一种新型简易烤包器的制造方法

贾连磊，杨传栋，王乐成

（山东省聊城市聊城新泺机械有限公司，山东聊城252000）

一种新型简易烤包器的制造方法

贾连磊，杨传栋，王乐成

（山东省聊城市聊城新泺机械有限公司，山东聊城252000）

设计一种天然气铁水包烤包器，包括固定炉台，炉台顶部设有台面，台面表面设有支撑铁水包的固定结构，台面在铁水包口对应位置设有通孔，通孔内设有喷头，喷头固定在台面底部、通孔下方位置，喷头包括位于通孔下方的烧嘴，喷头两侧分别设有天然气接口和压缩空气接口，天然气接口和压缩空气接口分别与烧嘴连通，具有简单、性能高而可靠、经久耐用、操作方便、通用性好的优点。

天然气；烤包器；炉台；铁水包；台面；喷头；烧嘴；压缩空气

目前商品市场上通用的天然气铁水包烤包器结构复杂，成本高昂，而且通用性差，每种规格的铁水包需配备不同规格的烤包器。本文设计一种简单、性能高而可靠、经久耐用、操作方便、通用性好的天然气铁水包烤包器。

1 基本的设计思想及主要部件的选择

1.1 基本的设计思想

一般的烤包器喷嘴是设计在一种砌有耐火材料的可活动的“包盖”上，“包盖”通过较复杂的机械、液压传动机构及其控制系统进行旋转，然后把铁水包吊放在装有喷嘴的包盖下面，铁水包口朝上，再启动包盖，使包盖旋转压在铁水包的包口之上，之后打开天然气点火控制系统，进行铁水包的烘烤，火焰由上方向下方的铁水包底部喷射。喷嘴的“包盖”上下可移动的范围很小，铁水包高矮差别较大时，很难使用同一规格的烤包器烤包，往往一个铸造厂需购置几种不同的规格的烤包器来适应大小不同的铁水包。图1为市场上常见烤包器。

图2为自己设计的烤包器。烤包器的喷嘴固定在炉台上。铁水包口朝下，扣在炉台的喷嘴上即可，因此，可以适用于不同规格尺寸的铁水包。然后打开天然气点火控制系统进行铁水包的烘烤，火焰由下方向上方喷射，烘烤铁水包的底部及四周。

1.2 部件的选择

1.2.1 手动球阀

图1 市场上常见的烤包器

图2 自己设计的烤包器

新设计的烤包器手动球阀安装在分支管道的前端，用于开关设备的用气（天然气和压缩空气），还用于设备维修时使用。每班次使用前要打开阀门，工作结束后要关闭阀门。出于安全性的考虑，市场上的普通球阀使用时间一长就存在关闭不严，漏气等现象，球阀根据耐用性、耐磨性选用铜球阀。图3为手动铜球阀。

1.2.2 天然气减压阀、压缩空气手动调压阀

天然气减压阀用于把主管道的天然气压力调低到设备适用。一般天然气主管道的压力小于0.1 MPa，设备的使用压力是8 kPa.选用SGV型，如图4所示。具有零压关断功能，没有燃气通过调压阀时，调压阀自动关闭；具有进口压力补偿功能，根据设定弹簧的压力，调压阀的出口压力保持恒定，不受燃气流量的影响。

压缩空气调压阀是把压缩空气的主管道调低到设备的使用要求范围内。压缩空气主管道的压力是0.6 MPa，经过压缩空气调压阀把压力控制在0.2 MPa左右，就可以满足设备需求。

1.2.3 SG燃气电磁阀

图5所示为SG燃气电磁阀。按下点火按钮后电磁阀得电，天然气通过。断电时阀门自动关闭。可水平安装和垂直安装。使用寿命长。

图3 手动铜球阀

图4 SGV型天然气减压阀

图5 SG型天然气电磁阀

1.2.4 燃气比例阀

选用GRC空/燃比例阀，见图6.烧嘴的正常燃烧需要助燃空气和燃气有稳定的混合比例。空/燃比例阀GRC就是用于实现恒定的空燃比例,获得不同状态下烧嘴燃烧所需要的燃气压力。天然气流量和助燃风流量约为1：10.

1.2.5 烧嘴

选用思能的SIO长火焰烧嘴，见图7.铁水包高度有70 cm～90 cm和110 cm～130 cm两种。根据经济实用性需用两种烧嘴，SIO65火焰长度35 cm～55 cm和SIO100火焰长度50 cm～100 cm两种规格范围。SIO65火焰烧嘴用于高度70 cm～90 cm的铁水包。SIO100火焰烧嘴用于高度110 cm～130 cm的铁水包。这种烧嘴采用空气与燃气在烧嘴内部混合的方式，使得燃气燃烧充分，火焰稳定性好，而且不回火或脱火，可以实现自动点火和火焰的安全检测。

图6 GRC空/燃比例F阀

图7 SIO长火焰烧嘴

1.2.6 点火控制器

点火控制器如图8所示，用于控制烧嘴的点火和火焰的检测。采用电离式火焰检测，火焰熄灭后锁定报警，同时关闭电磁阀。正常燃烧时控制电磁阀的电完成自锁。

图8 点火控制器

1.2.7 点火变压器

点火变压器用于点燃烧嘴的引导火，适用于间断点火的场合，如图9所示。

1.2.8 压缩空气手动蝶阀

压缩空气的调节采用SKR手动型对开式蝶阀，设计轻巧，扭矩低，如图10所示。

1.2.9 天然气压力表和压缩空气压力表

用来显示天然气和压缩空气的压力。

1.2.10 压缩空气过滤器

压缩空气过滤器用于过滤掉压缩空气中的水分和杂质。压缩空气中的水分和杂质影响燃烧效率，另外也影响火焰的检测，如图11所示。

图9 点火变压器

图10 压缩空气手动蝶阀

图11 压缩空气过滤器

2 烤包器的控制系统原理图

烤包器的控制系统原理图如图12所示。首先打开天然气和压缩空气的手动球阀，微开即可，小风便于点火。合上控制电源开关。按动烧嘴的按钮开关，燃气电磁阀得电打开，点火变压器会自动打火遇到燃烧嘴内的燃气后点燃，等点火控制器检测到火焰后控制器使电磁阀送电自锁达到常开状态。然后调节天然气球阀和压缩空气球阀的开度大小来调整火焰大小。

图12 控制系统原理图

如果控制器未检测到火焰，控制器会马上使燃气电磁阀断电，燃气电磁阀关闭，切断燃气供应。达到安全保护的目的。

3 安装结构示意图

用铁板和槽钢焊接成炉台，烧嘴安装在炉台上，烧嘴周围用耐火砖填充。在炉台上放四个支撑铁水包的垫块，垫块为大小、形状一致的四个立方体凸块，并且两个相对的凸块的长边轴线重合，重合的轴线经过通孔的圆心，如图13所示。工作示意图如图14所示。

图13 凸块放置示意图

图14 工作示意图

4 结束语

本设计的炉台是固定结构，省去了包盖复杂的旋转机构与控制机构，能满足各种大小不同铁水包的烘烤。新型烤包器使包口朝下，包内的温度分布均匀，铁水包底部也很容易烤透，即使火焰喷嘴喷射力不够大，由于热气流上升也能够把包底至包口等各处全部烤热烤透。这种特点是市面上的烤包器所达不到的。这种结构的烤包器不仅比市场上销售的烤包器效果好、耐用性好、故障率低，而且造价仅为市场烤包器价格的十分之一。

TG232.7

A

1674-6694（2017）01-0003-03

10.16666/j.cnki.issn1004-6178.2017.01.002

2016-08-08

贾连磊（1981-），男，山东聊城人，工程师，主要从事铸造设备的维护管理工作。