全纤维硅酸铝毯叠加锚固结构,不锈钢锚钉串连保温棉与内壁不锈钢扣板锚固,较传统全炉砖炉衬节能25%、质量轻便,炉墙厚度300mm;风道对流壁板由从炉壳焊接的挂耳插入固定,内里材料均为4mm1Cr18Ni9Ti板制造。
1.3热电偶: 双芯K型热电偶是由炉体中部插入到炉膛内，配合控温仪表来准确的控制炉内温度和记录炉内工作状态曲线。
2、气动炉门机构：2.1 炉门外壳由4mmQ235A3钢板弯制焊接而成，内壁由不锈钢压板与硅酸铝保温纤维锚压构成。
炉门与炉体间的密封采用双联同步气动缸推动联杆臂升降压紧密封，密封面为纤维柔性密封。
2.2 炉门结构形式为单开式,设在炉口底部,炉门四只走轮着力于炉架轻轨上;可以使炉门保持水平方向运动。
3、四烧嘴燃气加热装置：燃气烧嘴采用广州施能公司(德国技术)的天然气专用高速长焰烧嘴。
加热形式采用直焰燃烧，辐射、对流搅动形式。
肆只烧嘴布置在炉子四侧风道内上部,1区温度自动控制。
采用调控烧嘴空燃比连续方式控温。
每个烧嘴配有手动燃气球阀、燃气控制电磁阀、空气控制电动执行蝶阀、点火烧嘴、火焰检测器、燃烧控制器。
系统配有超压放散装置。
上述各主要电控元件（除手控阀外）均为SINON或意大利的优质产品。
天然气进口总管前设一只手动法兰闸板阀。
系统同时设空气/燃气压力开关报警及联锁装置、燃气快速切断阀等必要的安全装置。
4排烟装置排烟采用炉上排烟。
炉顶一侧设有排烟口，烟囱管出口高出厂房檐口2米以上。
烟道上设置有一手动调节闸板，方便调节炉内压力和排烟量。
5助燃风机燃烧系统中配置2.2KW低噪声型离心中压风机一台，其进口处装有可调风门和空气过滤器。
由风机提供的冷空气，经电动执行器蝶阀,最后送到烧嘴法兰接口上。
各空气支管与烧咀联接法兰均安装有不锈钢波纹管，消减因热胀冷缩造成的管道位移。
风机设有管道减震措施，主要作用降低噪音和保护电动执行元件。
6控制系统6.1炉温控制温度控制采用日本岛电智能仪表通过燃烧控制器进行控制，系统具有工艺参数设置，升温速度可在线控制。
故障报警及熄火报警等功能。
操作者能够方便直观的观察系统运行情况，便于及时解决运行过程中的问题，设置相对独立的烧咀自动点火及火焰检测装置确保燃烧系统安全可靠运行。
6.1.1智能设定控温仪表应具备可预设工艺曲线参数输入，仪表可按操作者预先输入的工艺曲线控制升温，当炉膛温度超出控制偏差的允许值时，温控仪输出声光报警信号，以便提醒操作者。
控温1区，控制温区对应4台烧嘴控制器，壹支K型双芯(热电偶。
按照预先设定的工艺参数，仪表经数字PID动算输出，直接控制各燃烧控制器和空气电动执行器，确保炉温均匀和控温精度。
6.1.2温度检测和记录记录仪表采用上海大华中长图六点有纸记录仪，可对炉内最多六个位点的连续跟踪记录。
6.1.3控温方式温度控制方式：采用PID调节，设上下限超低温声光报警功能。
6.2燃烧控制单元固溶处理炉分1个控温区。
控温区内各配置4台连续比例可控式高速烧嘴和两支控温热电偶。
肆台烧嘴每台各配置壹台（SINON）专用燃烧控制器来实现烧嘴的自动点火、火焰检测、熄火报警、大小火切换功能。
该燃烧控制器具有现场手动点火和自动点火监测功能。
手动工况可实现对烧嘴的各种手动操作，如点火、大小火转换，用于系统初期和检修时的现场调整。
自动工况用于系统正常自动燃烧控制，燃烧控制器与电动执行器和智能温控仪表相连，接受指令。
6.3控故障报警及处理控制当烧嘴因工况变化较大或其他原因而熄火时。
系统会立即关闭其中故障支路燃气阀，并用声光指示“某号烧嘴熄火”。
故障排除后可重新分别点火操作。
6.4助燃空气供风控制由壹台2.2KW张家港产中压离心风机提供助燃空气。
供风总管空气经预热后分配进各路支管，最终送到各烧嘴。
7、炉气循环系统：7.1 炉气循环系统:主要由两台轴流式循环风机和导流装置组成，是此炉的关键部分。
由于加热工件主要以对流方式进行传热，为了保证炉子在升温过程中工件各部温差小，保温过程中均温区内炉温均匀性小于±5℃的工艺要求，该炉采用2台ф800mm高效,轴流风机安装在炉体顶部位置上，强制循环炉内的热气流，来均衡工件各部的温度。
7.2导流装置:由导流片、进内喇叭口和两侧导流孔板组成，能有效地保证炉内气流循环均匀，风机效率高。
该结构使炉气循环系统具备了风量大、炉内温差小、加热迅速的优点，且风机性能稳定，可拆式整体结构,安装维修方便,高速部轴承选用日本精工NSK正宗产品,高温部轴承采用合金散热盘加水冷套双保险冷却。
炉气循环系统配以精确、先进的温控系统，充分地保证了工艺要求，更能体现出了该设备优越的性能、先进的技术。
8、淬火升降机构：由减速机驱动卷扬机钢丝绳传动至炉内吊筐,其升降动作由电机的正反转完成淬火升降动作;其行程定位由设在卷筒上的行程限位挡铁接触行程开关控制;卷扬机电机采用双速制动电机11-7KW(4-8级);当出炉淬火时要求动作迅速,电机以1450rpm转速工作,从而保证工件从炉门打开至入水淬火时间≤10S,当载料上升时,卷扬电机以750rpm转速行动,保持上升进料平稳。
9、全自动程序控制:9.1机械动作控制:进行PLC编程控制,编程动作具备联锁、保护、报警等功能。
PLC 采用西门子公司生产的6ES7216系列产品。
系统还编有完善的故障自诊断、自检测程序，可随时检测出设备各部分出现的故障（如电机过载、加热等），并且通过声光报警的方式以及屏幕显示出故障部位,通过系统自检测报考故障原因;从而方便操作人及时和准确地排除生产中的故障。
9.2设备的工艺流程（自动工作方式）：设备原始位按装料钮台车退→炉门开→提升机下→台车进→提升机升→炉门关→加热延时→台车进→，电铃响→炉门开→搅拌机开，提升机快下→淬火延时→提升机升到中间→沥水延时→台车退→提升机慢下→台车退按装料钮提升机升→炉门关→台车进→出料完成一个节拍，按卸料按钮。
10、淬火移动水槽:10.1淬火槽:由槽体、电加热管、搅拌器、导流板组成。
10.2槽体：由外8mmQ235A3钢板与10#型钢焊接而成的密封槽体，槽体安放于上、下料行走台车上,槽体底部设有排渣口,以便于定期清理,另外，槽体沿口备有溢流口，当入槽淬火时多余淬火液由溢流口排出，落入下方车间的排水地沟；10.3电加热管:淬火液(水)采用不锈钢W型电热管加热;(用户可选择不加热)10.4搅拌器:在槽体一侧设置2套螺旋桨式搅拌器,产造生的搅拌液流可使工件在均匀的液体温度下进行淬火。
10.5导流板:为使搅拌器产生的液流均匀的效的分配,槽体内设置导流板使液体定向流动,底部加导流板使液体分层,分道流动,从而使液体温度均匀。
10.6上、下料行台车:该移动台车设置工件料筐淬火区和上料台两个工位，淬火水槽设置在行走台车淬火位置上，上料位置为行走台车面平板，行走台车由电机带动减速机，再由链条传动带动行走四轮，行走车轮在地面轻轨上行走;整体车架是由型钢焊接而成的。
二、技术关键和采取措施的说明1、此燃气立式铝合金固溶炉属于非标设备，技术关键在于：1.1如何保证在保温过程中均温区内温度均匀性达到±5℃的要求。
尤其是工件各部位的实际温度。
1.2炉气循环系统的可靠性1.3温控系统的可靠性2、采取措施；2.1选用大风量的离心风机，设置合理的导流装置；叶轮作静平衡试验，然后与电机作组合动平衡试验。
2.2大功率加热升温，自动比例功率保温，如果温控系统选用不合理会出现保温时温度波动大的现象。
2.3采用PID调功线路，选用智能仪表，按工艺温度工艺进行升温和保温，按工作状态要求确定送电加热功率。
这就避免了升温过快和保温时由于热惯性产生温度波动大的现象;炉温热惯性小于炉温均匀性。
三、主要部件供应商一览表序号主要零部件名称制造商名称1 减速机常州减速机厂2 高温风机装置南京诺方风机有限公司3 硅酸铝保温棉山东鲁阳耐火材料有限公司4 气缸南京奔威液压气动设备厂5 燃气烧咀广州施能燃烧设备公司6 管状加热器南京宏皓电热元件厂7 低压电器元件华东电器8 控温仪表日本岛电9 记录仪表上海大华仪表厂10 助燃风机张家港特种风机有限公司11 减速机江南减速机厂12 可编程控制器德国西门子四、质量保证体系及措施1、合同签定后，待需方审查方案合格，再进行生产、制造。