一種箱式退火爐及使用其退火的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及退火設備技術領域，特別是涉及一種箱式退火爐及使用其退火的方法。
【背景技術】
[0002]退火是一種對材料的熱處理工藝。指將材料緩慢加熱到一定溫度并保持足夠時間，然后按照一定的速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；調整組織，消除組織缺陷;均勻材料組織和成分，改善材料性能或者為后續(xù)熱處理做準備。退火工藝根據使用目的不同分為很多種，如等溫退火、均勻化退火、球化退火、去除應力退火、再結晶退火、以及穩(wěn)定化退火、磁場退火等等。退火處理一般在退火爐里進行，退火爐種類多種多樣，有臺車式、井式、箱式和罩式等。其中，箱式退火爐由于裝載量大、生產率高和制作成本較低等原因，被廣泛應用于小、中型工件的退火處理。這種退火爐為了最大限度地利用空間、提高產量，一般采用熱源層包裹腔體的方式，以“爐殼一保溫隔熱層一熱源層一內腔”作為整體框架來進行設計?，F有箱式退火爐裝載量大，制作成本低，比較適用于小批量中小型工件的退火處理。但它在使用方面存在著如下一些問題:
1.爐溫分布不均勻
當工件裝載量大且所裝載工件導熱性能差(如玻璃工件)時，箱式退火爐的爐溫分布容易出現不均勻現象。這是因為在箱式退火爐中，熱量的傳導方式以輻射和自然冷熱對流為主，一旦外層工件導熱性能差且堆積較多時，它們將會對內外熱輻射和熱對流起到較大的阻礙作用。由此造成腔體內外溫度的不均勻:升溫時外熱內冷，降溫時外冷內熱。工件沿徑向裝填層數越多，這種現象越明顯。爐溫分布的不均勻性，給退火操作帶來了一些問題:
a)退火效率低。為了解決內外溫度差異的問題，做到內外兼顧，現在一般采取延長退火時間或減少退火工件裝填量的做法。只要退火時間足夠長或裝填工件數足夠少，腔體內外溫度就會逐漸趨于一致。但這些做法極大地犧牲了退火效率，無法發(fā)揮出箱式退火爐高效率，高容量的特點。
[0003]b)退火精度低。由于溫度的不均勻性，不同位置的工件往往經歷了不同的退火過程(升溫、保溫、降溫時間和具體溫度等或多或少都有差別)。這對一些需要嚴格控制退火參數的工件或工序來說是不可接受的。
[0004]2.溫控系統(tǒng)可靠性不高一般箱式退火爐采用熱電偶測溫的方式來控制溫度。由前可知，爐內溫度容易出現不均勻現象，因此依靠固定位置的熱電偶探頭來測量溫度的溫控系統(tǒng)明顯可靠性不高。若探頭安裝在外圍，則內部工件退火參數不可控，可能出現退火不完全問題;若探頭安裝在內部，則外部加熱系統(tǒng)容易出現沖溫現象，導致外圍工件的損壞。增加測溫點和溫控系統(tǒng)可以緩解這個問題，但爐子的制作成本將大大提高。

【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種裝載容量大，熱傳導效率高，爐子內腔溫度均勻性好且制作成本不高的箱式退火爐及使用其退火的方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種箱式退火爐，包括退火爐爐體，退火爐爐體內設有動力室、熱力室及工件室，熱力室內設有加熱裝置，繞動力室、熱力室及工件室的周圍設有用于氣流循環(huán)的風道，動力室內設有用于擾動氣流的擾流裝置，擾流裝置擾動氣流依次通過熱力室及工件室并與風道形成循環(huán)流道。
[0007]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，熱力室與工件室之間還設有輻射擋件，輻射擋件包括若干均勻排列的輻射板。
[0008]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，各輻射板均包括水平板和傾斜板，水平板和傾斜板連接并呈一夾角，傾斜板設置于熱力室一側，水平板設置于工件室一側。
[0009]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，熱力室內設有的加熱裝置為若干電熱板，電熱板多層水平均勻排列。
[0010]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，電熱板采用陶瓷電熱板。
[0011]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，熱力室設有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)在熱力室內設有測溫點，測溫點設置在熱力室正后方。
[0012]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，溫控系統(tǒng)為熱電偶測溫溫控系統(tǒng)并通過溫控負反饋系統(tǒng)來調節(jié)熱源功率大小。
[0013]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，動力室、熱力室及工件室的兩側或者四周設有引風板，動力室、熱力室及工件室內部為加熱風道，引風板外圍回流風道，回流風道包圍加熱風道，風道的轉折處為平緩過渡。
[0014]進一步作為本發(fā)明技術方案的改進，退火爐爐體內設有保溫層，動力室內設有的擾流裝置為風機。
[0015]一種使用箱式退火爐退火的方法，包括以下步驟:
A.將待退火工件擺放于工件室中，待退火工件的層與層之間及件與件之間設有間隙，且每層每行待退火工件間的間隙交錯排列；
B.關閉退火爐，升溫，根據工件尺寸及擺放情況選擇風速及升溫時間；
C.完成升溫后，保溫，保持風速不變；
D.完成保溫后，降溫，通過調整風速控制降溫速率變化；
E.待爐膛內腔溫度降至室溫時，關閉動力室的動力和熱力室的熱源，取出完成退火的工件。
[0016]本發(fā)明的有益效果:此箱式退火爐及使用其退火的方法，設有的動力室擾動氣流送風通過熱力室，熱力室內設有加熱裝置，氣流在加熱后通過工件室，對工件室內的工件進行加熱，并通過風道回流氣流，形成循環(huán)流道，此通過氣流運動加熱或者降溫的方法使得退火爐內溫區(qū)更均勻，退火爐升降溫速率快且穩(wěn)定可控，退火效率高，退火爐溫控系統(tǒng)準確可
A+-.與巨O
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明實施例整體結構示意圖；
圖2是本發(fā)明實施例每層工件的擺放示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例氣流運動示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1至圖3，本發(fā)明為一種箱式退火爐，包括退火爐爐體，退火爐爐體內設有動力室11、熱力室12及工件室13，熱力室12內設有加熱裝置，繞動力室11、熱力室12及工件室13的周圍設有用于氣流循環(huán)的風道6，動力室11內設有用于擾動氣流的擾流裝置，擾流裝置擾動氣流依次通過熱力室12及工件室13并與風道6形成循環(huán)流道。
[0019]此箱式退火爐及使用其退火的方法，設有的動力室11擾動氣流送風通過熱力室12，熱力室12內設有加熱裝置，氣流在加熱后通過工件室13，對工件室13內的工件進行加熱，并通過風道6回流氣流，形成循環(huán)流道，此通過氣流運動加熱或者降溫的方法使得退火爐內溫區(qū)更均勻，退火爐升降溫速率快且穩(wěn)定可控，退火效率高，退火爐溫控系統(tǒng)準確可
A+-.與巨O
[0020]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，熱力室12與工件室13之間還設有輻射擋件，輻射擋件包括若干均勻排列的輻射板。
[0021 ]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，各輻射板均包括水平板和傾斜板，水平板和傾斜板連接并呈一夾角，傾斜板設置于熱力室12—側，水平板設置于工件室13—側。
[0022]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，熱力室12內設有的加熱裝置為若干電熱板2，電熱板2多層水平均勻排列。
[0023]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，電熱板采用陶瓷電熱板。
[0024]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，熱力室12設有溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)在熱力室12內設有測溫點3，測溫點3設置在熱力室12正后方。
[0025]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，溫控系統(tǒng)為熱電偶測溫溫控系統(tǒng)并通過溫控負反饋系統(tǒng)來調節(jié)熱源功率大小。
[0026]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，動力室11、熱力室12及工件室13的兩側或者四周設有引風板61，動力室11、熱力室12及工件室13內部為加熱風道，引風板61外圍回流風道，回流風道包圍加熱風道，風道6的轉折處為平緩過渡。
[0027]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，退火爐爐體內設有保溫層8，動力室11內設有的擾流裝置為風機I。
[0028]一種使用箱式退火爐退火的方法，包括以下步驟:
A.將待退火工件擺放于工件室13中，待退火工件的層與層之間及件與件之間設有間隙，且每層每行待退火工件間的間隙交錯排列；
B.關閉退火爐，升溫，根據工件尺寸及擺放情況選擇風速及升溫時間；
C.完成升溫后，保溫，保持風速不變；
D.完成保溫后，降溫，通過調整風速控制降溫速率變化；
E.待爐膛內腔溫度降至室溫時，關閉動力室11的動力和熱力室12的熱源，取出完成退火的工件。
[0029]本發(fā)明優(yōu)選實施例為一種中小型箱式退火爐，該退火爐內腔分為動力室11、熱力室12、測溫點3、輻射擋件10、工件室13和風道6等六部分。退火爐設有小爐蓋4及大爐蓋5，工件7擺放在金屬支架9上，該箱式退火爐的基本工作原理是:由風機I推動氣體，將熱源散發(fā)出來的熱氣吹向所有工件7，使它們均勻受熱。