台车炉的炉底就是一台可以拉出的台车,工件和料筐全部压在台车上,装载量往往比同容积的箱式炉更大。台车的耐火层要承受工件重量以及进出炉时的冲击,如果元件也铺在台面上,就会同时承受机械载荷和热变形应力,很容易被压弯、压断。台车台面因此只适合放承重的搁丝砖和垫铁,不适合承担发热任务。
另一个特点是台车要沿轨道进出炉膛。元件如果随台车一起移动,在拉出、推进、对位的过程中会与炉门、炉墙、料筐发生磕碰;即使没有直接碰撞,反复移动也会让元件的固定件松动、匝间距改变,最终表现为局部过热或者短路。台车炉的元件寿命往往不是被高温消耗掉的,而是被这些不断累积的机械动作消耗掉的。
台车炉的炉膛高度通常不大,工件装得满、离元件近,元件实际温度容易高于按空炉估算的数值。布置越密集的地方,越要按元件温度而不是炉温来核算,靠近料筐的元件还要考虑工件辐射带来的额外温升。台车炉的炉底和炉墙之间常有缝隙,冷空气从缝隙渗入时,靠近炉门元件的温度会进一步降低,测温点选在炉膛中部时,炉门口元件的实际工况往往被低估。
基于上面的受力特点,台车炉的元件一般布置在炉顶和两侧墙,台车台面只保留搁丝砖和承重结构。元件固定在炉体上,不随台车移动,承重与磕碰这两个问题就一起避开了。这也是台车炉与箱式炉、井式炉在结构上最明显的区别:它把发热和承重分开,由两部分不同的结构分别承担。
炉顶元件要重点考虑高温下垂。水平跨距过大时,铁铬铝元件在高温下会缓慢伸长、向下弯曲,碰到工件就形成短路。缩短单支长度、增加挂钩与支撑点,比单纯加粗丝径更有效,也更容易在检修时更换。两侧墙的元件要注意与料筐的间隙,装炉量变化大时操作人员容易把料筐放得靠墙,长期蹭碰会让元件变形,把间隙要求写进装炉规程比口头提醒可靠。
侧墙元件的固定方式也值得注意。搁丝砖的槽口如果比元件宽很多,元件在热态下会左右晃动,长期下来槽口被磨大、元件位置偏移;槽口如果比元件窄,热伸长时元件被卡住,容易在固定点附近产生裂纹。槽口尺寸按元件截面留出合理间隙即可。元件与搁丝砖之间也不要垫金属片,热膨胀不一致会把砖槽挤裂。
台车上的测温热电偶、料筐垫铁和吊具在进出炉时都可能与元件接触。设计时要给台车行程做限位,保证台车与炉体对位准确;元件与炉门框之间要留出安全距离,避免关门时挤伤。台车轨道如果有轻微沉降或者偏移,元件与炉墙的间隙会在长期运行中逐渐变小,检修时要一并检查对位情况,不要只换元件不查轨道。
接线方式常被忽略。元件装在炉体上时,引出棒可以直接固定在炉壳上;如果必须在台车上取电,应使用插接式接触块或者柔性编织铜排,并保证接触面在高温下不松动、不氧化。接触电阻变大后会在接头处发热,这一点在检修时最容易发现。元件更换的便利性也要在布置阶段就考虑,接线端集中布置在同一侧、做成可拆卸的接线盒,可以明显缩短停炉检修时间。
台车炉的元件还容易被落料砸伤。装炉、出炉时如果料筐摆放不稳,掉落的工件会直接砸在炉底或侧墙元件上。可以在台车进炉的行程上加缓冲限位,减少对位时的冲击,同时要求装炉时先放垫铁再放工件。这两条措施都不复杂,但能明显减少元件因外力损伤而更换的次数。
中温台车炉,例如回火、时效,炉温多在 600~900℃,选 Cr20Ni35 或 Cr20Ni80 都能覆盖;炉温 950℃ 以下的轻载台车炉也可以用 1Cr13Al4,它的 ρ20 为 1.25 μΩ·m、≤950℃,电阻率高于镍铬,成本取向更经济。炉温 1000℃ 以上、装载量又大时,选 0Cr25Al5(ρ20 为 1.40 μΩ·m、≤1300℃)更合适。牌号要按炉子的最高炉温那一档来定,不能只按常规生产温度定。如果同一台炉子既做回火又偶尔做高温处理,牌号要按高温那一档定,元件的支撑方式也要按高温状态再检查一遍。
元件形式上,波形带和折边带刚性更好、抗磕碰能力强,适合炉顶与侧墙悬挂;螺旋丝穿陶瓷管适合紧凑布置,但要注意陶瓷管在移动炉膛中的固定,避免震动后松脱。单支功率、丝径或带厚、展开长度都要结合炉膛尺寸与装载量计算,不能用别的炉子上的尺寸直接照搬。最终的元件配置需按具体工况确认。
| 牌号 | 类别 | ρ20 μΩ·m | 最高使用温度 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 0Cr25Al5 | 铁铬铝 | 1.40 | ≤1300℃ | 炉温 1000℃ 以上的台车炉常用 |
| Cr20Ni80 | 镍铬 | 1.09 | ≤1200℃ | 中温段常用,韧性好、抗磕碰 |
| Cr20Ni35 | 中温镍铬 | 1.04 | ≤1050℃ | 回火、时效类台车炉适用 |
| 1Cr13Al4 | 低铬铁铬铝 | 1.25 | ≤950℃ | 炉温 950℃ 以下的轻载炉 |
馨祥合金可提供波形带、折边带、螺旋元件与成型件按图定尺,丝材 φ0.03–10 mm、带材 0.05–3.5 mm × 宽 2–300 mm,退火软态与半硬态可选,表面可做光亮退火或酸洗。常用规格有现货,非标支持打样试装,出厂随批提供成分与尺寸检验资料并支持炉号追溯。报价请给出牌号、规格、数量与交货地,询价后 1 个工作日内答复交期。