第4章 热处理浴炉2013
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热处理盐浴炉操作规程一、引言热处理盐浴炉是一种常用的热处理设备,广泛应用于金属材料的热处理过程中。
为了确保操作的安全性和有效性,制定本操作规程,明确热处理盐浴炉的操作流程和注意事项。
二、设备概述热处理盐浴炉是一种用于金属材料热处理的设备,通过盐浴的加热和冷却过程,改变金属材料的组织和性能。
其主要组成部分包括炉体、加热元件、温度控制系统、盐浴和冷却系统等。
三、操作流程1. 准备工作a. 确保热处理盐浴炉周围环境整洁,无杂物堆积,保持通风良好。
b. 检查炉体、加热元件和温度控制系统是否正常,如有异常情况及时报修。
c. 检查盐浴和冷却系统的液位,确保正常运行。
2. 加热操作a. 打开炉门,将待处理的金属材料放入炉膛中,注意避免碰撞和损坏。
b. 关闭炉门,确保密封良好。
c. 打开加热元件和温度控制系统,设置所需的加热温度和时间。
d. 监控加热过程中的温度变化,确保温度控制在设定范围内。
e. 加热完成后,关闭加热元件和温度控制系统。
3. 冷却操作a. 打开冷却系统,将冷却介质流入炉膛中,确保金属材料迅速冷却。
b. 监控冷却过程中的温度变化,确保冷却速度符合要求。
c. 冷却完成后,关闭冷却系统。
4. 取出金属材料a. 打开炉门,取出已经处理完成的金属材料。
b. 检查金属材料的外观和尺寸,确保质量符合要求。
c. 将金属材料妥善存放或进行下一步的加工处理。
四、注意事项1. 操作人员应经过专门培训,熟悉热处理盐浴炉的操作流程和安全规范。
2. 操作过程中应佩戴防护手套、防护眼镜等个人防护装备,确保人身安全。
3. 加热过程中应定时检查温度控制系统的准确性,确保温度控制的稳定性。
4. 操作过程中应注意炉体和金属材料的温度,避免烫伤和热膨胀引起的变形。
5. 盐浴和冷却系统的液位应定期检查和补充,确保系统正常运行。
6. 操作结束后,及时清理炉体和周围环境,保持设备的整洁和通风良好。
五、紧急情况处理1. 在发生设备故障、炉体温度异常或其他紧急情况时,操作人员应立即停止操作,并报告相关负责人进行处理。
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本手册是一部热处理专业的综合工具书,本版为第3版,共4卷。
第1卷-工艺基础,第2卷-典型零件热处理,第3卷-热处理设备和工辅材料,第4卷-热处理质量控制和检验。
第1卷,共10章。
内容包括金属的热处理加热和冷却、钢铁热处理及表面热处理、非铁金属和合金的热处理、铁基粉末合金件和硬质合金的热处理、功能材料的热处理等。
邮购单价:72元。
第2卷,共19章。
内容包括齿轮、滚动轴承零件、弹簧、紧固件、大型铸锻件、工模量具、汽车拖拉机零件、金属切削机床零件、气动工具及钻探机械零件、液压元件、轻工产品零件和飞机零件等的热处理。
此外,还论述了热处理工艺制订原则和程序及零件的热处理工艺性。
邮购单价:72元。
第3卷,共15章。
内容包括设备分类、筑炉材料、燃烧加热器和电热元件、耐热金属构件、炉子配套器件、热工仪表、传感器、各种热处理炉结构、热处理工辅材料等。
邮购单价:80元。
第4卷,共11章。
内容包括金属化学成分检验、宏观组织和断口分析、显微组织分析、力学性能试验、无损检测、内应力测定、物理性能测试及试验研究方法、金属腐蚀试验、金属制品的失效分析方法、热处理质量的管理与控制和常用数据及单位换算等。
盐浴炉热处理安全技术操作规程范本1. 目的和适用范围本操作规程的目的是确保在使用盐浴炉热处理设备时,操作人员的人身安全以及设备的正常运行。
本规程适用于所有使用盐浴炉进行热处理操作的人员。
2. 安全准备工作2.1 操作人员应在进行热处理操作前,仔细阅读并熟悉盐浴炉的操作说明书,确保了解其使用方法、注意事项以及紧急处理措施等内容。
2.2 在进行热处理操作前,操作人员应穿戴好防护服装,包括热防护手套、防护眼镜和防护面具等。
2.3 操作人员应保持清醒状态,不得在操作过程中饮酒或服用药物。
2.4 在操作过程中,应将易燃、易爆、有毒、有害和易腐蚀物品远离盐浴炉的工作区域。
3. 盐浴炉的启动与停止3.1 盐浴炉启动前,应检查电源及相应的设备连接是否正常,确保各项仪表的工作状态正常。
3.2 盐浴炉启动后,应注意观察温度计的指示,当温度到达设定值时,方可进行热处理操作。
3.3 热处理结束后,应将盐浴炉的温度调至安全范围内,将设备切换到停止状态,并断开电源。
4. 盐浴炉热处理操作4.1 操作人员在进行热处理操作时,应穿戴好防护装备,确保身体的安全。
4.2 操作人员应按照设备说明书中的要求,将待处理工件正确放入盐浴炉中。
4.3 在热处理操作过程中,操作人员应密切观察盐浴炉的运行状态,及时发现任何异常情况,并采取相应的措施进行处理。
4.4 禁止使用湿手或者湿物进入盐浴炉,以免造成热液剧烈的泡沫溅出。
4.5 禁止随意调节盐浴炉的温度,必要时需联系专业人员进行调整。
4.6 禁止在盐浴炉的周围堆放杂物,保持工作区域的整洁和通畅。
4.7 在热处理操作结束后,操作人员应将工件从盐浴炉中取出时,使用工具或夹具,并注意避免热液溅出造成烫伤。
5. 紧急情况处理5.1 如果发生火灾或爆炸等紧急情况,操作人员应立刻切断盐浴炉的电源,并按照应急救援计划进行紧急处理。
5.2 如果发生人员伤害事故,应立即进行急救并报警,同时终止热处理操作。
6. 设备维护与保养6.1 盐浴炉的日常维护与保养工作,应由专业人员负责,并按时进行。
盐浴炉热处理工安全技术操作规程范本第一章总则第一条为了保障盐浴炉热处理工的生命安全和身体健康,规范盐浴炉热处理工的操作行为,提高工作效率,保证产品质量,特制定本规程。
第二条本规程适用于盐浴炉热处理工作中的安全技术操作。
第三条盐浴炉热处理工应具备一定的专业知识和技能,且必须经过相关安全技术培训并持证上岗。
第四条所有盐浴炉热处理工必须严格遵守本规程的各项要求,不得擅自变更或违背。
第五条盐浴炉热处理工应按照“安全第一、预防为主”的原则,坚持安全操作、检查设备、使用防护用品,全面防范事故的发生。
第六条盐浴炉热处理工应与其他工种保持良好的合作,协同工作,在作业中相互支持,共同维护生产的安全稳定。
第七条盐浴炉热处理工应遵守国家有关劳动安全和职业健康的法律法规,严格遵守企业的各项安全制度和规章制度。
第二章安全技术操作第八条盐浴炉热处理工进入热处理区域前,应佩戴防护设备,包括防热手套、防热服、防热鞋等。
第九条盐浴炉热处理工应按照工艺要求,正确操作各类设备,包括加热设备、热处理槽、传送设备等。
在操作设备前应仔细阅读设备操作说明书,熟悉设备的工作原理和操作方法。
第十条盐浴炉热处理工在操作过程中应保持专注集中,严禁大意马虎,防止设备操作不当导致事故的发生。
第十一条盐浴炉热处理工应定期检查和维护设备,及时发现并解决设备故障,确保设备的正常运行。
第十二条盐浴炉热处理工应注意安全防护措施,热处理区域应装有灭火器材,并保持通道畅通,确保紧急情况下能够及时疏散。
第十三条盐浴炉热处理工应注意操作规范,严禁使用酒精、易燃液体等具有蒸气和燃烧性的物质。
第十四条盐浴炉热处理工应注意个人卫生,严禁患病、疲劳、醉酒时操作设备。
第十五条盐浴炉热处理工应定期进行安全技术培训,不断提高自身的安全意识和技术水平。
第十六条盐浴炉热处理工在工作中发现安全隐患,应及时上报相关部门,并采取相应的措施进行处理,确保安全生产。
第三章安全事故的处理第十七条盐浴炉热处理工在发生安全事故时,应立即停止工作,保护好自己和周围的工友,迅速转移至安全区域。
第五章热处理浴炉及流态粒子炉5.1 热处理浴炉的特性及分类5.2 电极盐浴炉的设计概要5.3 流态粒子炉5.1 热处理浴炉的特性及分类浴炉是一种利用熔融液体作为介质进行加热的热处理炉。
Ø综合传热系数大,工件加热速度快;Ø工件加热均匀,变形小;Ø浴炉的热容大,温度波动小,易实现恒温加热;Ø盐液保持中性,易实现无氧化无脱碳加热;Ø热损失大、启动较难、劳动条件差、消耗盐碱量大、不易实现连续化生产。
按浴液分类:Ø盐浴炉低温盐浴炉用于550℃以下的等温淬火、分级淬火、和回火;中高温盐浴炉用于600~1300℃范围内工模具零件加热和液态化学热处理Ø熔融金属浴炉(铅浴炉)传热速度快但毒性大;Ø油浴炉使用温度低于230℃的低温回火和分级淬火;按加热方式分类:Ø电加热浴炉外部电加热浴炉内部电极加热浴炉内部管状加热元件加热浴炉Ø燃料加热浴炉外热式浴炉:利用电热元件在浴槽外进行加热的浴炉Ø电热元件与加热介质不接触,介质成分容易保持稳定Ø金属浴槽寿命较短;热惰性较大,浴液内温度梯度大;启动时,浴槽的侧壁和底部易过热,产生喷盐。
外热式中温浴炉1.接线柱2.炉罩3.炉盖4.浴槽5.电热元件6.炉衬7.清理孔燃料加热外热式中温浴炉1.点火机2.炉衬3.燃烧器4.清理孔5.烟道6.炉壳外热式低温浴炉1.硝盐液2.搅拌器3.挡板4.隔离板5.电热元件内热电极盐浴炉:将电极布置在熔盐内,直接通电,以熔盐为发热体产生热量Ø热量主要发生在熔盐内部Ø交流电通过两电极间熔盐时产生较强的电磁力,驱使熔盐在电极附近循环流动Ø升温快,可采用非金属浴槽Ø熔盐内的温度场与电极的布置有很大关系,电极间的熔盐易过热而分解内热式电极盐浴炉插入式侧埋式顶埋式插入式电极盐浴炉1.钢板槽 2.炉膛 3.浴槽 4.炉盖 5.电极 6.电极柄 7.汇流板 8.冷却水管PDF created with pdfFactory trial version 埋入式电极盐浴炉PDF created with pdfFactory trial version 内部管状加热元件加热浴炉:将管状加热元件直接插入浴液中加热Ø 炉体结构简单紧凑,热效率高,炉温均匀度 好,炉温便于控制; Ø 管状加热元件使用温度受金属管材料耐热及 耐蚀性的限制PDF created with pdfFactory trial version 采用管状加热元件加热的硝盐炉返回PDF created with pdfFactory trial version 5.2 电极盐浴炉设计概要电极盐浴炉的设计原理及步骤与一般加热炉相同,但由于其 结构特点及传热方式的特殊性,其设计方法尚不完善。
南京工程学院教案【教学单元首页】第11-12 次课授课学时 3 教案完成时间:2014.2第四章热处理浴炉§4.1热处理浴炉基本类型一.浴炉主要特点应用广泛。
主要优点:1)以液体介质加热和冷却工件,通过选择不同液体介质,可在很宽工作温度范围(60-1350℃)对工件进行加热和冷却,可完成除退火外的淬火、正火、回火、局部加热、化学热处理、等温淬火、分级淬火等各种热处理工艺;2)工件在液体介质中加热,靠对流换热加热工件,具有加热速度快、温度均匀、氧化脱碳轻微等特点;3)炉体结构简单,高温下使用寿命长;4)能满足特殊工艺要求,对尺寸不大、形状复杂、表面质量要求高的零件,如刃具、模具、量具及一些精密零件特别适用;5)浴炉敞口,便于垂直吊挂工件,工件变形小。
主要缺点:1)炉膛小,装料少,只适用于中小工件加热;2)需要较多辅助时间,如启动、脱氧;3)介质消耗多,热处理成本高;4)炉口经常敞开,盐浴面散热多,降低热效率;5)介质蒸发,恶化劳动条件,污染环境; 6)操作技术要求高,需防止带入水分,引起飞溅或爆炸等;7)需配置变压器,抽风机等辅助设备;8)浴炉处理的零件需要清理。
二.分类加热介质:盐浴炉(高温(1000-1300℃)、中温(650-1000℃)和低温(<650℃)盐浴炉)、碱浴炉、铅浴炉、油浴炉等。
热源供给方式:外热式浴炉和内热式浴炉。
三、应用低温炉常用于高速钢的分级淬火和回火,中温炉用于碳钢、低合金钢的淬火加热、高速钢的淬火预热和化学热处理,高温炉主要用于高速钢和高合金钢的淬火加热。
(工程师认证书)§4.2热处理电极浴炉一.内热式浴炉种类、结构和特点:内热式浴炉包括插入式电极浴炉、埋入式电极浴炉和管状加热元件浴炉三类。
工作原理:电极从坩埚上方垂直插入熔盐,在一对电极中通入低电压(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。
工作原理:在电极间通入低压(安全电压36V以下)、大电流(几百至几千安培)的交流电,利用熔盐本身的电阻产生的热量将盐熔化,并加热到工作温度。
(工程师认证书)1.插入式电极浴炉结构和特点:1)结构电极:垂直插入,在操作侧对面,一般用低碳钢制造,通过锻造或厚钢板切割而成。
炉膛/坩埚:重质粘土砖或高铝砖砌筑,或耐火混凝土制作。
保温层:轻质粘土砖。
炉胆:6-8mm厚钢板焊接而成,再用角钢包焊更佳。
保温层:硅酸铝纤维毡。
炉壳:A3钢板焊接而成。
抽(排)风装置:侧面和顶罩式两种变压器和测温控温装置。
图1略(P99图7-2)2)特点或优缺点优点:1)结构简单;2)坩埚和电极可单独更换;3)电极制造、装卸方便;4)电极间距可调。
(书上没介绍)缺点:1)炉口只有2/3的面积能使用,其它被电极占据,效率低,耗电量大;2)由于电极自上方插入,与盐面交界处易氧化缩颈,电极寿命短,损耗大;3)电极在一侧,远离电极侧温度低(炉温均匀性差);4)工件易接触电极,产生过热和过烧缺陷。
2.埋入式电极浴炉结构和特点1)结构结构:与插入式电极浴炉基本相同,但埋入式电极浴炉电极砌在坩埚内部,根据电极布置方式不同分侧埋式和顶埋式两种。
侧埋式:电极为直条状,电极从操作侧对面水平插入坩埚左右两侧,为防止漏盐,电极柄处一般有水冷套。
顶埋式:电极柄由顶部垂直插入坩埚,下端与埋在炉膛下部坩埚壁内的电极焊接在一起,电极柄无水冷套。
主要缺点:电极形状复杂,加工焊接工作量大,坩埚砌筑麻烦。
2)特点或优缺点(与插入式相比)优点:1)有效面积大(电极不占据坩埚),生产率高,热效率高,节能25-30%左右;2)炉温相对均匀,介质流动性好(因为电极埋在盐槽底部,有利于熔盐自然对流,加上电磁搅拌作用,使整个熔盐内温度较均匀。
如插入式电极浴炉,深度方向温差10-25℃,同水平面温差10-15℃,而埋入式电极浴炉,深度方向温差≤10℃,同水平面温差3-4℃);3)电极不与空气接触,电极烧损慢,寿命长(如中温炉插入式电极寿命约1月,而埋入式电极寿命约半年,高温炉插入式电极寿命约1周,而埋入式电极寿命约40-45天);4)工件接触电极可能性减小,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,插入电极优势大;2)电极形状复杂,不易焊接,坩埚砌筑麻烦;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。
3.管状加热元件浴炉1)工作原理:将管状电热元件插入坩埚内介质中,通过电热元件放热加热介质。
2)电热元件结构:管状加热元件由无缝钢管或不锈钢管+电阻丝+导热、绝缘性好的填料组成。
在硝盐炉中要用不锈钢制作。
3)浴炉结构:坩埚一般用10-20mm厚低碳钢板焊接而成。
炉体由保温层+炉壳组成。
图34)特点:优点:1)结构简单、紧凑、热损失小;2)温度均匀,易调节;3)维修方便。
缺点:1)仅适用于低温浴炉,如碱浴、水浴、油浴、硝盐浴等,一般使用温度低于550℃。
5)应用:主要用于550℃以下钢件回火、等温淬火和铝合金加热等。
二.电极盐浴炉设计简介电极浴炉的设计大多采用近似或经验方法,涉及内容包括:1)炉型选择及浴槽尺寸确定;2)炉体结构设计;3)炉子功率确定;4)电极尺寸及布置方法确定;5)启动电阻计算;6)变压器选择;7)抽风机及自动化装置设计等。
1.炉型选择及浴槽尺寸确定1)炉型选择主要是选择插入式还是埋入式电极浴炉,埋入式电极浴炉是选择侧埋式还是顶埋式。
通常中温以埋入式为主,高温以插入式为主。
2)浴槽尺寸确定类比法:根据工件形状尺寸及装料量,参考标准浴炉尺寸确定。
经验法:根据生产率p→熔盐重量(中温浴炉,熔盐重量G为2-3p;高温浴炉,熔盐重量G为1.5-2p)→计算熔盐体积(熔盐体积V t=G/γt,γt为熔盐在工作温度时的密度)→插入式电极浴炉,还需根据电极尺寸计算电极在浴炉内所占体积V’→确定浴槽体积及尺寸(V t+ V’=A×B×H,即浴槽的长、宽、高)。
2.炉体结构设计1)炉体结构设计炉壳:角钢焊成炉架;炉底用5-8mm钢板;炉侧用3-4mm钢板;护面板用5-6mm钢板。
保温层:炉底:最底层用硅藻土砖砌筑成方格,中空部分填蛭石粉,然后平铺一层硅藻土砖,厚度一般是(113+65)mm;炉侧:硅藻土砖或粉料。
侧埋式电极浴炉电极引出部分必须用保温砖,厚度一般为(180-250)mm。
2)炉胆结构设计炉胆:①一般用6-8mm厚钢板连续焊接而成;②高温盐浴炉炉胆四周最好包焊角钢,以免涨裂漏盐;③侧埋式电极盐浴炉电极从后面引出,炉胆后侧面应开孔,孔的尺寸应较电极每边大10mm左右,以防电极与炉胆相碰短路;两孔间应割5mm以上的缝,然后用非磁性不锈钢补焊,以减少炉胆上涡流磁滞热损耗;炉胆上应焊吊耳,以便吊装;④顶埋式电极盐浴炉:为防止电极柄与炉胆之间联电,电极柄与炉胆间距离应大于65mm,高温炉更大。
3)坩埚材料选择及设计砖砌坩埚:①标准重质耐火砖或重质高铝砖,连续使用或高温盐浴炉,采用高铝砖砌筑寿命较长;②砖砌时砖缝要错开,砖缝要小,一般不大于1mm;③最好采用专门的耐火泥浆作粘结剂。
④砌砖体坩埚厚度通常取113mm。
混凝土坩埚:①大量使用的有磷酸盐耐火混凝土和矾土水泥耐火混凝土两种;②磷酸盐耐火混凝土具有高强度、高耐火度、良好的高温韧性和热稳定性等优点。
缺点是价格高,施工较繁琐,捣打质量要求高;矾土水泥耐火混凝土耐火度和高温强度较差,开裂倾向大,但价格便宜,施工方便,整体性强。
③混凝土坩埚在大量制造坩埚时使用较多,单独制造时使用较少。
3.电极盐浴炉功率确定电极盐浴炉功率可用与电阻炉类似的热平衡法计算,但计算繁琐,精度较差,一般采用经验计算法——容积法,即:P=p0V t,式中p0为单位容积功率,可查表获得,V t 为熔盐工作温度下体积。
4.电极材料和尺寸确定1)电极材料:纯铁、低碳钢用于插入式电极浴炉;不含镍的高铬不锈钢用于硝盐炉;耐热钢用于高温盐炉。
2)电极尺寸(仅介绍插入式电极的计算方法)电极形状分圆形、矩形两种。
电极截面尺寸可根据电极所能承受功率及截面允许电流密度来确定。
假设:通过电极电流为I,电极截面积为F,允许截面电流密度为i,一对电极所产生功率为P,一对电极间的工作电压为U,则根据I=1000P/U(书中错误)和I=Fi可得F=1000P/Ui(cm2),根据F即可求出电极直径或长和宽。
电极长度:根据浴槽深度确定,一般距底60-100mm,即为H-(60-80)mm左右。
5.启动电阻或辅助电极1)使用启动电阻原因:由于固态盐不导电,电极盐浴炉不能利用工作电极直接启动,启动时必须用启动电阻或辅助电极。
2)启动电阻的尺寸:启动电阻一般有折带形和螺旋形,其中螺旋形较常见。
螺旋形的启动电阻节径一般为90-100mm,螺距为25-35mm,直径为16-20mm,材料为低碳钢。
3)使用方法:启动电阻使用方法分两种情况:坩埚内没有固态盐,即首次使用,将电阻置于坩埚底部,然后加一定量的盐覆盖启动电阻,待熔盐接触电极后,取出启动电阻,然后换高档用电极加热熔化盐,以缩短化盐时间。
生产结束时,将启动电阻放入坩埚内。
注意事项:A)启动电阻与电极靠近但不能接触,以免短路;B)启动电阻高度与电极高度一致。
下次使用时,先用启动电阻化盐,随着启动电阻温升,逐渐调高档,当熔盐在电极间形成通路时,将启动电阻与电极柄脱开,用电极加热化盐,变压器相应调到高档,当盐熔化后即可取出启动电阻。
使用过程注意事项:①变压器换档,用启动电阻时用低档,用电极化盐时用高档;②启动过程注意爆盐,由于盐熔化后体积膨胀,如果上部是完整的硬壳,就容易爆盐,要注意启动电阻引出部位的盐壳是否及时熔化,一旦该部位熔化与大气导通后就不会爆盐。
6.电极柄与铜排设计1)电极柄设计:材料:电极柄用低碳钢制造,电极柄与电极的焊接应焊透。
尺寸:电极柄截面积应比电极大1.25倍左右,以减小电压降及发热损失,一般按电流允许密度75-100A/cm2进行核算。
连接:电极柄与铜排间用螺栓连接,由于电极柄连接部位有孔,尺寸应更大一些。
电极柄尾部一般用水冷却。
2)铜排设计:铜排也称汇流排,用紫铜制造。
铜排与炉壳必须绝缘,以防短路。
铜排截面尺寸根据变压器工作时的次级最大电流参照有关手册设计。
7.变压器选用盐炉变压器为低压大电流变压器,初级电压(接入变压器电压)一般为380V或220V,次级电压(变压器输出电压或接入电极电压,分七档,分别为6.3、7.9、8.7(低档)、10(额定档)、12.4、15.8、17.6(高档),额定档输出电压为10V,此时,次级额定输出电流为2500A。
)在安全电压36V以下,分档调节。
盐炉变压器功率应按盐炉设计额定功率增大10-20%选择,作为功率储备。