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    热处理炉

    热处理炉是是指供炉料热处理加热用的电炉或燃料炉。常用的热处理炉有箱式电阻炉、井式电阻炉、气体渗碳炉和盐浴炉等。

    特点

    热处理炉具有以下特点:

    (1)热处理炉的温度范围大。主要目的是得到塑性好的奥氏体钢,其温度范围为900~1200℃;热处理由于工艺要求不同,温度高的可达1300℃,低的只有100℃左右。温度相差如此之大,其炉子结构也有很大不同。炉温高于650℃的叫高温热处理炉,热量的传递以辐射方式为主,对流为辅;炉温低于650℃的叫低温热处理炉,热量的传递主要依靠对流方式。热处理要求炉膛温度均匀,避免局部温度过高,所以热处理炉的炉膛与燃烧室有时是分开的。

    (2)热处理炉的炉温控制比较严格。压力加工前的加热,金属温度波动一二十度,一般对质量没有多大影响。但热处理炉能否保证热处理工艺所要求的温度,对产品质量有很大影响,一般上下不超过3~10℃。被加热物断面上的温度分布应尽可能地均匀,温差不得超过5~15℃。就控制炉温而言,电炉比较优越。为了达到准确控制温度的目的,最好采用均匀地布置功率小的无焰烧嘴、平焰烧嘴的办法,这样便于分段控制,烧嘴太少,过于集中,容易出现局部过热。同时,烧嘴或电热体的布置及炉子结构应有利于炉气的循环,使炉内温度趋于均匀,为此目的在炉内可采用风扇。

    (3)热处理炉应尽量减少金属的氧化与脱碳。对钢材的热处理,不允许有表面的氧化与脱碳,应保持表面的光洁。热处理炉往往需要密封,以便控制炉气成分,有时还要保持炉膛内某种特定的气氛。例如冷加工钢材的光亮退火,多半在保护气体介质或在真空中进行,所以马弗罩和辐射管在热处理炉上应用很多。当工件或钢材进行化学热处理时,如渗碳、渗氮、氰化等,都要保持在一定成分的活性介质中加热,须用马弗炉或浴炉。

    (4)热处理炉的生产率及热效率低。热处理时,为了使金属断面上温度均匀,使结晶组织转变得完全,需要使金属在炉内停留较长的时间,不论是哪一种热处理,材料在炉内都有一个或几个均热或保温阶段,冷却过程也往往在炉内进行。有些品种的热处理,甚至要进行多次加热、保温和冷却。许多热处理炉是周期性作业的。由于以上缘故,热处理炉的生产率和热效率比轧锻加热用炉低得多。

    安全操作

    热处理炉操作不当,各种安全事故极易发生,诸如触电、烫伤、烧伤等等。燃气和可控气氛又都是易燃易爆气体,若使用不当,更会发生中毒和爆炸事故。所以,必须严格遵照各种安全规程来操作和使用热处理炉,以防止人身和设备事故的发生。热处理炉的安全操作包括如下内容:

    1)烘炉操作。烘炉是避免热处理炉在使用过程中产生砌体开裂和剥落现象,确保其使用寿命的关键措施之一,必须按照预先制定的烘炉工艺曲线进行,以排除砌体中的水分,使砖的转化完全。

    2)开炉和停炉操作。操作得当,完全可以确保不发生人身和设备事故,为此,必须严格遵照热处理炉的操作规程,合理使用设备,做好开炉和停炉前的准备、使工艺操作按部就班地进行。

    3)热工调节操作。在炉子的运行过程中,要密切观察炉子燃料燃烧或电能利用情况,及时调节好供热、炉温、炉压等热工参数,确保证设备正常运转。

    4)日常维护。是热处理炉在使用过程中,为保持其完好状态或维持其工作能力而进行的维护检查作业,如设备点检、定期检查、设备润滑以及维护保养等。 [4] 

    发展趋势

    一、在工艺控制技术方面,包括:

    (1)开发适时过程控制技术,安装在炉中和淬火槽中测量气流、淬火烈度、碳、氮势的灵巧传感器。

    (2)用多种传感器和技术按AMS规范(Aerospace Material Specification)鉴别炉子的更优化系统。

    (3)更好的设备故障诊断、预防、维护方法,如烧嘴裂纹预测,防止炉内气氛恶化。

    (4)建立标准/预见设备易变可行性的研究,例如不可能有两台完全一样的炉子。

    (5)预测炉子几何尺寸、风扇速度、装炉量和装炉形状的模型。

    二、在材料方面,包括:

    (1)改进氧探头的抗炭黑能力——开发能用于700℃以下的氧探头。

    (2)新的功能材料(如绝热材料)和结构材料(如在高温下工作的结构材料)。

    (3)炉用经济耐热构件材料。

    (4)提高炉子的耐热构件合金性能,包括抗渗碳合金夹具、料盘的廉价涂层。

    三、在硬件方面,包括:

    (1)高效(大于80%)燃烧器。

    (2)高流速换热器,高转速风扇,增加传热面积等提高炉料受热条件的措施。

    (3)减少散热的筑炉廉价绝热材料。

    (4)节能、无内氧化渗碳气氛。

    (5)单件流动和机加工同步热处理设备。

    四、在能源与环境方面,包括:

    (1)开发回收低级热的经济方法,废热的收集和利用,例如工业热和烟道热。

    (2)高效热传导的加热技术和设备,例如能提高传热速度的等离子加热。

    (3)高温热回收技术。

    (4)进一步开发可提高热效率的富氧燃烧技术,例如流体薄膜技术。

    (5)收集热处理设备能源利用底线数据,用于确立未来节能标准数字。

    (6)控制加热炉气氛的方法。

    (7)积累热、电与热处理协调的先进技术。

    (8)开发高温气体循环系统,以改善加热炉效率,例如冲击加热法。


    豫公网安备 41102302000201号

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