第三章 热处理浴炉

(65页)

'第三章 热处理浴炉'
第三章 热处理浴炉? §3.1  概述? §3.2 分类? §3.3 排气装置和特殊的启动方式? §3.4 热处理电极浴炉的工作特点? §3.5 节能方法? §3.6 电极盐浴炉结构设计? §3.1  概述? 一 热处理浴炉:以液态物质作为加热介质 的炉子。? 特点:加热速度快,无氧化,无脱碳且可局 部加热工件等优点。? 加热速度约为空气加热炉的2~5倍? 热处理工艺中等温淬火及分级淬火的唯一常 规冷却设备? 主要缺点:? (1)炉膛尺寸小,高温炉主要处理小型工件;? (2)炉体寿命低,需经常修炉;? (3)工件表面残盐(特别对于硝盐)需清理? (4)盐蒸气及残盐对环境有污染;? (5)需定期脱氧? (6)需定期捞渣? 脱氧和捞渣均需消耗SiO2、TiO2、硼砂、木炭等 脱氧剂或校正剂等? §3.2 热处理浴炉的分类? 一 分类? 1. 按热源? 燃料炉和电炉两大类。电炉又可分为电阻加 热浴炉和电极加热浴炉两种。? 2. 按工作温度? 低温炉(工作温度150~550℃)? 中温炉(工作温度550~1000℃)? 高温炉(工作温度1000~1350℃)三类? §3.2 热处理浴炉的分类? 一 分类? 3. 按加热方式? 外热式浴炉和内热式浴炉两大类。? 内热式又分为电阻加热式和电极加热式。? 4. 按浴剂种类? 盐浴炉、碱浴炉、油浴炉和铅浴炉等。 二 电阻加热浴炉 ?1.概述 ?电阻加热浴炉用电热元件加热浴剂 ?多为低温炉和中温炉 ?根据电热元件安装和加热方式,电阻加热浴炉可分为内热式和 外热式两类。 ?内热式与外热式相比具有炉膛尺寸范围大,温度均匀性好,可 自行设计等优点,但外热式可直接购买。 电阻加热浴炉是回火、等温淬火、分级淬火、等温退火、球化退火热处理的主要设备。? 2、外热式电阻加热浴炉(外热式坩埚浴炉)? 特点:? ①利用电热元件或其它热源装置,在坩埚外 进行加热的浴炉。? ②加热介质可根据工艺要求任意配制,可以 是熔盐、油类或铅等熔融金属。? ③电热元件与加热介质不直接接触→介质成 分稳定,有利于化学热处理。? 缺点:? ①金属坩埚寿命短;? ②热惰性大,影响控温精度。3、外热式电阻加热浴炉结构 (1)主要由炉体、坩埚和炉罩组成。 坩埚4支撑在炉面板上, 上口安有两扇可旋开的半圆炉盖3, 炉膛底部一侧有一开口:供清扫和坩埚破裂时浴 液流出用。 平时应用硬纸板等堵塞,以防冷空气侵入炉膛中。 炉罩2支持在炉盖上。 炉前操作口处安有两扇炉门或悬挂一排铁索以防 盐液飞溅伤人。 因浴渣沉积坩埚底部,不利于导热,故电热元件 仅布置在坩埚四周,不布置在坩埚下方,以免烧 毁坩埚。(2)用途适于进行液体渗硫、渗氮等化学热处理操作,用作等温淬火槽以及回火炉等3、内热式电阻加热浴炉(内热式管状加热器浴炉) 内热式电阻加热浴炉利用管状电热元件浸入浴剂中加 热,故又称为管状电热元件加热的内热式浴炉,其结构如 图所示。3、内热式电阻加热浴炉管状加热器结构:在金属管内装入电热元件,并用绝缘的导热性较好的耐火材料填充,制成直形、U形、W形等。? 3、内热式管状加热器浴炉? 特点:? ①将管状加热器浸埋在加热介质内的一种浴炉。? 加热介质:硝酸盐、碱类和油类? ②炉子结构简单,加热器安装方便,热效率高,加 热和冷却都较快。? ③工作温度为120~550℃? 缺点:? ①管状加热器只能在较低的温度下工作,主要用于 油浴炉、硝盐炉和碱浴炉。? ②主要用于低温淬火、分级淬火、回火。 三 电极盐浴炉1.工作原理? 用某些盐类作为浴剂,电源电压经盐浴炉 变压器降压后,经电极,流经熔盐形成电 流回路。由于流经熔盐的电流很大,使得 熔盐作为发热体而产生很大的热量,工件 得以加热。? 电极盐浴炉的高温加热性能明显优于其他 加热炉。? 2. 特点? ①电极布置在导电介质里,直接通电产生热量。? ②采用盐类作加热介质→电极盐浴炉? ③炉子升温快,无需金属坩埚,可进行高、中、 低温加热。? ④应用广泛。? 缺点:? ①盐液面热损失大? ②盐蒸气污染环境 ?3 电极盐浴炉分类? (1)依电极浸入介质的方式:分为插入式 和埋入式? (2)结构? 3. 插入式和埋入式电极浴炉的特点? 主要构件:耐火材料坩埚和电极。(共同点)? (1)、插入式电极浴炉? ①电极从坩埚上方垂直插入熔盐内。? ②电极结构简单,易于更换,且可随意调节 电极间距。? 缺点:? ①电极占据液面较大位置,液面热损失大, 炉膛利用率低。? ②电极受空气和盐蒸气氧化腐蚀,寿命短。③ 坩埚内熔盐温度也不均匀。远离电极处的熔盐温度偏低,电极对面炉底 的盐不易熔化而形成固态盐斜坡。? (2)、埋入式电极浴炉? ①工作电压高。? 插入式盐浴炉电压为5.5~17.4V? 埋入式盐浴炉电压为14~36V? ②电极从坩埚侧壁插入,埋在坩埚砌体中,只有 一面与熔盐接触。? ③电极不占据液面位置,无该区域的辐射热损失, 提高炉膛利用率,节能好。? 缺点:? 电极结构复杂,无法更换和调节间距侧埋式电极盐浴炉的主要特点是:电极为直条状,电极由炉后侧壁埋入。为防止漏盐,电极引出柄处有水冷装置。顶埋式电极盐浴炉的主要特点是:电极不加水冷套,电极不穿过炉体,电极结构和坩埚结构较复杂!3.3电极盐浴炉的排气装置和特殊的启动 方式 一 排气装置 目的:为防止和减少熔盐蒸气对环境的污染,维护生产 人员的身体健康,设排气装置 不仅是盐浴炉、各种浴炉都应装设排气装置 排气装置一般有两种形式: 一种是在炉体上部装设排气罩,另一种是在炉口侧面 装设排气口。 排气罩出口与通风机相连!3.3电极盐浴炉的排气装置和特殊的启动方式 一 排气装置 排气量按下式计算:排气罩出口直径按下式计算: 若采用排气口装置排气时,排气口的宽度等于坩埚口的宽度,高度为100mm左右,也可按下式计算: 排气口的面积Sk为: 式中 v4——排气口气体流动速度(m/s),常在5~15m/s范围内。 二 采用特殊的启动方式? 原因:熔盐电阻率随温度降低而迅速增大。 纯净固态盐电阻率很大,在炉子正常工作电 压作用下不能导通,故需采用特殊启动法。? 方法:先使电极间的盐熔化,工作电极导通, 浴炉方可工作。? 1 常规启动法? (1)启动电阻法:最常用。? ① 启动电阻是一个电热元件? 启动功率? 主要是将电极之间的那部分盐加热到该盐熔点以上 约100~250℃,然后再利用电极继续加热,使坩埚 内的盐全部熔化。启动所需功率可按熔化1/3盐量计 算。 ? 启动电阻的形状和尺寸? 启动电阻通常用低碳钢制造,可为方形、圆形或扁 带形。前两种做成螺旋形,扁带弯成“之”字形。 螺旋形的热量集中,强度较高,制造较方便? ② 启动电阻的电阻和电压要适当配合,否则 会烧坏。? ③ 启动电阻安置在电极附近或电极之间。? ④ 深炉膛的电极浴炉采用双层启动电阻,以 免在上部的盐未熔化之前底部的盐已熔化, 体积脚胀,冲破凝固层而喷出,造成事故。⑤启动电阻体的固定方法应设法使电极柄与电极连接处夹紧否则因接触不良而发热、打火甚至烧损⑥启动方法Ⅰ 空炉启动时将启动电阻体放在炉膛底部电极区内,加入能将启动电阻体盖没的盐并使其熔化,然后,将启动电阻体取出,再使用高挡电极通电加热,将陆续加入的盐熔化。Ⅱ二次启动时由于开始启动时的启动电阻处于冷态,其电阻值比热态时小的多,为使启动电流不过载,应用低挡启动,当启动电阻体的温度升高后,再调至高挡,以加快盐的融化速度,缩短升温时间,待盐基本融化后,就可脱开启动电阻,直接由电极通电加热。? (2)启动盐法? 在坩埚底上或凝固盐表面上主电极间加一层 可导电的启动盐,即可由主电极导通加热, 将启动盐及基体盐一起熔化。? 启动盐:适当导电率,不影响基体盐的性能。? 654渗碳盐:纯净炭粉60%、KCl 10%、 NaCl 10%、水分20%? 因含有C,不能用于硝盐炉。 启动方法 在盐面上加上“654”,经充分搅拌并在900℃下烧炼,使其中的炭能吸附在盐浴中密度较大的金属氧化物及杂质上,停电后即一同沉积炉底成为电阻率较低的炉渣,有时,还可加入适量铁粉以减小电阻,铁粉量以盐浴炉工作时不超过变压器额定电流值为准? (3)电弧启动法:易烧损主电板,应用少? 利用6~12mm的圆钢或石墨棒作辅助电极, 将其一端与主电极相连,另一端接近另一主 电极保持一定距离,通电后即可产生电弧将 极间固体盐熔化,而后移动辅助电极,拉长 间距逐渐使两主极间形成一熔盐沟槽,主电 极即可导通加热。? 2 新型启动法? ①主电极启动法? 直接利用主电极作为启动电阻。? 将多层钢板重叠在一起,各极之间相隔3~5mm, 中间夹云母片、耐火材料等绝缘材料,然后焊接 成来回弯曲状。每一电极的两端各有一引出端, 一端连变压器,一端为自由端。? 启动时,把电极的自由端连接起来,即为启动电 阻。? 待盐熔化后,断开自由端,电极起主电极作用。? 操作简单,易于保持炉面平整。? 缺点:电极制造和砌造都比较复杂。? ②盐渣启动法? 利用盐渣电阻率小的原理,在电极间施加 较高电压(110~380V),即可将沉积炉底 的盐渣击穿导通,→也称高压击穿法。? 启动快,有效节约电能和工时,但操作复 杂,有时因盐渣电阻率大,启动困难甚至 启动不了。? ③小熔池启动法? 利用辅助电极或导电极缩短启动时的电极 间距,减少浴盐电阻,可在工作电压下导 通,先形成一小熔池。? 启动迅速,效果好,但操作困难。 §3. 4 热处理电极浴炉的工作特点? 1、以熔盐作为发热体 变压器 加热过程:交流电     电极 熔盐? 降 压 → → 形成电加热回路? 熔盐的电阻远大于金属电极→熔盐主要起 发热体的作用 2、加热速度快,炉温均匀性好电磁力驱动熔盐循环流动电流(i)通过电极2时, 电极周围产生强磁场。磁力线3的方向按右手定则 决定。根据左手定则,磁场、电 流与导体的受力方向应 互相垂直,两电极间任 一位置的熔盐1(导体) 即受向下的力而向下运 动,上部的熔盐随之补 充。当电流改变方向时,磁力 线3的方向也随之改变, 因此受力方向始终向下。 在电极间距很小时,熔 盐强烈循环,促使盐浴 温度均匀,工件迅速加
关 键 词:
第三章热处理浴炉
 剑锋文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
关于本文
本文标题:第三章 热处理浴炉
链接地址: //www.wenku365.com/p-43742273.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服点击这里,给剑锋文库发消息,QQ:1290478887 - 联系我们

本站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】。本站是网络服务平台方,若您的权利被侵害,侵权客服QQ:1290478887 欢迎举报。

1290478887@qq.com 2017-2027 //www.wenku365.com 网站版权所有

粤ICP备19057495号 

收起
展开