愛協(xié)林的改革' x) d6 ^$ S" ]* u
直到2006年,北京愛協(xié)林對上述結(jié)構(gòu)的井式滲碳爐進行了一次突破性改革,用無底馬弗采用膨脹節(jié)密封代替原來的油密封。為什么要改革呢?這要從油密封馬弗存在的一個不可避免的缺點講起:安全隱患,油密封結(jié)構(gòu)具有安全隱患。雖然油密封槽具有冷卻功能、油位報警功能,但是油受熱著火的危險是存在的;另外爐壓異常時,將密封油吹出,爐氣泄露的危險也是存在的。雖然發(fā)生幾率不高,但20年來,聽說過的密封油著火,爐氣泄露事故還是發(fā)生過幾起。正式基于安全性考慮,北京愛協(xié)林于2006年,在天津弗蘭德的無馬弗井式滲碳爐上用膨脹節(jié)密封代替原來的油密封。
% ?5 U4 S3 \4 b: F: W$ B* ^+ r4 G. j
什么是膨脹節(jié)密封密封呢?簡單說就是在馬弗與爐底連接處裝一段可以自由伸縮的套筒(膨脹節(jié)),由膨脹節(jié)消化馬弗熱脹冷縮引起的伸長和收縮。這種結(jié)構(gòu)可靠嗎?我不能輕易下結(jié)論,但至少天津弗蘭德已經(jīng)使用兩年了還不錯。有人可能要說了,北京愛協(xié)林是從國外引進的技術(shù),國外應該是運用多年的成熟技術(shù)了,應該沒問題。其實,這樣認為是錯誤的!膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)的滲碳爐并不是外國人的技術(shù),這是北京愛協(xié)林的優(yōu)秀技術(shù)人員的發(fā)明。這種技術(shù)的提出和設(shè)計,都是北京愛協(xié)林一位年輕有為的工程師的杰作,并不是老外的發(fā)明。我這樣講,并不是說奧地利愛協(xié)林沒有研發(fā)能力,恰恰相反,奧地利愛協(xié)林有強大的研發(fā)能力,但是,奧地利是不會把寶貴的精力投入到“井式爐”“多用爐”這些他們認為很成熟由即將被淘汰的爐型上的,他們每天研究的是類似“連續(xù)式低壓滲碳高壓氣淬生產(chǎn)線”等爐型。但這同時也說明,中國人也不用“妄自菲薄”,中國工程師發(fā)明的膨脹節(jié)結(jié)構(gòu)井式爐現(xiàn)在不也被貼上洋標簽。而且,這確實是一項突破性創(chuàng)新。' w% M3 A& r d& C# w
如果我講到的這位“年輕有為的工程師”能看到這個帖子,相信你會付出“會心一笑”。
2 V3 c8 c( v6 Z! h: A- G$ I$ o今天所講,只能叫“愛協(xié)林的改革”,因為愛協(xié)林“革命性”的改造還在后面。6 G: M" E# y( d+ R- W* I
為什么要徹底變革-傳統(tǒng)有馬弗井式滲碳爐無法突破的瓶頸
2 h9 m# M y0 y/ {& x. {' I+ @8 z' T雖然經(jīng)過20多年來的不斷改進,但是受基本結(jié)構(gòu)的制約,傳統(tǒng)有馬弗井式滲碳爐還是具有許多無法突破的瓶頸,列舉如下:
- ^# O7 S3 @ U( C! o: s, y: B3 E- ^& u: Y- R
1、安全性問題:有馬弗結(jié)構(gòu)井式滲碳爐一般采用爐底密封油槽方式密封,這種密封方式具有安全隱患。首先密封油在高溫狀態(tài)工作有燃燒的危險,其次爐壓過高時密封油被爐氣吹開有爐氣泄露的危險,而爐氣本身就有可燃性、有毒性、窒息性危險。即使采用強制冷卻、爐壓檢測等措施,但不能從根本上解決此類危險隱患。
: L2 @1 V1 Q/ S, g# v& M, L; }
8 a( i5 |7 C9 \( A) y2、馬弗壽命問題:大型有馬弗結(jié)構(gòu)井式滲碳爐的馬弗罐壽命都比較短,一般采用310S耐熱鋼制成的馬弗罐,連續(xù)使用壽命不超過3年,爐子有效直徑越大,馬弗罐壽命越低。由耐熱鋼做成的馬弗罐造價較高,基本占爐子總造價的20%,所以馬弗罐更換造成的爐子維修成本很高。8 G$ B r/ v, y U
9 ]" N- B5 y& ~5 \: ~3 _
3、氧探頭壽命問題:有馬弗結(jié)構(gòu)井式滲碳爐氧探頭必須從爐蓋插入,爐蓋每次開啟氧探頭都要受到快速冷卻,氧探頭使用壽命低,一般壽命1年左右。
- v! E8 C5 K* N& M8 R, V, Z& ~. Y/ S6 i. J" g
4、測溫準確性問題:有馬弗結(jié)構(gòu)井式滲碳爐各加熱分區(qū)的測溫熱電偶只能插在馬弗罐以外,而工作溫度要反映罐內(nèi)溫度,存在一定誤差,智能儀表的罐內(nèi)罐外聯(lián)控技術(shù),也是間接測量。而無馬弗結(jié)構(gòu)滲碳爐,測溫熱電偶直接插在道風筒內(nèi)部,直接測量工作區(qū)域溫度,實際工作溫度與儀表檢測溫度相同。: G& O" W }( s# Y+ i- j
9 c/ u% s7 L# f. _5、熱量損失問題:有馬弗結(jié)構(gòu)井式滲碳爐的馬弗罐需要從爐底插到油密封中,在高溫工作狀態(tài),熱量會沿金屬馬弗壁向下導熱,存在一定的熱量損失。
8 t& Z5 h' W, B
9 L5 r. a! I# Z' J6、快冷帶來的問題:由于滲碳工藝的要求,一部分井式滲碳爐要求工件滲碳后,在保護氣氛狀態(tài)下快速冷卻到600度以下溫度,有馬弗結(jié)構(gòu)井式滲碳爐采用在爐墻與馬弗之間鼓入冷風的方式,在進行這種快冷工藝時,冷風對距離鼓風口較近的馬弗罐損壞力很強,哪個部位的馬弗罐變形相當嚴重。壓波紋、加厚等措施都無法徹底解決這一問題。經(jīng)常進行快冷工藝的爐子,馬弗罐壽命壽命更低,達不到3年。1 A8 r/ h; T. K. y/ t; c
解決之道-無馬弗井式滲碳爐
' ?, p% h2 p4 I4 }( ~/ ^# W因為傳統(tǒng)有馬弗井式滲碳爐具有上述幾項無法突破的瓶頸,所以近一兩年,高端井式爐制造廠家,同時開發(fā)推廣“無馬弗井式滲碳爐”,包括愛協(xié)林、IVA、LOI、索菲斯等等都在加緊開發(fā)或推廣這一理念。并有幾臺設(shè)備開始在國內(nèi)裝備,有的已投產(chǎn)。雖然這些廠家的其他設(shè)計理念各有不同,但是在“取消馬弗罐”這一思路上,大家的觀點空前一直。我認為,這一理念是正確的,是具有先進性的,“無馬弗井式滲碳爐”是井式滲碳爐的一塊“高地”,代表了大型井式滲碳爐的發(fā)展方向,固守“有馬弗井式滲碳爐”不思進取,有被淘汰的可能;仡^再看前面講的問題,在無馬弗結(jié)構(gòu)上都會迎刃而解:
& t* r* w1 l8 t) C
$ J9 G5 T# D3 i, P; z" j5 i1、安全性問題:取消馬弗罐,同時取消油密封,從根本上杜絕了“密封油著火、可燃氣泄露”等安全隱患。9 ~' h3 E) G. j! G8 w
2、馬弗壽命:取消馬弗罐,不存在馬弗罐壽命問題,降低了維修成本。. g+ j" z2 D6 C2 S; c
3、氧探頭壽命:無馬弗井式滲碳爐,可以從側(cè)面橫插氧探頭(類似多用爐),避免極冷極熱,提高氧探頭壽命。
9 ^! u+ b) @0 y: e- u1 w8 o4、測溫準確性:無馬弗井式滲碳爐,直接將熱電偶插入有效區(qū)附近,直接測量,不存在“罐內(nèi)罐外”的溫度差。
+ j/ D9 ~2 r, O$ ?- y1 @7 R `5、熱量損失:無馬弗井式滲碳爐向多用爐一樣靠爐體密封,不存在馬弗罐的導熱。
. v# W# Q |+ v6、快冷問題:因幾家無馬弗井式爐在這一點采用方式不一樣,這里先不談,留到下文一一介紹。* }7 d0 i) D0 [% q
6 A& A! I6 W8 f2 k* C7 K/ H所以,不管是愛協(xié)林、IVA、LOI、索菲斯的無馬弗滲碳爐至在前5個問題上都得到徹底解決。! D, `0 i: e9 K1 c! K. A# c: R, c& m
無馬弗井式滲碳爐的真正難點-加熱技術(shù)
_6 Z+ k8 U$ D" ~, i0 [' N4 H7 C+ P& f$ x s7 @. T. s
取消馬弗罐,靠爐壁本身密封,只要導風筒,從結(jié)構(gòu)上很簡單,大家都會設(shè)計,可為什么直到最近幾年,大家才不約而同想到“無馬弗結(jié)構(gòu)”呢?幾十年前為什么大家都要設(shè)計成“有馬弗結(jié)構(gòu)”呢?其實,這里面的關(guān)鍵問題是“加熱技術(shù)”,以前,大家是受“加熱技術(shù)”的限制,不得已而采用“有馬弗結(jié)構(gòu)”。
: u, |* Z. z# ~: D7 H9 j# k) x- R @+ q
傳統(tǒng)的電阻帶或電阻絲加熱,如果不使用“馬弗罐”隔離滲碳氣氛,電阻帶或電阻絲在高溫滲碳氣氛中工作,其自身會被“滲碳”,碳含量的增加,會導致導電系數(shù)的改變,電阻值增大,加熱功率會大幅度下降,這是其一;增碳的同時,電阻帶或電阻絲會變得很脆,經(jīng)常斷裂,而且無法修復,這是其二。正式這兩條原因,讓幾十年前的設(shè)計人員,設(shè)計出“馬弗”這種東西,隔離電阻絲與滲碳氣氛。
. Z7 i2 r/ j2 e y- f
" H, s% v! N9 t1 c看到這里,有朋友要說了:“無馬弗井式爐,采用向多用爐一樣的輻射管豎插在爐壁周圍,里面放螺旋形或鼠籠形的電阻絲,問題不就解決了嗎?大家還搞這么神秘干什么?”。這里其實沒有這么簡單。第一、相對于多用爐而言,井式爐功率要大的多,因為多用爐一般裝爐量1-2噸,而井式滲碳爐一般在10噸以上。向多用爐一樣放置輻射管加熱元件,電阻絲的表面負荷會大于標準要求,有興趣的同行可以核算一下。第二,多用爐輻射管一般有效加熱長度不超過1.5米,這在多用爐上是足夠了,多用爐一般有效裝料高度不超過1米。但是,大型井式滲碳爐一般都在2米以上,3米,5米都很常見,這么長的輻射管制造起來需要技術(shù),另外使用壽命也很值得懷疑。雖然我見過“康泰爾”樣本上有3米長的輻射管。5 ^& u# }% Z, g4 I% z7 n% W( }
. g6 ?; |& @* y4 D5 b7 C9 T7 a, s
所以,照搬多用爐的加熱技術(shù),在大型井式滲碳爐上還是“此路不通”。
+ P3 b0 T" m: k
; j. J) ?( v+ |" ?! q; Z所以,IVA、愛協(xié)林、LOI、索菲斯等在“無馬弗井式滲碳爐”的加熱技術(shù)上都另辟其路,各顯其能。在下文中我會一一介紹。
. S. v* Q/ \( Q& O! X0 QIVA的加熱技術(shù)-“凱爾發(fā)”組合式加熱模塊) _( x! t1 k0 n4 y8 J/ O* o
先說IVA,因為近2-3年來,首先在中國積極推廣“無馬弗井式滲碳爐”的公司是IVA。關(guān)于IVA這個公司,我以前在別的帖子了品論過了,在此不想多說,但有兩點希望大家知道:1、IVA在歐洲市場上確實是后起之秀,基本在氣氛爐領(lǐng)域能和愛協(xié)林、易普森叫板了。2、在氣氛爐方面,有些獨特的想法和創(chuàng)新,不保守。但是對于傳言中“ IVA與degussa(德固薩)的關(guān)系”起碼我是不相信的。第一、從公司傳承上說,正如“西格里”先生所言:“A- Aichelin, L-Leybold, D- Degussa”,也就是在90年代中期,Aichelin,Leybold, Degussa組成ALD-Aichelin集團,90年代末期真空爐業(yè)務從集團中剝離,使用ALD商標”,所以說degussa從傳承關(guān)系上講,氣氛爐領(lǐng)域技術(shù)歸到愛協(xié)林,真空爐技術(shù)歸到 ALD”;第二、從技術(shù)特征上看,作為一名技術(shù)人員,我從IVA的爐子上看不到一點degussa爐的影子,要知道有時一名技術(shù)人員的嗅覺是很靈敏的。至于說原來degussa的一些人員后來到IVA工作,這些都不能作為技術(shù)傳承來認可,行業(yè)很窄,人員流動是必然的,你不能因為你的公司里有原來在另一公司工作的人員,就說你的技術(shù)是傳承人家公司的,正如“天龍”“建通”不能說傳承愛協(xié)林的技術(shù),匯森不能說傳承易普森的技術(shù)。說多了,回到技術(shù)層面來。
5 H- p9 c: B# g" x
% ]1 F& X8 D% D/ V! rIVA井式滲碳爐我見過,但還未真正見過其“無馬弗井式滲碳爐”,其結(jié)構(gòu)特點也是道聽途說,敘述如下,如有那位知道的更確切,歡迎指正。
( U0 ^! q+ _1 T! j! p" T4 N; C9 i. Z6 H* F- e6 a
IVA無馬弗井式滲碳爐核心技術(shù),是采用了德國“凱爾發(fā)”公司組合式加熱模塊,也就是保溫材料和加熱原件組合到一起,加熱材料使用電阻絲,材質(zhì)類似于FeCrLi,但是據(jù)說FeCrLi電阻絲外部涂有一層特殊材料,可以防止(或減輕)滲碳氣氛對電阻絲的影響。爐子使用6個月左右,要在高溫(1100℃)退碳一次。據(jù)說使用壽命還可以。因為國內(nèi)還沒有使用用戶,所以具體使用壽命不好確定。當年大連重工第二次采購井式爐時,IVA中標了,可因為IVA內(nèi)部矛盾最后未簽合同,所以大家還沒能在國內(nèi)有使用這一技術(shù)的爐子,實在可惜。南高齒有2臺IVA井式爐,但采用的是傳統(tǒng)有馬弗罐設(shè)計,因為南高齒堅決反對“高溫退碳”。
9 j1 Q0 r- m, M) w k1 }
9 ]$ a& t! c" ~現(xiàn)在,據(jù)說IVA和匯森在中國聯(lián)盟,可能在不久的將來,大家會看到“匯森-IVA”的無馬弗井式滲碳爐了,請大家試目以待。 u& {4 ~* a$ v: ~' o. ]) E! ~4 R, Q" |9 p6 I
LOI井式滲碳爐-“工業(yè)爐王牌”的加入
7 m: p4 j' _+ b& E. g2 S# ^ LLOI公司無疑是世界范圍內(nèi)制造工業(yè)爐的“王牌公司”之一,無論從公司規(guī)模還是技術(shù)能力還是工業(yè)爐設(shè)計的領(lǐng)域,都是世界上最受人尊敬的工業(yè)爐制造公司之一。雖然其在氣氛爐領(lǐng)域內(nèi)賣的設(shè)備不多,但是其綜合實力要遠遠高于“愛協(xié)林”“易普森”這些大家非常熟悉的公司。雖然LIO最賺錢的領(lǐng)域是鋼鐵、有色金屬領(lǐng)域,但在氣氛爐領(lǐng)域我見過LIO的“4排連續(xù)式推盤滲碳爐”、“多室環(huán)形滲碳爐”,設(shè)計之精妙,做工之完美,令人驚嘆。% a; e) f; e+ { `9 {8 U
* l0 |" [/ W) n0 @/ j) q回到LOI的井式滲碳爐上,LOI在2007年給洛陽中信(就是我前文講到93年去過的“洛礦”)做了一臺直徑5米的井式滲碳爐,現(xiàn)在早已投產(chǎn)。這臺爐子我未見過,但聽說很多,也見過照片。可是在這臺掛著LOI商標的爐子身上,我卻絲毫看不到LOI的影子,反而嗅出IVA和愛協(xié)林的味道。1、從爐子外形上,就是南高齒4米爐子的翻版;2、加熱采用的“凱爾發(fā)”組合式加熱模塊。我從不懷疑LOI的技術(shù),但洛礦的爐子讓我懷疑了。后來從圈里人知道,LOI主持“井式爐”事物的負責人,以前做過愛協(xié)林的設(shè)計,也做過IVA的銷售,而且我前文提過的原愛協(xié)林搞膨脹節(jié)密封井式爐設(shè)計的那位“年輕有為的工程師”現(xiàn)在也在LOI。難道LOI在大型井式爐方面是“抄襲”愛協(xié)林和IVA?起碼值得懷疑。不過,即使是LOI在井式爐上“抄襲”愛協(xié)林和IVA也不算過分,要知道愛協(xié)林在“環(huán)形爐”上可是一直“抄襲”LOI呀!哈哈,一報還一報,誰也不欠誰。
) g; k6 a' a' \6 ]9 p- q( c7 `' ?
! |% K, q% m* }7 I還有一個問題值得關(guān)注:據(jù)“旁觀者”先生講洛礦LOI的井式滲碳爐“碳勢在0.8就不敢往上升了”,“旁觀者”分析是碳控部分沒調(diào)好。我卻有個懷疑:碳勢不敢升高,是不是因為電阻絲不敢在高碳勢氣氛中長期使用呢?碳勢越高,電阻絲越容易增碳變脆,電阻率也會上升。恐怕這是碳勢不敢升高的真實原因。 |