专利名称：高锰钢辙叉热处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种铁路专用高锰钢辙叉热处理系统，属铁路专用高锰钢辙叉制造领域。
背景技术：
重油加热本申请人在高锰钢辙叉水韧处理时采用重油为燃料加热。其存在的不足之处一是随着石油价格的上涨，重油的质量较以前相比，在不断下降，燃烧过程中热值低且加热不稳定；二是重油加热，不仅造成环境严重污染，而且工作环境相当恶劣，影响操作人员的身体健康；三是采用的是手工操作，加热过程中热电偶温度显示的同步性、重油流量的控制、低温阶段的反复拉炉等，都在一定程度上不仅增加了加热过程的人为因素，而且由于质量主要靠人工手动操作控制，人为影响质量的因素多不仅直接影响到产品热处理质量，而且无法确保产品质量的一致性；四是劳动强度大；五是能耗高，由于当前重油的燃烧值低，在水韧处理加热时所需的重油量大，能耗高；六是水韧处理每炉高锰钢辙叉需耗时20个小时左右，效率低；七是温控精度低，由于重油加热炉的低温均温温控精度为±40℃，高温温控精度＞±40℃，因此直接影响热处理的质量。
发明内容
设计目的避免背景技术中的不足之处，提供一种高锰钢辙叉热处理系统，一是采用天然气取代重油加热，降低能耗、最大限度地避免对环境的污染和对操作人员的身体损害；二是采用自动检测、自动控制系统取代人工操作，达到热处理过程中自动检测、控制，不仅精度高、效率高、热处理质量可靠，而且质量的一致性好。
设计方案为了实现上述设计目的。1、采用天然气加热采用目前国家大力推广使用的清洁能源——天然气，其具有环境污染小，成本低，燃烧稳定性好。2、全过程数字化计算机控制①通过4支热电偶采集炉膛温度，经过计算机运算确定控制温度，控制温度通过计算机设定工艺进行比对，通过PID控制使温升曲线同工艺曲线啮合。达到数字化的工艺控制。②控制方法使通过温度检测质同工艺质的比对，输出参数控制脉冲控制器，脉冲控制器输出控制信号控制比例阀，比例阀导致空气压力、流量发生变化，联调燃气比例阀，最终达到控制燃烧能力。同时，再附加炉压和风机变频控制，达到温度的工艺控制。3、炉体改进将原来重油有燃烧室热处理炉改造为空气预热，无燃烧室加热式，整个过程无需拉反复，缩短了工艺时间(缩短了约7小时)。4、采用比例燃烧控制节约能源，减少了工件的脱碳，提了高产品内在质量。5、脉冲式燃烧控制通过大小火转换，节约能源，温控精度高，范围宽，大小火转换过程中充分搅拌炉气温度，缩短加热时间，炉体均温性好。6、可靠的安全报警机制整个系统设计了，燃气高低压保护环节，可靠的火焰检测和熄火保护机制，完善的炉膛压力和风路压力控制措施，可靠的系统燃气检漏方案。保证了热处理炉安全可靠运行。
技术方案高锰钢辙叉热处理系统，它包括高锰钢热处理炉，高锰钢处理炉的炉壁两侧或三侧设有多个燃气喷嘴，多个燃气喷嘴的燃气进气嘴分别通过截止阀、比例阀与天然气输送管道连通，多个燃气喷嘴的空气进气嘴分别通过截止阀、比例阀与空气输送管道连通，多个热电偶传感器分布在高锰钢处理炉内且用于采集炉膛温度，多个热电偶传感器采集的信号经PLC(可编程序控制器)至计算机且与计算机内设定的工艺参数曲线进行比对、通过PID(比例积分微分调节器)控制系统使高锰钢热处理炉内的温升曲线同计算机设定的工艺参数曲线啮合。其热处理工艺高锰钢辙叉经造型、浇注、开箱清砂后运往热处理工位，由热处理组专人将同炉辙叉整齐、牢固码放好，每层辙叉垫专用垫铁且数量不少于4块，码放层数不超过5层，同炉次浇注的各种试件同辙叉一起入窑，普通高锰钢辙叉入窑三次拉反复，即每次窑内外各停留10分钟，温度控制在≤(350±20)℃，均温2小时后，以＜60℃/h速度升温加热至(650±20)℃时均温1小时，然后以＜150℃/h的速度继续升温至(1070±20)℃，保温2小时后即打开窑门启动吊具。辙叉起吊后应迅速入水，在空气中停留时间应小于60秒，辙叉入水后，池中水应不停搅动，辙叉在水中停留时间不得小于20分钟，辙叉出水时，水韧池不得大于60℃，水韧处理完成后出水进熔解工位。
本实用新型与背景技术相比，一是采用温度主环控制(温度采集子系统)，外加两个付环控制(负压采集控制子系统---炉膛负压、风压采集控制子系统---鼓风变频)，控制温度以炉膛平均温度为参量进行控制，多参量控制，使干扰工业炉影响影响产品的主要参量-----炉温均匀性、温度可控性得到有效实现，达到±5℃均匀性的最终工艺参量；二是工艺可控性好(采取平均温度为控制参量)，节能效果50％以上；三是彻底解决了对环境的污染，环保污染物排放下降50％以上；四是大大地降低了操作人员的劳动强度，从根本上改善操作人员的工作环境；五是实现了热处理过程中的自动检测、控制，不仅精度高、效率高，而且热处理质量可靠、一致性好。
图1是高锰钢辙叉热处理系统的方框示意图。
图2是高锰钢辙叉热处理系统中高锰钢热处理炉的结构示意图。
图3是高锰钢热处理工艺的曲线示意图。
具体实施方式
实施例1参照附图1和2。高锰钢辙叉热处理系统，它包括台车10，高锰钢处理炉9的炉壁两侧或三侧设有多个燃气喷嘴7，多个燃气喷嘴7的燃气进气嘴分别通过截止阀5、比例阀4与天然气输送管道3连通，截止阀5和比例阀4间串有射流器6且射流器中间进气嘴通过管道与空气管道连通；多个燃气喷嘴7的空气进气嘴分别通过截止阀5、比例阀4与空气输送管道1连通，多个热电偶传感器8分布在高锰钢处理炉9内且用于采集炉膛温度，多个热电偶传感器8采集的信号经PLC(可编程序控制器)至计算机且与计算机内设定的工艺参数曲线进行比对、通过PID(比例积分微分调节器)控制系统使高锰钢热处理炉内的温升曲线同计算机设定的工艺参数曲线啮合。天然气输送管道的输入端设有天然气调压站12。空气输送管道的输入端与风机13出风口连通。PLC控制系统是由温度采集子系统、负压采集控制子系统、风压采集控制子系统、温控脉冲空燃阀控制子系统及PLC构成；温度采集子系统中热电偶采集到的温度信号经多点温度控制器、分配器，一路输入至温控脉冲空燃阀控制子系统中的温度过程控制仪的信号输入端，一路输入至PLC的信号输入端；负压采集控制子系统中负压差压控制器采集到的负压差压信号经PLC至计算机信号输入端，经计算机处理后经PLC控制烟道闸板11的工作与否，烟道闸板负压差压信号输送至负压差压控制器；风压采集控制子系统中鼓风压力控制器采集到的风压信号经PLC输入至计算机信号输入端，经计算机处理后经PLC控制风机的工作频率且将风机的工作频率输入到鼓风压力控制器的信号输入端；温控脉冲空燃阀控制子系统中温度过程控制仪分别接收温度采集子系统及PLC的输出信号且通过脉冲控制器和比例阀控制空燃比例阀的工作与否及燃燃温度，也就是说，转换开关输出参数控制脉冲控制器，脉冲控制器输出控制信号控制比例阀，比例阀导致空气压力、流量发生变化，联调燃气比例阀，同时，控制炉压和风机变频控制，最终达到控制燃烧能力。高锰钢热处理炉的制作工艺系现有技术，在此不作叙述。各控制电路、热处理工艺参数选择、曲线的设定均系现有技术的开发利用，在此不作详细叙述。各类传感器均系现有技术，在此不作详细叙述。其热处理工艺参照附图1和3。高锰钢辙叉经造型、浇注、开箱清砂后运往热处理工位，由热处理组专人将同炉辙叉整齐、牢固码放好，每层辙叉垫专用垫铁且数量不少于4块，码放层数不超过5层，同炉次浇注的各种试件同辙叉一起入窑，普通高锰钢辙叉入窑三次拉反复，即每次窑内外各停留10分钟，温度控制在≤(350±20)℃，均温2小时后，以＜60℃/h速度升温加热至(650±20)℃时均温1小时，然后以＜150℃/h的速度继续升温至(1070±20)℃，保温2小时后即打开窑门启动吊具。辙叉起吊后应迅速入水，在空气中停留时间应小于60秒，辙叉入水后，池中水应不停搅动，辙叉在水中停留时间不得小于20分钟，辙叉出水时，水韧池不得大于60℃，水韧处理完成后出水进熔解工位。
需要理解到的是上述实施例虽然对本实用新型作了比较详细的说明，但是这些说明只是对本实用新型的简单说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神内的发明创造，均落入本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种高锰钢辙叉热处理系统，它包油高锰钢热处理炉，其特征是高锰钢处理炉的炉壁两侧或三侧设有多个燃气喷嘴，多个燃气喷嘴的燃气进气嘴分别通过截止阀、比例阀与天然气输送管道连通，多个燃气喷嘴的空气进气嘴分别通过截止阀、比例阀与空气输送管道连通，多个热电偶传感器分布在高锰钢处理炉内且用于采集炉膛温度，多个热电偶传感器采集的信号经PLC至计算机且与计算机内设定的工艺参数曲线进行比对、通过PLC控制系统使高锰钢热处理炉内的温升曲线同计算机设定的工艺参数曲线啮合。
2.根据权利要求1所述的高锰钢辙叉热处理系统，其特征是PLC控制系统是由温度采集子系统、负压采集控制子系统、风压采集控制子系统、温控脉冲空燃阀控制子系统及PLC构成；温度采集子系统中热电偶采集到的温度信号经多点温度控制器、分配器，一路输入至温控脉冲空燃阀控制子系统中的温度过程控制仪的信号输入端，一路输入至PLC的信号输入端；负压采集控制子系统中负压差压控制器采集到的负压差压信号经PLC至计算机信号输入端，经计算机处理后经PLC控制烟道闸板的工作与否，烟道闸板负压差压信号输送至负压差压控制器；风压采集控制子系统中鼓风压力控制器采集到的风压信号经PLC输入至计算机信号输入端，经计算机处理后经PLC控制风机的工作频率且将风机的工作频率输入到鼓风压力控制器的信号输入端；温控脉冲空燃阀控制子系统中温度过程控制仪分别接收温度采集子系统及PLC的输出信号且通过脉冲控制器和比例阀控制空燃比例阀的工作与否及燃燃温度。
3.根据权利要求1或2所述的高锰钢辙叉热处理系统，其特征是转换开关输出参数控制脉冲控制器，脉冲控制器输出控制信号控制比例阀，比例阀导致空气压力、流量发生变化，联调燃气比例阀，同时，控制炉压和风机变频控制，最终达到控制燃烧能力。
4.根据权利要求1所述的高锰钢辙叉热处理系统，其特征是天然气输送管道的输入端设有天然气调压站。
5.根据权利要求1所述的高锰钢辙叉热处理系统，其特征是空气输送管道的输入端与风机出风口连通。
专利摘要本实用新型涉及一种铁路专用高锰钢辙叉热处理系统，高锰钢处理炉的炉壁两侧或三侧设有多个燃气喷嘴，多个燃气喷嘴的燃气进气嘴分别通过截止阀、比例阀与天然气输送管道连通，多个燃气喷嘴的空气进气嘴分别通过截止阀、比例阀与空气输送管道连通，多个热电偶传感器分布在高锰钢处理炉内且用于采集炉膛温度，多个热电偶传感器采集的信号经PLC至计算机且与计算机内设定的工艺参数曲线进行比对、通过PLC控制系统使高锰钢热处理炉内的温升曲线同计算机设定的工艺参数曲线啮合。
文档编号C21D11/00GK2910961SQ20062011889
公开日2007年6月13日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者郭云奇, 张洲旭, 胡小斌, 同亚勇, 张彦, 张贝 申请人:中铁宝桥股份有限公司