加熱爐爐門口結構改進

王學崗 謝英娟

作者通聯：中原特鋼股份有限公司設備工程部 河南濟源市 459008

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中原特鋼股份有限公司現有十幾臺燃氣臺車式加熱爐，爐襯結構為全纖維爐襯，使用一年半以后，出現爐門口部位纖維損壞，耐熱鑄鋼護板變形，爐門燒蝕，爐門密封起不到應有的作用，爐門口三面嚴重跑火。經過反復研究，分析原有結構及損壞原因，制定解決方案并付諸實施，很好地解決了爐門口部位跑火難題，收到預期效果。

1.改進前狀況

加熱爐爐襯采用全纖維結構，在爐門口兩側門柱和門檐部位裝有耐熱鑄鋼護板（圖1、圖2）。在裝出料過程中，由于爐門頻繁重復打開、升降、壓緊等動作，加之爐門升降過程中，爐門與爐門口密封面之間有50mm 左右的縫隙，高溫爐氣從縫隙中往外冒，直接燒蝕爐門柱和門檐。使用一段時間后，在爐門口纖維模塊間產生縫隙，同時，鑄鋼護板嚴重翹曲變形，造成爐門與爐門門柱和門碹密封不嚴，發生跑火現象，嚴重時燒壞爐頂纖維模塊，被迫停爐修理。使用一年半左右的時間就需更換爐門口的鑄鋼護板和爐門口部位纖維模塊，給正常生產帶來嚴重影響。

2.原因分析

（1）爐門口采用全纖維結構，且為大型異型模塊，門檐纖維模塊為水平吊掛安裝。裝出料過程中，爐門頻繁升降對爐門口的纖維造成沖擊，長時間壓縮、燒損使其收縮而失去彈性，加上纖維自身重量而產生兩種縫隙：纖維模塊間的縫隙和纖維模塊與鑄鋼護板間的縫隙。從這兩種縫隙處竄火燒壞纖維模塊錨固件，燒蝕鑄鋼護板而翹曲變形。

（2）爐門升降時，從爐門與爐門口密封面的縫隙冒火，造成爐門口鑄鋼護板燒蝕變形。破壞此部位原有的密封性，并形成惡性循環，更加速了此部位結構件的損壞。

（3）爐門采用滾輪滑道式壓緊方式。爐門在最底部位置打開或關閉時，均受到鎖緊機構的外力，此外力使爐門在升降的同時還產生前后水平方向的運動（即爐門因受自重力和鎖緊裝置前后水平方向的推力使爐門產生斜向運動），易使爐門纖維和爐門口纖維、鑄鋼護板發生摩擦，爐門纖維因摩擦而受損，失去密封功能。

圖1 爐門門檐結構

3.改進措施

改進實施如下（參見圖1、圖2）。

（1）爐門口部位的纖維改為澆注料結構，爐門口平碹改為拱形碹。爐門口原有的雙槽鋼橫梁取掉一根改為單根，在碹的上部增加小擋墻；爐門柱內加錨固磚，兩個爐門柱和門碹與爐門的結合面在同一個鉛垂面上，利用耐火纖維的柔軟和富有彈性的特點，制成了鋼性對柔性的密封面。爐門碹與爐頂模塊間增加一層20mm 多晶氧化鋁纖維毯，補償收縮。

（2）取消爐門口部位所有的耐熱鑄鋼護板，在兩側爐門柱型鋼上用兩排不銹鋼螺栓固定兩層50mm 厚的含鋯纖維板，保護爐門口型鋼不受熱、不變形。

（3）將滾輪滑道式壓緊方式改為氣缸水平壓緊方式。爐門落在最底部時，靠氣缸的水平推力對爐門施以松開或壓緊，即爐門要打開時，氣缸先給爐門施以向外的水平推力，使爐門離開爐門口密封面50mm的距離，爐門才能向上提升；爐門需關閉時，爐門落到最底部，氣缸給爐門施以向爐內的水平推力，使爐門向爐門口密封面水平移動并壓緊。

圖2 爐門柱部位結構

（4）改進燃燒控制系統。在爐門打開、臺車開出時，燒嘴大火自動關閉；臺車開進到位，且爐門關閉到位，燒嘴大火自動恢復。

4.改進效果

通過對爐門柱、碹結構和爐門壓緊方式的改進，徹底解決了爐門口部位損壞和跑火難題，此部位耐火材料的使用壽命由一年半可延長至五年左右。改造費用總計約4萬元。全年可節約天然氣費用5萬元，鑄件、維修費用12.5萬元，兩項共計17.5萬元;節省維修時間15 天。取得了明顯的經濟效益和社會效益。