專利名稱：可控冷卻速度熱處理爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱處理的設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種可控冷卻速度熱處理爐。
背景技術(shù)：
目前的熱處理試驗(yàn)爐，主要是精確調(diào)控加熱溫度和保溫時(shí)間這兩個(gè)變量，來研究 材料的組織和性能，無法做到冷卻速度的精確控制，從而研究冷卻速度對(duì)材料內(nèi)部組織及 性能的影響。工業(yè)生產(chǎn)中的大鍛件、中厚板等厚壁工件在冷卻過程中，工件內(nèi)部各點(diǎn)冷卻速度 差異較大，表面冷速快，中部冷速慢，為了模擬研究大鍛件、厚板工業(yè)生產(chǎn)熱加工或熱處理 過程中其內(nèi)部組織及性能變化與冷卻速度的關(guān)系，亟待開發(fā)一種可控冷卻速度熱處理爐。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于彌補(bǔ)現(xiàn)有熱處理爐的不足，提供了一種可控冷卻速度熱處理爐。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的一種可控冷卻速度熱處理爐，包括爐壁、發(fā)熱體5、爐門以及冷卻系統(tǒng)8，所述發(fā)熱 體5裸露地布置在爐壁內(nèi)部，溫度控制器7連接并控制爐門、發(fā)熱體5和冷卻系統(tǒng)8，所述爐 門為可控的前爐門6和/或后爐門2，冷卻系統(tǒng)為安裝于熱處理爐后壁的冷卻風(fēng)機(jī)1。所述溫度控制器7經(jīng)爐門控制系統(tǒng)連接爐門，并調(diào)整爐門的開口度、壓緊和/或松 開程度，所述控制系統(tǒng)有可編程控制器、變頻器和伺服電機(jī)。所述發(fā)熱體5為加熱電爐絲，裸露地布置在爐壁左右兩側(cè)，可單排或多排布置。所述熱處理爐的前、后爐門分別由內(nèi)外兩組對(duì)拉門構(gòu)成，兩組對(duì)拉門分別為上下、 左右開合，前爐門優(yōu)先開合，由程序控制或手動(dòng)。所述冷卻系統(tǒng)8進(jìn)一步包括位于熱處理爐頂部的均溫風(fēng)機(jī)4，該均溫風(fēng)機(jī)4驅(qū)動(dòng)耐 高溫材料制成的爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片。溫度控制器7與測(cè)溫?zé)犭娕?連接。溫度控制器7經(jīng)加熱驅(qū)動(dòng)器與發(fā)熱體5連接， 并調(diào)整發(fā)熱體5的加熱功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果在于本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為測(cè)溫?zé)犭娕紝t內(nèi)溫度反饋給溫度控制器，若爐內(nèi) 溫度與工藝要求溫度存在偏差，采用了 PLC(可編程控制器)、變頻器、伺服電機(jī)等部件將電 爐的前、后爐門壓緊或松開(也可以手動(dòng))，電爐爐門根據(jù)需要開閉爐門的開口度，同時(shí)冷 卻風(fēng)機(jī)送入需要的風(fēng)量，將爐溫快速下降到需要的溫度，以此達(dá)到控制冷卻速度的目的。這 樣，該可控冷卻速度熱處理爐可達(dá)到可控快速冷卻的目的。冷卻時(shí)，最快可控冷卻速度為 3600C /min，最慢可控冷卻速度為0. 6°C /min，中間冷速連續(xù)可調(diào)。同時(shí)，本實(shí)用新型也可以 實(shí)現(xiàn)可控快速加熱，可控升溫速度最快為8°C /min。
圖1是本實(shí)用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型控制回路與熱處理爐連接關(guān)系的俯視示意圖。附圖標(biāo)記1.冷卻風(fēng)機(jī)7.溫度控制器[0018]2.后爐門8.冷卻系統(tǒng)[0019]3.熱電偶9.加熱驅(qū)動(dòng)器[0020]4.均溫風(fēng)機(jī)10后爐門控制系統(tǒng)[0021]5.發(fā)熱體11前爐門控制系統(tǒng)[0022]6.前爐門
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明參考圖1，本實(shí)用新型提供的可控冷卻速度熱處理爐包括模塊化的溫度控制器、 PLC(可編程控制器)、變頻器、伺服電機(jī)、可控的前后爐門、電爐后壁安裝的冷卻風(fēng)機(jī)1、爐 內(nèi)壁頂部安裝的均溫風(fēng)機(jī)4、爐內(nèi)發(fā)熱體裸露結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)發(fā)熱體5為加熱電爐絲。本實(shí)用新型的可控冷卻速度熱處理爐采用了發(fā)熱體裸露結(jié)構(gòu)，以達(dá)到快速及極低 速降溫的目的。降溫時(shí)，由于加熱電爐絲全部裸露在爐壁，一旦電流減小或沒有加熱電流， 爐絲在外力(風(fēng)力)的作用下，降溫非常迅速，在升溫時(shí)，由于爐絲四周都輻射熱量，在均溫 風(fēng)機(jī)的作用下，溫度又快速回升到設(shè)定點(diǎn)，達(dá)到了迅速降溫及升溫的目的。裸露的電爐絲裝在電爐內(nèi)壁左右兩側(cè)，根據(jù)爐膛大小可裝多排，以保證爐內(nèi)有充 足的均溫區(qū)。前、后爐門分別由兩組對(duì)拉門構(gòu)成，兩組對(duì)拉門分別采用上下、左右開合的方 式，前爐門優(yōu)先開合，前、后爐門，可由預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序控制也可手動(dòng)控制。均溫風(fēng)機(jī)4安裝在爐子的頂部，手動(dòng)控制，爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片由耐高溫材料制成。快速 冷卻時(shí)冷卻風(fēng)機(jī)1送入爐外空氣，會(huì)導(dǎo)致爐內(nèi)有短時(shí)的溫度梯度存在，利用均溫風(fēng)機(jī)4以達(dá) 到爐內(nèi)溫度較為均勻的效果。本實(shí)用新型的控制回路原理圖如圖2所示。如圖2所示，溫度控制器7收到熱電偶3測(cè)量的來自爐內(nèi)的溫度信號(hào)，與設(shè)定的程 序進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)偏差情況，分別反饋給四個(gè)系統(tǒng)加熱驅(qū)動(dòng)器9、后爐門控制系統(tǒng)10、冷卻 系統(tǒng)8、前爐門控制系統(tǒng)11。根據(jù)需要，加熱驅(qū)動(dòng)器9調(diào)整裸露的電爐絲的加熱功率，前后 爐門控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)爐門開口度，冷卻系統(tǒng)8則控制冷卻風(fēng)機(jī)送入適當(dāng)?shù)娘L(fēng)量。本實(shí)用新型采用了模塊化的溫度控制器可以實(shí)現(xiàn)單、雙及多回路的控制，每個(gè)回 路可以是普通的PID控制器(在過程控制中，按偏差的比例(P)、積分⑴和微分⑶進(jìn)行 控制的一種應(yīng)用最為廣泛的自動(dòng)控制器。)也可以設(shè)置成其它形式的控制回路，并且各回路 之間可以相互協(xié)調(diào)進(jìn)行各種復(fù)雜的控制。按照不同的工藝要求設(shè)定好程序，降溫時(shí)，測(cè)溫?zé)?電偶3將爐內(nèi)溫度信號(hào)反饋給溫度控制器，與設(shè)定的程序進(jìn)行比對(duì)，若爐內(nèi)溫度與工藝要 求溫度存在偏差，根據(jù)溫度偏差情況，PLC(可編程控制器)、變頻器、伺服電機(jī)等部件將控 制電爐的前、后爐門壓緊或松開(也可以手動(dòng))，電爐爐門根據(jù)需要開閉及控制爐門的開口 度，同時(shí)冷卻風(fēng)機(jī)1送入需要的風(fēng)量，將爐溫快速下降到需要的溫度，以此達(dá)到控制冷卻速度的目的。 最后所應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡 管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以 對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和 范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種可控冷卻速度熱處理爐，包括爐壁、發(fā)熱體(5)、爐門以及冷卻系統(tǒng)(8)，其特 征在于所述發(fā)熱體(5)裸露地布置在爐壁內(nèi)部，溫度控制器(7)連接并控制爐門、發(fā)熱體 (5)和冷卻系統(tǒng)(8)，所述爐門為可控的前爐門(6)和/或后爐門0)，冷卻系統(tǒng)為安裝于熱 處理爐后壁的冷卻風(fēng)機(jī)(1)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于所述溫度控制器(7)經(jīng)爐門控制系 統(tǒng)連接爐門，并調(diào)整爐門的開口度、壓緊和/或松開程度，所述控制系統(tǒng)有可編程控制器、 變頻器和伺服電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于所述發(fā)熱體(5)為加熱電爐絲，裸露 地布置在爐壁左右兩側(cè)，可單排或多排布置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于所述熱處理爐的前、后爐門分別由內(nèi) 外兩組對(duì)拉門構(gòu)成，兩組對(duì)拉門分別為上下、左右開合，前爐門優(yōu)先開合，由程序控制或手動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于所述冷卻系統(tǒng)(8)進(jìn)一步包括位于 熱處理爐頂部的均溫風(fēng)機(jī)G)，該均溫風(fēng)機(jī)(4)驅(qū)動(dòng)耐高溫材料制成的爐內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于溫度控制器(7)與測(cè)溫?zé)犭娕?3)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征在于溫度控制器(7)經(jīng)加熱驅(qū)動(dòng)器與發(fā) 熱體(5)連接，并調(diào)整發(fā)熱體(5)的加熱功率。
專利摘要本實(shí)用新型涉及熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可控冷卻速度熱處理爐，它包括爐壁、發(fā)熱體(5)、爐門以及冷卻系統(tǒng)(8)，其中所述發(fā)熱體(5)裸露地布置在爐壁內(nèi)部，溫度控制器(7)連接并控制爐門、發(fā)熱體(5)和冷卻系統(tǒng)(8)，所述爐門為可控的前爐門(6)和/或后爐門(2)，冷卻系統(tǒng)為安裝于熱處理爐后壁的冷卻風(fēng)機(jī)(1)。本實(shí)用新型熱處理爐的設(shè)計(jì)采用了發(fā)熱體裸露結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到可控快慢速冷卻的目的。冷卻時(shí)，最快可控冷速為360℃/min，最慢為0.6℃/min，中間冷速連續(xù)可調(diào)。另外，也可以實(shí)現(xiàn)快速加熱，升溫速度＞8℃/min。
文檔編號(hào)F27D21/00GK201842873SQ20102059981
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月8日
發(fā)明者劉正東, 張才明, 李世榮, 石如星 申請(qǐng)人:鋼鐵研究總院