一種新型簡易烤包器的制造方法

賈連磊，楊傳棟，王樂成

（山東省聊城市聊城新濼機械有限公司，山東聊城252000）

一種新型簡易烤包器的制造方法

賈連磊，楊傳棟，王樂成

（山東省聊城市聊城新濼機械有限公司，山東聊城252000）

設(shè)計一種天然氣鐵水包烤包器，包括固定爐臺，爐臺頂部設(shè)有臺面，臺面表面設(shè)有支撐鐵水包的固定結(jié)構(gòu)，臺面在鐵水包口對應(yīng)位置設(shè)有通孔，通孔內(nèi)設(shè)有噴頭，噴頭固定在臺面底部、通孔下方位置，噴頭包括位于通孔下方的燒嘴，噴頭兩側(cè)分別設(shè)有天然氣接口和壓縮空氣接口，天然氣接口和壓縮空氣接口分別與燒嘴連通，具有簡單、性能高而可靠、經(jīng)久耐用、操作方便、通用性好的優(yōu)點。

天然氣；烤包器；爐臺；鐵水包；臺面；噴頭；燒嘴；壓縮空氣

目前商品市場上通用的天然氣鐵水包烤包器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，而且通用性差，每種規(guī)格的鐵水包需配備不同規(guī)格的烤包器。本文設(shè)計一種簡單、性能高而可靠、經(jīng)久耐用、操作方便、通用性好的天然氣鐵水包烤包器。

1 基本的設(shè)計思想及主要部件的選擇

1.1 基本的設(shè)計思想

一般的烤包器噴嘴是設(shè)計在一種砌有耐火材料的可活動的“包蓋”上，“包蓋”通過較復(fù)雜的機械、液壓傳動機構(gòu)及其控制系統(tǒng)進行旋轉(zhuǎn)，然后把鐵水包吊放在裝有噴嘴的包蓋下面，鐵水包口朝上，再啟動包蓋，使包蓋旋轉(zhuǎn)壓在鐵水包的包口之上，之后打開天然氣點火控制系統(tǒng)，進行鐵水包的烘烤，火焰由上方向下方的鐵水包底部噴射。噴嘴的“包蓋”上下可移動的范圍很小，鐵水包高矮差別較大時，很難使用同一規(guī)格的烤包器烤包，往往一個鑄造廠需購置幾種不同的規(guī)格的烤包器來適應(yīng)大小不同的鐵水包。圖1為市場上常見烤包器。

圖2為自己設(shè)計的烤包器?？景鞯膰娮旃潭ㄔ跔t臺上。鐵水包口朝下，扣在爐臺的噴嘴上即可，因此，可以適用于不同規(guī)格尺寸的鐵水包。然后打開天然氣點火控制系統(tǒng)進行鐵水包的烘烤，火焰由下方向上方噴射，烘烤鐵水包的底部及四周。

1.2 部件的選擇

1.2.1 手動球閥

圖1 市場上常見的烤包器

圖2 自己設(shè)計的烤包器

新設(shè)計的烤包器手動球閥安裝在分支管道的前端，用于開關(guān)設(shè)備的用氣（天然氣和壓縮空氣），還用于設(shè)備維修時使用。每班次使用前要打開閥門，工作結(jié)束后要關(guān)閉閥門。出于安全性的考慮，市場上的普通球閥使用時間一長就存在關(guān)閉不嚴(yán)，漏氣等現(xiàn)象，球閥根據(jù)耐用性、耐磨性選用銅球閥。圖3為手動銅球閥。

1.2.2 天然氣減壓閥、壓縮空氣手動調(diào)壓閥

天然氣減壓閥用于把主管道的天然氣壓力調(diào)低到設(shè)備適用。一般天然氣主管道的壓力小于0.1 MPa，設(shè)備的使用壓力是8 kPa.選用SGV型，如圖4所示。具有零壓關(guān)斷功能，沒有燃氣通過調(diào)壓閥時，調(diào)壓閥自動關(guān)閉；具有進口壓力補償功能，根據(jù)設(shè)定彈簧的壓力，調(diào)壓閥的出口壓力保持恒定，不受燃氣流量的影響。

壓縮空氣調(diào)壓閥是把壓縮空氣的主管道調(diào)低到設(shè)備的使用要求范圍內(nèi)。壓縮空氣主管道的壓力是0.6 MPa，經(jīng)過壓縮空氣調(diào)壓閥把壓力控制在0.2 MPa左右，就可以滿足設(shè)備需求。

1.2.3 SG燃氣電磁閥

圖5所示為SG燃氣電磁閥。按下點火按鈕后電磁閥得電，天然氣通過。斷電時閥門自動關(guān)閉?？伤桨惭b和垂直安裝。使用壽命長。

圖3 手動銅球閥

圖4 SGV型天然氣減壓閥

圖5 SG型天然氣電磁閥

1.2.4 燃氣比例閥

選用GRC空/燃比例閥，見圖6.燒嘴的正常燃燒需要助燃空氣和燃氣有穩(wěn)定的混合比例?？?燃比例閥GRC就是用于實現(xiàn)恒定的空燃比例,獲得不同狀態(tài)下燒嘴燃燒所需要的燃氣壓力。天然氣流量和助燃風(fēng)流量約為1：10.

1.2.5 燒嘴

選用思能的SIO長火焰燒嘴，見圖7.鐵水包高度有70 cm～90 cm和110 cm～130 cm兩種。根據(jù)經(jīng)濟實用性需用兩種燒嘴，SIO65火焰長度35 cm～55 cm和SIO100火焰長度50 cm～100 cm兩種規(guī)格范圍。SIO65火焰燒嘴用于高度70 cm～90 cm的鐵水包。SIO100火焰燒嘴用于高度110 cm～130 cm的鐵水包。這種燒嘴采用空氣與燃氣在燒嘴內(nèi)部混合的方式，使得燃氣燃燒充分，火焰穩(wěn)定性好，而且不回火或脫火，可以實現(xiàn)自動點火和火焰的安全檢測。

圖6 GRC空/燃比例F閥

圖7 SIO長火焰燒嘴

1.2.6 點火控制器

點火控制器如圖8所示，用于控制燒嘴的點火和火焰的檢測。采用電離式火焰檢測，火焰熄滅后鎖定報警，同時關(guān)閉電磁閥。正常燃燒時控制電磁閥的電完成自鎖。

圖8 點火控制器

1.2.7 點火變壓器

點火變壓器用于點燃燒嘴的引導(dǎo)火，適用于間斷點火的場合，如圖9所示。

1.2.8 壓縮空氣手動蝶閥

壓縮空氣的調(diào)節(jié)采用SKR手動型對開式蝶閥，設(shè)計輕巧，扭矩低，如圖10所示。

1.2.9 天然氣壓力表和壓縮空氣壓力表

用來顯示天然氣和壓縮空氣的壓力。

1.2.10 壓縮空氣過濾器

壓縮空氣過濾器用于過濾掉壓縮空氣中的水分和雜質(zhì)。壓縮空氣中的水分和雜質(zhì)影響燃燒效率，另外也影響火焰的檢測，如圖11所示。

圖9 點火變壓器

圖10 壓縮空氣手動蝶閥

圖11 壓縮空氣過濾器

2 烤包器的控制系統(tǒng)原理圖

烤包器的控制系統(tǒng)原理圖如圖12所示。首先打開天然氣和壓縮空氣的手動球閥，微開即可，小風(fēng)便于點火。合上控制電源開關(guān)。按動燒嘴的按鈕開關(guān)，燃氣電磁閥得電打開，點火變壓器會自動打火遇到燃燒嘴內(nèi)的燃氣后點燃，等點火控制器檢測到火焰后控制器使電磁閥送電自鎖達到常開狀態(tài)。然后調(diào)節(jié)天然氣球閥和壓縮空氣球閥的開度大小來調(diào)整火焰大小。

圖12 控制系統(tǒng)原理圖

如果控制器未檢測到火焰，控制器會馬上使燃氣電磁閥斷電，燃氣電磁閥關(guān)閉，切斷燃氣供應(yīng)。達到安全保護的目的。

3 安裝結(jié)構(gòu)示意圖

用鐵板和槽鋼焊接成爐臺，燒嘴安裝在爐臺上，燒嘴周圍用耐火磚填充。在爐臺上放四個支撐鐵水包的墊塊，墊塊為大小、形狀一致的四個立方體凸塊，并且兩個相對的凸塊的長邊軸線重合，重合的軸線經(jīng)過通孔的圓心，如圖13所示。工作示意圖如圖14所示。

圖13 凸塊放置示意圖

圖14 工作示意圖

4 結(jié)束語

本設(shè)計的爐臺是固定結(jié)構(gòu)，省去了包蓋復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)與控制機構(gòu)，能滿足各種大小不同鐵水包的烘烤。新型烤包器使包口朝下，包內(nèi)的溫度分布均勻，鐵水包底部也很容易烤透，即使火焰噴嘴噴射力不夠大，由于熱氣流上升也能夠把包底至包口等各處全部烤熱烤透。這種特點是市面上的烤包器所達不到的。這種結(jié)構(gòu)的烤包器不僅比市場上銷售的烤包器效果好、耐用性好、故障率低，而且造價僅為市場烤包器價格的十分之一。

TG232.7

A

1674-6694（2017）01-0003-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.01.002

2016-08-08

賈連磊（1981-），男，山東聊城人，工程師，主要從事鑄造設(shè)備的維護管理工作。