一、引言
高溫?zé)崽幚頎t是金屬材料熱處理加工中的關(guān)鍵設(shè)備,主要應(yīng)用于鋼制工件的淬火、正火、退火等常規(guī)熱處理。該設(shè)備適用于機(jī)械制造、五金加工、模具制造等領(lǐng)域,可完成碳鋼、合金鋼、不銹鋼及有色金屬的熱處理加熱工序。熱處理箱式爐用途較為明確,主要用鋼制工件的淬火、正火、退火等常規(guī)熱處理之用。
熱處理箱式爐屬于周期作業(yè)式電阻爐,采用電阻加熱方式,可在空氣氣氛中進(jìn)行多種熱處理加熱。其爐門與爐體的密封為自動(dòng)密封結(jié)構(gòu),爐內(nèi)設(shè)有連鎖保護(hù)裝置以防止誤操作而發(fā)生安全事故。該系列設(shè)備與控制柜配合使用,可手動(dòng)或自動(dòng)控制電爐的溫度。
二、工作原理與加熱機(jī)制
高溫?zé)崽幚頎t屬于箱式電阻爐的一種,采用電阻加熱原理。當(dāng)電流通過(guò)爐膛內(nèi)的鐵鉻鋁合金電阻絲或硅碳棒等加熱元件時(shí),電阻發(fā)熱產(chǎn)生熱量,輻射至爐膛內(nèi)部對(duì)工件進(jìn)行加熱。
在結(jié)構(gòu)上,爐殼由角鋼及鋼板焊接而成,爐殼內(nèi)采用輕質(zhì)耐火材料混合砌成爐膛,爐膛與外殼之間填滿保溫材料。加熱元件采用高電阻合金絲繞制成螺旋狀,安置于爐膛兩側(cè)及爐底擱絲磚上。被加熱工件放置在爐膛內(nèi)用耐熱合金鋼鑄成的爐底板上。加熱元件在爐膛內(nèi)的布置力求均勻輻射,使?fàn)t膛各部位的溫度保持基本一致。爐門的升降通過(guò)手搖鏈輪進(jìn)行,爐門左側(cè)的重錘用作平衡爐門的重量,在啟閉爐門過(guò)重或過(guò)輕時(shí)可通過(guò)增減平衡重量進(jìn)行調(diào)節(jié)。爐門頂部裝有行程開(kāi)關(guān),與爐門啟閉進(jìn)行聯(lián)鎖,當(dāng)爐門開(kāi)啟時(shí)電源自動(dòng)斷開(kāi),以保障操作人員的安全。
三、爐體結(jié)構(gòu)與保溫性能
熱處理箱式爐的爐體結(jié)構(gòu)關(guān)乎設(shè)備的熱效率和溫度均勻性。
爐殼與爐襯:爐殼由角鋼及鋼板焊接而成,整體框架具有較高強(qiáng)度。爐襯材料采用超輕質(zhì)節(jié)能耐火保溫磚砌筑,夾層置硅酸鋁纖維氈保溫,爐殼與爐襯硅酸鋁夾層之間填充膨脹至石粉保溫,多層復(fù)合結(jié)構(gòu)有助于熱量在爐膛內(nèi)部的保持。
爐門密封:爐門與爐體的密封采用自動(dòng)密封方式,無(wú)需人工頻繁調(diào)整。爐門關(guān)閉時(shí)自動(dòng)壓緊爐口,爐門升起時(shí)密封自動(dòng)釋放,方便工件進(jìn)出。
加熱元件布置:電熱元件采用高合金制品0Cr27Al7Mo2繞制而成,安置在爐膛兩壁及爐底的擱絲磚上。加熱元件布置在爐膛兩側(cè)和底部,可使熱量從多個(gè)方向輻射到工件表面,有助于縮短加熱時(shí)間和提升溫度均勻性。
爐底結(jié)構(gòu):被加熱工件放置在爐膛內(nèi)的碳化硅爐底板上。使用時(shí)最好在爐底上放一塊不銹鋼板,這樣可防止工件對(duì)爐底板的撞擊。
頂部熱電偶孔:爐頂上設(shè)有熱電偶孔,使用時(shí)將熱電偶插入爐膛,通過(guò)溫度控制柜對(duì)爐溫進(jìn)行精確控制和超溫保護(hù)。
四、溫控系統(tǒng)與智能管理
現(xiàn)代熱處理箱式爐的溫度控制系統(tǒng)采用微電腦數(shù)顯智能儀表,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控溫與溫度參數(shù)可設(shè)定。加熱溫度控制采用微電腦數(shù)顯智能儀表自動(dòng)控溫、加熱(可設(shè)定分區(qū)),具有PID自整定輸出控制功能,其中一塊溫控表用于主控加熱、一塊用于監(jiān)控超溫保護(hù),雙表配置增強(qiáng)了對(duì)溫度的控制能力。
溫控儀采用雙行LED顯示表盤,具備50段編程能力。控溫精度可達(dá)到±1℃,PID自整定功能可自動(dòng)根據(jù)爐體熱慣性確定加熱功率參數(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)升溫、自動(dòng)保溫、自動(dòng)降溫,在正常運(yùn)行期間無(wú)需值守。
設(shè)備還配有電流表、電壓表用于實(shí)時(shí)顯示三相工作電流和電壓,配置接地漏電保護(hù)、恒溫計(jì)時(shí)器和超溫報(bào)警等控制功能。加熱元件采用電子觸發(fā)SSR可控硅模塊控制,加熱功率大小可調(diào),相比于傳統(tǒng)的接觸器通斷控制方式具有調(diào)節(jié)平順、沖擊電流小、控溫精度高等優(yōu)點(diǎn)。
五、技術(shù)參數(shù)
高溫?zé)崽幚頎t的技術(shù)參數(shù)涵蓋溫度范圍、工作尺寸和電源功率等。
溫度參數(shù):工作溫度范圍一般為600至1800℃,可適用于不同材料對(duì)不同熱處理溫度的需要。1200℃級(jí)箱式電阻爐的額定溫度為1200℃,可滿足常規(guī)碳鋼和合金鋼的淬火、正火和退火熱處理需求。較高溫度級(jí)設(shè)備可用于耐熱合金和不銹鋼的熱加工。
爐膛尺寸:常見(jiàn)規(guī)格包括650×300×250mm、950×450×350mm、1200×600×400mm、1500×750×450mm等。用戶可根據(jù)工件尺寸和批量大小選擇適當(dāng)規(guī)格,也可由設(shè)備制造商按具體參數(shù)進(jìn)行非標(biāo)定制設(shè)計(jì)。
加熱功率與電源:加熱功率從20kW、45kW、65kW、90kW至105kW不等,一般與爐膛容積成比例。電源為三相380V,50Hz。
電爐裝載量:電爐裝載量相對(duì)較大、生產(chǎn)率較高,特別適用于小、中型機(jī)件的熱處理加熱用。在節(jié)能方面,相比于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)可節(jié)約能耗約20%左右,爐溫均勻性良好。
六、應(yīng)用領(lǐng)域
高溫?zé)崽幚頎t在機(jī)械制造、冶金加工等行業(yè)中有較廣泛的應(yīng)用。
金屬熱處理加工:主要供一般金屬零配件、五金模具、碳鋼、合金鋼機(jī)件等金屬材料在空氣中進(jìn)行正火、淬火、退火、燒結(jié)及其他熱處理加熱。采用該設(shè)備可使金屬材料達(dá)到所需的金相組織狀態(tài)和力學(xué)性能水平。
工具與模具熱處理:適用于五金模具、量具、刃具等工具類產(chǎn)品的淬火和回火處理,通過(guò)合理的熱處理工藝可提高模具的耐磨性和使用壽命。
科研與實(shí)驗(yàn):供工礦企業(yè)、科研單位等實(shí)驗(yàn)室做化學(xué)分析、物理測(cè)定及小型鋼件熱處理加熱。在金屬材料研究和新工藝開(kāi)發(fā)中,熱處理箱式爐可作為工藝實(shí)驗(yàn)的基本設(shè)備。
生產(chǎn)能力擴(kuò)展:設(shè)備還可通過(guò)加裝保護(hù)氣氛管路,向爐膛內(nèi)通入氮?dú)狻鍤獾缺Wo(hù)性氣體,在需要減少零件氧化脫碳的場(chǎng)合進(jìn)行氣氛保護(hù)熱處理,擴(kuò)展了設(shè)備的應(yīng)用范疇。
七、使用注意事項(xiàng)
使用高溫?zé)崽幚頎t應(yīng)注意:不得超過(guò)電阻爐的額定最高溫度;裝取試樣時(shí)務(wù)必要切斷電源;裝取試樣時(shí)爐門開(kāi)啟時(shí)間應(yīng)盡量短以延長(zhǎng)電爐使用壽命;禁止向爐膛內(nèi)灌注任何液體;不得將沾有水和油的試樣放入爐膛;不得用沾有水和油的夾子裝取試樣;裝取試樣時(shí)要戴專用手套以防燙傷。設(shè)備設(shè)有連鎖保護(hù)裝置,可防止因誤操作引發(fā)的故障及安全事故。長(zhǎng)期停用的電爐在使用前需烘溫除濕,以防爐襯吸潮影響加熱效率和安全。加熱元件在長(zhǎng)期使用后會(huì)逐漸老化氧化,電阻值發(fā)生變化,應(yīng)根據(jù)實(shí)際升溫情況適時(shí)調(diào)整功率補(bǔ)償或更換加熱元件。定期檢查爐門密封條和接觸器觸點(diǎn)狀態(tài),清理爐膛內(nèi)殘留氧化皮,有助于維持設(shè)備正常工作狀態(tài)和延長(zhǎng)使用壽命。
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