环形转底炉具有炉底可以转动的特点，对待加热物料形状和尺寸要求不高，工业企业一般用于异性坯物料加热。我公司作为中国最大的火车车轮生产厂家，考虑到火车车轮形状较特殊，为一种圆盘形钢结构件，也一直采用大型环形转底煤气炉完成车轮的淬火加热。
大型环形转底炉采用煤气加热时，因炉膛容积较大，炉膛密封性不好，所以炉膛炉温均匀性波动较大，工件加热质量控制难度较大。而火车车轮是列车的重要走行部件，其热处理质量的优劣，特别是车轮淬火加热的均匀性直接与列车运行品质甚至行驶安全相关。
根据车轮产品标准要求，车轮材料一般选用wC为0.5%～0.7%的优质碳素结构钢，车轮热处理后组织为珠光体+少量铁素体，通过加热+冷却+回火的热处理方式细化珠光体晶粒，可获得较高的强度和硬度，同时保持有较高的韧性。
我公司生产车轮的热处理工艺为：车轮在环形热处理加热炉中加热2～3h，得到均匀奥氏体化组织，然后上车轮专用淬火台进行旋转，对轮辋喷水冷却300～600s，最后入低温热风回火炉回火4～6h。
针对粉尘及扬尘量大、麻绳剔除效果差、流量控制系统缺点较多、浸梗水频繁更换及浸梗时间不可调等问题，对烟梗预处理加工工艺进行了优化改进，并设计了如下流程：
我公司使用的热处理环形加热炉直径28m，炉膛宽度3m，炉膛结构、烧嘴布置如图1所示。为提高装炉量，降低能耗，热处理生产时车轮坯料在炉底沿径向和周向布置，布满整个炉底，并且采用连续装出炉方式，根据炉底转动节奏，同时装炉和出炉，如图2所示。
In this section,the CRLB for the 2-D central DOAs estimation of ID sources can be derived to measure the quality of the proposed estimator.We can rewrite the array steering vector of the whole array as follows:
图1 炉膛结构布置
1.烧嘴 2.炉墙 3.炉底 4.内环固定水封刀5.水封槽 6.内环活动水封刀
图2 车轮在炉底布置
供热系统采用天热气加热，烧嘴为预混合式有焰烧嘴。加热制度分为六段式加热，沿着炉膛周向方向从装炉开始，采用单独的空气、煤气管路和调节系统，依次为预热段、一加热段、二加热段、三加热段、均一热段和均二热段。每个加热段根据承担的加热工艺需求，严格设计了每个加热段的烧嘴布置位置和数量，并在每个段中部位置内外侧炉墙安装了两支热电偶进行温度监控。温度控制采用炉温控制系统进行自动调节空气、煤气流量配比控制炉温，如图3所示。
车轮产品标准对车轮热处理均匀性要求一般有两个指标，一是同一件车轮周向硬度均匀性，二是同一热处理批次车轮的硬度均匀性。热处理加热工序对车轮硬度均匀性影响的主要因素有环形加热炉温度场均匀性和加热时间控制稳定性。
炉膛温度均匀性由周向温度均匀性和径向温度均匀性两个指标表征。为测定炉膛温度均匀性实际控制水平，我们定期采用黑匣子方式测定炉膛实际炉温，测温方法根据《热处理炉有效加热区测定方法》GB/T9452—2012标准要求，采用测温架方式测定炉气温度。测温点布置考虑车轮在炉膛中布置的整个空间位置。
国外反贪机构的隶属关系主要有四种，第一种是隶属于行政首脑的机构，第二种是隶属于国会的机构，第三种是隶属于司法部门的机构，第四种是授权性反贪组织。这一机构本身又可以分成两类:第一类属于司法性质，比如授权调查贪污贿赂犯罪的警察组织;第二类属于行政性质，如加纳总统可根据有关法令规定，任命一个调查团去调查某项指控舞弊行为报告或陈述的真伪。我国的廉政总署从其应具的法律地位和应该发挥的功能来看，机构宜隶属于人大，其领导及成员由人大常委会核准，并由国家主席委任。
图3 炉温自动调节控制系统示意
根据图4、图5测定结果显示，环形热处理加热炉温度场控制易出现周向局部高温和炉膛两侧靠炉墙水封槽部位低温两个方面问题。
结合加热炉烧嘴布置位置，确认炉膛沿周向出现局部高温，为烧嘴火焰影响到黑匣子测试热电偶所致。当有焰式烧嘴在空气、煤气配比系数不合理时，易出现煤气和空气边混合边燃烧，造成火焰较长，或残余煤气较多，煤气与炉膛中的剩余空气混合燃烧，造成火焰刚度较小，火焰出现飘忽的情况。火焰较长时，在炉膛内形成较强的辐射体，对车轮均匀加热不利。火焰出现飘忽时，火焰有时会直接燃烧到车轮，影响到车轮加热均匀。
根据黑匣子测试结果，确定两侧炉墙水封槽部位上方存在低温区，经分析确定为两侧炉墙环缝开度过大，水封槽内低温水直接面向车轮局部金属，形成车轮和水封槽低温水的辐射传热通道，造成车轮对水封槽内低温水产生辐射热量散失所致。当环缝开度越大，车轮和水封槽水辐射角系数越大，车轮热量散失更快。
因车轮形状为圆盘形结构，放置在炉底时，车轮朝下一侧和炉底直接接触，传热方式只是靠炉底传导传热实现。而车轮其他部位传热方式是炉墙炉顶的辐射以及炉气对流传热，两部分传热方式有较大区别（见图6），易造成内外侧温度不均匀。另外，因车轮直接放置在炉底，长时间生产后炉底耐火材料易出现破损，车轮放置出现参差不平，车轮加热状态会进一步恶化。
图4 热处理环形炉膛周向局部高温区
图5 炉膛径向温度场测定结果
当烟道闸板开度较大时，炉膛底部压力较小，易呈现负压，开起出料炉门时，炉外冷空气将沿着炉门口底部吸入到炉膛（见图7），造成在出料炉门口等待出料的车轮，朝向炉门口侧部位受吸入冷风影响热量散失，温度下降，造成车轮周向温度不均匀。
环形炉为连续热处理炉，在加热炉本体热工设计时已根据物料规格范围沿炉膛周向尺寸设计好各加热段的长度和热负荷供给配比。各加热段按照工艺要求控制好温度，车轮从装料开始，沿炉膛旋转一周出炉，即完成了车轮物料的预热、升温及均温的加热过程。当炉底旋转速度不匀速时，将直接导致车轮在炉膛中的实际加热时间不一致。加热时间短时，车轮金属有可能未全部奥氏体化或奥氏体不均匀；加热时间过长时，有可能导致车轮金属奥氏体化时间过长，奥氏体晶粒出现长大的情况。这些都将导致车轮淬火组织不均匀，影响车轮运用性能。因此，影响车轮加热均匀性的主要因素有：①烧嘴空气、煤气调节。②环形炉两侧环缝的开度。③物料炉内放置方式。④炉膛压力控制水平。⑤炉底转动速度不均匀。
图6 放置方式不同对传热的影响示意
（1）缩短烧嘴火焰长度，减小火焰对车轮的影响。对应黑匣子测试数据，逐个调节各烧嘴空气、煤气阀门开度大小，缩短火焰长度，并用黑匣子测温进行验证，确保周向温度均匀。烧嘴开度大小一旦确定，进行可视化标识，记录下每个阀门开度大小，作为工艺纪律检查内容进行监督执行。从作业指导书规定加热操作工在调节各加热段温度时，规定只允许通过加热炉控制系统远程调节监控各加热段的空气、煤气比例调节阀，禁止到加热炉现场手动调节各烧嘴阀门开度大小。
商城县位于大别山北麓，鄂豫皖三省交界处，地处我国南北分界线上，气候温暖潮湿，因而动植物种类繁多，物产丰富，是中原首屈一指的“天然山水盆景园”。商城地势由南向北呈阶梯状降低倾斜，多丘陵垄岗和湖泊河流。但由于地理位置偏僻，商城工业发展缓慢，经济水平落后，旅游业依然是发展经济的潜导产业。目前，商城县拥有国家4A级景区2家、3A级景区3家，先后获得“中国最美丽县”“全国休闲农业与乡村旅游示范县”“国家级卫生县城”“国家级生态示范区”等众多殊荣。2016年，商城县共接待游客420余万人次，旅游总收入约26.6亿元，旅游从业人员7000余人，间接带动近10万名群众就业。
（2）缩小环形炉内外环缝大小，降低车轮和水封槽低温水间的辐射角系数。对水封槽开口部位进行改进，对环缝进行遮挡，隔绝车轮直接面向水封槽低温水，屏蔽车轮和水间的辐射传热通道，改善加热条件。在加热炉改造时，对环缝部位形状尺寸进行重新设计，减小环缝大小，改变环缝开口朝向，防止车轮和水封槽水直接“面对面”，如图8所示。
（3）采用架空加热方式，改善车轮传热条件。采用耐热钢制作搁架，预先布置在炉底，机械手夹持车轮装炉时，将车轮放置搁架上进行隔空加热，确保车轮各部位受热均匀，如图9所示。
图8 水封槽部位改进
图7 炉门吸冷风的示意
图9 车轮在炉底隔空放置示意
（4）合理控制炉压，安装炉头封火烧嘴，防止炉头吸冷风。按照炉膛压力传感器，制订煤气加热炉炉膛压力控制要求，规定炉膛应维持微正压力，将炉膛零压面保持在炉底面部位。在加热炉控制系统上监控记录炉膛压力变化情况。在出料炉门口针对内侧炉墙部位安装一只烧嘴，用烧嘴燃烧的热气流量增加炉门口的压力，防止炉门冷风进入，影响车轮加热均匀性。
（5）改造炉底传动系统，设计炉底物料跟踪系统，对每件物料实际加热时间实施跟踪。从设备上，对炉底传动系统进行改造，采用PLC控制技术实现炉底以角度控制方式自动转动。设计环形炉专用的炉底物料跟踪系统，对炉底装料位置数字化，记录装炉每件车轮在炉内位置，自动记录装炉时间和出炉时间，如图10所示。
从工艺上，根据车轮直径大小，确定每种规格车轮的装料方式。根据加热时间、淬火时间以及装料方式，确定开起淬火台数，确保淬火台工序生产能力大于加热炉工序生产能力。防止出现加热炉内物料等待淬火台的情况。
ERICA程序是欧盟提出的电离辐射对生态环境风险评价的框架程序，其来自于2004—2007年的欧盟“电离污染环境风险：评估和管理”(ERICA)项目。
图10 炉底物料控制图
我们对环形热处理炉影响加热均匀性的影响因素进行识别和改进后，热处理加热均匀性得到显著改善，周向出现局部高温区的问题已被有效控制，尤其是比较突出的靠两侧炉墙部位的温度场均匀性得到极大改善。从附表和图11可看出，对水封槽开口部位进行改造后，靠炉墙部位温度场测定的温差数据有大幅减小，三加-均二平均温差缩小了40℃，缩小幅度达到85.5%，效果非常明显。
在车轮实物指标上，车轮周向硬度均匀性可以稳定控制在15HBW以内，同批次车轮硬度均匀性从38HBW缩小到30HBW以内。
根据上述分析和调查结果认为，水位的突然下降是由于井管老化微破裂造成的，破裂处裂隙逐渐增大，直到2017年6月29日突然变大，造成观测井中的大量水突然外泄。后来，水位逐渐恢复是由于井中水位与含水层中的地下水位逐渐持平，水力梯度开始变小，破裂处被水中杂质沉淀堵塞，裂隙变小，水的泄流量微乎其微。天津双桥井也曾出现过类似情况(车用太，1998；车用太，2004)。
改进前后外环温度场温差计算结果
炉膛径向距离/mm方案 炉内区域图11中曲线编号0 1020 1200 1290 1470温差/℃一加 0 -9.689333 -6.402667 -4.041333 -17.986 1二加 0 -5.910317 -4.103968 -4.231349 -12.82579 2三加 0 -1.822222 -3.266667 -2.538194 -6.164583 3均一 0 -5.825694 -4.761806 -4.552083 -8.708333 4均二 0 -1.673394 -3.804128 -2.8 -5.442202 5改进前一加 0 -13.24762 -23.48482 -46.62857 -48.93274 6二加 0 -8.833667 -12.74967 -37.33433 -43.61267 7三加 0 -12.4 -17.99 -41.80167 -48.78889 8均一 0 -10.27963 -17.62037 -40.84352 -48.79491 9均二 0 -5.391667 -11.24792 -34.1474 -42.76771 10改进后
图11 靠炉墙部位温度场改进前后对比
参考文献：
[1] 程德利，毕军华，邓荣杰，等.环形热处理炉炉温均匀性测试及分析[J].冶金动力，2018（12）：79-82.
[2] 程必福，蔡钊，李恺，等.车轮轮箍生产（下册）[M].北京：冶金工业部工人视听教材编辑部，1991.
[3] 崔忠圻，刘北兴.金属学与热处理原理（第3版）[M].西安： 哈尔滨工业大学出版社，2007.
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