维普资讯 http://www.cqvip.com
热处理 ａｉｍ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 炉热 搴 薪 辽宁省辽中县辽河化工厂 （辽中 １１０２００） 王 敏 在可锻铸铁的生产过程中，热处理是铸造生产 通常的退火炉耐火材料以及稀土复合保温涂料其反 的最后一关，处理得好既可以充分表现铸造的质量 射率Ｒ＜０．１，在此情况下，反射率对发射率的影 水平，又可以适当弥补熔炼中的某些不足，处理得 响是微小的，反射率对退火炉热效率的作用也是不 不当就会直接影响产品质量，造成重大损失。为了 明显的。 缩短退火周期，退火炉必须具备炉温稳定、均匀、 另外，在工艺和强化加热过程方面提高退火炉 ２．理论测算节能效果 可调、升温速度快、保温性能好、降温迅速等特 的热辐射率，合理利用热能，都是非常重要的。 性，这样才能满足可锻铸铁退火的工艺要求，严格 执行退火曲线。因此，退火炉的热效率很大程度上 对退火炉的节能效果，我们先从理论上来测 决定于选用耐火材料的热辐射性能和保温性能。对 算。从资料和生产使用中可知：炉墙外壁抹与不抹 退火炉来讲，降低煤耗量，提高热效率都是迫切需 “稀土复合保温涂料”温度分别为：ｔ不抹：５４％， 要解决的实际问题。 １．选好保温材料，减少散热量 抹＝４０℃，ｔ内＝１０００℃，炉外墙壁总面积Ｆ墙＝ ９１ ｍ２，稀土复合保温涂料热导率 涂＝０．１６ Ｗ／（ｍ・ｋ）， 退火炉通常都是工作在１０００℃以上的高温加 粘土质耐火砖热导率 耐＝０．９４Ｗ／（ｍ・ｋ），红砖热 热炉，耐火材料炉衬不仅起到工作室隔离结构的作 导率 红＝０．８３Ｗ／（ｍ・ｋ）。粘土质耐火墙厚 耐＝ 用，而且还直接参与热交换过程，首先是参与通常 ０．３６ｍ，红砖墙厚 红＝０．２４ｍ，稀土复合保温涂 起主导作用的辐射交换过程。可是，至今为止，人 料涂抹厚度 涂＝０．０３ｍ。 们对耐火材料的热辐射性能仍没有给予足够的重 求涂抹退火炉外墙壁的热流损失Ｑ涂损。求导 视。目前，可锻铸铁退火炉多为粘土质耐火砖加红 热速度率Ｑ抹墙，按和比定律得： 砖的炉壁，多以加厚炉壁提高保温性能。但是这种 结构炉身外壁最高温度可达５４℃以上，阻碍不了 热辐射和对流。 根据辐射理论，炉衬的辐射加热由自身辐射加 热和反射加热两部分组成，我们认为涂料可以强化 炉衬自身辐射的加热效果。我们采用了自行研制的 ＝抹墙 耐— ＋ ＋ １１１６．４８Ｗ／ｍ 涂抹退火炉外壁的损失为： Ｑ涂损＝Ｑ抹墙×Ｆ墙＝１０１５９９．６８Ｗ “稀土复合保温涂料”，在退火炉的外壁上涂抹 均温度为４０℃，优于国标ＧＢ３４８９－－１９８３的规定指 标。涂层对退火炉外壁温度的影响表现在两个方 用上述公式计算出未抹稀土复合保温涂料时退 Ｑ＝ｑ×Ｆ墙＝１２８３５５．６５Ｗ ３０ｍｍ厚。经过几个月的生产试验，退火炉外壁平 火炉外墙壁的热流损失Ｑ： 涂抹与没抹热流损失差 ： ｇ＝Ｑ—Ｑ涂损＝２６７５５．９７Ｗ 面，一是涂层发射率高，则其吸收率高、升温快， 增加了向炉表传导的热流，所以炉表温度就高。二 在其他条件相同的情况下，通过抹“稀土复合 是涂层对退火炉炉表有隔热作用，涂了一层涂料就 保温涂料”和涂抹前的计算结果，可以看出单位时 增加了一层介质，多了一层界面效应，增加了光子 间内通过炉内这一部分截面的热损失。抹后减少热 传热和声子传热的热阻，这样就会降低炉表温度。 流损失２６７５５．９７Ｗ，即比未抹“稀土复合保温 我们在观察、测试和研究退火炉耐火材料的辐射性 涂料”前每小时减少损失２０．８４％。从理论计算角 质时，发现其发射率对退火炉热效率至关重要，而 税丁 ｒ执加丁） （下转第２５页） ２００３年第１２婀■ ■ 维普资讯 http://www.cqvip.com
热处理 ■一Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 流， ，当反向电流增加到使磁感应强度Ｂ，＝０时， 件在机加工过程中产生尺寸偏差，使得试件与探头 ２，接触不够紧密；试件的表面质量不佳，如存在 测出此时对应的反向电流值， 。通过数据处理便 铁 ｔ可得到所对应的渗碳层深度。 个系统的检测过程和数据处理。 氧化皮、铁锈等。由于空气隙的磁导率远远小于铁 响了反向电流， 的值。 ５．结论 测试系统原理框图如图５所示，由微机控制整 心和试件的磁导率，所以空气隙处的磁阻很大，影 基于矫顽力研制成功的ＤｗＹ一１型电磁无损 检测仪能实现渗碳层深度的无损检测，且能满足生 线圈 产的需要。 （上接第２３页） （２００３０７３０） 度看，说明抹“稀土复合保温涂料”是有节能效果 的。 图５测坟试系统腺理框图 ３．实用节能效果 以原煤粉作燃料的退火炉，在使用管理中和 ３．实例 人、机、料、法、环五大质量因素有密切的关系， 所以理论计算结果与实践结果不一定十分吻合，但 总的趋势证明可向节能降耗迈进一步。退火炉外墙 壁涂抹“稀土复合保温涂料”后，实践证明保温性 我们对生产现场随炉放置的３０件（≯ｌＯｍｍ× ｌＯＯｍｍ）试棒进行了对比测量，３件试棒为一组， 分别在１３５ｍｉｎ及３７５ｍｉｎ时测量渗碳层深度。测量 时，首先采用等温淬火法测量，然后用ＤｗＹ一１ 能好，升温快，一、二阶段保温时间长，节约能 型电磁无损检测仪进行测量，结果见下表。可以发 源，降低成本，提高产品质量。下表仅从煤耗、电 现测量误差不超过０．２ｍｍ，完全能满足生产需要。 耗上加以比较。 两种方法测出的渗碳层深度值 （ＩｌｌＩｌ１） 比较序 组 等温淬 等温淬 火法测 ＤＷＹ—ｌ 两种方 序 组 火法测 ＤＷＹ—ｌ 两种方 内容 未抹 涂抹 ２３７ ９ 单耗节煤量（ｋｇ／ｔ） 单耗节电量（ｋＶ￣・ｈ／ｔ） ２７０ ｌｌ 号 号 定值 测定值 法差值 号 号 定值 测定值 法差值 ｌ ｌ ２ ０．６５ ０．５７ —０．０８ ｌｌ ６ ０．６４ ０．６０ —０．０４ 节煤率（％） 节电率（％） 年节煤量／ｔ ｌ２ ｌ８ ８１．６７ ４９．５０ １．３５ １．２０ —０．１５ ｌ２ １．４５ １．３０ —０ ｌ５ ３ ２ ４ ０．７２ ０．６５ —０．０７ １３ ７ ０．６０ ０．７０ ＋０ １０ 年节电量／ｋＶ￣・ｈ １．４４ １．３２ —０ ｌ２ １．５５ １．４２ —０．１３ ｌ４ ５ ３ ６ ０．５８ ０．６５ ＋０．０７ ｌ５ ８ ０．７２ ０．６０ —０ ｌ２ ４．结语 １．２５ １．１０ —０．１５ ｌ６ １．５８ １．４５ —０ ｌ３ 对可锻铸铁退火炉，我们采用“稀土复合保温 涂料”作绝热材料，可以节约能源１５％～２５％， ７ ４ ８ １．４５ １．５５ ＋０．１０ ｌ８ ０．６２ ０．７５ ＋０．１３ ｌ７ ９ １．４６ １．２８ —０．１８ ０．６５ ０．６０ —０．０５ 并且施工期短，不影响炉的结构，新、旧退火炉均 可采用。其粘接力强，使用寿命与退火炉同步，可 重复利用。在同等情况下，单位面积造价比采用 “硅酸铝纤维毡”材料低１５％～５０％，回收资金 快。在退火炉中用“稀土复合保温涂料”可提高炉 ９ ５ ｌ０ ０．７０ ０．６０ —０．１０ ｌ９ ｌ０ ０．７４ ０．６８ —０．０６ １．５２ １．４０ —０．１２ ２０ １．５８ １．４２ —０．１６ ４．误差分析 衬１～５ ｍ波段的平均发射率达０．２５，其潜在节能 ｆ２００３０７１８） 产生上述测量误差的主要原因：试件经渗碳后 效率为１５％～２５％，对节能具有重要的实际意义。产生变形，导致试件与探头铁心之间出现间隙；试 机械１人（热加＿７２） ２００３年第 期嘲
