支架体为钢板组焊结构件，典型的结构（以顶梁为例）为一大平板上焊接立支撑板和内筋板，类似型结构。使用时平板在上的正立位，称为类型结构件，但在预热时由于吊装方便和安全、放置平稳的原因，普遍采用平板在下的倒立位。出炉时工件表面温度在150 220.如果温度太低工件降温太快，缩短施焊时间，会导致二次预热而造成能源浪费及功效降低；温度太高会导致工件材料组织变化而降低结构强度。因此，要求整体表面温度保持合理而均匀，炉温大致控制在300.

　　某厂原使用燃煤加热炉对支架体组焊件进行预热，设有独立的煤燃烧室和加热室，是一座典型的反射式加热炉。存在的问题：燃煤炉存在粉尘等环境污染，不能满足环保要求，属于淘汰的炉型，不符合现代绿色制造的发展趋势；受燃烧室布置的局限，炉内温差大，工件受热的过程模糊而存在不合理因素，无法实现炉温的自动控制，不符合先进制造的数字化、智能化发展趋势。于是决定新建一座燃液化石油气台车式预热炉，载重量为40 ，t克服燃煤炉缺点的同时，实现节能、环保、高效、全自动控制，满足了生产需要。

　　根据预热曲线要求可知，属于低温300范围，该温度段工件换热将以对流为主、辐射为辅。传统的热风炉要设置独立的燃烧室、加热室，甚至辅加热风循环风机进行炉气强制循环。虽然炉温均匀度良好，但是设备复杂，占地面积大，造价高；现代燃气热处理炉均为燃烧室与加热室一体化，不设独立的燃烧室，或仅有相对的燃气通道，空间利用效率高而设备经济实用。特别是在中温550时效炉上的成功应用，促使我们进一步探索设计300炉温时燃烧室与加热室一体化的台车式热风预热炉。

　　液化石油气燃气温度在1 500以上，比炉温300高很多，这一温差t越大，工件过热过烧导致废品的可能性越大，烧嘴选择布置及温度控制越困难。必须尽量减少高温燃气对工件的直接辐射，绝对避免高温燃气对工件的直接冲击，这是低温预热炉区别于中温时效炉、高温热处理炉及加热炉的特

　　2脉冲燃烧和高速烧嘴相结合的技术措施

　　支架体为类似型结构件，预热时倒置平放，可以摆放3 4个，垂直2层，下层受热不理想，特别是大平板阻隔了炉气的垂直流动通道，使内筋板受热较差，同时平板在台车面中心位是炉内温度*低的位置。因此，必须使台车面有良好的受热和炉气流动。采用高速烧嘴可以使燃气贯通整个台车面，适宜于大平板受热。

　　支架体材料为低合金钢板，具有良好的导热系数，表面短时间高温后热能很快向四周传递而趋于均匀，不易导致进一步的缺陷；在长时间高温过热后超过400开始剧烈氧化反应。根据这一特点采用脉冲燃烧技术较合理。

　　据以上分析，决定设计加热室和燃烧室一体化的无独立燃烧室单空间台车炉，不设置垫铁层，以提高空间利用率及热效率，应用8个燃液化气高速烧嘴两边交错布置，并采用脉冲燃烧控制技术。

　　脉冲燃烧采用小火及大火组合方案。小火时火焰很短，出烧嘴？ 300 ，基本达不到工件下部，作为长明执勤火，其热能确保在自动控制时不超温。炉温控制靠大火开启关闭来调节，实现炉温自动控制。

　　大火燃气是脉冲间断的，高温气流会冲击到工件，虽然有均热时间，但对前述的大t情况下的300预热炉是必须解决的问题。进一步分析可以知道，工件是不规则摆放的，支架体都是大件，在实际中有2种情况：工况1，烧嘴前有充分许可的燃气通道，大火燃气不会冲击到工件；工况2，烧嘴前无许可的燃气通道，大火燃气会冲击到工件，必须设置挡火板预防局部过热。设计较小能量的烧嘴，同时由于无垫铁及独立的燃气通道，第3炉压区消失，仍然有3个炉压区，整个炉内气流交换良好，台车面中心部位有高温气流到达，产生一定的正向供热，有利于工件受热。但工件的尺寸和不规则摆放必然出现工况2.解决的方法是在台车上嘴前位设置挡板，设置挡板后的炉内工况所示，第2、第3炉压区消失，第1炉压区P 1变为正压，炉内气流交换变差，仅有少量的燃气射向炉底台车面，能达到的范围很小，大部分燃气向上流动，牺牲了换热效率，但保证了工件预热质量。在放工件时尽量保证有半数工况1，活动的挡板去掉。

　　小火时火焰很短，燃气速度低，范围小，逐步扩散， P 1、P 2、P 4均为微正压，且相差不大；大火时由于火焰长，刚度好，燃气速度很高，沿台车面向对面炉墙流动， P 2、P 4均突然增大，由于高速气流的卷吸作用，此时P 1可能降低。在大火突然熄灭时，由于气体的回弹性， P 2突然降低， P 1、P 4也发生突变，稍后均恢复为小火时的微正压状态。这是一个烧嘴脉冲燃烧时的过程， 8个烧嘴随机脉冲，气流及各区炉压还存在相互干扰。燃气流的脉冲及炉压的复杂变化，强化了整个炉内气流的换热，在无强制循环设备情况下达到对流换热的热风炉效果。相对于比例燃烧时的炉压（P 1、P 2、P 4）始终为微正压，且相差不大，变化较小，这对300左右低温炉加热及保温非常有利。故高速烧嘴及脉冲燃烧控制技术是低温炉的*佳技术选择。

　　3系统控制及配置

　　高速烧嘴采用液化气直接点火、紫外光火焰监测方式；在每个烧嘴处设一可编程控制器，进行自动点火、火焰监测、小火点燃、大火点燃、大小火转换的程序控制，具有手调、本机、仪表及上位机控制转换功能，实现燃烧的全自动集散控制。

　　温度控制采用精细控制技术，即8嘴8区8点测温独立控制。选择A I系列智能仪表实施温度控制，具有程序编制功能，将热处理曲线编程输入仪表，同步启动及转换温度自动控制以期同步控制各区温度。选择不同曲线运行即可实现不同工件工艺热处理。

　　4应用效果

　　（ 1）所设计的加热室和燃烧室一体化的无独立燃烧室单空间台车预热炉不设置垫铁层，应用8个燃液化气高速烧嘴两边交错布置，并采用脉冲燃烧控制技术，满足煤矿液压支架体预热焊预热工艺要求，达到热风炉的效果。而空间利用率及热效率大大提高，和原煤炉相比在相同占地面积情况下综合生产率提高2 3倍，达到了节能、高效目的。

　　（ 2）在合理调节风气比例情况下，实现完全燃烧，大小火转换稳定，排烟满足环保要求，符合绿色制造要求。燃气高速烧嘴及脉冲控制技术的应用，与合理的台车面活动挡板结合，满足支架体预热要求，未出现过热、过烧、超变形等热处理缺陷废品。

　　（ 3）应用精细控制的8点分区温度自动控制，可以实现预热处理曲线程序的同步控制，升温时8点炉温均匀度 20 ，保温时 8 ，单点温控精度 2.升温时间、保温时间、保温温度在线实时修改，以适应不同产品工艺要求，实现了制造过程的数字化、智能化。

　　（ 4）单炉装载量额定40 ，t支架体8个，预热周期在100 120 m in，比原煤炉预热周期缩短30 50 m in，热效率提高约40% ；原4件装煤炉炉体平面占地面积和8件装燃气炉占地面积相当，空间利用率提高1倍。