金屬氮化爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種金屬冶煉爐，尤其是金屬氮化爐。
【背景技術】
[0002]氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。經氮化處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。
[0003]氮化的方法是將工件置于金屬氮化爐內，利NH3氣直接輸進500?550°C的氮化爐內，保持20?100小時，使NH3氣分解為原子狀態(tài)的(N)氣與(H)氣而進行滲氮處理，在使鋼的表面產生耐磨、耐腐蝕之化合物層為主要目的，其厚度約為0.02?0.02m/m，其性質極硬Hv 1000?1200，又極脆，NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變，流量愈大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高，溫度愈高分解率愈高，溫度愈低分解率亦愈低，經分解出來的N，隨而擴散進入鋼的表面形成一層氮化滲層。
[0004]目前的氮化爐在對工件進行氮化時，是將工作置于料架上，但是由于料架是固定不動的，爐體內的熱量不均勻，會對工件氮化造成一定影響，使工作氮化不均勻，并且現有的料架裝載量過小，為了提高裝載量，通常是將多個支架高低交錯固定在料架上，增加料架上的支架數量，從而增加料架上承裝的物料量，然而方法雖然能夠增加物料的裝載量，但是同時也增加了料架的整體體積及加工成本。同時，現有的氮化爐加熱速度慢，爐內的爐膽長期處在高溫高壓的工作環(huán)境中，且爐膽受熱不均勻，當爐膽承受反復急速升溫次數過多后，會導致爐膽容易變形，影響使用壽命的情況發(fā)生。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，針對上述現有技術的不足，提供一種金屬氮化爐，該金屬氮化爐的爐膽具有預熱功能，可以自動對爐膽進行加熱保溫，防止爐膽在冷卻后受急劇升溫的溫度造成爐膽變形的情況發(fā)生，并且爐膽可以旋轉進行均勻受熱。并且，金屬氮化爐的料架不僅裝載量大，而且具有旋轉擾流的作用，可以使爐膛內的熱量更均勻，氮化效果更好。
[0006]本實用新型金屬氮化爐所采用的技術方案如下:
[0007]本實用新型金屬氮化爐，包括爐體、進氣管、排氣管和上蓋，進氣管和排氣管分別設置在爐體的左右兩側，上蓋設置在爐體上部，所述爐體包括上頂板、下底板、第一保溫密封層、第二保溫密封層、保溫隔熱層、加熱層和支腿，所述第一保溫密封層設置在上頂板下部，第二保溫密封層設置在下底板上部，保溫隔熱層設置在第一保溫密封層和第二保溫密封層邊部之間，支腿設置在下底板下部；所述上頂板中部設置有爐膛開口，第一保溫密封層為環(huán)狀保溫密封層，環(huán)狀保溫密封層的內環(huán)徑與爐膛開口的直徑大小相同；所述保溫隔熱層包括由內至外依次設置的珍珠巖層和泡沫玻璃層，所述加熱層包括鎂碳磚層，在位于鎂碳磚層表面均勻設置有加熱電阻絲。
[0008]氮氣從進氣管進入到爐體內，廢氣從排氣管排出，上蓋可打開閉合以允許工件置入取出。通過將爐體設置成包括上頂板、下底板、第一保溫密封層、第二保溫密封層、保溫隔熱層、加熱層和支腿的結構形式，支腿用于對爐體進行支撐，第一保溫密封層、第二保溫密封層和保溫隔熱層形成一個中空的密閉保溫腔，加熱層用于對爐體內部進行加熱，以使爐體內達到合格溫度進行氮化處理，上頂板和下底板起到對保溫密封層的保護作用。珍珠巖層和泡沫玻璃層均具有很好的保溫隔熱效果，防止爐體內熱量流失過快，同時也防止爐體外側溫度過高對工作人員進行燙傷的情況發(fā)生。鎂碳磚是以高熔點堿性氧化物氧化鎂(熔點2800°C )和難以被爐渣侵潤的高熔點碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑。用炭質結合劑結合而成的不燒炭復合耐火材料。鎂碳磚具有良好的耐高溫性能，其抗渣能力強并且高溫蠕變低，這樣的特性使得爐體耐高溫性能好，延長了爐體的使用壽命，通過設置加熱電阻絲，加熱電阻絲用于對爐體內部進行加熱，從而使爐體在高溫環(huán)境下對工件進行氮化。
[0009]作為本實用新型的優(yōu)選方案，在爐體內設置有料架，料架吊掛在上蓋下方且位于爐體內的爐膛中部，所述料架包括減速電機、傳動軸和至少三個料盤，減速電機的輸出軸與傳動軸相連接，料盤套置在傳動軸上并可相對于傳動軸上下活動設置；所述料盤包括定位套、內凹的環(huán)形料網、弧形支撐筋、內環(huán)管、外環(huán)圈和擾流片，內環(huán)管套置在傳動軸上，內環(huán)管通過弧形支撐筋與外環(huán)圈相連接，內凹的環(huán)形料網設置在弧形支撐筋上，擾流片的數量至少三個，三個擾流片均勻環(huán)形陣型在外環(huán)圈的外側，定位套套置在傳動軸上，且定位套自上方對內環(huán)管進行鎖緊固定。通過將料架設置成包括減速電機、傳動軸和至少三個料盤的結構形式，減速電機可以帶動傳動軸轉動，從而帶動位于傳動軸上的料盤轉動，使位于料盤內的工件受熱均勻。通過將料盤設置成包括定位套、內凹的環(huán)形料網、弧形支撐筋、內環(huán)管、外環(huán)圈和擾流片的結構形式，內環(huán)管、外環(huán)圈和弧形支撐筋共同形成料盤的骨架，內凹的環(huán)形料網置于弧形支撐筋上，待氮化的工件放置在內凹的環(huán)形料網上，以防止工件掉落。由于內環(huán)管可相對于傳動軸上下移動，從而可以調整料盤在傳動軸上的上下位置，以根據工件的大小來調整各料盤之間的間隙，并通過定位套進行鎖緊固定在傳動軸上。
[0010]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述擾流片為多邊形或螺旋形扇葉。通過在料盤外側設置擾流片，當減速電機帶動傳動軸轉動時帶動料盤轉動，從而帶動擾流片轉動，擾流片轉動過程中可以對熱氣流進行攪拌均勻，使爐體內溫度均勻，提高工件的氮化效果。
[0011]作為本實用新型的優(yōu)選方案，在爐體內設置有爐膽，所述爐膽包括爐膽本體、爐膽支架、支撐底柱和變頻電機，爐膽支架設置在爐膽本體外側上部，支撐底柱一端固定設置在爐膽本體底部中心，支撐底柱的另一端穿過第二保溫密封層和下底板與變頻電機相連接；所述爐膽本體包括外膽、內膽、測溫頭、溫控器和陶瓷發(fā)熱管，在外膽和內膽之間設置有加熱腔，所述加熱腔內填充有導熱油，陶瓷發(fā)熱管成螺旋狀均布在加熱腔內，測溫頭插入在導熱油內，測溫頭通過溫控器與陶瓷發(fā)熱管相連接。通過在爐體內設置爐膽，爐膽可以對爐膛內溫度進行集熱，并且可以對爐膛進行預熱，提高了爐膛了升溫速度。支撐底柱一方面用于對爐膽本體進行支撐，另一方面與變頻電機連接，變頻電機啟動時帶動支撐底柱轉動，從而帶動與支撐底柱相連接的爐膽本體轉動，使爐膽本體受熱均勻。
[0012]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述內膽和外膽由碳纖維、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。通過將內膽和外膽設置成由碳纖維、石墨粉和碳化硅混合制成，其耐熱性能好。
[0013]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述外膽的膽壁為波浪形，在外膽膽壁的外側設置有傳熱翅片。通過將外膽的膽壁設置為波浪形，可以提高外膽的吸熱效率，通過設置傳熱翅片可以進一步提尚外膽的傳熱效率。
[0014]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述爐膽支架包括環(huán)形抱箍、斜拉桿和環(huán)形軌道，環(huán)形抱箍卡在爐膽本體上部外側，環(huán)形軌道設置在第一保溫密封層上，斜拉桿兩端一端與環(huán)形抱箍固定連接，在斜拉桿的另一端設置有滾珠，滾珠置于環(huán)形軌道內。當爐膽本體跟支撐底柱轉動時，帶動斜拉桿在環(huán)形軌道內旋轉。
[0015]綜上所述，本實用新型金屬氮化爐的優(yōu)點是，具有很好的保溫隔熱效果，防止爐體內熱量流失過快，同時也防止爐體外側溫度過高對工作人員進行燙傷的情況發(fā)生，爐體耐高溫性能好，延長了爐體的使用壽命。金屬氮化爐的爐膽具有預熱功能，可以自動對爐膽進行加熱保溫，防止爐膽在冷卻后受急劇升溫的溫度造成爐膽變形的情況發(fā)生，并且爐膽可以旋轉進行均勻受熱。并且，金屬氮化爐的料架不僅裝載量大，而且具有旋轉擾流的作用，可以使爐膛內的熱量更均勻，氮化效果更好。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型金屬氮化爐的結構示意圖。
[0017]圖2是本實用新型金屬氮化爐的爐膽本體的結構示意圖。
[0018]圖3是本實用新型金屬氮化爐圖1的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0019]如附圖所示，本實用新型金屬氮化爐，包括爐體、進氣管2、排氣管3和上蓋4，進氣管2和排氣管3分別設置在爐體的左右兩側，上蓋4設置在爐體上部。氮氣從進氣管2進入到爐體內，廢氣從排氣管3排出，上蓋4可打開閉合以允許工件置入取出。
[0020]爐體包括上頂板1-1、下底板1-2、第一保溫密封層1-3、第二保溫密封層1-4、保溫隔熱層1-5、加熱層1-6和支腿1-7，所述第一保溫密封層1-3設置在上頂板1-1下部，第二保溫密封層1-4設置在下底板1-2上部，保溫隔熱層1-5設置在第一保溫密封層1-3和第二保溫密封層1-4邊部之間，支腿1-7設置在下底板1-2下部；所述上頂板1-1中部設置有爐膛開口，第一保溫密封層1-3為環(huán)狀保溫密封層，環(huán)狀保溫密封層的內環(huán)徑與爐膛開口的直徑大小相同。通過將爐體I設置成包括上頂板1-1、下底板1-2、第一保溫密封層1-3、第二保溫密封層1-4、保溫隔熱層1-5、加熱層1-6和支腿1-7的結構形式，支腿1-7用于對爐體I進行支撐，第一保溫密封層1-3、第二保溫密封層1-4和保溫隔熱層1-5形成一個中空的密閉保溫腔，加熱層1-6用于對爐體I內部進行加熱，以使爐體I內達到合格溫度進行氮化處理，上頂板1-1和下底板1-2起到對保溫密封層的保護作用。
[0021]所述保溫隔熱層1-5包括由內至外依次設置的珍珠巖層1-5-1和泡沫玻璃層1-5-2，所述加熱層1-6包括鎂碳磚層，在位于鎂碳磚層1-6-1表面均勻設置有加熱電阻絲1-6-2ο珍珠巖層1-5-1和泡沫玻璃層1-5-2均具有很好的保溫隔熱效果，防止爐體內熱量流失過快，同時也防止爐體外側溫度過高對工作人員進行燙傷的情況發(fā)生。
[0022]鎂碳磚是以高熔點堿性氧化物氧化鎂(熔點2800°C)和難以被爐渣侵潤的高熔點碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑。用炭質結合劑結合而成的不燒炭復合耐火材料。鎂碳磚具有良好的耐高溫性能，其抗渣能力強并且高溫蠕變低，這樣的特性使得爐體耐高溫性能好，延長了爐體的使用壽命。通過設置加熱電阻絲1-6-2，加熱電阻絲1-6-2用于對爐體內部進行加熱，從而使爐體在高溫環(huán)境下對工件進行氮化。
[0023]在爐體內設置有料架，料架吊掛在上蓋4下方且位于爐體內的爐膛中部，所述料架5包括減速電機5-1、傳動軸5-2和至少三個料盤5-3，減速電機5-1的輸出軸與傳動軸
5-2相連接，