專利名稱：底升降式電阻加熱退火爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)工件進(jìn)行熱處理的退火爐，尤其是對(duì)特種玻璃進(jìn)行熱處理的底升降式電阻加熱退火爐。
背景技術(shù)：
為了提高工件的性能，現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)各種溫度條件下的熱處理來(lái)改善
工件的內(nèi)部組織、表面硬度、消除應(yīng)力等，以使工件的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)達(dá)到工藝要求?，F(xiàn)有技術(shù)中的退火爐，一般都具有加熱升溫的作用，在控制裝置控制下加熱達(dá)到工藝要求的溫度，但其降溫時(shí)一般就是隨爐冷卻等，不能準(zhǔn)確控制溫度下降的斜率，無(wú)法滿足升溫和降溫精度要求高的工件的熱處理要求。如，一種大尺寸的特種玻璃的退火，玻璃尺寸為 f 1500X200 300mm，加熱過(guò)程中爐溫均勻性彡士3°C，爐溫穩(wěn)定度彡士 1°C，保溫時(shí)間 ^ 100 h，降溫速率按工藝要求進(jìn)行程序控制，現(xiàn)有的退火爐無(wú)論在加熱效率、爐溫均勻性、 爐溫穩(wěn)定度、降溫速率、每爐的處理量等方面，都無(wú)法滿足實(shí)際需要，導(dǎo)致廢品率極高，而且其熱處理后的合格品性能也僅是剛剛滿足要求，無(wú)法達(dá)到比較理想的狀況，限制了特種玻璃的使用范圍，產(chǎn)生了一些不利的后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的退火爐，在處理一些特種工件時(shí)在加熱效率、爐溫均勻性、 爐溫穩(wěn)定度、降溫速率、每爐的處理量等方面，都無(wú)法滿足實(shí)際需要，導(dǎo)致廢品率極高等不足，提供一種自動(dòng)化程度高、爐溫均勻性高、爐溫穩(wěn)定度強(qiáng)的底升降式電阻加熱退火爐。本發(fā)明的技術(shù)方案底升降式電阻加熱退火爐，包括爐體、爐膛和控制裝置；其特征在于爐體的底面是活動(dòng)的爐底蓋，爐底蓋下面設(shè)置有走輪，爐底蓋能夠在升降裝置帶動(dòng)下上升或下降，上升后與爐體密封配合，形成爐膛的工作底面，下降后落到相配合的軌道同一平面上，通過(guò)自帶的或外界的驅(qū)動(dòng)裝置，使走輪在軌道上移動(dòng)；
在爐膛的側(cè)面，設(shè)置有若干個(gè)分區(qū)布置的電加熱器；
在爐膛的頂端，設(shè)置有風(fēng)循環(huán)裝置，風(fēng)循環(huán)裝置包括風(fēng)機(jī)、頂導(dǎo)流板和側(cè)導(dǎo)流板，豎向設(shè)置的側(cè)導(dǎo)流板的上端與設(shè)置在風(fēng)機(jī)下面的頂導(dǎo)流板相連接，側(cè)導(dǎo)流板與爐膛側(cè)面的電加熱器之間有一定的間隙，形成風(fēng)循環(huán)通道，風(fēng)循環(huán)通道通過(guò)側(cè)導(dǎo)流板底端出口或側(cè)導(dǎo)流板上開(kāi)設(shè)的通風(fēng)口與爐膛連通；
在爐體上，設(shè)置有冷卻風(fēng)管道，冷卻風(fēng)管道通入爐壁內(nèi)，隱藏在爐襯內(nèi)的若干個(gè)出風(fēng)口，在控制裝置作用下，將冷風(fēng)送入與熱風(fēng)混合后再進(jìn)入爐膛內(nèi)。進(jìn)一步的特征是在爐底蓋上設(shè)置有加熱器。冷卻風(fēng)管道的尾端設(shè)置為若干根通風(fēng)支管，通風(fēng)支管沿爐膛的周向均勻布置，每根通風(fēng)支管分別向風(fēng)循環(huán)通道內(nèi)或爐膛內(nèi)通入冷風(fēng)。
本發(fā)明的底升降式電阻加熱退火爐，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下特點(diǎn)
1、自動(dòng)化程度高；從裝料、行走、活動(dòng)爐底的升降、加熱升溫、降溫等過(guò)程，都在退火爐的程序控制裝置控制下進(jìn)行，高度自動(dòng)化；
2、采用了激光測(cè)溫和多區(qū)加熱解耦控制(溫差控制)，可控硅調(diào)功，變功率調(diào)節(jié)方式， 使加熱過(guò)程中達(dá)到較高的爐溫均勻性、爐溫穩(wěn)定度等，爐溫均勻性< 士3°C，爐溫穩(wěn)定度 (士 1°C，保溫時(shí)間> 100 h，降溫速率按工藝要求進(jìn)行程序控制，滿足熱處理工藝的需要；
3、熱處理后的工件的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)達(dá)完全達(dá)到工藝要求，而且達(dá)到了比較理想的狀況，滿足特種工件的熱處理需要。


圖1是本發(fā)明退火爐結(jié)構(gòu)主視圖(剖視)； 圖2是圖1的俯視圖3是圖1的左視圖； 圖4是本發(fā)明風(fēng)循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的底升降式電阻加熱退火爐，包括爐體1、爐膛2和控制裝置，爐體1由表面的金屬爐殼和其內(nèi)的耐熱爐襯構(gòu)成，爐體1內(nèi)部的空腔形成爐膛2，作為待熱處理工件放置的區(qū)域；爐體1的底面是活動(dòng)設(shè)置的爐底蓋3，爐底蓋3下面設(shè)置有走輪4，構(gòu)成爐底小車， 走輪4與設(shè)置在爐體1下面的軌道5配合，能夠在軌道5上移動(dòng)(在自帶的或外界的驅(qū)動(dòng)裝置作用下);爐底蓋3能夠在升降裝置6帶動(dòng)下上升或下降，上升后與爐體1密封配合(密封爐體1底面的爐口)，形成爐膛2的工作底面，下降后落到相配合的軌道5上，通過(guò)走輪4在軌道5上移動(dòng)。圖中，所示的升降裝置6為液壓缸，為一種液動(dòng)升降裝置，帶動(dòng)爐底蓋3、走輪4等升降。爐底蓋3和走輪4的移動(dòng)，可以采用液壓缸或電機(jī)等。在爐膛2的側(cè)面，設(shè)置有若干組電加熱器7，電加熱器7為電阻加熱式，在控制裝置控制下通電后發(fā)熱以加熱爐膛2以及爐膛2內(nèi)的工件；所述電加熱器7沿爐體1高度方向設(shè)置為兩組、三組或四組，每組可單獨(dú)控制，能取得更好的加熱效果。參見(jiàn)圖4，在爐膛2的頂端，設(shè)置有風(fēng)循環(huán)裝置8，風(fēng)循環(huán)裝置8主要包括風(fēng)機(jī)9、 頂導(dǎo)流板10和側(cè)導(dǎo)流板11，豎向設(shè)置的側(cè)導(dǎo)流板11的上端與橫向設(shè)置在風(fēng)機(jī)9下面的頂導(dǎo)流板10相連接，側(cè)導(dǎo)流板11與爐膛2側(cè)面的電加熱器7之間有一定間隙，形成風(fēng)循環(huán)通道12，風(fēng)循環(huán)通道12通過(guò)側(cè)導(dǎo)流板11底端與爐膛2連通，或通過(guò)在側(cè)導(dǎo)流板11的合適位置(根據(jù)熱處理工件的放置位置、高度等確定)上開(kāi)設(shè)的通風(fēng)口與爐膛2連通。風(fēng)機(jī)9在控制裝置控制下通電后旋轉(zhuǎn)，使風(fēng)循環(huán)通道12內(nèi)的空氣流動(dòng)，將電加熱器7產(chǎn)生的熱量通過(guò)側(cè)導(dǎo)流板11底端或側(cè)導(dǎo)流板11上開(kāi)設(shè)的通風(fēng)口進(jìn)入爐膛2，加熱爐膛2及其內(nèi)的工件；頂導(dǎo)流板10通過(guò)吊桿螺栓或鋼筋等連接在爐膛2的頂部。由于空氣的循環(huán)流動(dòng)，采用空氣傳熱，能提高爐溫均勻性、爐溫穩(wěn)定度等，防止電加熱器7直接加熱部位產(chǎn)生局部過(guò)熱。為了加熱和控制的需要，在爐膛2內(nèi)、風(fēng)循環(huán)通道12內(nèi)等部位，設(shè)置了多個(gè)測(cè)溫?zé)犭娕己图す鉁y(cè)溫探頭，測(cè)溫傳感器與控制裝置連接，將溫度參數(shù)輸入控制裝置內(nèi)，可以通過(guò)控制裝置內(nèi)的儀表顯示出來(lái)，便于操作者觀看或者自動(dòng)控制的需要。在爐體1上，設(shè)置有冷卻風(fēng)管道13，冷卻風(fēng)管道13的進(jìn)風(fēng)端可以設(shè)置在爐體1外部，冷卻風(fēng)管道13通入風(fēng)循環(huán)通道12內(nèi)或爐膛2內(nèi)；為了在降溫時(shí)有更好的均勻性，冷卻風(fēng)管道13的尾端設(shè)置為若干根通風(fēng)支管，通風(fēng)支管沿爐膛2的周向均勻布置，每根通風(fēng)支管分別向風(fēng)循環(huán)通道12內(nèi)或爐膛2內(nèi)通入冷風(fēng)；每根通風(fēng)支管隱藏在爐襯內(nèi)設(shè)置，每根通風(fēng)支管的出風(fēng)口對(duì)應(yīng)風(fēng)循環(huán)通道12內(nèi)或爐膛2內(nèi)。在降溫階段，需要向爐膛2內(nèi)通入冷空氣，冷卻風(fēng)管道13在控制裝置作用下，相關(guān)電動(dòng)閥門(mén)打開(kāi)或適量關(guān)閉，外界的冷空氣通過(guò)冷卻風(fēng)管道13、通風(fēng)支管進(jìn)入，經(jīng)冷風(fēng)與熱風(fēng)混合后再進(jìn)入爐膛2內(nèi)，降低爐膛2的溫度。為了增強(qiáng)加熱效果，在爐底蓋3上設(shè)置有爐底加熱器15，爐底加熱器15也采用電阻加熱式，在控制裝置控制下通電后發(fā)熱以加熱爐膛2 ；爐底加熱器15上設(shè)置 3Crl8Mnl2Si2N耐熱鋼爐底板，爐底板為多塊組合，相互搭接。玻璃板制品成兩塊分層擱置在工裝架上。工裝架放在爐底板上，被舉升至爐膛內(nèi)進(jìn)行加熱。本發(fā)明爐體1的爐殼采用Q235材質(zhì)不同厚度的鋼板和不同規(guī)格的型鋼組焊成圓柱體形，有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和鋼性。本發(fā)明爐體1的耐熱爐襯設(shè)計(jì)兼顧熱強(qiáng)度和絕熱性能， 不同部位采用不同的耐火材料砌筑；爐襯用可以伸縮的錨固桿整體與爐殼固定成一體；爐襯耐火層表面涂刷固化涂料，使其在高溫高速氣流沖刷下不剝落、不粉化，以保持爐膛內(nèi)清潔。爐膛2耐火層選用定制的高密度真空成型陶瓷纖維硬質(zhì)弧形板，用高溫粘結(jié)劑粘結(jié)后成為無(wú)縫爐膛，耐火層被整體錨固于爐殼上，耐火層后錯(cuò)縫層鋪纖維毯、氈絕熱保溫。本發(fā)明電加熱器7采用Cr20Ni80高電阻電熱合金帶，繞制成波紋狀懸掛于爐膛內(nèi)壁預(yù)置的小鉤上，并固牢，置于導(dǎo)風(fēng)筒(側(cè)導(dǎo)流板11)與爐膛內(nèi)壁間形成的風(fēng)循環(huán)通道上，使其熱交換充分?；顒?dòng)式爐底蓋3采用自行走小車結(jié)構(gòu)。升降裝置6配備為液壓提升裝置，小車連同托架整體升起，密封爐口，小車下降到位后能自行沿爐體下方軌道行走；液壓缸在同步油路系統(tǒng)控制下，同步無(wú)沖擊升降，動(dòng)作平穩(wěn)、行程準(zhǔn)確?；顒?dòng)爐底蓋3與爐膛2下部的爐口間采用迷宮式雙層密封，無(wú)熱氣流泄漏。液動(dòng)提升裝置由兩支倒置的工程液壓缸，兩組動(dòng)滑輪、定滑輪、牽引機(jī)構(gòu)、爐底小車托架組成。爐底封板3升到位后，長(zhǎng)期穩(wěn)定地密封住爐口。爐膛2的頂端設(shè)置的風(fēng)機(jī)9 (爐頂上)為一臺(tái)高溫變頻爐用離心水冷式大風(fēng)量循環(huán)風(fēng)機(jī)，在爐膛內(nèi)的鼠籠式構(gòu)架上固定吊掛耐熱鋼材質(zhì)的弧形導(dǎo)風(fēng)板，頂導(dǎo)風(fēng)板上設(shè)有水平導(dǎo)流裝置，形成強(qiáng)風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，強(qiáng)制氣流自上向下，水平分流往復(fù)循環(huán)。將加熱器熱量帶入工作區(qū)與玻璃制品工件，進(jìn)行充分的熱交換，而完成均勻退火。冷卻時(shí)，按照工藝規(guī)定，工件保溫一定小時(shí)后，將會(huì)以極其緩慢的降溫速率，緩冷至工藝要求的溫度1、在控制裝置的控制程序中設(shè)置降溫曲線和降溫速率，無(wú)級(jí)式地改變爐內(nèi)加熱功率。2、從爐體下側(cè)冷卻風(fēng)管道13內(nèi)適量供入冷風(fēng)，冷風(fēng)機(jī)變頻調(diào)節(jié)，與高溫?zé)崃髡{(diào)兌，排出廢風(fēng)。冷風(fēng)進(jìn)給量和熱風(fēng)排出量。受溫度儀表控制的電動(dòng)閥控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。 程序控制器調(diào)壓限幅作用下，使?fàn)t膛供熱能緩慢地遞減；適量冷風(fēng)供給是輔助手段(熱調(diào)試時(shí)根據(jù)需要將自動(dòng)進(jìn)行)。冷卻風(fēng)管道13的輸入通道經(jīng)電動(dòng)蝶閥與鼓風(fēng)機(jī)出風(fēng)口相連。 電動(dòng)蝶閥受溫度程序的指令而無(wú)級(jí)開(kāi)閉，對(duì)輸入冷風(fēng)量作連續(xù)調(diào)節(jié)。冷風(fēng)進(jìn)入從多個(gè)風(fēng)孔流出，與熱氣流均勻混合后，在爐膛內(nèi)側(cè)有序地流動(dòng)，進(jìn)行微調(diào)。在爐膛2上部，靠近爐口處，圓周上均勻分布有多個(gè)廢熱氣排放孔，這多個(gè)排廢熱氣與爐體一環(huán)形集氣管相通成一體；多余熱氣必須通過(guò)同樣受程序指令的電動(dòng)蝶閥后，才能向外排放。本爐溫度控制(控制裝置的一部分)采用可控硅PID調(diào)功，移相觸發(fā)控制方式，分三溫區(qū)控制。控溫儀表選用日本山武公司DMC50多回路程序控制器，該控制器有豐富的控制功能和多種控制算法，控制算法采用多溫區(qū)間的溫度差值控制，能有效地解決三區(qū)獨(dú)立控制中，產(chǎn)生耦合的難題。因其有精度高(士 0. 05 0. 1%FS)、響應(yīng)速度快(50MS)的特點(diǎn)，再輔有多種控制算法，可以得到高品質(zhì)的全程穩(wěn)定的控制效果，該控制器與人機(jī)界面以RS-485 通信連接。人機(jī)界面選用日本山武公司EST55M智能型人機(jī)界面
權(quán)利要求
1.底升降式電阻加熱退火爐，包括爐體(1)、爐膛(2)和控制裝置；其特征在于爐體 (1)的底面是活動(dòng)設(shè)置的爐底蓋(3 )，爐底蓋(3 )下面設(shè)置有走輪(4 )，爐底蓋(3 )能夠在升降裝置(6)帶動(dòng)下上升或下降，上升后與爐體(1)密封配合，形成爐膛(2)的工作底面，下降后落到相配合的軌道(5)上，通過(guò)走輪(4)在軌道(5)上往復(fù)移動(dòng)；在爐膛(2)的側(cè)面，設(shè)置有若干組電加熱器(7)；在爐膛(2)的頂端，設(shè)置有風(fēng)循環(huán)裝置(8)，風(fēng)循環(huán)裝置(8)包括風(fēng)機(jī)(9)、頂導(dǎo)流板 (10)和側(cè)導(dǎo)流板(11)，豎向設(shè)置的側(cè)導(dǎo)流板(11)的上端與設(shè)置在風(fēng)機(jī)(9)下面的頂導(dǎo)流板 (10)相連接，側(cè)導(dǎo)流板(11)與爐膛(2)側(cè)面的電加熱器(7)之間有一定間隙，形成風(fēng)循環(huán)通道(12)，風(fēng)循環(huán)通道(12)通過(guò)側(cè)導(dǎo)流板(11)底端或在側(cè)導(dǎo)流板(11)上開(kāi)設(shè)的通風(fēng)口與爐膛(2)連通；在爐體(1)上，設(shè)置有冷卻風(fēng)管道(13)，冷卻風(fēng)管道(13)通入風(fēng)循環(huán)通道(12)內(nèi)或爐膛(2)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述底升降式電阻加熱退火爐，其特征在于在爐底蓋(3)上設(shè)置有爐底加熱器(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述底升降式電阻加熱退火爐，其特征在于冷卻風(fēng)管道(13) 的尾端設(shè)置為若干根通風(fēng)支管，通風(fēng)支管沿爐膛(2)的周向均勻布置，每根通風(fēng)支管分別向風(fēng)循環(huán)通道(12)內(nèi)或爐膛(2)內(nèi)通入冷風(fēng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了底升降式電阻加熱退火爐，包括爐體、爐膛和控制裝置；爐體的底面是活動(dòng)的爐底蓋，爐底蓋下面設(shè)置有走輪，爐底蓋能夠在升降裝置帶動(dòng)下升降，上升后與爐體密封配合，形成爐膛的工作底面，下降后落到相配合的軌道上，走輪能在軌道上移動(dòng)；在爐膛的側(cè)面，設(shè)置有若干個(gè)電加熱器；在爐膛的頂端，設(shè)置有風(fēng)機(jī)、頂導(dǎo)流板和側(cè)導(dǎo)流板，側(cè)導(dǎo)流板與電加熱器之間有一定的間隙，形成風(fēng)循環(huán)通道，在爐體上，設(shè)置有冷卻風(fēng)管道，將冷風(fēng)送入爐膛內(nèi)。本發(fā)明的退火爐，自動(dòng)化程度高；從裝料、行走、活動(dòng)爐底的升降、加熱升溫、降溫等過(guò)程，在控制裝置控制下進(jìn)行，高度自動(dòng)化；使加熱過(guò)程中達(dá)到較高的爐溫均勻性、爐溫穩(wěn)定度，降溫速率能滿足熱處理工藝的需要。
文檔編號(hào)C03B25/00GK102219364SQ201110142550
公開(kāi)日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者李大河 申請(qǐng)人:重慶飛達(dá)電爐有限公司