專利名稱：太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬涉及熱處理領(lǐng)域，主要涉及一種對(duì)鋼材進(jìn)行低溫鹽浴處理的太陽能恒溫 鹽浴系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
世界人口的增長和生產(chǎn)的擴(kuò)大意味著資源和能源的大量消費(fèi)，全球不可再生礦物 能源的消耗量越來越大，而全球礦物能源貯量卻十分有限，按2000年的需求，石油預(yù)計(jì)可 開采25年，按1992年的需求，煤炭也只可開采219年。今后怎樣獲取能源是人類所面臨的 重大課題。鹽浴爐加熱的耗能是巨大的，俗有“電老虎”之稱。鹽浴爐(salt-bath furnace)是指用熔融鹽液作為加熱介質(zhì)、將工件浸入鹽液內(nèi) 加熱的工業(yè)爐。根據(jù)爐子的工作溫度，通常選用氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇、氰化鈉、氰化鉀、硝 酸鈉、硝酸鉀等鹽類作為加熱介質(zhì)。鹽浴爐的加熱速度快，溫度均勻。工件始終處于鹽液內(nèi) 加熱，工件出爐時(shí)表面又附有一層鹽膜，所以能防止工件表面氧化和脫碳。鹽浴爐可用于碳 鋼、合金鋼、工具鋼、模具鋼和鋁合金等的淬火、退火、回火、氰化、時(shí)效等熱處理加熱，也可 用于鋼材精密鍛造時(shí)少氧化加熱。鹽浴爐加熱介質(zhì)的蒸氣對(duì)人體有害，使用時(shí)必須通風(fēng)?，F(xiàn)在使用的普通鹽浴爐分內(nèi)熱式和外熱式兩大類。內(nèi)熱式鹽浴爐又分為電極鹽浴 爐和電熱元件鹽浴爐兩種。電極鹽浴爐通過金屬電極將低壓(5.5 36V)大電流交流電引 入爐內(nèi)，電流流過鹽液發(fā)熱。鹽液既是發(fā)熱體，又是對(duì)工件加熱的介質(zhì)。鹽液溫度依鹽液成 分而不同，一般在150 1300°C之間。磁場(chǎng)的作用能使鹽液循環(huán)翻動(dòng)，有利于鹽液溫度均 勻，又能提高工件的加熱速度。電極鹽浴爐由電極、耐火爐襯、密封金屬爐罐、絕熱層和爐殼 構(gòu)成，由專用變壓器供電。因固態(tài)鹽不導(dǎo)電，開爐時(shí)先向起動(dòng)電極送電，利用起動(dòng)電極的電 阻發(fā)熱使一部分鹽先熔化，然后對(duì)主電極通電使電流通過熔鹽發(fā)熱工作。主電極有插入式 和埋入式兩種結(jié)構(gòu)形式。①插入式電極電極從爐口插入爐內(nèi)。這種電極結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝卸方 便。②埋入式電極電極埋在鹽中，不接觸空氣，使用壽命較長。用這種電極的爐膛容積利 用系數(shù)高，但電極拆卸較困難。兩種電極都可用碳鋼或耐熱鋼鍛成，也可鑄造。電熱元件鹽 浴爐由管狀電熱元件、金屬槽(鍋)、攪拌器、隔熱層和爐殼構(gòu)成。通電后元件發(fā)熱將鹽熔 化。這種爐多用硝鹽，故又稱硝鹽爐。硝鹽最高工作溫度不超過550°C。溫度超過此限會(huì)加 劇硝鹽分解，發(fā)生事故，因此需要設(shè)置超溫報(bào)警裝置。如將硝鹽改為苛性鈉或苛性鉀，則成 為堿浴爐，這種爐子適用于鋼的光亮淬火。外熱式鹽浴爐的金屬爐罐(坩堝)放在爐膛內(nèi)， 用電或火焰進(jìn)行加熱，熱效率較低，僅在小型鹽浴爐上采用。太陽能是清潔的能源，在開發(fā)和利用時(shí)不產(chǎn)生廢渣、廢水和廢氣，也沒有噪音，不 會(huì)造成污染和公害，更不會(huì)影響生態(tài)平衡。利用太陽能進(jìn)行熱處理不僅節(jié)省大量的礦物能 源，而且有利于保護(hù)環(huán)境。另外，申請(qǐng)?zhí)枮?3205145. X的專利申請(qǐng)介紹了一種太陽能熱處理爐。其要點(diǎn)是 將整體旋轉(zhuǎn)玻璃鏡面分割為許多小平面玻璃鏡片，每個(gè)小平面玻璃鏡片都可進(jìn)行三維移 動(dòng)，即可進(jìn)行微量范圍調(diào)整，以確保每個(gè)小平面玻璃鏡片可以構(gòu)成一個(gè)完整的呈旋轉(zhuǎn)拋物面(或球面)的聚光器，這樣當(dāng)每一片平面玻璃鏡片方位調(diào)整準(zhǔn)確之后，其反射的太陽光線 都匯聚在呈旋轉(zhuǎn)拋物面(或球面)的焦點(diǎn)處，使放在焦點(diǎn)處被熱處理的工件溫度升高，達(dá)到 熱處理的溫度。平面玻璃鏡片的尺寸可根據(jù)熱處理工件尺寸的需要而增大，所以焦平面的 尺寸也可以增大，具有同時(shí)加熱面積大，加熱溫度均勻，配合工件的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)即可應(yīng)用于 熱處理生產(chǎn)。然而，這種熱處理爐只能對(duì)一定大小的工件進(jìn)行熱處理，且熱處理溫度不能保 證平穩(wěn)，不能進(jìn)行長時(shí)間的退火、時(shí)效等處理。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有工藝技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，所 述太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)采用太陽能對(duì)鋼材進(jìn)行低溫鹽浴處理，即利用太陽能對(duì)鹽浴爐中的 鹽進(jìn)行加熱，使熔融狀態(tài)的鹽保持恒溫狀態(tài)，將要進(jìn)行長時(shí)間低溫退火、時(shí)效等熱處理的工 件或鋼材放入鹽浴爐(可根據(jù)工件或鋼材大小需要使用不同規(guī)格的鹽浴爐)中，進(jìn)行鹽浴 熱處理。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)包括太陽能真空管加熱器，通過 真空管的涂層吸收太陽光的輻射來加熱熔鹽；鹽浴爐，由鹽浴容器和放置其中的熔鹽組成； 溫度感應(yīng)器，設(shè)置在所述鹽浴爐中，用于檢測(cè)所述鹽浴爐中的熔鹽的溫度并提供溫度信號(hào)； 熔鹽泵，用于為熔鹽的流動(dòng)提供動(dòng)力，并有助于所述鹽浴爐中的熔鹽與所述太陽能真空管 加熱器中被加熱的熔鹽進(jìn)行交換；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過所述溫度感應(yīng)器提供的溫度信號(hào) 由預(yù)先設(shè)定的程序指令來控制所述熔鹽泵的停止和工作，其中，所述太陽能真空管加熱器 的兩端通過管道分別連接到所述鹽浴爐，所述熔鹽泵設(shè)置在所述太陽能真空管加熱器和所 述鹽浴爐之間。所述太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)還包括輔熱設(shè)備，所述輔熱設(shè)備由鹽浴爐輔熱裝置和真 空管輔熱裝置組成，所述鹽浴爐輔熱裝置用于確保為所述鹽浴爐中的熔鹽提供熱源，所述 真空管輔熱裝置用于當(dāng)熔鹽冰結(jié)時(shí)提供熔化熱源。所述鹽浴爐輔熱裝置由輔助電源和電熱棒組成。所述真空管輔熱裝置包括加熱管助融電熱絲。所述鹽浴爐中的熔鹽的溫度高于第一預(yù)定溫度時(shí)，所述溫度感應(yīng)器向所述計(jì)算機(jī) 發(fā)出信號(hào)并由計(jì)算機(jī)來控制所述熔鹽泵使其停止工作，當(dāng)所述鹽浴爐中的熔鹽的溫度低于 第二預(yù)定溫度時(shí)，所述溫度感應(yīng)器向所述計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)并控制所述熔鹽泵使其開始工 作，其中，所述第一預(yù)定溫度高于所述第二預(yù)定溫度。所述第一預(yù)定溫度可以為310°C，所述第二預(yù)定溫度可以為300°C。本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)主要解決現(xiàn)有的長時(shí)間鹽浴處理過程耗電量巨大 造成的能源浪費(fèi)的問題。另外，本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)可以利用太陽能進(jìn)行熱處理， 從而節(jié)約了大量的電能；并可以利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)保持熱處理的溫度穩(wěn)定，保證了熱處 理效果。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1中，1為太陽能加熱管，2為計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，3為熔鹽泵，4為熱處理鋼卷，5為太陽能加熱管助融電熱絲，6為輔助電源，7為管道，8為鹽浴爐，9為溫度感應(yīng)器，10為電熱棒。
具體實(shí)施例方式下面參考圖1詳細(xì)地描述本發(fā)明的具體實(shí)施例。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)包括太陽能真空管加熱器1(簡(jiǎn)稱 為太陽能加熱管)，通過真空管的涂層吸收太陽光的輻射來加熱熔鹽；鹽浴爐8，由鹽浴容 器和放置在其中的熔鹽組成，其中可以放置要進(jìn)行鹽浴處理的熱處理鋼卷4;溫度感應(yīng)器 9，設(shè)置在鹽浴爐8中，用于測(cè)量鹽浴爐8中融鹽的溫度并提供溫度信號(hào)；熔鹽泵3，用于為 熔鹽的流動(dòng)提供動(dòng)力，并有助于鹽浴爐8中的熔鹽與太陽能加熱管1中被加熱的熔鹽進(jìn)行 交換；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2，通過溫度感應(yīng)器9提供的溫度信號(hào)由預(yù)先設(shè)定的程序指令來控制 熔鹽泵3的停止和工作。另外，太陽能加熱管1的兩端分別通過管道7連接到鹽浴爐8，熔 鹽泵3設(shè)置在太陽能加熱管1和鹽浴爐8之間。太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)還包括輔熱設(shè)備，輔熱設(shè)備由鹽浴爐輔熱裝置和真空管輔熱 裝置組成，鹽浴爐輔熱裝置包括輔助電源6和電熱棒10，用于確保為鹽浴爐8中的熔鹽提供 熱源，特別是在天氣狀況不好時(shí)。真空管輔熱裝置包括太陽能加熱管助融電熱絲5，太陽能 加熱管助融電熱絲5能夠在意外情況下保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，比如在熔鹽在管道內(nèi)凝固的情 況下使熔鹽熔化以確保系統(tǒng)運(yùn)行。具體地講，鹽浴爐8初期通過輔助電源6和電熱棒10將鹽浴爐8中的鹽進(jìn)行融化； 當(dāng)鹽融化后，通過熔鹽泵3將液態(tài)的熔鹽在管道7、太陽能加熱管1以及鹽浴爐8中循環(huán)。 在本發(fā)明中，可以選擇氯化鈉、氯化鉀、氯化鋇、硝酸鈉、硝酸鉀等鹽類作為加熱介質(zhì)。太陽光直接照射在真空管的涂層上并使其吸收光能，直接加熱在管中流過的熔 鹽，太陽能加熱管能將熔鹽加熱到500°C，通過鹽液的流動(dòng)可以加熱鹽浴爐8中的熔鹽。舉例而言，在一個(gè)實(shí)施例中，低溫?zé)崽幚淼臏囟纫鬄?00°C，通過鹽浴爐8中的 溫度感應(yīng)器9來檢測(cè)鹽浴爐8中的熔鹽的溫度，并且具體而言，當(dāng)溫度高于310°C時(shí)，溫度感 應(yīng)器9給計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2按照預(yù)先編制的程序指令來控制熔鹽泵3停 止工作；當(dāng)溫度低于300°C時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)2根據(jù)指令控制熔鹽泵3開始工作，來保證 鹽浴爐中的溫度保持相對(duì)穩(wěn)定。在天氣不良時(shí)可采用輔助電源6和電熱棒10幫助補(bǔ)充鹽 浴爐8中的熱量。管道和太陽能加熱管助融電熱絲5能防止在意外情況下保證系統(tǒng)運(yùn)行， 比如如果熔鹽在管道內(nèi)凝固，則太陽能加熱管助融電熱絲5加熱熔鹽以使其熔化。本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)采用太陽能對(duì)鋼材進(jìn)行低溫鹽浴處理，即利用太陽 能對(duì)鹽浴爐中的鹽進(jìn)行加熱，使熔融狀態(tài)的鹽保持恒溫狀態(tài)，然后將要進(jìn)行長時(shí)間低溫退 火、時(shí)效等熱處理的工件或鋼材放入鹽浴爐中進(jìn)行鹽浴熱處理，可根據(jù)工件或鋼材大小需 要使用不同規(guī)格的鹽浴爐。本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)能夠解決現(xiàn)有的長時(shí)間鹽浴處理過程耗電量巨大 造成的能源浪費(fèi)的問題。另外，本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)可以利用太陽能進(jìn)行熱處理， 從而節(jié)約了大量的電能；并可以利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)保持熱處理的溫度穩(wěn)定，保證了熱處
理效果。
權(quán)利要求
1.一種太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)包括太陽能真空管加熱器，通過真空管的涂層吸收太陽光的輻射來加熱熔鹽；鹽浴爐，由鹽浴容器和放置其中的熔鹽組成；溫度感應(yīng)器，設(shè)置在所述鹽浴爐中，用于檢測(cè)所述鹽浴爐中的熔鹽的溫度并提供溫度 信號(hào)；熔鹽泵，用于為熔鹽的流動(dòng)提供動(dòng)力，并有助于所述鹽浴爐中的熔鹽與所述太陽能真 空管加熱器中被加熱的熔鹽進(jìn)行交換；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過所述溫度感應(yīng)器提供的溫度信號(hào)由預(yù)先設(shè)定的程序指令來控制 所述熔鹽泵的停止和工作，其中，所述太陽能真空管加熱器的兩端通過管道分別連接到所述鹽浴爐，所述熔鹽泵 設(shè)置在所述太陽能真空管加熱器和所述鹽浴爐之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能恒溫鹽浴系 統(tǒng)還包括輔熱設(shè)備，所述輔熱設(shè)備由鹽浴爐輔熱裝置和真空管輔熱裝置組成，所述鹽浴爐 輔熱裝置用于確保為所述鹽浴爐中的熔鹽提供熱源，所述真空管輔熱裝置用于當(dāng)熔鹽冰結(jié) 時(shí)提供熔化熱源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽浴爐輔熱裝置由 輔助電源和電熱棒組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，其特征在于，所述真空管輔熱裝置包 括加熱管助融電熱絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)所述鹽浴爐中的熔鹽 的溫度高于第一預(yù)定溫度時(shí)，所述溫度感應(yīng)器向所述計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)并由計(jì)算機(jī)來控制所 述熔鹽泵使其停止工作，當(dāng)所述鹽浴爐中的熔鹽的溫度低于第二預(yù)定溫度時(shí)，所述溫度感 應(yīng)器向所述計(jì)算機(jī)發(fā)出信號(hào)并控制所述熔鹽泵使其開始工作，其中，所述第一預(yù)定溫度高 于所述第二預(yù)定溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)，其包括太陽能真空管加熱器，通過真空管的涂層吸收太陽光的輻射來加熱熔鹽；鹽浴爐，由鹽浴容器和放置其中的熔鹽組成；溫度感應(yīng)器，設(shè)置在鹽浴爐中，用于檢測(cè)鹽浴爐中的熔鹽的溫度并提供溫度信號(hào)；熔鹽泵，用于為熔鹽的流動(dòng)提供動(dòng)力；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，通過溫度感應(yīng)器提供的溫度信號(hào)由預(yù)先設(shè)定的程序指令來控制熔鹽泵的停止和工作，其中太陽能真空管加熱器的兩端通過管道分別連接到鹽浴爐，熔鹽泵設(shè)置在太陽能真空管加熱器和鹽浴爐之間。本發(fā)明的太陽能恒溫鹽浴系統(tǒng)利用太陽能進(jìn)行熱處理，可節(jié)約大量的電能，且可利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)保持熱處理的溫度穩(wěn)定，保證了熱處理效果。
文檔編號(hào)C21D1/46GK102002564SQ20101056319
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者周來軍, 張冠峰, 許榮昌 申請(qǐng)人:萊蕪鋼鐵股份有限公司