專利名稱：分段氣氛控制輸送帶式爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)鋼鐵零件進(jìn)行氣氛控制的熱處理設(shè)備，特別是一種分段氣氛控制輸送帶式爐，屬于熱處理設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
輸送帶式熱處理連續(xù)爐廣泛應(yīng)用于相當(dāng)規(guī)模批量的軸承、紡織零件、標(biāo)準(zhǔn)件等小型零件及軸、曲軸、凸輪、軸套、半軸等中型零件的保護(hù)氣氛淬火、回火熱處理和滲碳、碳氮共滲化學(xué)熱處理生產(chǎn)上。相應(yīng)采用的輸送帶為網(wǎng)帶和鏈板。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，機(jī)械工業(yè)出版社最新出版(2001年6月第3版)的由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)熱處理專業(yè)分會(huì)《熱處理手冊(cè)》編委會(huì)編的《熱處理手冊(cè)》第3卷P187，介紹了無(wú)罐輸送帶式爐的結(jié)構(gòu)，這種無(wú)罐輸送帶爐主要由爐體、電熱元件和輸送帶組成，爐體由抗?jié)B層、保溫層和爐殼組成，爐膛為貫通式結(jié)構(gòu)，爐體上安置風(fēng)扇、滲劑通入管等。工件進(jìn)入爐口處應(yīng)設(shè)置氣簾裝置。爐子后部設(shè)置落下口，工件由輸送帶上落入后進(jìn)入淬火槽完成淬火操作。為防止淬火劑(油或水基液)的蒸汽進(jìn)入爐膛影響爐內(nèi)氣氛，淬火口管路上設(shè)有液簾裝置。電熱元件為輻射管。輸送帶分網(wǎng)帶和鑄鏈板兩種，網(wǎng)帶在進(jìn)料口外的上料區(qū)帶動(dòng)放于上面的工件進(jìn)入爐膛內(nèi)，運(yùn)動(dòng)網(wǎng)帶由一系列支撐輥托架，使工件通過(guò)預(yù)熱、加熱、滲碳、降溫?cái)U(kuò)散等區(qū)段，網(wǎng)帶于工件落下口上方通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪改變運(yùn)動(dòng)方向返回爐口，經(jīng)爐外的張緊輪、前驅(qū)動(dòng)輪等形成循環(huán)回路實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。鑄鏈板傳送帶位于爐膛內(nèi)，工件通過(guò)上料機(jī)和振動(dòng)送料板送上傳送帶。傳送帶在爐體后部通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪改變方向返回爐口，這時(shí)的傳送帶位于爐子底部。對(duì)連續(xù)輸送帶式爐，滲碳?xì)庠匣虮Ｗo(hù)氣氛以滴注方式或從進(jìn)氣管道通入爐內(nèi)的，它們安裝在滲碳段，爐內(nèi)氣體大部分在爐口溢出爐外。顯然，在網(wǎng)帶爐膛內(nèi)由于爐氣不斷流動(dòng)，造成爐膛內(nèi)各區(qū)段氣氛的相互干擾，因而不能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)各分區(qū)段的獨(dú)立的碳勢(shì)控制。根本無(wú)法達(dá)到在滲碳段采用較高的碳勢(shì)(一般為1.1～1.2％C，視具體工件和鋼種而不同)和在擴(kuò)散段采用較低的碳勢(shì)(一般為0.75～0.85％C)的合理工藝，這些問(wèn)題的存在將嚴(yán)重影響網(wǎng)帶爐的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分段氣氛控制輸送帶式爐，使機(jī)械零件在輸送帶上連續(xù)運(yùn)行中一次完成不同碳勢(shì)(氮?jiǎng)?下的可控化學(xué)熱處理，達(dá)到所要求的滲層和性能，或一次完成兩種及兩種以上化學(xué)熱處理的復(fù)合，發(fā)揮揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短作用獲得獨(dú)特的性能。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明在貫通式爐膛中設(shè)置雙重隔離墻，雙重隔離墻之間的空腔中設(shè)置排氣口或抽氣口，外接排氣管或抽氣裝置，管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，在工件淬火下落口淬火管道壁上設(shè)置抽/排氣管道，并設(shè)置調(diào)節(jié)閥門和抽氣泵，抽氣泵連接在管道上，在雙重隔離墻前后工藝區(qū)段和雙重隔離墻間空腔分別設(shè)置水柱壓力計(jì)三支，分別顯示空腔內(nèi)氣壓及隔離墻前后的氣壓壓力。
在網(wǎng)帶式或鏈板式連續(xù)爐的爐膛內(nèi)，用一定高度的雙重隔離墻隔開，墻上只留允許網(wǎng)帶和處理工件通過(guò)的孔口，孔口截面積明顯小于原爐膛截面積。當(dāng)爐膛內(nèi)爐氣流動(dòng)時(shí)，雙隔離墻前后和中間空腔會(huì)存在壓差。爐氣流動(dòng)受阻，將減少各區(qū)段爐氣的串通干擾，為分區(qū)進(jìn)行爐子氣氛控制創(chuàng)造條件。
對(duì)網(wǎng)帶式爐底雙重隔離墻的孔口(一)，兩側(cè)由標(biāo)準(zhǔn)耐火磚塊砌筑，孔口(一)上部的磚采用異型耐火磚塊砌筑，異型耐火磚塊形狀為T形，在異型耐火磚塊上覆上鐵片，用螺釘與爐殼連接。柔性耐火材料編織物可以采用市售，一般厚度15～20mm，安置于凸形筐條的內(nèi)凹槽內(nèi)，編織物一邊嵌入鐵片，并用固定于凸形筐條上的螺釘予以加緊固定。用耐火材料編織物制成的柔性隔墻代替剛性隔墻，有利于預(yù)防因工件從網(wǎng)帶落入而引起的卡死事故。
對(duì)主要由爐體、加熱元件和鑄鏈板組成的鑄鏈板式輸送帶式熱處理連續(xù)爐，雙重隔離墻孔口(二)分上下兩部分，上部孔口(二)供運(yùn)動(dòng)鑄鏈板與工件通過(guò)，下部孔口(二)供鑄鏈板沿著爐底移出。
雙隔離墻前后工藝區(qū)段分別設(shè)置滲劑通入管(一)和(二)。后工藝區(qū)段的工件淬火下落口的淬火管道壁上設(shè)置的抽/排氣管道，并增設(shè)調(diào)節(jié)閥和抽氣泵，抽氣泵抽出的爐內(nèi)尾氣直接排放或通入爐子的爐口區(qū)段。
貫通式的結(jié)構(gòu)對(duì)爐膛中加入一道留有孔口的隔墻，孔口截面積明顯小于原爐膛截面積，隔墻前后通入滲劑，滲劑裂化后在隔墻前后的爐膛I區(qū)和II區(qū)的氣體體積分別為V1和V2，同時(shí)在爐子淬火口管路壁上加裝抽/排氣口，并設(shè)有調(diào)節(jié)閥和泵，泵抽出的氣體體積為V3，當(dāng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至V3＝V2時(shí)，V1的氣流將全部由爐口排出。這種留有孔道的隔墻在氣體流動(dòng)中產(chǎn)生孔板效應(yīng)，就可實(shí)現(xiàn)爐膛I區(qū)和II區(qū)之間的爐氣互不干擾串通。
在雙重隔離墻之間的空腔中設(shè)置排氣口或抽氣口，外接排氣管或抽氣裝置，當(dāng)排/抽氣進(jìn)行時(shí)，在雙隔離墻中間區(qū)形成截面積與爐膛截面積相同的空腔。空腔存在使雙隔離墻前部的爐氣能通過(guò)前隔離墻孔口進(jìn)入空腔，由排/抽氣裝置抽排出去，不會(huì)串通進(jìn)入后隔離墻孔口，對(duì)雙隔離墻后區(qū)段的爐氣發(fā)生干擾。同理，這種結(jié)構(gòu)也不會(huì)使后工藝區(qū)段的爐氣串通進(jìn)入前隔離墻孔口干擾前工藝區(qū)段的爐氣。
雙重隔離墻孔口的面積小于爐膛截面積，氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生孔板效應(yīng)，氣流通過(guò)孔口時(shí)產(chǎn)生壓力降低。因排/抽氣形成空腔，設(shè)空腔內(nèi)氣壓為P2，隔離墻前后的氣壓分別為P1和P3。很明顯，當(dāng)空腔中間抽/排氣時(shí)，P1＞P2，P3＞P2，顯然，爐內(nèi)氣氛只能從高壓區(qū)段流向低壓區(qū)段，這就確保貫通式爐內(nèi)各工藝區(qū)段間爐氣不發(fā)生串通干擾，實(shí)現(xiàn)分區(qū)段氣氛控制。為了便于調(diào)節(jié)抽/排氣口的壓力，使隔離墻前后的氣壓P1和P3與空腔內(nèi)氣壓P2合理匹配，這種合理匹配可在抽/排氣口管道上裝置調(diào)節(jié)閥門來(lái)達(dá)到。
為了使后工藝區(qū)段爐氣向后工藝區(qū)段的工件淬火下落口流動(dòng)，在下落口淬火管道壁上應(yīng)設(shè)置抽氣管道，也可裝入調(diào)節(jié)閥門以調(diào)整P3壓力大小，確保爐內(nèi)氣氛合理流動(dòng)和互不發(fā)生干擾；從工件淬火下落口淬火管道壁上抽出口抽/排的爐內(nèi)尾氣可以在近爐口的進(jìn)氣管通入爐子的爐口區(qū)段，這有利于減低爐口區(qū)段部位的碳勢(shì)，減少在近爐口區(qū)較低溫度部位產(chǎn)生積碳，并增加爐口附近的爐氣壓力，減少空氣進(jìn)入爐內(nèi)；為方便調(diào)節(jié)上述兩個(gè)調(diào)節(jié)閥門的開啟程度，在雙隔離墻前后工藝區(qū)段和雙隔離墻間空腔可設(shè)置水柱壓力計(jì)三支，分別顯示P1，P3和P2。
本發(fā)明在震底式、推桿式爐上也可應(yīng)用。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明除能分區(qū)段按工藝要求控制碳勢(shì)外，達(dá)到各工藝區(qū)段爐氣互不串通干擾，同時(shí)能通入NH3或預(yù)先分解氨氣氛等控制氮?jiǎng)萃瓿煽煽貪B碳或滲碳、碳氮共滲與奧氏體滲氮或奧氏體氮碳共滲的有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各自工藝的優(yōu)點(diǎn)，克服弊病或缺點(diǎn)，達(dá)到揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短的目的，同時(shí)與應(yīng)用周期式爐進(jìn)行上述處理相比將能大大簡(jiǎn)化工序和提高生產(chǎn)效率。


圖1本發(fā)明網(wǎng)帶式連續(xù)爐結(jié)構(gòu)示意2為圖1所示A-A剖面3本發(fā)明鑄鏈板連續(xù)爐結(jié)構(gòu)示意4為圖3所示A-A剖面5本發(fā)明剛性雙重隔離墻結(jié)構(gòu)示意6本發(fā)明柔性雙重隔離墻結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本發(fā)明在貫通式爐膛1中設(shè)置雙重隔離墻2，雙重隔離墻2之間的空腔中設(shè)置排氣口或抽氣口4，外接排氣管6或抽氣裝置7，管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥門8，在工件淬火下落口淬火管道壁9上設(shè)置抽/排氣管道10，并設(shè)置調(diào)節(jié)閥門11和抽氣泵12，抽氣泵12連接在管道上，在雙重隔離墻2前后工藝區(qū)段和雙重隔離墻2間空腔分別設(shè)置水柱壓力計(jì)13、14和15。
在貫通式連續(xù)作業(yè)爐上劃分成幾段工藝區(qū)間，區(qū)段之間用雙重隔離墻2隔開，雙重隔離墻2上只留網(wǎng)帶16和處理工件通過(guò)的孔口17，孔口17截面積明顯小于爐膛1截面積。
雙隔離墻2前后工藝區(qū)段分別設(shè)置滲劑通入管22和23。
后工藝區(qū)段的工件淬火下落口的淬火管道壁上設(shè)置的抽/排氣管道10，并增設(shè)調(diào)節(jié)閥11和抽氣泵12，抽氣泵12抽出的爐內(nèi)尾氣直接排放或通入爐子的爐口區(qū)段。
對(duì)主要由爐體18、加熱元件19和鑄鏈板20組成的鑄鏈板式輸送帶式熱處理連續(xù)爐，雙重隔離墻2底部留有孔口30，讓回程的鑄鏈板20通過(guò)，雙重隔離墻2上部留有孔口29，讓鑄鏈板20和工件通過(guò)。
雙重隔離墻2上的孔口17，孔口17兩側(cè)由標(biāo)準(zhǔn)耐火磚塊砌筑，孔口17上部采用異型耐火磚塊24砌筑，異型耐火磚塊24為T形，異型耐火磚塊24上覆上鐵片25，用螺釘與爐殼26連接。
雙重隔離墻2為剛性磚墻或柔性的耐火材料編織物3，剛性磚墻由標(biāo)準(zhǔn)耐火磚和異型耐火磚塊24組成，柔性耐火材料編織物3厚度15～20mm，設(shè)置于凸形筐條27的內(nèi)凹槽內(nèi)，編織物3一邊嵌入鐵片28，并通過(guò)固定于凸形筐條27上的螺釘予以加緊固定。
權(quán)利要求
1.一種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征在于在貫通式爐膛(1)中設(shè)置雙重隔離墻(2)，雙重隔離墻(2)之間的空腔中設(shè)置排氣口或抽氣口(4)，外接排氣管(6)或抽氣裝置(7)，管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥門(8)，在工件淬火下落口淬火管道壁(9)上設(shè)置抽/排氣管道(10)，并設(shè)置調(diào)節(jié)閥門(11)和抽氣泵(12)，抽氣泵(12)連接在管道上，在雙重隔離墻(2)前后工藝區(qū)段和雙重隔離墻(2)間空腔分別設(shè)置水柱壓力計(jì)(13)、(14)和(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征是在貫通式連續(xù)作業(yè)爐上劃分成幾段工藝區(qū)間，區(qū)段之間用雙重隔離墻(2)隔開，雙重隔離墻(2)上只留網(wǎng)帶(16)和處理工件通過(guò)的孔口(17)，孔口(17)截面積明顯小于爐膛(1)截面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的這種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征是雙隔離墻(2)前后工藝區(qū)段分別設(shè)置滲劑通入管(22)和(23)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的這種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征是后工藝區(qū)段的工件淬火下落口的淬火管道壁上設(shè)置的抽/排氣管道(10)，并增設(shè)調(diào)節(jié)閥(11)和抽氣泵(12)，抽氣泵(12)抽出的爐內(nèi)尾氣直接排放或通入爐子的爐口區(qū)段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征是對(duì)主要由爐體(18)、加熱元件(19)和鑄鏈板(20)組成的鑄鏈板式輸送帶式熱處理連續(xù)爐，雙重隔離墻(2)底部留有孔口(30)，讓回程的鑄鏈板(20)通過(guò)，雙重隔離墻(2)上部留有孔口(29)，讓鑄鏈板(20)和工件通過(guò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的這種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征是雙重隔離墻(2)上的孔口(17)，孔口(17)上部采用異型耐火磚塊(24)砌筑，異型耐火磚塊(24)為T形，異型耐火磚(24)上覆上鐵片(25)，用螺釘與爐殼(26)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種分段氣氛控制輸送帶式爐，其特征是雙重隔離墻(2)為剛性磚墻或柔性的耐火材料編織物(3)，剛性磚墻由標(biāo)準(zhǔn)耐火磚和異型耐火磚塊(24)組成，柔性耐火材料編織物(3)厚度15～20mm，設(shè)置于凸形筐條(27)的內(nèi)凹槽內(nèi)，編織物(3)一邊嵌入鐵片(28)，并通過(guò)固定于凸形筐條(27)上的螺釘予以加緊固定。
全文摘要
分段氣氛控制輸送帶式爐屬于熱處理設(shè)備領(lǐng)域。本發(fā)明在貫通式爐膛中設(shè)置雙重隔離墻，雙重隔離墻之間的空腔中設(shè)置排氣口或抽氣口，外接排氣管或抽氣裝置，管路上設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，在工件淬火下落口淬火管道壁上設(shè)置抽/排氣管道，并設(shè)置調(diào)節(jié)閥門和抽氣泵，抽氣泵連接在管道上，在雙重隔離墻前后工藝區(qū)段和雙重隔離墻間空腔分別設(shè)置水柱壓力計(jì)三支。本發(fā)明能分區(qū)段按工藝要求控制碳勢(shì)，實(shí)現(xiàn)可控滲碳，達(dá)到各工藝區(qū)段爐氣互不串通干擾；亦可通入NH
文檔編號(hào)F27D7/00GK1421668SQ0215772
公開日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2002年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月25日
發(fā)明者潘健生, 胡明娟, 朱祖昌, 張偉民, 葛海平 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)