锰钢件热处理生产线技术要求Word下载.docx
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1、总体说明
热处理自动生产线由6台室式淬火炉、1台热处理装取料机、淬火池、淬火池搅拌系统、淬火池循环系统、风淬池和成套电器控制系统组合为一个热处理自动生产线。
生产线配有一台快速下水热处理装取料机，该热处理装取料机可上下、左右、前后六个方向移动，工件热处理完成后，热处理装取料机迅速进入炉内将工件从炉膛内叉出，并快速落入淬火水池内，整个过程在35秒内完成（从开炉门开始自动计时），生产效率高，操作方便，从而保证了工件的淬火质量。
本套自动生产线由6台室式淬火炉、1台热处理装取料机、装卸料工位、淬火水池及循环系统、成套电气控制系统组合为一个热处理自动生产线。
2.操作方便，高效节能
热处理自动生产线，整个工艺过程，包括从装炉到出炉，整个操作成一条流水线作业，降低劳动强度低，提高工作效率。
3.本套热处理生产线分装料区、出料区、炉子热处理区、控制室等区域，装出料区设有工架，在热处理前将需要热处理的工件预先放置到装料工架的料盘上，装炉：
从待料台叉起铸件→炉门起升→大车转移→小车前进→工件入炉→装取料机归位，整个过程要求全自动一键式操作。
出炉淬火：
炉门起升→叉起铸件→小车后退料叉下降至工件完全下水，整个热处理过程要求全自动，一键式操作。
淬火介质的搅拌及循环冷却要求与淬火实现全自动连锁智能控制。
4.控制连锁及安全报警装置
所有可能伤及操作人员的传动处及废气排放高温部分设有钢制防护罩和“警告”牌。
设备的报警与动作的互锁，连锁应符合国家有关安全规定，还应包括以下各项：
4.1热电偶断裂或炉温超温设置的上限温度时，炉子自动停止加热并报警，直到温度正常后方可重新开启加热。
4.2加热区超温，加热区断偶，燃气压力不足（低于所设定的安全压力），风机故障、炉门未关到位等任一故障出现时，自动停止加热并报警，直至正常后方可重新开启加热。
4.3各电机空开跌落、炉门越位、料车进、退越位、料车左、右越位、双限位等故障、报警，直到问题解决后方可手动复位报警。
4.4单体设备在手动控制模式下，可手动开启加热及门、风机等的操作，但不参与生产线的自动运行。
4.5单体设备出现故障或其他情况，只需从自动模式切换到手动模式，它即从自动生产线中脱离，可对设备进行维修或其他处理工作。
4.6炉内有料、送料状态的料车不能进入。
4.7炉门越位后立即停止动作、料车进退和左右越位后停止动作。
4.8出料运行自动报警、出料信号提示。
4.9备料台物料超重报警。
4.10其他必需的报警及控制连锁。
三、现场条件：
1、热处理钢种：
高锰钢铸件
2、生产纲领;
全年热处理生产铸件能力3万吨。
3、电源参数：
电压：
380V±
15%AC220V±
15%AC电源频率：
50Hz；
4、起吊高度：
行车底部标高+12m；
5、生产制度：
四班三运转制；
6、天然气：
平均低位发热量8430千卡/立方米，压力90KPa。
四、生产线设备主要技术参数
1、3.0m×
3.0m×
1.6m室式燃气淬火炉技术参数
名称
技术参数
用途
各矿山机械耐磨铸件水韧处理
4台
炉膛尺寸
3.6m×
2.6m（L×
W×
H）
有效加热区
1.6m
炉台尺寸
0.6m
设计最高温度
1200℃（常用～1160℃）
最大承载重量
25t（含料盘不含垫铁）
升温速度
30～300℃/h（可调节，650℃以上升温速度300℃/h）
炉温均匀性
有效加热区内：
保温期炉内各点≤±
10℃；
10
控温精度
±
1℃
11
燃料及发热值
天然气，低发热值～8430KCal/Nm3
12
控温区
按设计定，一控一
13
监视温度测温偶
按该炉有效加热区布置9支，（N分度）
14
控温方式
组态软件集散式控制系统;
上位工控机互为备用；
15
烧嘴
二级预热自身预热烧嘴、明焰加热
16
烧嘴数量
投标方设计定，≥6套
17
温度记录
无纸记录仪，可记录控温偶及测温偶
18
空温升温时间
≤1.5h
19
炉门传动及密封
需采用螺旋伞齿轮减速机传动,升降炉门结构,自动密封；
升降速度：
～12m/min
20
排烟方式
汇入烟囱主管排除
21
预热空气温度
350℃―500℃
22
炉衬及厚度
摩根含锆型陶瓷纤维模块炉衬，总厚度≥380mm
23
炉体表面温升
侧墙≤40℃，炉顶≤45℃；
热风管外表≤20℃；
24
助燃风机系统
采用变频器与PLC调节仪表组成风压定值调节系统，自动调节风压，配消音器；
25
环保安全要求
粉尘＜10mg/m3；
SO2＜80mg/m3；
NOX＜150mg/m3；
噪音＜85Db
26
垫块、料盘
投标方设计、招标方制作
2、3.0m×
2.2m室式燃气淬火炉技术参数
1台
3.2m（L×
2.2m
投标方设计定
≤,1.5h
3、4.2m×
4.0m×
4.7m×
4.2m×
30t（含料盘不含垫铁）
4、热处理装取料机主要技术参数
名称
参数
l
公称载重量
35T
设计装载量
38T
叉齿数量
7齿（其中2齿可自动收起）
用电总功率、参数
功率按设计定、电压:
380V、三相四线制；
最大装料有效长度
≥3500
最大装料有效宽度
≥4200
料叉上升行程
≥1000
料叉下降行程
4500（地面以下4000）
小车行程
投标方设计
大车长度
根据布置
大车轨距
大车行走速度
小车行走速度
l4
叉齿下降速度
l5
升降结构
单级门架
l6
供电方式
按设计定
工作温度
1200℃
工件入水深度
定位准确度
10mm
淬火转移时间
≤35S（从炉门开始开启到工件全部入水）
操作模式
手动/自动/远程
5、随车水池搅拌系统主要技术参数
淬火时介质搅拌
1套
有效流场尺寸
4.5m×
3.0m（L×
流场内流速
≥2.5m/s
搅拌器功率
搅拌器数量
搅拌器控制方式
变频控制
搅拌器供电方式
滑触线
搅拌装置行走方式
随装取料机带动，无动力行走
6、淬火池及循环水系统
淬火水池尺寸
外循环水池尺寸
淬火水池进水方式
水泵输送
淬火水池回水方式
淬火入水温度
15—30℃
每次淬火水池温升
≤5℃
搅拌型式
随车水池搅拌系统
淬火池水温均匀性
≤±
2℃
五、各设备主要技术要求
1、室式燃气淬火炉：
主要由全纤维炉体、全纤维炉门、炉车、燃烧系统、排烟系统、密封系统、自控系统、上位工控计算机集散控制系统等主要部分组成。
1）、炉体钢结构
（1）、炉体钢结构采用国标型钢、钢板焊接而成，炉门钢柱采用δ=12mm钢板焊接而成，其材料的选用必须是有质量合格证的正规厂家生产，材料Q235A。
炉体维护钢板厚度δ≥6mm，炉体钢结构的制造应满足国家相关制造标准要求，其焊缝部位均匀饱满，棱角部位圆滑过度。
在炉体结构的设计上应充分考虑到高温热膨胀、冷态收缩对结构的影响，确保炉子在频繁升温、降温状态下不允许产生弯曲变形等缺陷。
炉体钢构使用寿命20年以上。
（2）、炉口护板3Cr24Ni7SiN耐热钢，厚度应≥25mm。
（3）、各炉子之间用钢平台进行连接。
2）、炉衬部分：
（1）、炉衬采用全纤维结构，其结构方式由设计决定，炉衬纤维结构经长期使用应无剥离剥落现象。
在整体气密性、绝热性、膨胀变形、投资以及维修等方面要有足够的考虑。
炉衬使用寿命5年以上。
（2）、炉衬选用含锆型陶瓷纤维模块炉衬，在最高炉温1200℃时，外壁温升不高于环境温度+50℃。
选用摩根热陶瓷（上海）有限公司产品。
（3）、炉衬与相关部件的结合方式要合理，不相互影响。
（4）、在炉体后墙、炉门上适当部位设置观察孔，以便运行中观察炉内状况。
（5）、炉口部位采用耐火纤维制作，并能承受装、出炉时一般性碰撞，而不至于发生较大损坏。
（6）、炉体预留好检测孔，检测孔全部留在两边侧墙，当检测时用于安装检测偶，检测孔只用于检测时使用，检测完成后要便于封堵，生产时确保密封，不跑火。
3）、炉体密封
（1）、炉门与炉体的结合部：
采用炉门框纤维迷宫结构和轻型防变形钢结构门框，结合双导轨斜块压紧装置。
炉门下部设有自动耐火纤维密封块与炉车压紧密封。
（2）、炉底端头与炉门的密封,则利用炉门下降向内移动过程中,炉门下侧外凸纤维压紧炉车端头耐热铸铁块,从而起到良好的密封效果,这种密封结构要求调整方便。
（3）、炉门与炉体结合处应防摩擦，边缘增加3Cr24Ni7SiN耐热钢，密封装置必须性能稳定、使用可靠、寿命长、操作灵活、维修方便。
4）、炉底
（1）、采用室式炉炉底结构。
炉底为高温浇注料预制件。
炉底根据料墩的宽度做5mm深的凹槽，以方便料镦定位。
（2）、支撑墩高度视叉车料叉高度而定。
（3）、耐热钢支撑墩和托盘由招标方负责制作，投标方负责提供设计方案、设计图纸、安装，双方相互确认。
5）、燃烧系统
（1）、采用二级自身预热式烧嘴，大小火脉冲式燃烧方式。
具备自动点火、火焰监控、大小火脉冲加热等功能。
燃烧调节系统可自动根据炉温、空气压力、天然气压力、流量等数据的变化进行随动调节，保证燃烧的充分性及稳定性。
具备完善的燃烧安全保护系统（包括点火前的管道吹扫，天然气、空气欠压保护等功能）。
烧嘴正常使用寿命大于5年点。
（2）、烧嘴布置方式，将烧嘴均匀布置在炉子两侧下部，烧嘴采用通、断交替的脉动方式进行控温，烧嘴布置除满足炉温均匀性外，还应考虑垫块的摆放，防止烧嘴火焰直吹垫铁，同时做出垫铁摆放图，火焰不得直接烧工件；
阀门要有开启度标示。
烧嘴与炉墙的结合要求密封良好，便于维修更换。
（3）、在设计上采用自身预热式烧嘴多点、低负荷、均匀供热设计方案，更便于对炉温的精密控制以及达到要求的温度场测温炉温均匀性≤±
10℃。
在炉侧采用热电偶来控制烧嘴系统及炉温，每区一支热电偶对应一只烧嘴。
在有效加热区9点处设置测温热电偶。
为保证安全生产，天然气总管设有眼镜阀、过滤器、减压阀、手阀，紧急切断阀，烧嘴前设有天然气切断阀，实时监测空气和天然气压力，当空气和天然气压力低于设定值时进行报警并快速关闭天然气管道上的紧急切断阀。
（4）、每台烧嘴旁配备单独控制箱。
每套烧嘴都配有型智能型燃烧控制器,与仪表间计算机系统连接。
计算机屏幕上设有显示炉内工况图。
在计算机上就可操作各烧嘴的点火、大火和小火控制和观察工况。
燃烧控制方式可采取计算机控制、PLC自动控制、控制器本机操作等方式。
每套烧嘴都具有断电关闭保护功能。
安全阀与天然气压力开关、风压欠压保护连锁，从而保证当系统出现问题时，可迅速关闭系统。
具有控制系统安全联锁逻辑保护系统。
（5）、燃烧安全保护
本烧嘴系统具有可靠的安全保护装置即：
★风压、天然气压力安全报警装置
★风压欠压保护、天然气压力高、低压保护。
保护同时进行报警。
★炉温超温报警，防止发生炉子跑温和事故
★烧嘴点火：
烧嘴点火不成功，会关闭天然气阀、并重新点火，三次点火不成功则发出声光报警，提示操作人员处理。
这样可避免因烧嘴未点燃，炉内通入大量天然气和助燃空气混合气，引发的爆炸危险。
★具有烧嘴熄火报警功能。
★系统掉电保护：
天然气总管设置安全阀，系统掉电，安全阀迅速关断。
★自动停炉保护功能：
以下情况将发生自动停炉:
天然气压力过低；
供风压力过低；
电源故障。
当发生自动停炉时，系统完成总管天然气切断，并提示操作人员。
★紧急手动停炉：
紧急手动停炉系统为硬件联锁系统。
在特殊情况下，如控制系统故障时，由操作人员通过控制柜的急停键，完成停炉功能。
（6）、一切需操作、控制元件均应放置于便于人工操作的位置，管道布置合理，便于维护和检修。
炉体两侧设置更换热电偶及维修用的操作走台，宽度符合安全规定。
6）、排烟系统
（1）、六台炉子烟气汇总后在炉顶后部进入烟道总管，从厂房东墙外排出。
六台室式淬火炉及两台台车式热处理炉的共用烟道，包括烟囱，由投标方负责设计、制造、安装。
在两台台车式热处理位置预留支烟道接口。
烟囱设计、安装要满足安全及环保要求。
烟囱外表温度小于65℃。
排烟管道、烟囱设置保温层，防止低温后受到硫化物的腐蚀。
（2）、炉压控制系统实现炉压、排烟的自动控制与调节。
7）、管道系统
（1）、天然气管路采用无缝管焊接而成，其管路设计应考虑方便排污及清污。
天然气管路从分厂城市天然气总管网接入炉窑总阀门处，（投标方负责管道直径的设计、配套、安装），总阀要求配闸阀控制，并配眼镜阀、泄爆阀、过滤器、天然气调压阀、紧急安全阀、测压及计量装置、天然气放散系统（投标方负责阀门的选型、配套、安装）。
快切阀选用原装进口产品。
快切阀使用寿命5年以上。
（2）、热风管路可采用焊管焊接而成，其管路需采取保温隔热措施，有关要求按GB4272-84《设备及管路保温技术通则》执行。
（3）、烧嘴前管路控制，天然气采用球阀，空气采用热风蝶阀，所选用的管路附件必须保证性能可靠、操作安全、维修方便。
（4）、各管路系统按要求配置：
该炉配天然气罗茨（腰轮）流量计、天然气放散管、空气天然气引压、测压管路及阀门，炉膛压力计量检测管路及装置。
（5）、空气管路上应安装掺冷及热风放散装置，放散热风引入烟道内，并不能阻碍排烟。
（6）、天然气、空气管路的铺设位置要求合理，走向流畅，与其它部件的安装、操作、维修不发生冲突。
（7）、配高压离心式助燃风机，噪音要求小于85分贝，并设置消声器，采用变频控制。
（8）、助燃空气管路系统要求在任何工况下空气总管压力的稳定。
风机出风口设有消音过滤装置和自动测压装置，空气管路上设有安全防爆装置。
在炉子的管前总管上设置压力变送器,风机变频器与PLC自动控制和调节炉前总风管压力，使风压控制在最佳值。
（9）、天然气管道有消除静电和防雷措施，安装有泄爆阀、有明确的颜色和流量标识。
进口处安装眼镜阀。
在淬火炉附近安装天燃气泄露报警器，探测器数量和位置按国家规定进行安装，探头具有现场声光报警功能，探测器由质监局（标准计量院）出具的合格标识及合格报告后方可进行安装，全部费用由投标方负责承担。
探测器接入报警控制器。
报警控制器安装在控制室内。
8）、炉门及升降系统
（1）、炉门由型钢骨架、钢板、耐热钢护板、纤维组合块等组成。
为充分考虑炉门受热变形，炉门的型钢骨架、钢板、铸件护板之间均采用螺栓连接，其相互之间留有足够的受热膨胀结构。
（2）、框架结构：
是一个由矩型碳素钢管和碳素型钢，经焊接加工而成的框架，用以支承隔热保温箱体。
这两部分通过螺栓连接的，它们接触面之间保持一定的间隙，可有效减少隔热保温箱体与炉门框架的热传导，以减少炉门的热变形。
（3）、炉门提升机构采用带制动电机的斜齿轮减速机传动结构，在提升机构处要求设置检修吊装及工作平台。
速机与链条均采用国内知名品牌。
（4）、炉门内衬采用含锆全纤维标准模块，底衬选用含锆型纤维毯平铺。
全纤维折叠块用耐热钢铆固件铆固在炉门厚钢板上。
（5）、炉门密封采用斜块自动压紧和气缸压紧双密封结构。
（6）、炉门设有上、下行程及上限超限自动切断总电源双保险限位机构和自动防坠落机构。
（7）、炉门柱迎火面横梁下部需安装厚度≥30mm陶瓷纤维板，防止立柱长期受热变形。
9）、自控系统
（1）、计算机系统
上位机是选用工业控制机，采用先进的多媒体动态技术，把通讯、动态图象、文字表格和各种控制技术融合在一起，具有良好的人机交互，可以对整个生产运行过程进行集中监视、控制、管理。
在控制室中，操纵人员可通过微机键盘输入和修改各种工艺参数，启动或终止工艺运行，进行数据处理；
也可以通过大屏幕彩色显示器上提供的控制结构图、参数图、趋势图、工况图等了解燃气炉的各种过程参数以及控制设备本身的状态。
工控机一用一备。
上位机工控机:
主板AIMB-787；
CPU:
i5-10500E；
内存：
16GB；
硬盘：
1TB；
显示器：
21寸电源内置平面；
USB键鼠；
配置4GB显卡；
千兆网卡；
WIN1064位操作系统；
UPS待机>
1h。
闪迪512GBUSB3.2U盘1个；
配套304不锈钢电脑桌（具体尺寸、规格、样式招标方统一指定）、椅，台面钢板厚度2mm。
（2台互为备份）
计算机可以自动点火和自动控制小火的输出，操作者可用鼠标在计算机屏幕上开关大火和小火，提高控温精度。
计算机随时采样各控温热电偶的温度，用不同颜色的曲线实时显示和保存,平时可查看各次工作的记录情况。
在软件上还具有断电后智能恢复控制的功能。
（2）.软件控制系统
a.监视功能
●动态显示各炉工况图、工艺流程图；
●动态显示工艺曲线图；
●仪表参数显示；
●故障报警显示；
●实时趋势和历史趋势；
●操作提示；
b.控制功能
●在线改变开关量状态，象启动/终止工艺运行，点火/停火操作,增减、修改运行工艺曲线等;
●在线进行给定值、输出值、超限值、PID参数的调整；
●根据系统要求对回路进行某些特殊控制，如相关动态、模糊控制等。
c.管理功能
●实时报表显示和打印；
●历史趋势报表显示和打印；
●数据统计和保存；
●定期或随机打印数据、报表、曲线、图形等。
组成DCS集散式控制。
控制器具有“远程/就地”操作功能，实现各烧嘴的吹扫、点火，大火、小火燃烧的脉冲控制，火焰监测。
当熄火或燃烧不好可故障报警并自动熄火并断电，关阀保护，方便，可靠，安全。
在计算机上显示炉内工况图。
并动态显示各烧嘴的燃烧状况（大火、小火、无火），数字显示各区温度的变化，超温后用声光报警。
（3）.各压力控制系统
a、炉膛压力控制：
是通过炉内取压管，微差压变送器，PLCPID调节模块等组成闭环控制系统，自动调节实现炉膛微正压。
b、助燃空气压力控制：
是通过空气管内取压管，压力变送器，变频器，PLCPID调节模块等组成控制系统，对风压实时跟踪检测，自动调节。
c、燃气压力控制是通过调压阀稳定调节。
（4）.天然气计量是通过安
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