热处理设备课件热处理电阻炉 (2)

,热处理电阻炉,概述,定义：将电流通过金属或非金属电热元件，使其发出热 量，借助辐射或对流作用加热元件的设备。 优点：结构简单、操作方便、工作温度范围广、控温准 确且分布均匀、便于使用控制气氛、易实现自动 化和机械操作。 分类： 高温炉（1000） （1）按工作温度 中温炉（1000-650） 低温炉（650）,概述,空气介质炉 （2）按炉膛介质 控制气氛炉 液体介质炉（浴炉） （3）按炉膛形状：箱式、井式、罩式、直通式 （4）按专业程度：通用和专用 （5）按用途：退火、正火、淬火、回火、渗碳等 （6）按作业规程：周期、连续、半连续,概述之周期作业式电阻炉,一、周期作业式电阻炉 特点：周期地分批处理工件，加热过程中不进行装 出料，生产能 力低. 应用：小规模生产. 炉型：箱式、井式、 台车式. 1.箱式电阻炉,概述之周期作业式电阻炉,A结构：角钢框架、薄 钢板为壳、焊接结构 B作用：适合中小件的 退火、正火、淬火、 回火、固体渗碳 C缺点：升温慢、温 度不均、工件易氧化、 脱碳，操作不便,概述之周期作业式电阻炉,D产品序号：有RX、RX2、RX3系列，其中RX2 RX3为可以通入保护气氛或滴入液体的炉子。 E电热元件：金属（高温铁铬铝1200）和非金 属（硅碳棒碳化硅1350 ） F中高温炉子的区别： 高温炉子炉膛小，炉壁厚等 G箱式炉子的技术数据：,概述之周期作业式电阻炉,H碳化硅特性：电阻随着温度升高而减少，在 800850以上电阻随着温度升高而增加. 2井式电阻炉 A结构：圆形、型钢和 钢板做成炉壳、轻质粘 土砖做炉衬、保温层填 充保温粉.,概述之周期作业式电阻炉,B作用：适合细长工件的退火、正火、淬火、回 火、渗碳等. C优缺点：热效率高、温度不均，要分段控温。 D技术参数：,概述之周期作业式电阻炉,3 台车式热处理炉,概述之连续作业式电阻炉,二 连续作业式电阻炉 特点：一般有两个炉门，一进一出，工件在移动 过程中被逐步加热和保温，过程连续。生产 能力高、机械化自动化程度高、节省人力、 热效率高。 应用：大批量生产工件 炉型：传送带式、推杆式、辊底式、震底式、步 进式、牵引式、转底式等,概述之连续作业式电阻炉,1.传送带式电阻炉,概述之连续作业式电阻炉,用途：中小型工件的淬火、正火、和回火 特点：优点是工件在运输过程中，加热均匀，不受冲击震动，变形量小。主要问题是输送带受耐热温度的限制，承载能力较小；输送带反复加热和冷却，寿命较短；热损失也较大。 分类：网带式 链板式 炉型示意图：,概述之连续作业式电阻炉,2.振底式电阻炉 振底式炉的特性与用途： 这类炉子设有振动机构， 使装载工件的活动底板 在炉膛内往复运动，借 惯性力使工件连续向前 移动。由于振动炉底板 一直处在炉内，无需工夹具，故炉子热效率高。依振动机 构的不同，这类炉子分机械式、气动式和电磁振动式。,概述之连续作业式电阻炉,振动机构的种类、特点和应用范围：,概述之连续作业式电阻炉,振底式炉型示意图： 用途：螺栓、垫圈等中小型工件的热处理,概述之连续作业式电阻炉,3.推杆式电阻炉,概述之连续作业式电阻炉,3.推杆式电阻炉 用途：中、小型金属 机件的淬火、 回火等热处理 加热用 特点：连续自动生产 效率高，操作 方便，处理后的零件质量稳定。,炉型的选择和炉体尺寸的确定,影响炉型的选择的因素： 工件的特点 技术要求 产量的大小 劳动条件、机械化和自动化水平 节省能源 炉膛尺寸的确定： 炉膛尺寸的大小由工件的形状、尺寸、装炉量以及炉子的生产率决定的,炉型的选择和炉体尺寸的确定,炉底面积的确定： 第一种方法：根据炉子一次装料量计算（适用于批量 小、工件尺寸大、形状特殊者） 考虑因素： 一次装炉料量、 有效面积、 装出料的方便程度、 气体流通等,炉型的选择和炉体尺寸的确定,具体尺寸确定： L(炉膛的长度)=L1（有效的长度）+0.20.3（m）（预留的两空隙） B(炉膛的宽度)=B1（有效的宽度）+0.20.3（m）（预留的两空隙）,炉型的选择和炉体尺寸的确定,第二种方法：根据炉底强度指标计算（适合于工件加热 周期和装炉量不明确）,炉型的选择和炉体尺寸的确定,对于箱式炉来说，炉底长度与宽度之比约3:2，因此 炉底宽度 ，最后根据经验，与同类炉子对 比，合适再决定。 炉膛高度的确定 经验法：一般来说H/B =0.520.9之间，多在0.8 左右。小炉子比值大些，大炉子比值小些。,炉型的选择和炉体尺寸的确定,砌体及外形尺寸的确定应考虑的问题 砌体包括炉墙、炉顶及炉底，通常都由耐火材料和隔热材料砌筑 砌体的厚度应符合耐火砖的尺寸要求，砌体要保证一定强度 为节能和提高升温速度，在符合耐火、保温和机械强度的要求，应尽量采用轻质耐火材料 保温材料的使用温度不能超过容许温度。 炉衬外表温度应保持在4060之间为宜。,炉型的选择和炉体尺寸的确定,炉墙的砌筑： 炉温低于300的电阻炉，用钢板夹层作炉墙，中间填充保温材料 小于700，轻质粘土砖做砌体，外部加蛭石粉或硅藻土砖等保温材料 7001000，中小型炉子采用耐火材料与保温材料两种结构。特大型，可考虑重质粘土砖做耐火材料 10001300高温炉，用三层炉衬，分别为高铝砖、轻质粘土砖与保温粉料。 在保温层与炉壳之间还有一层厚度为510mm的石棉板。,炉型的选择和炉体尺寸的确定,炉顶的砌筑 分类：平顶、拱顶和悬挂顶 选用原则： 0.40.6m 平顶 炉宽 3.54m 拱顶 3.54m 悬挂顶 拱顶：,炉型的选择和炉体尺寸的确定,炉底的砌筑 电阻炉炉底结构是在炉底外壳钢板上用保温砖砌成方格子状，然后在格子中填充松散的保温材料，在其上面平铺1-2 层保温砖，之后再铺一层轻质砖，其上安置支撑炉底板或导轨的重质砖和电热元件搁砖。 采用辐射管电热元件的炉子，炉底常用耐火纤维预制块铺设。炉底设有导轨的炉子，炉底应考虑导轨的支撑和固定。,炉型的选择和炉体尺寸的确定,炉架和炉壳 炉架的作用是承受炉衬和工件载荷以及支撑炉拱的侧推力。炉架通常用型钢焊接成框架，型钢的型号随炉子大小、炉衬材料和结构而异。轻质耐火砖和耐火纤维炉衬的应用，大大地减轻了炉架的负荷。 炉壳的作用是保护炉衬，加固炉子结构和保持炉子的密封性，通常是用钢板复贴在钢架上焊接而成,电阻加热功率的确定,确定方法： 经验计算法 类比法 理论计算法 经验计算法：,电阻加热功率的确定,类比法 理论计算法(热平衡法) 1.加热工件所需的有效热量 2.加热辅助工夹具所需的热量,电阻加热功率的确定,3.加热控制气体所需的热量 4.通过炉衬的散失的热量,电阻加热功率的确定,5.砌体的蓄热 6.通过炉门开启辐射的热损失,电阻加热功率的确定,7.通过开启炉门的溢气热损失 8.其他热损失,电阻加热功率的确定,于是有： 则有功率： 实际生产中：,电热体材料及其性能,一、对电热体材料的要求 （1）良好的高温力学性能和化学稳定性。 （2）高的电阻率。 （3）较小的电阻温度系数。 （4）低的热胀系数。 （5）良好的机械加工性能。 （6）符合国家资源情况，成本低。 二、电热体材料性能,电热体材料及其性能,（一）金属材料 （1）镍铬合金 镍铬合金分二元合金和三元合金两种，二元合金基本是镍和铬，含铁量只有 0.53%三元合金是镍铬铁合金。经常使用的镍铬合金有Cr15Ni60、 0Cr23Ni13等。 （2）铁铬铝合金 铁铬铝合金的熔点比镍铬合金高，在空气中加热后表面形成一层Al2O3保护膜，其熔点比合金基体高。此种合金电阻率大，电阻温度系数小，价格低廉，但质脆，加工性能较差，弯曲时需要预热；高温时强度低，元件易于变形倒塌；加热后合金晶粒胀大，脆性增加，经不起冲击和弯曲；维修时比较困难。,电热体材料及其性能,(3) 钼 纯度在99.8%左右，呈银灰色，坚韧，耐高温；高温时力学性能好，电阻率低，电阻温度系数大。为使电热元件功率稳定，必须安装调压器。 (4) 钨 熔点比钼高，硬度大，高温力学性能好，电阻率小，电阻温度系数大，加热过程中必须使用调压器。 (5) 钽 熔点2900 ，最高使用温度2500，电阻率比钼、钨高，电阻温度系数大，加热过程中必须用调压器。,小结,介绍了电阻炉 炉型选择和炉体尺寸确定 电阻加热功率的确定 电热体,思考题,1、试述周期作业和连续作业电阻炉的工作特点和 应用 2、试述高温、中温和低温电阻炉的炉衬结构特点 3、试述如何根据热平衡计算法来确定电阻炉的额 定功率。,