新型台车式热处理炉的设计

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　　2010年，某单位委托我公司设计制造一台大型压力容器整体台车式热处理炉，工件的最大直径为Φ7m，长度约为26m，据此所设计的炉子其台车宽度为7.5m，炉膛宽为8m，净长度为28m。炉子土建基础施工完毕后，该单位引入了新型型号的工件，其容器的最大直径由Φ7m提高到Φ8.6m，使原设计已不能满足生产需要。按照常规的设计，台车宽度要更改为9m，同时现有台车的土建基础不能满足设备安装需求，重新施工将导致工期的延长并使该单位蒙受巨大经济损失。

　　我们接到厂方咨询请求后，经过研究决定利用现有的土建基础，保持台车宽度不变，仍为7.5m，把炉体按照直径为Φ8.6m的容器扩大为9m宽。炉子的基本尺寸见表1。

　　经过重新设计、制造、安装、调试，该热处理炉已于2011年底竣工投产。这使得客户节省了大量时间的基础上满足了生产的需求，获得了较大的经济效益。同时设计单位得到了大型压力容器热处理炉的设计新经验。热处理炉最终的设计图如图1所示。

　　1 台车及炉膛宽度的确定

　　一般大型容器台车式热处理炉，其台车宽度都要大于容器直径500mm 左右。实际上，截面为圆形的压力容器在退火时，与台车或者说与台车上的垫铁的接触面积很小，同一截面仅为一点接触，最多为两点接触。因此通过合理的设计台车，只要保证工件能在垫铁上安全摆放，不滚动，不移位，台车宽度完全可以小于容器直径。所以我们保持台车宽度不变，只把炉膛宽度从8m放大到9m。

　　根据以上的分析，对于一般超大型容器热处理炉来说，台车的宽度可参照以下公式确定:

　　式中: B为台车的宽度，mm; D为容器的最大直径，mm。

　　2 垫铁的设计

　　为了保证容器安放的稳定性，本热处理炉设计了分离式鞍型垫铁，如图2所示。这种垫铁成对使用，支承角约为90°，有以下三个优点:

　　(1) 容器安放后非常稳定，不会滚动，台车移动时，容器也不会倾覆;

　　(2) 容器与鞍型垫铁至少可保持两点接触，这样容器在热处理加热时的变形会减少;

　　(3) 只要鞍型垫铁摆放在炉车的中轴线上，则容器也就能保证安放在炉子的中轴线上，这样容器在加热时受热均匀，提高热处理的质量，工人操作也方便。反之，如果仍使用老式的条形垫铁，因为炉车比工件窄，容器的中轴线很难对准炉子的中轴线，即容器很容易摆偏。一旦出现这种情况，容器的加热质量将大受影响，其后果可能很严重。

　　3 经济效益