04热处理电阻炉概述

第四章热处理电阻炉概述1.1第四章热处理电阻炉概述授课人：杨晓敏NorthUniversityofChinaCollegeofMaterialsScienceandEngineering2008.01.04返回总目录第四章热处理电阻炉概述1.2教学提示教学要求：热处理电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备，它是利用电流通过布置在炉膛内的电热元件发热，借助辐射或对流作用，将热量传递给工件，使工件加热炉子。各种以金属和非金属电热元件作供热体的热处理炉都属于此类炉子。：了解热处理电阻炉的类型和结构。第四章热处理电阻炉概述1.3一、热处理电阻炉的基本类型和结构二、通用性周期作业热处理炉三、周期作业化学热处理炉四、处理大尺寸工件的周期作业炉五、处理小尺寸工件的周期作业炉1.4处理大尺寸工件的周期作业炉（大型件）周期作业化学热处理炉处理小尺寸工件的周期作业炉（小散体）通用性周期作业热处理炉（通用工件）作业规程周期作业炉连续作业炉输送带式炉网带式炉推杆式炉震底式炉转底式炉滚筒式炉等一、热处理电阻炉的基本类型和结构第四章热处理电阻炉概述1.5电阻炉的基本结构电热元件炉体炉衬炉门、炉底、炉顶、炉墙形成加热空间，起放置工件和保持加热温度场的作用。炉子的发热体，使电能转化为热能，加热工件。机械传动系统，炉子操作参数测量及控制系统，可控气氛供应和控制系统或真空系统等等。辅助装置1.6RX3系列950℃箱式电阻炉1、箱式电阻加热炉二、通用性周期作业热处理炉第四章热处理电阻炉概述1.71、箱式电阻加热炉其中，R表示电阻加热，X表示箱式炉，井式炉用“J”，台车炉用“T”。RX3-45-9，R表示电阻炉，X表示箱式，45kW，最高工作温度950℃。RX设计序号功率kW最高工作温度二、通用性周期作业热处理炉第四章热处理电阻炉概述1.8按工作温度可分为高温箱式电阻炉中温箱式电阻炉低温箱式电阻炉第四章热处理电阻炉概述1.9中温箱式电阻炉应用退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等中温箱式电阻炉图4－1RX3系列950℃箱式电阻炉结构图1－炉门；2－热点偶；3－炉壳；4－炉衬；5－罩壳；6－加热元件；7－炉底板；8－炉门升降机构第四章热处理电阻炉概述1.10中温箱式电阻炉炉壳：以角钢做框架，其上覆有钢板，采用焊接结构。炉衬：保温层（珍珠岩保温砖）耐火层（轻质耐火黏土砖并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩等）炉底：耐热钢板。加热元件：采用合金电热元件，铁铬铝或镍铬合金丝绕成螺旋体放于炉膛两侧和炉底搁砖上。电热元件的接线柱均穿过后墙，集中在后墙的接线盒上。炉门框及炉门：用铸铁制成，炉门内砌有轻质砖等。炉门的升降机构：采用脚踏传动机构或手摇链轮机构。热点偶：炉温测量，从炉顶的热偶孔插入炉膛内。技术改造：采用轻质砖和耐火纤维作炉衬以减少炉子的散热损失和蓄热量；加强炉子密封，通入保护气氛，实现无氧化加热。高温箱式电阻炉1-炉门；2-观察孔；3-变压器；4-碳化硅棒；5-炉衬；6-炉壳；7-热电偶孔高温箱式电阻炉高温箱式电阻炉：结构与中温箱式电阻炉相似，炉墙内侧多了一层高铝重质耐火砖；由于炉温高，所以应增加炉衬厚度，炉门壁厚。炉底多用碳化硅或重质高铝砖制成。1200℃、1300℃电阻炉：加热元件：0Cr27Al7Mo2应用：高温箱式电阻炉用于高速钢或高合金钢模具的淬火加热。1350℃高温箱式电阻炉：电热元件：SiC棒。SiC棒使用过程中会逐渐老化，电阻随之增大。功率变小，为稳定碳化硅棒功率，必须配备多级调压变压器。第四章热处理电阻炉概述1.13低温箱式电阻炉应用：低温箱式电阻炉多用于回火。无定型产品。结构特点：主要靠对流换热。为提高炉温均匀性，常在炉顶或后端安装风扇装置以强迫炉气循环。第四章热处理电阻炉概述1.14圆体箱式电阻炉特点炉膛为圆型，而炉膛尺寸、炉底板、电热元件等均保留原有箱式炉特点及互换性，外表面积小，蓄热少，节能显著。圆体箱式电阻炉井式电阻炉2、井式电阻加热炉第四章热处理电阻炉概述1.16特点：圆形，一股适用于细长工件的加热，以减少加热过程中工件的变形。井式电阻炉一般均置于地坑中，炉口一股只露出地面或摄作平台500-600mm。炉膛深，分区布置电热元件，各区单独供电并控温。分类：井式电阻炉按其工作温度可分为低温、中温、高温三种。2、井式电阻加热炉第四章热处理电阻炉概述1.17中温井式电阻炉结构：如左图。炉衬与箱式炉相似，炉盖采用砂封、油封、水封等严密封闭。特点：最高工作温度为950℃。采取分段控制功率，在炉口区段增加功率，以尽可能提高炉温均匀性。应用：与箱式电阻炉相比，井式电阻炉的工件装炉量要小得多，生产率很低。因此，井式电阻炉主要用于质量要求较高的细长工件的热处理。RT2系列650℃井式电阻炉结构示意图1-炉壳；2-炉衬；3-加热元件；4-炉盖；5-通风机构；6-炉盖升降机构；7-装料筐；8-行程开关低温井式电阻炉结构特点：低温井式电阻炉最高工作温度为650℃，为增强对流换热效果和炉温均匀性，在炉盖下装有离心风扇。炉膛中有一不锈钢板焊接的装料筐，炉盖升降采用杠杆式或电动液压装置。应用：低温井式电阻炉广泛用于钢件的回火处理，也可用作有色金属的热处理。第四章热处理电阻炉概述1.19高温井式电阻炉高温井式电阻炉的炉型结构与中温井式电阻炉相似。按其最高工作温度可分为：1200℃高温井式电阻炉：采用0Cr27Al7Mo2高温铁铬铝电热元件加热。适用于合金钢长杆件加热。1350℃高温井式电阻炉：用碳化硅棒为电热元件。适用于细长高速钢拉刀和高合金钢长杆件热处理。1.20井式气体渗碳炉三、周期作业化学热处理炉第四章热处理电阻炉概述1.21井式气体渗碳炉应用：主要适用于中、小尺寸机械零件渗碳、碳氮共渗及氮碳共渗等化学热处理。结构：实际上是井式炉膛再加上一密封炉罐（炉罐的作用是保持炉内气氛的成分和防止炉气对电热元件和炉衬等的侵蚀），炉罐上端开口，外缘油砂封槽，炉盖下降时，炉盖将炉罐口盖住，用石棉衬垫；渗碳介质（煤油等）在高处的油箱内，经滴量器滴入炉罐内汽化而成渗碳气氛，废气点燃。三、周期作业化学热处理炉第四章热处理电阻炉概述1.22井式气体渗碳炉缺点：（1）炉罐起隔热屏的作用，使炉子加热速度减慢，热效率降低。炉罐高温强度不足，渗碳温度受到限制，常在950℃以下。（2）密封不好，易露油，风扇轴易变形。第四章热处理电阻炉概述1.23第四章热处理电阻炉概述1.24第四章热处理电阻炉概述1.25四、处理大尺寸工件的周期作业炉滚动底式炉台车式炉升降底式炉罩式炉滚动底式炉滚动底式电阻炉目前巳定型生产的功率为l00kW，最高工作温度为950℃，运用于大中型热锻模和其它大、重件的热处理。这种炉型装卸大、重工件方便，炉底板移内炉外的热损失区较小，炉子的密封性好，炉温均匀性也较好。缺点是耐热钢用得较多，装料台等机构较复杂，造价高。第四章热处理电阻炉概述1.26台车式炉结构特点：由固定加热室和活动炉底组成。与箱式炉相比，增加了台车驱动装置、台车密封装置、炉底通电装置。炉底常为“冷”炉底，影响工件加热均匀性，在台车上安置电热元件。应用：铸、锻件退火和正火。图4－5台车式炉1－炉壳；2－炉衬；3－加热元件；4－电接头；5－台车驱动装置；6－台车；7－炉门；8－炉门升降机构1.27RX3系列台车式电阻炉第四章热处理电阻炉概述1.281－炉衬；2－电热元件3－炉底固定装置；4－升降炉底；5－升降机构炉体架空固定在支架上，炉口向下和炉底可升降的炉子。炉底在地面装料后上升，将工件送入炉膛并封闭炉口。炉子密封性好，可通入可控气氛，常用于可锻铸铁退火，缺点是需要配备强力起重设备。升降底式炉第四章热处理电阻炉概述1.29罩式炉结构：由固定的炉台和可移动的开口向下外罩和内罩（钢板及型钢焊接而成）组成。一加热罩常配有几个炉底座。放在不同炉底座上的工件轮流进行加热和冷却。应用：薄板、带钢、成卷型材等的热处理。特点：装料大，密封性好，可通入不同气氛进行保护，装卸方便，但需要大型起重设备。近年来采用耐火纤维制作炉罩，重量大大减轻。1.30罩式炉第四章热处理电阻炉概述1.31五、处理小尺寸工件的周期作业炉滚筒式炉翻转炉底板式炉小尺寸零件装筐加热时常会堆积在一起，影响加热速度和温度均匀性，这类炉子应能将工件分散布置在炉底上加热，或在加热过程中使工件不断翻转运动。滚筒式炉1－炉壳；2－炉罐；3－炉体；4－电热元件；5－支架；6－炉体倾倒动力装置；7－炉盖滚筒式炉：小尺寸（如轴肖，链片等）渗碳、淬火和正火等。1.32RG系列滚筒式电阻炉第四章热处理电阻炉概述1.33翻转炉底板炉1.34RT3-105-12翻转式高温台车式电阻炉第四章热处理电阻炉概述1.35热处理电阻炉优点：（1）可以根据生产要求形成低温、中温和高温温度空间，可获得较高的温度均匀性；（2）炉体结构紧凑，便于密封以施行真空热处理工艺或通入可控气氛；（3）较易于实现温度和工艺过程的自动控制；热处理电阻炉主要缺点：炉子造价高，耗电量大，工件加热速度较慢，不通保护气氛加热时工件容易氧化脱碳。