热处理浴炉学习.pptx
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1、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25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第1页/共65页主要缺点:(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第2页/共65页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
2、(工作温度150550)中温炉(工作温度5501000)高温炉(工作温度10001350)三类第3页/共65页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。第4页/共65页第5页/共65页二二 电阻加热浴炉电阻加热浴炉1.1.概述概述电阻加热浴炉用电阻加热浴炉用电热元件加热浴剂电热元件加热浴剂多为低温炉和中温炉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。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
3、尺寸范围大,温度均匀性好,可自行设计等优点,但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。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。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。第6页/共65页2、外热式电阻加热浴炉(外热式坩埚浴炉)特点:利用电热元件或其它热源装置,在坩埚外进行加热的浴炉。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。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:金属坩埚寿命短;热惰性大,影响控温精度。第7页/共
4、65页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。第8页/共65页(2 2)用途)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等第9页/共65页3、内热式电阻加热浴炉、内热式电
5、阻加热浴炉(内热式管状加热器浴内热式管状加热器浴炉炉)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。件加热的内热式浴炉,其结构如图所示。第10页/共65页3、内热式电阻加热浴炉、内热式电阻加热浴炉第11页/共65页第12页/共65页管状加热器结构: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。第13页/共65页3、内热式管状加热器浴炉特点: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、碱类和油类炉子结构简单,加热器安装方
6、便,热效率高,加热和冷却都较快。工作温度为120550缺点: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。主要用于低温淬火、分级淬火、回火。第14页/共65页三电极盐浴炉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。第15页/共65页2.特点电极布置在导电介质里,直接通电产生热量。采用盐类作加热介质电极盐浴炉炉子升温快,无需金属坩埚,可进行高、中、低温加热。应用广泛。缺点:盐液面热损失大盐蒸气污染环境第16页/共
7、65页(1)依电极浸入介质的方式:分为插入式和埋入式(2)结构3电极盐浴炉分类第17页/共65页第18页/共65页第19页/共65页第20页/共65页第21页/共65页第22页/共65页第23页/共65页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)、插入式电极浴炉电极从坩埚上方垂直插入熔盐内。电极结构简单,易于更换,且可随意调节电极间距。缺点:电极占据液面较大位置,液面热损失大,炉膛利用率低。电极受空气和盐蒸气氧化腐蚀,寿命短。第24页/共65页 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。第25页/共65页第2
8、6页/共65页(2)、埋入式电极浴炉工作电压高。插入式盐浴炉电压为5.517.4V埋入式盐浴炉电压为1436V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。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第27页/共65页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。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,电极不穿过炉体顶埋式电极盐浴炉的主要特点是:电极不加水冷套,电极不
9、穿过炉体,电极结构和坩埚结构较复杂。,电极结构和坩埚结构较复杂。第28页/共65页3.3电极盐浴炉的排气装置电极盐浴炉的排气装置和特殊的启动方式一一 排气装置排气装置目的: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,设排气装置装置不仅是盐浴炉、各种浴炉都应装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: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。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。排气罩出口与通风机相连
10、。第29页/共65页3.3电极盐浴炉的排气装置电极盐浴炉的排气装置和特殊的启动方式一一 排气装置排气装置 排气量按下式计算:排气量按下式计算:第30页/共65页第31页/共65页排气罩出口直径按下式计算:排气罩出口直径按下式计算:第32页/共65页 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1 100mm00mm左右,也可按下式计算:左右,也可按下式计算:第33页/共65页排气口的面积排气口的面积S Sk k为:为:式中式中v v4 4排气口气体流动速度排气口气体流动速度(m/s)(m/s),常在,常在5 515m/
11、s15m/s范围内。范围内。第34页/共65页原因: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。二 采用特殊的启动方式第35页/共65页1 常规启动法(1)启动电阻法:最常用。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100250,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
12、,制造较方便第36页/共65页 启动电阻的电阻和电压要适当配合,否则会烧坏。启动电阻安置在电极附近或电极之间。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。第37页/共65页启动电阻体的固定方法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、打火甚至烧损否则因接触不良而发热、打火甚至烧损第38页/共65页启动方法启动方法 空炉启动时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,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
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