[發明專利]一種等溫空氣循環熱處理電爐

有效

• 申請號: 201310337299.5
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103397153A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 周森安;郭進武;鄭傳濤;李建國
• 申請（專利權）人: 洛陽市西格馬儀器制造有限公司
• 主分類號: C21D1/767
• 分類號: C21D1/767;C21D1/20
• 代理公司: 洛陽明律專利代理事務所 41118
• 代理人: 智宏亮

技術領域

本發明屬于空氣循環熱處理電爐，主要涉及一種等溫空氣循環熱處理電爐。

背景技術

金屬熱處理空氣循環爐的加熱方法主要有燃氣加熱和電阻加熱，此外，還有感應加熱、微波加熱及空氣動力加熱等。燃氣加熱的特點是節能降耗突出（可節能50%左右），但溫度不易控制，適合對爐溫均勻性要求不高（≥±5℃）的熱處理加工。電阻加熱的特點是溫度易于控制，適用于爐溫均勻性要求較高（≤±5℃）的熱處理加工，缺點是能耗較大。

現有的金屬熱處理空氣循環電阻爐的加熱原理是利用發熱體（電阻絲、電阻帶或陶瓷等）加熱，輔以熱風循環對流，將工件進行均勻加熱。但由于發熱體的布局、空氣的循環速度與導流方式以及爐膛的密封性等因素影響，使得爐溫的均勻性很難達到標準要求。特別是對大型或特大型空氣循環爐而言，若想把爐溫溫差控制在比較小的范圍內則愈加困難。

隨著航空航天等工業的迅速發展以及新材料的不斷開發，大型工件的熱處理對熱處理工藝和質量的要求越來越高，其中，在熱處理時，對爐膛的溫度、均勻度及精度等的控制成為熱處理爐質量的重要指標。例如，中國熱處理航空標準（HB5354-94）對一等爐爐溫均勻度的要求是±3℃（控溫精度是±1℃），而美國波音公司是±2.8℃。目前，國內外比較好的空氣循環爐爐溫的均勻度一般是＞±3℃到＜±5℃。顯然，在設計和制造熱處理空氣循環爐過程中，如何控制爐溫的均勻度是相關科技人員所面對的主要挑戰之一。

目前，我國航天工業使用的空氣循環熱處理電爐，主要依賴進口設備。國內進口的空氣循環淬火爐和國內生產的空氣循環淬火爐主要采取列方法來提高爐膛溫度的均勻性，加熱和熱風循環系統如附圖1所示：其主體結構主要由爐體10、吊籃11、吊架12、牽引機16以及爐膛、控制系統等，爐膛四周側壁上設置有加熱元件1，爐膛內四周設置有爐膽，爐膛頂部設置有循環風機。其獲得較高溫度均勻性的原理主要是靠循環風機循環攪動爐膛內的空氣而獲得的，但是，這種加熱方式仍不能滿足相關標準的要求，這種熱處理爐的根本缺陷在于：爐膛內的保溫主要依靠四周爐膽（爐膛的不銹鋼內壁）的傳熱獲得熱量和爐頂的循環熱風獲得的熱量，循環熱風的溫度是依靠加熱元件發熱使爐膛內膽與發熱元件之間的空氣溫度升高獲得的，為了保持爐膛的溫度不變，就必須不斷提高加熱元件的表面溫度，才能保持爐膛的溫度；由于大型空氣循環淬火爐的容積有幾十個立方米，爐頂和爐底的面積都較大，爐頂和爐底的熱損失也就較大，保持爐內溫度不變需要的熱量就越大，由于其沒有設置溫度補償機構，這就要求單位發熱元件表面的溫度提高，加熱元件的表面溫度越高，加熱元件與爐膛內膽之間的溫差就越大，循環熱風的溫度均勻性就越大，循環熱風的均勻性直接影響爐溫的均勻性，也影響了淬火等熱處理質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種等溫空氣循環熱處理爐，其多溫區分布設置加熱元件，同時形成的均溫熱風通道可以有效地提高爐膛的溫度均勻性，提高淬火等熱處理質量。

本發明的目的可采用如下技術方案來實現：其主要包括爐體、爐膛、吊籃、升降系統以及控制器、加熱元件，加熱元件設置在爐膛內側壁上，爐膛的頂部設置有鼓風機，在爐膛內設置有爐膽，在爐膽與爐膛內壁的加熱元件之間一周設置耐熱均溫隔板，通過控制加熱元件發熱，使均溫隔板與爐膽之間兩者之間形成等溫熱風通道，鼓風機的葉片位于爐膛頂部的等溫熱風通道內，把等溫的熱風送進爐膛內。

在等溫熱風通道的拐角處為圓弧形通道。

所述的耐熱均溫隔板為不銹鋼。

在爐膛頂部和爐膛底部分別設置有用于補償熱風能量損耗的加熱元件。

在爐膛的頂部設置有一個或一個以上的鼓風機，鼓風機的葉片位于等溫熱風通道內的出口處，出口處還設置有熱風導流隔板。

所述的在爐膛內壁不同溫區的加熱元件之間設置和耐火材料相連的隔段，有利于形成不同的爐膛，有利于分區獨立控制單個爐膛的溫度，也就有利于形成不銹鋼均溫隔板本身的溫度均勻性。

所述的升降系統包括電動機、導軌、對重、牽引機、牽引鋼絲、導向輪和電磁制動器，電動機設置在爐體頂部，其通過連軸器、減速箱和牽引機連接，牽引鋼絲位于導向輪中，牽引鋼絲的兩端分別連吊籃和對重，依靠鋼絲繩和牽引輪之間的摩擦來驅動吊蘭升降。