一种火炕型的宽（方）体加热炉及其钢材加热的程序组合作业工艺。 本发明属于间断式火焰加热炉，及其钢材加热的技术领域，特别是封头冲压前坯料加热的钢材加热炉内设有火炕（火墙），可以应用于新设计的加热炉和旧炉的改造。采用程序组合作业工艺取代传统的加热工艺。
迄今的加热炉可以用封头钢板加热炉加以概述。封头钢板加热炉是以加热最大坯料尺寸所给定的炉子生产率进行设计的，当加热小尺寸坯料时，炉子实际生产率仅是设计生产率的30%～70%。炉型结构是窄体（深度H≥宽度B），炉子深处因装料出料的操作难度大，常常空闲着，炉子加热能力得不到充分利用，能源消耗高。加热时，坯料是单层平面摆放1～4件在条型垫铁上（图1）当封头公称直径≤450mm时，坯料则堆放在炉底上，炉子只能分批间断式加热与操作，造成配套设备运行率和人员工时利用率低。各单元工序作业时间不均衡;而且分批间断式操作会使同批料因进、出炉顺序不同，致使坯料加热程度不一，热冲压后成品封头尺寸偏差较大，质量不稳定，往往低于JB741-80标准。
本发明的目的，就是通过采用一系列有效措施，提高劳动生产率、改善产品质量、降低加热炉的能源消耗。
本发明的加热炉为宽（方）体炉型，其结构特点是炉子的宽度B≥深度H，对已有的窄体炉型可以用隔断墙改造成宽（方）体炉（图2）。这种宽（方）体炉型显著提高了炉底面积的有效利用率。因为炉子宽而浅，叉车的料叉可以达到炉膛内的每个空间，易于实现将坯料多层空间部分重叠摆放加热，提高装炉量，又为实现程序化连续进坯料、出坯料操作创造了条件。
以往坯料单层平面摆放在条形垫铁上加热（图1），摆放件数少，且坯料在圆周方向上受热不均匀，影响冲压质量。本发明采用坯料多层空间部分重叠摆放在圆形空心垫墩上加热，以增大装炉量，提高炉子生产率改善成品质量。垫墩可用金属材料或耐火材料制成，在200～1000mm范围内设计多种高度。坯料各自摆放在不同高度的垫墩中心上实行多层空间加热，不仅有效地利用了炉底面积，也有效地利用了炉膛空间，装炉量成倍提高，以3.1×2.4M炉加热封头坯料为例，当封头公称直径500～1000mm时摆放4～6件，≤450mm时摆放6～16件，装炉量提高1～3倍。这种多层加热方法，有利于炉气循环和利用炉膛空间热量，提高坯料地加热速度和加热质量。
宽（方）体炉型，实行坯料多层空间摆放加热，就为改变以往的分批间断式操作为连续定时流水操作创造了条件。本发明经过五年试验实践，对生产过程中涉及到的设备、工艺、操作、管理等三十项因素，进行标定、分析、选优，创造了热冲压封头程序组合作业法，以实现操作的程序化和连续化。程序组合作业工艺主要内容有：坯料在多层空间部分重叠摆放加热，其摆放件数按坯料直径、炉子尺寸、设备运行时间确定，每块坯料均有编号的固定位置、高度和严格的进炉、出炉程序（图3）;解决对炉子温度、坯料温度、模具温度的控制，以及随环境温度应作的调整，和这四个温度的匹配问题;根据炉子运行时间、模具温度变化、坯料直径和厚度，确定加热时间。
依据坯料尺寸规格、摆放数量及层数、加热温度、时间等参数编制程序组合作业工艺，按工艺操作就实现了连续化有节奏的流水性质的操作，不仅炉子始终处于满负荷，而且设备运行率高，劳动生产率成倍增长，产品封头尺寸偏差小于JB741-80标准二分之一，氧化少、外观好。
由于程序组合作业装炉量增大，连续操作炉门开闭频繁，因而炉门热损失增多，炉温波动值变大，这是以往加热炉不能全部采用程序组合作业的原因之一。本发明者设计一种火炕（火墙），在炉内安装后，炉膛的热容量增大，使炉温趋于稳定，平衡在工艺温度范围内，保证了高效率的程序组合作业工艺得以实现。火炕（火墙）用耐火砖或专用的耐火砌块构筑，砌筑在炉子后墙前面，或砌筑在后半部炉底上，炕和墙内应有足够的换热空间和孔道，其体积是炉膛容积的8%-16%。（图2）
实 施 例
加热工件：φ800封头，坯料尺寸φ1080×14，批量30件。在宽（方）体火炕型加热炉加热，采用程序组合作业工艺，多层空间部分重叠摆放6件（图3），以汉字编号表示件位各件的垫墩高度见表1，以阿拉伯数字编号及箭头表示工件的进炉、出炉顺序，例如箭头由4向5，表示进六出二，每开炉门一次进出坯料各一件。工件加热时间：第一批坯料加热时间为17分钟，其他各批逐渐缩短，至第25～30件加热时间为12分钟。这样工件就实现了连续化有节奏的（每件相隔2分，每批相隔6～2分）流水加热与操作，并且，坯料的加热时间和操作节奏，随着开炉时间的延长而缩短和加快，从而达到炉温、件温、模温、环温的匹配，使封头尺寸偏差缩小，氧化少，外观好。
表1 各件垫墩（即摆放）高度 mm
30件全部加热、冲压后，两种炉型和工艺的对比数据见表2。可见，采用本发明的炉型和工艺比原炉型和工艺，缩短开炉时间75.6%，节约能源86.6%，且封头尺寸精度高，当组装焊接时不用修磨，选配，互换性达100%。
表2 两种炉型和工艺对比数据
附图说明：
图1：原型窄体炉（B＜H）坯料平面加热
图中：1、炉膛轮廓 2、垫铁 3、坯料
图2：宽（方）体火炕型（B≥H）坯料多层空间部分重叠摆放加热（旧炉改造H′封闭）
图中：1、炉膛轮廓 2、垫墩 3、坯料 4、火炕 5火墙
图3：摆放6件坯料的组合与进出炉程序（当摆放4、5、16件时与此类同）