编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 可控气氛热处理炉的分类 及特点 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-4645-44 可控气氛热处理炉的分类及特点 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1.可控气氛热处理炉的分类 可控气氛热处理炉种类很多，有周期式和连续式之分。 周期炉:有井式炉和密封箱式炉(又称多用炉），适用于多品种小批量生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理。 连续炉:有推杆式、转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可以进行光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。 2.可控气氛热处理炉的特点 (1)炉膛密封良好 炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。炉体密封，包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密
封。电热元件等在可控气氛作用下，需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料，最好用低压供电，以免元件渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。 采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封，密封效果比较好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，炉子工作温度也受到限制。还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点，即除炉膛密封外，采用辐射管加热器，可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。 (2)炉内保持正压 可控气氛炉内应保持正压，以防止炉外空气侵入引起爆炸，并且保证炉内气筑稳定。保持炉内正压的措施是，以一定压力供入足够的可控气体，保证可控气氛充满炉膛；对全密封的炉子，在废气排出口设置水封；控制炉内压力；炉门设置装料前室及火帘装置，以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。 (3)炉内气氛均匀 可控气氛在炉内必须循环流动，使气氛和温度均匀，以保证产品质量一致。因此，可控气氛炉大都设
攀长特钢45/50MN快锻机6#室式加热炉技术规格书 4x4米室式燃气热处理炉 1、用途：用以处理以下钢种 1)主要用于45MN快锻机钢锭加热和返炉料加热； 2)钢锭种类：主要用于小批量产品、中小锭（坯）的加热及回炉加热。10吨以下锭型；
2.主要设计条件 2.1、工作制度 为满足主机设备的工作需要，台车式加热炉按照四班三运转连续作业制设计，年工作306天，设计年时基数7200小时。 2.2、能源燃料 采用天然气作为热源，天然气参数如下： 发热值：8424×4.18 kJ/Nm3 接点出气压力：100～200 kPa 2.3、车间运输条件 车间吊车为电动桥式起重机，炉前车间行车的最大起重负荷为80/20t，炉后车间行车的最大起重负荷为20/5t。 2.4自然条件 环境、气象、地质条件 历年极端最高气温： 39.7℃ 历年极端最低气温： -6.8℃ 年平均气温： 16.2℃ 年平均相对湿度： 81% 年平均降水量； 1320 mm 年平均蒸发量： 780.1 mm 冬季平均风速： 0.7 m/s 夏季平均风速： 1 m/s 年平均风速： 0.9 m/s
主导风向： NE 基本风压： 0.4 kN/m2 基本雪压： 0.15 kN/m2地震数据 抗震强度：里氏7级 抗震加速度： 0.15g 2.5公辅设施条件 a电力 b氮气 c天然气 低发热值8424×4.18 kJ/Nm3 d压缩空气 净化要求： 固体含量 <15 mg/m3；
最大微粒含量：5μm； 油含量： <15 ppm； 露点：≤ -20℃； 压力： 0.4～0.6 MPa； 3.主要技术参数 ?最大燃气耗量：89Nm3/h ?最大助燃空气耗量：827.7Nm3/h ?空气系数：1.15 ?单位燃烧生成气量：11.43 Nm3/ Nm3 ?烧嘴前燃气压力：40mbar ?烧嘴前助燃空气压力：40mbar ?天燃气发热值： 8424x4.18kJ/Nm3 ?最高使用温度：1280℃3 ?炉膛尺寸：4000×4500x3000mm（WXLXH） ?最大加热速率要求：120℃/h（可调） ?保温期炉温均匀性：≤±10℃（含工件） ?烧嘴控制方式：4区单控 ?广东施能制造的SIO100KB烧嘴230KW：4套 ?温度控制系统控制精度：≤±1℃ ?炉体外壁温度：≦65℃ ?最大装炉量：20t ?助燃风机功率：4-72 NO3.6A5Y90L-4 (2.2kW电机）
托辊网带式控温冷却热处理生产线 技 术 方 案 湖北十堰华美炉业有限公司 二0一二年四月 托辊网带炉控温冷却生产线技术方案 一.基本要求: 1.工件名称:曲轴件锻造后余热利用热处理生产线 2.工件尺寸: 最大工件长:450mm; 直径:42mm; 重量:15kg 3.工作区尺寸:快冷部分: 网带宽720mm; 控温区长:5000mm; 缓冷部分: 网带宽720mm; 加热区长:10000mm; 低温快冷部分: 网带宽720mm; 加热区长:8000mm; 4.热处理要求:正火,热处理后表面光洁, 硬度均匀, 金相组织 符合国家行业标准。 二.设备组成: 本生产线主要由托辊网带式正火炉、网带式回火炉、前后工作台等部分组合。
1.正火炉快冷段网带运行采用托辊同步传动, 使网带运行承受 最小张力, 提高使用寿命; 网带运行连续均匀, 和间断进给 的传动相比, 消除了网带返退缺陷和工作经过落料口因时间 不同而引起硬度不均匀的现象。 2.炉顶部装有强力循环风机, 确保炉膛内温度和气氛均匀达到 快速均勻冷却效杲。 3.生产线具备完整可靠的电气自控、安全连锁和报警等功能。生 产线也可单机手动控制,便于调试和维护。 三.设备主要技术参: 1.托辊网带式正火加热炉: (1)电源内客:3N 380V 50Hz (2)额定加热功率:100kw (3)有效快冷区尺寸:720x5000x100mm(宽x长x高) 有效缓冷区尺寸:10000mm (4)最大生产率:3000kg/h (5)控温区数:4区+4区 (6)控温元件: 希曼顿产功率模块(固态继电器), 特 点:4-20mA输入, 具有过热, 缺相, 过流保护, 报警功 能。自动调功。温控仪表: 日本导电, 具有PID自整定, 具有超温断偶保护、报警等功能。 (7)控温精度:≤1℃ (8)炉温均匀度: ≤±3℃(同一区段)
燃气式热处理炉、天然气炉、燃气炉 品牌恒炉型号多种别名燃料炉适用范围金属件淬火、正 火、退火等热处理炉膛最高温度 1300（℃）工作温度按工艺（℃） 装载量参照用户（kg） 本系列炉是国家标准节能型周期式作业炉，节能结构。台车采用防撞击密封，炉门采用自动弹簧式压紧机构，自动密封台车和炉门，一体化连轨，不需基础安装，放在水平地面即可使用。主要用于高铬、高锰钢铸件、球墨铸铁、轧辊、钢球、45钢、不锈钢以及各种机械零件等淬火、正火、退火等热处理。 简介： 1、设备以各式燃烧气体为介质，通过各式烧咀燃烧加热，最高温度1300℃。 2、炉体骨架由各种大中型型钢现场组合焊接而成，外壳封板为钢板，高铝全纤维耐火纤维棉模块为炉衬，密封、节能效果好。 3、台车骨架由各种大型工字钢、槽钢、角钢及厚钢板等组合焊接而成。 4、台车传动采用全部车轮均为驱动轮，驱动可靠，传动系统采用“三合一”电机—减速机，安装方式为轴装式，结构紧凑、装配牢固、进出灵活、操作简单、维修方便。 5、台车耐火砌体采用高铝定型砖结构，与炉体密封效果好，耐压强度高。台车面搁置垫铁供堆放工件用。台车帮板全部采用铸件，保证车体经久耐用。炉车与炉衬的密封采用耐火纤维密封块电动推杆自动压紧结构。侧密封的开、闭与炉车进出连锁。 6、炉门采用高铝全纤维耐火甩丝毯与型钢组合框架结构，电动葫芦升降，炉门密封机构采用长短杠杆弹簧式自动压紧凸轮机构和软边密封装置。保证上下无摩擦、轻松自如、安全可靠。 7、烟囱安装蝶阀与执行器等，可调节降温速度，控制炉压。 8、加热器采用高速烧咀，均布两侧。连续比例调节燃烧。执行器调节风量的大小，通过比例阀来调节燃气量的大小，达到空燃比例燃烧，燃气和风量设有下限限幅，每个烧咀的燃气管上设有控制电磁阀，每个烧咀配有独立完整的燃烧控制器，具有自动点火，火焰检测，灭火报警自动断气。这样充分保证燃烧温控系统的稳定性、安全性。 9、烧咀的特点 高速烧咀可使燃料与助燃空气在燃烧室内基本实现完全燃烧，燃烧后的高温气体以100m-150m/s的速度喷出，从而达到强化对流传热，促进炉内气流循环，保温时炉温均匀度≤±10℃。 该烧咀 a、燃烧室体积小 b、燃烧气体出口速度高
摘要 台车式炉属于间断式变温炉，炉膛不分区段，炉温按规定的加热程序随时间变化。作为工业炉中颇具特色和代表性的一大类炉型，台车式炉已经被广泛应用于冶金及机械制造加工等行业。台车式炉的结构特点是：炉底为一可移动台车，加热前台车在炉外装料，加热件需放置在专用垫铁上，垫铁高度一般为200~400mm。加热时，由牵引机构将台车拉入炉内；加热后，由牵引机构将台车拉出炉外卸料。合理设计台车式热处理炉，对改善热处理炉的热效率，提高产品的质量具有重要意义。 本设计对象为20t台车式正火炉。主要由炉底，钢结构，烧嘴，炉衬，换热器，空、煤气管道，炉门，台车，台车轨道及烟囱等部分组成，用于45钢的正火处理。设计计算依据《工业炉设计手册》及《火焰炉设计计算参考资料》等参考书。主要包括：1.方案选择，2.燃料燃烧计算，3.炉内热交换计算，4.加热期炉子热平衡计算，5.保温期炉子热平衡计算，6.管路及排烟系统阻力损失计算，7.炉子重要部件选择等十几个部分。 应用3D画图软件Pro/ENGINEER建立炉子三维实体模型以及运用制图软件CAD进行炉体及各部件的工程图绘制。三维立体图能直观的反映炉子本身的构造，便于修改，利于设计讨论，在工程设计中正得到广泛的应用。该热处理炉设计特点是采用全纤维炉衬，纤维柔性密封，比普通的砖砌台车式热处理炉的热效率大大提高，达20%以上。在此基础上，利用脉冲燃烧控制技术及新型空气换热器，大量节省了能源，节约燃料，提高了工件热处理质量。 关键词：台车式正火炉，全纤维热处理炉，脉冲燃烧控制技术，换热器
Abstract Bogie hearth furnace is intermittent temperature furnace, regardless of section, the furnace temperature change over time according to the provisions of the heating process. As a distinctive and representative of a large class of furnace industrial furnace, bogie hearth furnace has been widely used in metallurgy and mechanical manufacturing and processing industries. Bogie hearth furnace structure is characterized by: the bottom of a mobile trolley, heated front car loading in the furnace, heating be placed on a dedicated horn, horn height of generally 200 ~~ 400mm. When heated by the traction trolley pulled into the furnace; heated by the traction car pull out of the furnace discharge. Rational design of the trolley heat treatment furnace, and of great significance to improve the thermal efficiency of the heat treatment furnace to improve the quality of the product. A 20t bogie hearth annealing furnace for annealing round steel made by 45 was designed in this paper. It is composed of furnace hearth, steel construction, burner,furnace liner, heat exchanger, air and coal gas pipes, furnace door,bogie, track of bogie and chimney. The calculation of designing mainly according 《Handbook of furnace designing》and 《Reference data book of flame furnace calculation of design》.It includes: 1.the selection of project, 2.the calculation of fuel combustion, 3.the calculation of heat-exchanging in furnace, 4.hear balance of the furnace as heating, 5.heat balance of the furnace during the process of thermal retardation, 6.the calculation of loss in piping and flue system, 7.the election of important components, and so on. Using AutoCAD to draw the furnace and its accessories, and drawing 3-dimension construction of furnace by Pro/ENGINEER software.The 3D model now is widely used in engineering design because it can describes the construction of the furnace directly, and easy for revising.The heat treatment furnace design features all-fiber lining, fiber flexible seal, greatly improve the thermal efficiency than the ordinary brick trolley heat treatment furnace, and more than 30%. On this basis, the use of pulse combustion control technology and neW air heat exchanger, and save a lot of energy, save fuel, improve the quality of the Workpiece heat treatment. Key Words: bogie hearth annealing furnace, all-fiber heat treatment furnace, pulse combustion control technology, heat exchanger
热处理炉的特点 热处理炉的特点 https://www.doczj.com/doc/df13671175.html, 2010.5.26 1.热处理炉的温度范围大工前的加热，主要目的是得到塑性好的奥氏体钢，其温度范围为900-1200度；热处理由于工艺要求不同，温度高的可达1300度，低的只有100度左右。温度相差如此之大，其炉子结构也很大不同。炉温高于650度的叫高温热处理炉，热量的传递以辐射方式为主，对流为辅；炉温低于650度的叫低温热处理炉，热量的传递主要依靠对流方式。热处理要求炉膛温度均匀，避免局部温度过高。 2.热处理炉的炉温控制比较严格热处理炉能否保证热处理工艺所要求的温度，对产品质量有很大影响，一般上下不超过3-10度。被加热物断面上的温度分布应尽可能地均匀，温差不得超过5-15度。就控制炉温而言，电炉比较优越。为了达到准确控制温度的目的，最好均匀地布置烧嘴，这样便于分段控制，烧嘴太少，过于集中，容易出现局部过热。同时，烧嘴或电热体的布置及炉子结构应有利炉气的循环。 3.热处理炉应尽量减少金属的氧化与脱碳对钢材的热处理，不允许有表面的氧化与脱碳，应保持表面的光洁。热处理炉往往需要密封，以便控制炉气成分，有时还要保持炉膛内某种特定的气氛。例如冷加工钢材的光亮退火，多半在保护气体介质或在真空中进行，所以马弗炉和辐射管在热处理炉上应用很多，当工件或钢材进行化学热处理时，如渗碳、都要保持在一定成分活性介质中加热，须用马弗炉或浴炉。 4.热处理炉的生产率及热效率低热处理时，为了使金属断面上的温度均匀，使结晶组织转变得完全，需要使金属在炉内停留较长的时间，不论是那一种热处理，
材料在炉内都有一个或几个均热或保温阶段，冷却过程也往往在炉内进行。有些品种的热处理，甚至要进行多次加热、保温冷却。许多热处理炉的周期性作业的，由于以上缘故，热处理炉的生产率和热效率比轧锻加热用炉低得多。
网带炉详细说明 网带炉介绍和特点：经过半个多世纪的发展，第一代网带炉从氧化气氛下加热逐步发展到第二代保护气氛、少无氧化加热，又进步到第三代可控气氛加热，第四代计算机管理，在廿一世纪的今天，网带炉是如何发展的网带炉的特点 今天热处理网带炉发展的动力和其它产品一样源自市场的需求，发展的成果来自技术的进步。我国改革开放政策正大大地推动并加速了热处理行业发展过程。 廿一世纪的网带炉技术将带有鲜明的时代特征，具有四大特点：智能化热处理、高质量热处理、低成本热处理、清洁的热处理 ■网带炉的发展方向： 网带炉生产线采用无污染DX气体回火发黑技术、无污染利用回火余热染黑技术取代了传统有污染的发黑工艺。网带炉热污染为零。 ■网带炉的详细介绍： 经过半个多世纪的发展，第一代网带炉从氧化气氛下加热逐步发展到第二代保护气氛、少无氧化加热，又进步到第三代可控气氛加热，第四代计算机管理，在廿一世纪的今天，网带炉是如何发展的网带炉的特点? 今天热处理网带炉发展的动力和其它产品一样源自市场的需求，发展的成果来自技术的进步。我国改革开放政策正大大地推动并加速了热处理行业发展过程。 廿一世纪的网带炉技术将带有鲜明的时代特征，具有四大特点：智能化热处理、高质量热处理、低成本热处理、清洁的热处理. 1智能化热处理 研究发展人员运用最新CAD程序和热处理数据库，计算机模拟仿真技术和控制技术，采用高度柔性化、智能化的综合控制和管理系统于网带炉及其生产线。 未来的网带炉操作者仅需将待处理的工件数量、图纸输入计算机，整套设备将自行处理出高质量的产品。 目前已实现了整个系统实时多项目操作控制。如控制装料厚度、网带速度、温度、碳势等。可全屏幕监视及控制分批进料之移动。能完全工艺程序控制，可储存9999个工艺。能完全记录设备运行状况中所检测到的工艺参数(零件号、材料、温度、碳势等)送计算机进行处理并存储记录。可随时调阅和打印。可贮存十年的记录。密码分层控制，完全分层。含有新炉升温程序，停炉升温程序可有效执行升温过程等. 2高质量的热处理 质量分散率为零，热处理畸变为零。质量控制措施： 上料控制系统：重量、数量、均匀性可控。实现翻斗式、吸盘式、磁带性、阶梯式、震动式料系统普遍推广采用。上料节奏自动控制、变频调速。零件方向自动排列。加料厚度实现实时监控。从源头上为热处理工艺的准确执行提供保证。 设备温度控制：炉温稳定性±1℃、炉温均匀性±10℃，冷处理温度均匀性±5℃，开关式温控将被淘汰。
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 可控气氛热处理炉的分类及特 点(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
可控气氛热处理炉的分类及特点(通用版) 1.可控气氛热处理炉的分类 可控气氛热处理炉种类很多，有周期式和连续式之分。 周期炉:有井式炉和密封箱式炉(又称多用炉），适用于多品种小批量生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理。 连续炉:有推杆式、转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可以进行光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。 2.可控气氛热处理炉的特点 (1)炉膛密封良好 炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。炉体密封，包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。电热元件等在可控气氛作用下，需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料，最好用低压供电，以免元件
渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。 采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封，密封效果比较好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，炉子工作温度也受到限制。还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点，即除炉膛密封外，采用辐射管加热器，可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。 (2)炉内保持正压 可控气氛炉内应保持正压，以防止炉外空气侵入引起爆炸，并且保证炉内气筑稳定。保持炉内正压的措施是，以一定压力供入足够的可控气体，保证可控气氛充满炉膛；对全密封的炉子，在废气排出口设置水封；控制炉内压力；炉门设置装料前室及火帘装置，以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。 (3)炉内气氛均匀 可控气氛在炉内必须循环流动，使气氛和温度均匀，以保证产品质量一致。因此，可控气氛炉大都设有风扇。可控气氛可从加热室的侧面供入，也可从加热室上方滴入。 (4)装设安全装置
燃气双台车式热处理炉的设计与应用史晓萍 发表时间：2019-09-19T08:52:56.367Z 来源：《电力设备》2019年第8期作者：史晓萍 [导读] 摘要：本文研究了燃气双台车式热处理炉的设计和应用方法，首先研究台车和热处理炉的设计特点，然后分析如何进行应用，帮助工厂更好地使用这种热处理炉。 （中车南京浦镇车辆有限公司江苏南京 210031） 摘要：本文研究了燃气双台车式热处理炉的设计和应用方法，首先研究台车和热处理炉的设计特点，然后分析如何进行应用，帮助工厂更好地使用这种热处理炉。并详细阐述了燃气双台车炉的热处理工艺过程，介绍了该热处理炉的设备组成和技术特点，以及自主研发关键设备的使用效果。实践证明，该热处理炉大幅提高了周期作业炉的生产率，经济效益非常可观。 关键词：燃气双台车热处理炉；设计；应用 燃气双台车式热处理炉相比传统的热处理炉具有明显的优势，为了能够较好地使用，就需要了解燃气双台车式热处理炉设计特点，并且采用合适的方法应用。台车式热处理炉是冶金、机械行业中必不可少的热处理设备，目前在我国常用的台车热处理炉中基本上有单门单车的形式。对单炉装料批次多或需要在炉外台车上冷却的情况，单门单车台车炉装料、炉外冷却及出炉卸料时间在整个热处理周期中占有较大比重，生产周期较长，设备利用率较低，能耗相应也较大。为了满足国内某企业厂房空间有限、热处理量又大的生产需求，研制了燃气双台车热处理炉。 1 燃气双台车式热处理炉的炉型 1.1 热处理炉的设计 燃气双台车式热处理炉和普通的台车炉相比有很大的不同，由于有两台车和两个装卸料的炉门，并且整个热处理炉采用了一体化的结构，所以会公用一套排烟系统和供热系统，两台车会交替负责热处理的工作[1]。工作当中，在台车在炉内进行生产时，另一台车可以在炉外进行装填和卸料的工作，并且可以进行炉外的冷却。生产工作的台车完成了热处理出炉之后，另一个台车就会马上进入工件的热处理工作当中。这样一种工作方式，最大的好处在于台车始终都保持在工作状态，有效缩短工作的周期，更重要的是，可以减少炉内热量的流失，让能源可以被更加合理的利用。 为了做好对温度的高精度控制，燃气双台车式热处理炉的烧嘴一般都是单独地控制某一个区域，并且由于炉门采用了电动压紧方式，让电动推杆和炉门在紧闭的时候可以很好地对炉体进行密封。生产的过程中，由于炉门需要运动，所以需要考虑炉门纤维受损的问题。所以，通常都会在炉门的周围设置可以调整的密封块，并且可以尽心更换，降低炉门的磨损，也能够提升效果，在操作上也十分方便。 为了能够保证炉稳定性，一般都会使用全纤维材料来制造炉衬材料，纤维模块之间通过相互挤压，能够形成没有缝隙的整体。这样模块化的设计，能够保证施工的而方便，而且，可以降低重量[2]。依靠炉的地热热导率，能够保证热处理炉的稳定性，提高了绝热性上的优点。烧嘴通常都在两侧墙的底部设置，这样就能够和炉的垫块相配合，从而很好地形成一个气流通道。 1.2 台车的设计 台车所使用的的一般都是双层型钢结构框架，上层是横梁，还是用工字型刚支撑；台车的下层是纵梁，用槽型构成。下层的纵梁沿着长度方向分段铰接，沿着台车的宽氛围三组。这种设计方式可以避免台车在工作过程中由于受热导致出现膨胀，而且在安装出现误差的时候，也可以进行有效的调整，防止台车发生跑偏的情况。 台车在行走的时候，由于台车的体积很大，为了保证稳定的行走，通常在台车的前后都有一组驱动轮。台车和炉体使用沙封和软硬迷宫的方式结合。台车在进行浇注料的时候，炉台的纤维模块会和台车有非常紧密的接触，通过台车上的密封刀模块可以形成第一道密封。车体舌草和车台项链，在台车进入炉膛之后，安装炉体也会和沙封刀配合形成第二道密封。 1.3 炉型结构 与普通的台车炉相比不同之处在于该台车炉包括：两个台车、两个装卸料炉门、一套炉体结构、一套供热及排烟系统。两个台车交替进入炉内进行热处理，即 1# 台车在炉内生产时，2# 台车在炉外进行装卸料或炉外冷却等准备工作。 1# 台车完成热处理工艺出炉后，2#台车可立即进入炉内进行工件热处理，这样的工作制度缩短了台车炉的生产周期，并且减少了炉体散热损失，提高了能源利用率。 2 燃气双台车式热处理炉的应用 2.1 自动化技术 为了能够充分在自动化的条件下应用台车，需要将工人系统的检车和控制系统使用PLC进行控制和链接，从而进行温度、压力、流量等参数的检测工作，并且能够做好对炉内温度、压力等参数的自动控制。控制系统主要需要进行炉温的自动控制，控制炉内空气的流动情况，控制好炉内的压力并且做好对换热器的保护，还需对各个不同的炉的工作状态进行控制，防止出现误差[3]。操作站需要对各项参数进行监视，通过控制好退火炉的生产过程，从而促进炉的高校运行。为了保证运行的稳定，通常需要采用智能化的方式控制炉内的燃烧，通过使用主控单元进行控制，能够使系统变得更加灵活可靠。 2.2 关键设备的应用 （1）高效管状金属换热器 燃气双台车式热处理炉的换热器安装在总排烟管上，能够回收烟气的预热，从而助燃空气。高效管状金属换热器具有体积小、流动阻力小、结构紧凑的特点，十分耐腐蚀并且能够抵抗高温变形，有利于维护而且具有很长的寿命。 （2）亚高速烧嘴 亚高速烧嘴的使用，能够帮助热处理炉进行自动点火，而且能够对人处理炉内的火焰进行检测。在控制烧嘴的时候，可以采用远程自动控制的方式，也可以用本地控制来完成，可以很好地实现阀门开关可点火工作。这种烧嘴能够喷出高温、高热的气流，很好滴保证了炉内汽提的循环，保证了炉温的均匀稳定[4]。根据需要，烧嘴有大小火两种模式可以选择，通过灵活的切换，能够满足不同情况下的工艺要求。而且，依靠模块化的控制，也能够比较容易地进行检修等工作。依靠着自动点火的控制，能够让炉内的点火更加容易，提高了稳定性。 3 应用效果及经济效益 双台车热处理炉投入使用以后，保温阶段的温差控制在±10℃以内，热处理产品质量好。通过跟踪记录检测，有以下两方面的节能效
热处理炉内气氛控制
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2
南京工程学院教案【教学单元首页】 第17-18 次课授课学时 4 教案完成时间：2013.2 章、节第九章热处理炉内气氛及控制；§9.1热处理炉内气氛种类；§9.2可控气氛的制备；§9.3碳势和氧势的测量与控制；§9.3碳势和氧势的测量与控制； 主要内容热处理炉内气氛种类 可控气氛的制备 可控气氛加热的基本原理碳势和氧势测量技术 碳势和氧势测量技术 压力与流量的测量 目的与要求目的：了解热处理炉内气氛的特、性质、制备原理及用途、常见碳势的测量技术等，为合理选择和使用炉内气氛及碳势设备奠定必要的理论基础。 要求：了解常见碳势、氧势、压力、流量测量技术与原理以及吸、放热型气氛制备原理与流程，掌握常见炉内气氛性质、特点和用途、碳势和氧势等概念。 重点与难点重点：炉内气氛种类、性质及应用；碳势、氧势、氧化脱碳机理。 难点：吸、放热型气氛制备装置构成及流程；碳势测量技术测试原理。 教 学 方 法 与 手 段 板书与多媒体教学结合。
第九章热处理炉内气氛及控制 研究炉内气氛目的：1）防止工件加热过程氧化、脱碳；2）对工件进行化学热处理。 §9.1热处理炉内气氛种类（P124-129） 热处理炉内气氛即炉内气体介质，主要有空气、真空和可控气氛等。可控气氛指成分和性质可适当控制的气体，包括反应生成气氛、分解气氛和单元素气氛，在热处理炉生产中常用可控气氛包括吸热式气氛、放热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛和氢气等。P124什么是可控气氛？ 一.吸热式气氛 定义：燃料气与少于或等于理论空气需要量一半的空气在高温及催化剂作用下，发生不完全燃烧生成的气氛。因反应产生的热量不足以补偿系统的吸热和散热（即不能维持反应温度），须借助外部热量维持反应的进行，故称为吸热式气氛。 成分：吸热式气氛主要成分是H2、CO和N2，还有少量的CO2和CH4。 用途：1）吸热式气氛碳势约0.4%，对低碳钢是还原性和渗碳性气氛。2）吸热式气氛主要用于渗碳载气、中高碳钢加热时的保护气氛（光亮淬火），但不宜作为高铬钢和高强度钢的保护气氛，因为碳与铬反应生成碳化物会使高铬钢贫铬；气氛中的氢易导致高强度钢氢脆。3） 吸热式气氛经过再处理除去CO和CO 2后获得的以H 2 和N 2 为主的气氛可用于不锈钢和硅钢光亮 加热保护气氛。（见P124表10-2） 二.放热型气氛 定义：原料气与理论空气需要量一半以上的空气不完全燃烧的产物。因反应放出的热量足以维持反应进行而不需外加热源，故称为放热型气氛。 成分：放热型气氛主要成份是N 2、CO、CO 2 。为提高气氛还原性，常再进行净化处理，以 除去其中氧化性成分CO 2和H 2 O。 通过改变空气和燃料气比以及净化处理，可在较宽范围内改变气氛成分和性质，一般又把这类气氛分为淡型（混合气中加入较多空气）、浓型（混合气中加入较少空气）和净化型（净化处理的放热式气氛）三种。 气氛性质：视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。可能是还原型和增碳性的，也可能是氧化型和脱碳性的。 用途：1）浓型放热式气氛是还原性、弱脱碳性气氛，常用于低、中碳钢光亮淬火保护气氛；2）淡型放热式气氛是为微氧化性和脱碳性气氛，常用于低碳钢和铜光洁加热保护气氛；3）净化型放热式气氛由于气氛中氧化性、脱碳性成分CO 2 被去除，主成分由氮气和一定量的CO和H2组成，属于还原性气氛，可用于中高碳钢光亮加热保护气氛；4）净化型气氛再加少量富渗碳气，可用作高碳钢保护气氛和化学热处理介质。 三.氨分解气氛及氨燃烧气氛 分类：分加热分解气氛（吸热式）和燃烧气氛（放热式）两类。燃烧气氛又分完全燃烧和不完全燃烧气氛两种。 制备原理：将无水氨加热到800-900℃，在催化剂作用下，分解成氢气+氮气的气氛。 氨分解气氛（75%H2+25%N2）特点和应用：具有强还原性和弱脱碳性，常用于不锈钢、硅钢、铜和高铬钢光亮加热保护气氛。 完全燃烧气氛组成和应用：主要由氮气（99%）和少量氢气（1%）组成，属于中性气氛，可用于铜和碳钢光洁加热保护气氛。 氨不完全燃烧气氛组成和应用：主要由氮气（76%）和氢气（24%）组成，具有还原性和
一、名词解释 1、热流:单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流，或热流量。用Q表示，单位为W,即J/S 2、耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，表示材料受热后软化到一定程度时的温度。 3、荷重软化点：是指在一定压力条件下，以一定速度加热，测出试样开始变形时的温度，当试样变形达到4%或40%的温度，称为荷重软化4%或40%软化点。 4、热导率：反应了物体导热能力的大小，它的物理意义在单位时间内每米长温度降低1℃时，单位面积能传递的热流量，用λ表示，单位为w/（m.℃） 5、传导传热：温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间的热能的传递过程，称为传导传热 6、辐射传热:物体间通过辐射能进行的热能传递过程 7、黑体：辐射能全部被吸收的物体称为黑体。 8、集肤效应：当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象。 9、邻近效应：两个通过交流电流的导体彼此相距很近时，则每个导体内的电流将重新分布，电流瞬时方向相反时，则最大电流密度就出现在两导体相邻的面，当导体内的电流瞬时方向相同，则最大电流密度将出现在两导体相背的一面，这种电流向一侧集中的现象叫临近效应 10、可控气氛：为了使工件表面不发生氧化脱碳现象或对工件进行化学热处理，向炉内通以可进行控制成分的气氛，称可控气氛 11、碳势：指一定成分的气氛，在一定温度下，气氛与钢的脱碳增碳反应达到平衡时，钢的含碳量。 12、温度梯度：物体（或体系内）相邻两等温面间的温度差△t与两等温面法线方向的距离△n的比例极限 13、氧势：指在一定温度下，金属的氧化和氧化物分解处于平衡状态时气氛中氧的分压或氧化物的分解压 14、热震稳定性：也叫耐急冷急热性，表示材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性能 15、单位表面负荷:元件单位表面积上所发出的功率，单位w/cm3，元件表面负荷越高，发出的热量就越多，元件温度就越高，所用的元件材料就越少。 16、露点：指气体中水蒸气凝结成水的温度 17、黑度：灰体的高度ε 被定义为灰体的辐射力 E与同温度下的黑体辐 射E0之比 二、简答题 1、热处理电阻炉的设计 步骤 答：1）炉型的选择2） 炉膛尺寸的确定3)炉体 结构设计4）电阻炉功率 计算及功率分配5）电热 元件材料的选择6）电热 元件材料的设计计算7） 炉用机械设备和电气、控 温仪表的设计与选用8) 技术经济指标的核算9） 绘制炉子总图、砌体图、 和编制电炉使用说明书 等随机技术文件。 2、浴炉如何分类 答：按介质的不同可分为 盐浴炉、碱浴炉、铅浴炉、 油浴炉，按热源供给方式 的不同可分为外热式和 内热式两种。 3、热处理电阻炉功率的 计算方法有哪两种。各有 何特点 答：计算方法有热平衡计 算法和经验计算法。1） 热平衡计算法,是根据炉 子的输入总功率应等于 各项能量消耗总和的原 则确定炉子功率的方法。 2）经验计算法：a、类比 法，与同类炉子相比较， 当炉膛尺寸和炉体结构 确定后，依据生产率、升 温时间等方面的具体要 求，与性能较好的同类炉 子相比较，而确定新设计 炉子的功率b、经验公式 法，这种方法适用于周期 作业封闭式电阻炉。 4、试述插入式电极盐浴 炉和埋入式电极盐浴炉 各自的优缺点 答：插入式电极盐浴炉电 极从坩埚上方垂直插入 熔盐，熔盐中插入的一对 电极，通入低电压 （6~17.5V）大电流（几 千安培）的交流电，由熔 盐电阻热效应，将熔盐加 热到工作温度。 缺点：a、炉口只有2/3 的面积能使用，其他被电 极占据，效率低，耗电量 大b、由于电极自上方插 入，与盐面交界处易氧 化，寿命短，电极损耗大 c、电极在一侧，远离电 极一侧温度低d、工件易 接触电极，而产生过热或 过烧。 埋入式电极盐浴炉将 电极埋入浴槽砌体，只让 电极工作表面接触熔盐， 在浴面上无电极 特点:1）有效面积大，生 产率高，热效率高，节能 25%~30%2）炉温相对均 匀，介质流动性好3）电 极不接触空气，寿命长4） 工件接触电极可能性小， 废品率低。缺点：1）砌 体与电极一体，不能单独 更换电极，电极损坏时， 浴槽也要相应更换，对于 高温炉，则插入电极优势 大2)形状复杂，不一焊 接，砌护麻烦3)电极间尺 寸不能调节，电极形状， 尺寸，布置，要求高，功 率不可调。 5、箱式电阻炉加热炉分 类方法有哪些 答:箱式电阻炉按其工作 温度可分为高温箱式炉 （>1000℃）中温箱式炉 （650-1000℃），低温箱 式炉（<650℃）圆体箱式 电阻炉 6、井式热处理电阻炉和 箱式热处理电阻炉在确 定生产率方面有何不 同？ 答：箱式电阻炉单位面积 生产率指炉子在单位时 间内单位炉底面积所能 加热的金属质量。对于井 式炉，炉底单位面积生产 率是指其最大纵剖面的 单位生产率，最大纵剖面 =炉膛直×径炉膛有效高 度 7、试述感应加热过程中， 中、高频电流的特点及现 象 答：1）集肤效应，当交 流电流通过导体时，在导 体表面电流最大，越向内 部电流密度越小的现象。 2）邻近效应，导体内的 电流的频率越高，导体间 距越小，临近效应越显 著。3）圆环效应，当交 流电流通过环形导体时， 电流在导体横截面上的 分布将发生变化，此时电 流仅集中在圆环的内侧。 4）尖角效应，当感应器 与工件间距的距离相同， 但在工件尖角处的加热 强度远较其他光滑部位 强烈，往往会造成过热。 8、热处理的节能的途径 有哪几个方面。 答：1）从设备入手，重 点进行新型热处理设备 的研制，推广，应用和进 行旧设备的全面技术改 造。2）推广节能热处理 工艺及材料的研究与应 用。3）热处理的生产的 节能管理。 9、感应加热的基本原理 与集肤效应。 答:感应加热的基本原 理：当感应器（感磁导体） 通过交变电流时，在其周 围产生交变磁场，将工件 放入交变磁场中，按电磁 感应定律，工件内将产生 感应电动势和感应电流， 感应电流做功8，将工件 加热。集肤效应，当交流 电流通过导体时，在导体 表面电流最大，越向内部 电流密度越小的现象称 为集肤效应，当电流频率 越高，集肤效应越显著。 10、在选择使用热处理电 阻炉时主要应考虑哪几 个方面。 答：1、工件的特点，2、 技术要求，3、生产量大 小和作业制度4、劳动条 件，5、炉子性能，6、其 他，对车间厂房结构，地 基，炉子建造维修，维护， 投资等也周密考虑。 三、其他 砌筑热处理炉时需 使用耐火材料、保温材 料、炉用金属材料以及一 般建筑材料。在建造和设 计热处理炉是合理选用 筑炉材料对满足热处理 工艺要求，提高炉子使用 寿命，节约能源，降低成 本都有重要意义。 常用耐火材料：黏土 砖、高铝砖、轻质耐火黏 土砖、硅酸铝耐火纤维和 耐火混凝土、耐火涂料 等。 为减少炉子热传导 引起的热损失，提高炉子 的热效率，耐火层外需砌 一层保温材料。保温材料 具有体积密度小，气孔率 高，热容量小，热导率小 等特点。工程上把λ值 <0.25W/(m.℃)的材料称 为保温材料。常用保温材 料有：石棉，矿渣棉，蛭 石，硅藻土，膨胀珍珠岩， 岩棉以及超轻质耐火砖 等。他们常以散料或制成 制品使用，近些年来，新 炉型不提倡使用散料。 炉用金属材料有哪些： 炉外用金属材料和炉内 用耐热钢，普通金属材料 用作炉子的外壳金和构 架：Q235A钢板，角钢， 槽钢，工字钢。炉用耐热 钢用作炉底板、炉罐、坩 埚、料筐、炉辊、传送带、 夹具、紧固件、电热元件 及其引出棒等。 中温箱式电阻炉用于退 火、正火、淬火、回火或 固体渗碳等；高温~用于 高速钢或高速合金钢模 具的淬火加热，其结构与 中温相似；低温~大多用 于回火 中温井式炉适用于轴类 等长形零件的退火正火 淬火及预热等，与箱式炉 相比装炉量少，生产效率 低，常用于质量要求较高 的零件，高温井式炉适用 于合金钢、高速合金钢长 杆件热处理；低温井式电 阻炉最高工作温度为 650℃，广泛用于零件的 回火 常用电热元件材料 及特点：铁铬铝：这类材 料电阻率大，电阻温度系 数小，功率稳定，耐热性 好，抗渗碳，耐腐蚀，价 格便宜，应用广泛。其缺 点是塑形差，高温加热 后，晶粒粗大，脆性大。 镍铬系：高温加热不脆 化，具有良好的塑性和焊 接性便于加工和维修，抗 渗氮，缺点是电阻率小， 电阻温度系数较大，不抗 硫蚀，价格昂贵。 纯金属：略 外热式真空热处理 炉的结构特点和缺点，外 热式真空炉结构简单，制 造容易，容易密封，抽气 量小，容易达到所要求的 真空度，不受耐火、绝缘 材料及电阻放气，不存在 真空放点问题，工件加热 质量高，生产安全可靠。 但由于热源在炉罐外，热 惰性大，热效率低加热速 度慢生产周期长。由于炉 罐材料高温强度所限，炉 子尺寸小，使用温度低于 1100℃，合金钢或耐热钢 罐价格昂贵，不易加工， 仅适用于合金的退火、真 空除气、真空渗金属等 内热式真空热处理 炉结构特点，内热式真空 热处理炉是将整个加热 装置及欲处理的工件均 放在真空容器内，而不用 炉罐的炉子。这类炉子的 优点是：1、可以制造大 型高温炉，而不受炉罐的 限制；2、加热和冷却速 度快，生产效率高。其缺 点是:1、炉内结构复杂， 电气绝缘性要求高；2、 与外热式真空炉相比，炉 内容积大，各种构件表面 均吸附大量气体，需配大 功率抽气系统；3、考虑 真空放电和电气绝缘性， 要低电压大电流供电，需 配套系统。 现代真空电阻热处 理炉都是内热式的，没有 炉罐，整个炉壳就是一个 真空容器，外壳是密封 的，某些部位用水冷却。 按其外形及结构分为立 式、卧式、单室、双室和 三室等。工件冷却方式分 为自冷、负压气冷、负压 油冷和加压气冷、高压气 冷及超高压气冷等炉型。 按热处理工艺可分为淬 火炉和回火炉。有单功能 的，也有多功能的。 可控气氛热处理炉的分 类及特点 1可控气氛热处理炉的分 类，有周期式和连续式之 分。 周期炉：有井式炉和密闭 箱式炉（又称多用炉）适 用于多品种小批量连续 生产，可用于光亮淬火、 光亮退火、渗碳、碳氮共 渗等热处理，连续炉：有 推杆式，转底式及各种形 式的连续式可控气氛渗 碳生产线等，适用于大批 量生产，可用于光亮淬 火、回火、渗碳及碳氮共 渗等热处理。 2可控气氛热处理炉的特 点：1、炉膛密封良好，2、 炉内保持正压3、炉内气 氛均匀4、装设安全装置 5、炉内构件抗气氛侵蚀。