專利名稱:輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及金屬熱處理,尤其涉及金屬熱處理設(shè)備。
背景技術(shù):
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度,并在此溫度中保持一定時(shí)間后,又以不同速度冷卻的一種工藝。金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一,與其他加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分,而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織,或改變工件表面的化學(xué)成分,賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量,而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料,鋼鐵顯微組織復(fù)雜,可以通過熱處理予以控制,所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外,鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能,以獲得不同的使用性能。
熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程,有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接,不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多,最早是采用木炭和煤作為熱源,進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制,且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。金屬加熱時(shí),工件暴露在空氣中,常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一,選擇和控制加熱溫度,是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間,因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí),還須在此溫度保持一定時(shí)間,使內(nèi)外溫度一致,使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí),加熱速度極快,一般就沒有保溫時(shí)間,而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長。冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同,每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝,可獲得不同的組織,從而具有不同的性能。
整體熱處理是對(duì)工件整體加熱,然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s,以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。
退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度,根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間,然后進(jìn)行緩慢冷卻,目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài),獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細(xì),常用于改善材料的切削性能,也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。
金屬熱處理爐是用來對(duì)金屬進(jìn)行熱處理的設(shè)備,按供熱方式主要分為火焰爐和電爐兩類。火焰爐也稱燃料爐,是用固體、液體或氣體燃料在爐內(nèi)的燃燒熱量對(duì)工件進(jìn)行加熱;電爐是在爐內(nèi)將電能轉(zhuǎn)化為熱量對(duì)工件進(jìn)行加熱?;鹧鏍t的燃料來源廣,價(jià)格低,便于因地制宜采取不同的結(jié)構(gòu),有利于降低生產(chǎn)費(fèi)用。電爐的特點(diǎn)是爐溫均勻和便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制,加熱質(zhì)量好。按能量轉(zhuǎn)換方式,電爐又可分為電阻爐、感應(yīng)爐和電弧爐。
金屬熱處理爐按熱工制度又可分為周期式和連續(xù)式兩類。周期式爐又稱間斷式爐,爐子間斷生產(chǎn),在每一加熱周期內(nèi)爐溫是變化的,主要有箱式爐、臺(tái)車式爐、井式爐等;連續(xù)式爐是爐子連續(xù)生產(chǎn),爐膛內(nèi)劃分溫度區(qū)段。在加熱過程中每一區(qū)段的溫度是不變的,工件由低溫的預(yù)熱區(qū)逐步進(jìn)入高溫的加熱區(qū),主要有環(huán)形爐、步進(jìn)式爐、推桿爐等。
火焰爐直接加熱,加熱速度快,難于實(shí)現(xiàn)精確控制,控溫精確度不高,工件在從保溫到冷卻時(shí),對(duì)溫度控溫要求較高,易出現(xiàn)超溫和溫度過低,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重,熱效率較低,且質(zhì)量不穩(wěn)定。周期式爐將臺(tái)車、加熱爐和工件同時(shí)進(jìn)行加熱和冷卻,爐體蓄熱損失大。金屬加熱時(shí)吸收的熱量與供入爐內(nèi)的熱量之比,稱為爐子熱效率。連續(xù)式爐比間斷式爐的熱效率高,因?yàn)檫B續(xù)式爐的生產(chǎn)率高,而且是不間斷工作的,爐子熱制度處于穩(wěn)定狀態(tài),沒有周期性的爐體蓄熱損失,還由于爐膛內(nèi)部有一個(gè)預(yù)熱爐料的區(qū)段,煙氣部分余熱為入爐的冷工件所吸收,降低了離爐煙氣的溫度。
目前的推桿爐等連續(xù)爐是依靠推料機(jī)間隙地把放在軌道上的料盤和工件推入爐內(nèi),通過爐內(nèi)的料盤一個(gè)推一個(gè),進(jìn)行向前運(yùn)動(dòng)。裝爐量大;推桿連續(xù)爐在加熱工件同時(shí)也加熱了料盤,能耗較高;料盤的數(shù)量不能太多,工藝周期較長;同一爐內(nèi)顯微組織散差較大,產(chǎn)品均勻性差;氧化脫碳嚴(yán)重;工作勞動(dòng)強(qiáng)度大。同時(shí),目前的爐子均為單層,產(chǎn)量較低,設(shè)備較長,占地面積較大,爐體的上壁和下壁同時(shí)散熱,工件余熱得不到充分利用,能源消耗較大。
所以,如果對(duì)熱處理爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理改進(jìn),使其熱處理效果良好,占地面積較小,工件余熱能夠得到充分利用,從而提高能源利用率成為金屬熱處理行業(yè)研究的重要課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題,提出一種輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,熱處理效果良好,占地面積小,能夠充分利用工件余熱。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提出了一種輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,包括第一進(jìn)料臺(tái)和第一出料臺(tái),還包括輥底爐、第二進(jìn)料臺(tái)和第二出料臺(tái),所述輥底爐內(nèi)設(shè)置有隔熱層,隔熱層將輥底爐的一部分分隔成爐上層和爐下層,爐下層的一端是第一進(jìn)料臺(tái),另一端是第一出料臺(tái),爐上層的一端是第二出料臺(tái),另一端是第二進(jìn)料臺(tái)。
作為優(yōu)選,還包括傳動(dòng)系統(tǒng),輥底爐的爐下層中設(shè)置有若干爐內(nèi)下層托輥,爐上層中設(shè)置有若干爐內(nèi)上層托輥,傳動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)和傳動(dòng)裝置,傳動(dòng)裝置設(shè)置在輥底爐內(nèi),電機(jī)連接到傳動(dòng)裝置上,爐內(nèi)下層托輥和爐內(nèi)上層托輥設(shè)置在傳動(dòng)裝置上。
作為優(yōu)選,第一進(jìn)料臺(tái)上設(shè)置有若干第一進(jìn)料臺(tái)托輥,第一出料臺(tái)上設(shè)置有若干第一出料臺(tái)托輥,第二進(jìn)料臺(tái)上設(shè)置有若干第二進(jìn)料臺(tái)托輥,第二出料臺(tái)上設(shè)置有若干第二出料臺(tái)托輥,第一進(jìn)料臺(tái)、第一出料臺(tái)、第二進(jìn)料臺(tái)、第二出料臺(tái)上也分別設(shè)置有傳動(dòng)裝置,第一進(jìn)料臺(tái)托輥、第一出料臺(tái)托輥、第二進(jìn)料臺(tái)托輥和第二出料臺(tái)托輥分別設(shè)置在傳動(dòng)裝置上。
作為優(yōu)選,輥底爐內(nèi)爐上層和爐下層分別設(shè)置有若干爐內(nèi)控溫間接冷卻裝置。
作為優(yōu)選,輥底爐分為熱交換區(qū)、控溫?zé)峤粨Q區(qū)、上下獨(dú)立控溫區(qū)等多個(gè)區(qū)段,各區(qū)段之間設(shè)置有分區(qū)隔熱墻。
作為優(yōu)選,各區(qū)段均設(shè)置有若干輻射管,采用全電加熱。
作為優(yōu)選,傳動(dòng)系統(tǒng)還包括變頻調(diào)節(jié)裝置,與電機(jī)相連,用來實(shí)現(xiàn)工件走速無極調(diào)速。
本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型在輥底爐內(nèi)設(shè)置隔熱層,將輥底爐的一部分分隔成爐上層和爐下層,雙層同時(shí)對(duì)金屬進(jìn)行熱處理,提高了爐子的產(chǎn)量,減少了設(shè)備的長度,減少了占地面積,同時(shí)減少爐體表面散熱面積約1/3,而且上下雙層工件作反向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)工件余熱利用,從而大大提高了能源的利用率;在進(jìn)料臺(tái)、出料臺(tái)、輥底爐內(nèi)分別設(shè)置若干橫向旋轉(zhuǎn)的進(jìn)料臺(tái)托輥、出料臺(tái)托輥和爐內(nèi)托輥,通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)上述托輥連續(xù)旋轉(zhuǎn),從而使托輥上的工件不斷向前移動(dòng),這樣,工件與輥道之間沒有固定的接觸點(diǎn),工件受熱均勻,無碰傷,變形小,同時(shí)由于爐內(nèi)托輥始終在輥底爐內(nèi)旋轉(zhuǎn),熱能損耗相對(duì)較少,爐內(nèi)熱效率高,同時(shí)不需要人工推料,大大減少了勞動(dòng)強(qiáng)度,并提高了勞動(dòng)效率;爐內(nèi)設(shè)置若干爐內(nèi)控溫間接冷卻裝置,提高了工件在爐內(nèi)的冷卻速度和冷卻精度;各區(qū)段之間設(shè)置分區(qū)隔熱墻,減少了區(qū)段與區(qū)段之間的溫度影響,提高了控溫精度,降低了能耗;各區(qū)段均設(shè)置有若干輻射管,采用全電加熱;傳動(dòng)系統(tǒng)中還設(shè)置了減速機(jī)及變頻調(diào)節(jié)裝置,為工件的移動(dòng)提供了合理的速度,并實(shí)現(xiàn)了工件走速無極調(diào)速。
本實(shí)用新型的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本實(shí)用新型輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式如圖1所示為本實(shí)用新型輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。包括第一進(jìn)料臺(tái)1和第一出料臺(tái)3,還包括輥底爐2、第二進(jìn)料臺(tái)4和第二出料臺(tái)5,所述輥底爐2內(nèi)設(shè)置有隔熱層21,隔熱層21將輥底爐2的一部分分隔成爐上層和爐下層,爐下層的一端是第一進(jìn)料臺(tái)1,另一端是第一出料臺(tái)3,爐上層的一端是第二出料臺(tái)5,另一端是第二進(jìn)料臺(tái)4。還包括傳動(dòng)系統(tǒng)6,輥底爐2的爐下層中設(shè)置有若干爐內(nèi)下層托輥22,爐上層中設(shè)置有若干爐內(nèi)上層托輥23,傳動(dòng)系統(tǒng)6包括電機(jī)61和傳動(dòng)裝置62,傳動(dòng)裝置62設(shè)置在輥底爐2內(nèi),電機(jī)61連接到傳動(dòng)裝置62上,爐內(nèi)下層托輥22和爐內(nèi)上層托輥23設(shè)置在傳動(dòng)裝置62上。第一進(jìn)料臺(tái)1上設(shè)置有若干第一進(jìn)料臺(tái)托輥11,第一出料臺(tái)3上設(shè)置有若干第一出料臺(tái)托輥31,第二進(jìn)料臺(tái)4上設(shè)置有若干第二進(jìn)料臺(tái)托輥41,第二出料臺(tái)5上設(shè)置有若干第二出料臺(tái)托輥51,第一進(jìn)料臺(tái)1、第一出料臺(tái)3、第二進(jìn)料臺(tái)4、第二出料臺(tái)5上也分別設(shè)置有傳動(dòng)裝置62,第一進(jìn)料臺(tái)托輥11、第一出料臺(tái)托輥31、第二進(jìn)料臺(tái)托輥41和第二出料臺(tái)托輥51分別設(shè)置在傳動(dòng)裝置62上。金屬熱處理時(shí)分別將工件放置在第一進(jìn)料臺(tái)托輥11和第二進(jìn)料臺(tái)托輥41上,打開傳動(dòng)系統(tǒng)6帶動(dòng)第一進(jìn)料臺(tái)托輥11和第二進(jìn)料臺(tái)托輥41旋轉(zhuǎn),通過第一進(jìn)料臺(tái)托輥11和第二進(jìn)料臺(tái)托輥41的旋轉(zhuǎn)分別將工件送入輥底爐2內(nèi)的爐內(nèi)下層托輥22和爐內(nèi)上層托輥23上,同樣,由于爐內(nèi)下層托輥22和爐內(nèi)上層托輥23的轉(zhuǎn)動(dòng),工件在爐內(nèi)下層托輥22和爐內(nèi)上層托輥23上不斷向前移動(dòng),經(jīng)過輥底爐2中的各個(gè)區(qū)段分別進(jìn)行處理,并最終分別移動(dòng)到第一出料臺(tái)3和第二出料臺(tái)5上。上下雙層同時(shí)對(duì)金屬進(jìn)行熱處理,提高了爐子的產(chǎn)量,減少了設(shè)備的長度,減少了占地面積,同時(shí)減少爐體表面散熱面積約1/3,而且上下雙層工件作反向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)工件余熱利用,從而大大提高了能源的利用率;工件與輥道之間沒有固定的接觸點(diǎn),工件受熱均勻,無碰傷,變形小,又不需要人工推料,減少了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了勞動(dòng)效率。
輥底爐2內(nèi)爐上層和爐下層分別設(shè)置有若干爐內(nèi)控溫間接冷卻裝置26。根據(jù)工件熱處理要求,在合理區(qū)域內(nèi)布置,冷卻介質(zhì)通過布在爐內(nèi)的冷卻管帶熱,以提高工件在爐內(nèi)的冷卻速度和冷卻精度,從而達(dá)到高產(chǎn)高質(zhì)。
輥底爐2內(nèi)分為熱交換區(qū)I、控溫?zé)峤粨Q區(qū)II、上下獨(dú)立控溫區(qū)III等多個(gè)區(qū)段,為了減少區(qū)段與區(qū)段之間的溫度影響,提高控溫精度并降低能耗,在各區(qū)段之間設(shè)置有分區(qū)隔熱墻25,區(qū)段的數(shù)量以及前后順序可根據(jù)熱處理要求適當(dāng)調(diào)整并合理布置。各區(qū)段均設(shè)置有若干輻射管24,采用全電加熱,輻射管24可根據(jù)工件具體的熱處理要求上下合理分布,使?fàn)t溫均勻。
傳動(dòng)系統(tǒng)6還包括減速機(jī)和變頻調(diào)節(jié)裝置,均與電機(jī)61相連,減速機(jī)對(duì)電機(jī)41的輸出速度進(jìn)行調(diào)節(jié),變頻調(diào)節(jié)裝置用來實(shí)現(xiàn)工件走速無極調(diào)速。
在輥底爐2的爐膛四周采用耐火保溫層27,以保證爐內(nèi)溫度損失較小。
本實(shí)用新型可以用于金屬熱處理中的退火及正火處理。不但適用于大型工件,而且可以對(duì)較小工件和不規(guī)則工件進(jìn)行裝筐處理。
上述實(shí)施方式是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明,不是對(duì)本實(shí)用新型的具體限定,任何對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的簡單變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,包括第一進(jìn)料臺(tái)(1)和第一出料臺(tái)(3),其特征在于還包括輥底爐(2)、第二進(jìn)料臺(tái)(4)和第二出料臺(tái)(5),所述輥底爐(2)內(nèi)設(shè)置有隔熱層(21),隔熱層(21)將輥底爐(2)的一部分分隔成的爐上層和爐下層,爐下層的一端是第一進(jìn)料臺(tái)(1),另一端是第一出料臺(tái)(3),爐上層的一端是第二出料臺(tái)(5),另一端是第二進(jìn)料臺(tái)(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,其特征在于還包括傳動(dòng)系統(tǒng)(6),輥底爐(2)的爐下層中設(shè)置有若干爐內(nèi)下層托輥(22),爐上層中設(shè)置有若干爐內(nèi)上層托輥(23),傳動(dòng)系統(tǒng)(6)包括電機(jī)(61)和傳動(dòng)裝置(62),傳動(dòng)裝置(62)設(shè)置在輥底爐(2)內(nèi),電機(jī)(61)連接到傳動(dòng)裝置(62)上,爐內(nèi)下層托輥(22)和爐內(nèi)上層托輥(23)設(shè)置在傳動(dòng)裝置(62)上。
3.如權(quán)利要求2所述的輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,其特征在于第一進(jìn)料臺(tái)(1)上設(shè)置有若干第一進(jìn)料臺(tái)托輥(11),第一出料臺(tái)(3)上設(shè)置有若干第一出料臺(tái)托輥(31),第二進(jìn)料臺(tái)(4)上設(shè)置有若干第二進(jìn)料臺(tái)托輥(41),第二出料臺(tái)(5)上設(shè)置有若干第二出料臺(tái)托輥(51),第一進(jìn)料臺(tái)(1)、第一出料臺(tái)(3)、第二進(jìn)料臺(tái)(4)、第二出料臺(tái)(5)上也分別設(shè)置有傳動(dòng)裝置(62),第一進(jìn)料臺(tái)托輥(11)、第一出料臺(tái)托輥(31)、第二進(jìn)料臺(tái)托輥(41)和第二出料臺(tái)托輥(51)分別設(shè)置在傳動(dòng)裝置(62)上。
4.如權(quán)利要求3所述的輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,其特征在于輥底爐(2)內(nèi)爐上層和爐下層分別設(shè)置有若干爐內(nèi)控溫間接冷卻裝置(26)。
5.如權(quán)利要求3所述的輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,其特征在于輥底爐(2)分為熱交換區(qū)(I)、控溫?zé)峤粨Q區(qū)(II)、上下獨(dú)立控溫區(qū)(III)等多個(gè)區(qū)段,各區(qū)段之間設(shè)置有分區(qū)隔熱墻(25)。
6.如權(quán)利要求5所述的輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,其特征在于各區(qū)段均設(shè)置有若干輻射管(24),采用全電加熱。
7.如權(quán)利要求2或3或4或5或6中任何一項(xiàng)所述的輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,其特征在于傳動(dòng)系統(tǒng)(6)還包括變頻調(diào)節(jié)裝置,與電機(jī)(61)相連,用來實(shí)現(xiàn)工件走速無極調(diào)速。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種輥底式平行余熱利用連續(xù)退火爐,包括第一進(jìn)料臺(tái)、第一出料臺(tái)、第二進(jìn)料臺(tái)、第二出料臺(tái)、輥底爐、傳動(dòng)系統(tǒng)等,在輥底爐內(nèi)設(shè)置隔熱層,將輥底爐的一部分分隔成爐上層和爐下層,雙層同時(shí)對(duì)金屬進(jìn)行熱處理,提高了爐子的產(chǎn)量,減少了設(shè)備的長度,減少了占地面積,同時(shí)減少爐體表面散熱面積約1/3,而且上下雙層工件作反向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)工件余熱利用,從而大大提高了能源的利用率;在進(jìn)料臺(tái)、出料臺(tái)、輥底爐內(nèi)分別設(shè)置若干橫向旋轉(zhuǎn)的進(jìn)料臺(tái)托輥、出料臺(tái)托輥和爐內(nèi)托輥,通過傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)上述托輥連續(xù)旋轉(zhuǎn),從而使托輥上的工件不斷向前移動(dòng),這樣,工件與輥道之間沒有固定的接觸點(diǎn),工件受熱均勻,無碰傷,變形小,爐內(nèi)熱效率高。
文檔編號(hào)C21D1/26GK2928867SQ20062010251
公開日2007年8月1日 申請(qǐng)日期2006年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者范本良 申請(qǐng)人:范本良