电加热管式炉的优化设计为节省生产及维修成本，对电加热管式炉进行优化设计采用浇注料代替常规的耐火砖，设计了新型搁管砖搁丝砖和透孔砖;炉膛结构由常规拱形改为方形，大砌块烧结搁管砖搁丝砖的应用使炉膛稳定性增加，避免了更换不锈钢管和炉丝时导致炉体保温性能的下降;对炉体进行优化设计，炉体保温性能好，安装更加方便快捷实际应用表明，该炉型Dv值可达40mm?m/min;炉温温度恒定，炉温的波动在±1℃以内，炉两侧温度不超过室温℃;生产直径1.45mm高压胶管半成品钢丝，批次抗拉强度波动在±20MPa内。
电加热管式炉作为钢丝热处理加热设备，广泛应用于制绳钢丝弹簧钢丝橡胶软管增强用钢丝(俗称高压胶管钢丝)的半成品在线热处理，以及成品油淬火回火钢丝的热处理生产中，由于其具有炉温控制稳定操作简单清洁环保造价低等优点，深受金属制品生产企业的青睐如何合理地设计炉型，优化设计耐火砖的结构，使用维护方便，节能生产，为企业节省生产及维修成本，是炉体设计者必须考虑的问题。
1 炉体结构及工艺参数的确定
根据工况，在确定该生产线年产3000t高压胶管钢丝半成品电镀黄铜钢丝的情况下，用电作为能源，处理钢丝直径为1.45mm为满足后道工序要求，生产线Dv值为35mmm/min，通过炉体结构设计和工艺计算，确定采用电加热管式炉，工艺参数如下。
(1)走线根数:24根;走线高度1000mm。
(2)炉膛参数:0.4m×0.9m×15.8m(有效高度×宽度×长度);加热炉外形:16.5m×1.76m×1.62m。
(3)加热方式:3段式电阻丝下加热。
(4)功率:198kW，其中预热段81kW，加热段81kw，均热段36kw。
(5)控温方式:三段调功器控温，控温精度±1℃。
(6)调功器型号:KTF3;热电偶型号:K型。
2 优化设计
2.1 炉体设计
综合考虑使用操作保温节能和运输等因素，炉体采用框架式结构，由三段组成，在现场组装;炉子的钢结构外框架整体放在地坪上，三段通过螺栓连接，连接处用多晶耐火纤维棉保温;考虑到炉底的承重，炉底采用10mm厚钢板，外加支撑筋;炉体两侧除电保护罩外，用1.0mm厚钢板通过抽芯铆钉与框架相连;上层顶护板为活动板，放在压实后的耐火棉上，四角用螺钉连接，方便炉体维护与常规炉体直接砌在地面上相比，该炉型安装简单，现场工作量小，维修方便，整体美观大方，但造价略高炉体整体结构如图1、图2所示，主要由外框架炉管及搁管砖炉丝及搁丝砖透孔砖及孔塞砖保温棉和控制系统组成。
2.2电加热管式炉耐火材料
耐火材料在电加热管式炉中比重较大，炉子的使用成本保温性能及维护是否方便取决于炉体结构和耐火材料的选择，本次设计使用新型的耐火材料，可以使用耐火砖砌拱形炉膛或者是大块浇筑料砌块，炉膛结构由拱形变成方形结构，使得炉子结构更加简单。
炉膛底部的搁丝砖炉膛侧面的孔砖支撑砖和炉膛拱顶砖采用制作炼钢炉浇注嘴的专用耐高温浇注料烧结而成。烧结工艺的应用保证了砌筑材料的高温强度和耐用性，并且现场施工简单方便。现场砌筑的搁丝砖、搁管砖、透空砖及炉体内框架如图3所示。
2.2.1搁丝砖
搁丝砖用来放置电加热管式炉的加热部件电阻丝，一般用于下加热的炉型，炉丝在“U”形的搁丝槽内以往搁丝砖一般用L形耐火砖通过耐火泥砌筑而成，但由于单块“L”形耐火砖质量小，在使用一段时间后，尤其是更换加热丝过程中，“L”形耐火砖容易松动，影响保温性能和炉丝的安放，炉子的维护很不方便新设计采用整体单元结构，一块浇筑的耐火砌块上面有6个“U”形槽，单块质量60～80kg，平直度好，更换电阻丝方便，稳定性高，砌筑也很方便，仅需要少量耐火泥，与“L”形耐火砖相比，一块相当于30～60块。如图4所示。
2.2.2搁管砖
搁管砖用于支撑炉管，常采用3块耐火方砖(尺寸300mm×180mm×200mm)。本设计采用块烧结砖(尺寸为450mm×200mm×200mm)，上支撑面两侧设计了较大的倒角，用于适当减小与不锈钢管的接触面，既保持合适的支撑，又有利于钢管抽出维修由于烧结块质量大，搁管砖更加稳定，避免了由于炉管来回抽动引起炉内耐火材料松动而造成的保温性能下降;若炉膛宽度600mm，搁管砖用1块即可。
2.2.3透孔砖
透孔砖主要作用有2方面:
(1)保温。在炉丝放置到搁丝砖后，炉丝的引出棒通过砖的孔引出，方便与外接电源连接，同时保温，保持炉膛温度的稳定。
(2)支撑。在透孔砖上面砌筑数层耐火砖，炉膛两侧支撑顶砖，保持炉膛的稳定性。
在该型耐火砖的设计烧结过程中，保持孔内表面的直线形很重要另外，孔壁要光滑，孔径要比炉丝的圏径大10mm，目的是保证能快速抽出烧断或损坏的炉丝同时，透孔砖与搁丝砖要一一对应，透孔砖的孔中心与搁丝砖的电阻丝螺旋中心相一致，以便电阻丝放置或更换。
透孔砖“孔”的密封保温，由保温棉与保温套即孔塞砖配合完成保温套有一定锥度，中间孔径要大于引出棒直径5～6mm透孔砖密封如图5所示。
3 调试与应用效果
采用烧结大砌块耐火材料，安装方便，砌炉时间短，烘炉时间短，比常规管式炉的烘炉时间短一半(烘炉时间约为110h)烘炉工艺分3个过程:
(1)预热段加热段与均热段的烘炉温度均设定为150℃，调功器输出功率设定在10%～20%，连续加热至设定温度，保温24h;
(2)将设定温度调整到500℃，调功器输出功率设定在50%，连续加热至设定温度，保温36h;
(3)将设定温度调整到900℃，调功器输出功率设定在50%，连续加热至设定温度，保温12h。
通过跟踪，正常生产时，Dv值可达40mm•m/min，满足生产需求;炉温恒定，其波动在±1℃以内，炉两侧温度不超过室温30℃，炉顶温度和室温相同生产直径1.45mm高压胶管半成品钢丝，批次抗拉强度波动±20MPa，满足产品需求。
4 结论
采用大砌块烧结耐火材料，炉体结构简单，制作方便，安装调试方便快捷，炉体稳定性更好，炉温控制精确，半成品钢丝性能稳定通过改进炉体结构，达到了节能降耗的目的，满足了产品需求。
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