[發(fā)明專利]自分解氨燒結(jié)爐及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410462499.8
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104190926B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張祝;吳斯灝;陳力航
• 申請（專利權(quán)）人: 吳斯灝
• 主分類號: B22F3/10
• 分類號: B22F3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燒結(jié)裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自分解氨燒結(jié)爐及其控制方法。

背景技術(shù)

在粉末冶金零件生產(chǎn)中，燒結(jié)是決定最終產(chǎn)品顯微組織、力學(xué)性能及控制尺寸的關(guān)鍵工序，在高溫下，使生坯固體顆粒相互鍵聯(lián)，晶體逐漸長大，孔隙和晶界漸趨減少，最后成為具有某種顯微結(jié)構(gòu)的致密多晶燒結(jié)體。現(xiàn)代燒結(jié)工藝設(shè)備中，多采用氮基氣氛氣體作為燒結(jié)保護(hù)氣體，而氮基氣氛氣體多是由氨分解轉(zhuǎn)化而來，目前氨分解主要采用單獨的分解設(shè)備，分解純化后輸送至燒結(jié)設(shè)備使用，生產(chǎn)廠家在轉(zhuǎn)化氨分解過程中多采用電加熱分解，而氨的分解是吸熱耗能過程，不僅耗能高，且壓坯在預(yù)熱階段，由于壓坯內(nèi)潤滑劑(硬脂酸鋅)分解后的氣體產(chǎn)物從粉末壓坯中迅速逸出，隨爐內(nèi)氣氛排向爐口燃燒，如果在此階段升溫速度過快，由于分解氣體從壓坯中逸出過猛，易造成壓坯表面起泡和變形，出現(xiàn)爆米花現(xiàn)象；同時壓坯未在規(guī)定溫度下保溫足夠長的時間，進(jìn)而導(dǎo)致獲得的燒結(jié)零件所需的物理機械性能下降。此外，爐芯管的預(yù)熱帶，預(yù)熱速度比較慢，相對預(yù)熱時間長，增加了預(yù)熱帶的爐體長度，設(shè)備占地面積大，在一定程度上增加了生產(chǎn)廠家的前期生產(chǎn)投入。

高溫?zé)Y(jié)爐控制作為過程控制的一個典型，其動態(tài)特性具有大慣性、大延遲的特點，且伴有非線性、強耦合等復(fù)雜因素；而燒結(jié)爐自動控制系統(tǒng)是過程控制、生產(chǎn)控制、數(shù)據(jù)管理的核心系統(tǒng)，其控制效果直接影響生產(chǎn)成本與產(chǎn)品質(zhì)量。目前國內(nèi)高溫?zé)Y(jié)爐的控制主要采用開關(guān)式控制，甚至是人工控制，采用這兩類控制方法的系統(tǒng)穩(wěn)定性不好，且超調(diào)量大，同時對外界環(huán)境變化響應(yīng)慢，實時性差。另外，頻繁的開關(guān)切換對電網(wǎng)產(chǎn)生很大的沖擊，不僅降低了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，而且減少了鍋爐的使用年限。因此研究一種最佳的控制方法對提高燒結(jié)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性具有重大的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種自分解氨燒結(jié)爐及其控制方法，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

自分解氨燒結(jié)爐，包括燒結(jié)設(shè)備底座，燒結(jié)設(shè)備底座上從左至右依次設(shè)置有網(wǎng)帶輸入部分、燒結(jié)主體部分、降溫冷卻部分及網(wǎng)帶輸送部分，而輸送網(wǎng)帶從燒結(jié)主體部分與降溫冷卻部分中間穿過，且其一端套在網(wǎng)帶輸入部分上，另一端套在網(wǎng)帶輸送部分上，在網(wǎng)帶輸送部分的帶動下做循環(huán)進(jìn)給運動；電加熱部分安裝于燒結(jié)主體部分內(nèi)，并在燒結(jié)主體部分內(nèi)與電加熱部分的外圍設(shè)置有氨加熱管道，氨加熱輸入管道一端與氨分解控制部分連接，另一端通過氨加熱管道與氨加熱回輸管道連接，而氨加熱回輸管道穿過氨加熱管道與氨分解控制部分連接，氫氣輸送管道一端與氨分解控制部分連接，另一端與氮基保護(hù)氣混合裝置連接，氮氣輸送管道一端與氨分解控制部分連接，另一端與氮基保護(hù)氣混合裝置連接，并在氮氣輸送管道上設(shè)置有控制閥，控制閥通過冷卻保護(hù)氣輸送管道與冷卻保護(hù)氣分散裝置連接，氮基保護(hù)氣混合裝置上安裝有脫蠟保護(hù)氣體輸送管道與淬火氮基氣體輸送管道，而脫蠟保護(hù)氣體輸送管道與脫蠟部分連接，淬火氮基氣體輸送管道與氣體淬火部分連接；此外，冷卻保護(hù)氣分散裝置與降溫冷卻部分連接，起到保護(hù)作用，冷卻循環(huán)系統(tǒng)分別與淬火冷卻部分、降溫冷卻部分連接，淬火冷卻部分用于淬火冷卻，降溫冷卻部分用于后端冷卻。

在本發(fā)明中，冷卻循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)輸入有冷卻水，且冷卻水為循環(huán)外部散熱型。

在本發(fā)明中，淬火冷卻部分與降溫冷卻部分下方分別設(shè)置有冷卻水回收管道，且冷卻水回收管道與冷卻池連接，冷卻后的水經(jīng)冷卻水回收管道輸送回冷卻池，供再次循環(huán)使用。

在本發(fā)明中，電加熱部分在燒結(jié)主體部分內(nèi)為分段式并聯(lián)安裝，便于拆卸維修。

在本發(fā)明中，電加熱部分內(nèi)設(shè)置有熱電偶，且熱電偶與數(shù)字溫度傳感器連接，而數(shù)字溫度傳感器接入氨分解控制部分。

在本發(fā)明中，氨分解控制部分包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置有控制器，柜體上設(shè)置有操作面板，操作面板與控制器連接，且柜體外接有光電耦合器，光電耦合器與繼電器連接，而繼電器與電加熱部分連接，控制器通過高低電平控制繼電器可控硅的導(dǎo)通與斷開，從而控制電加熱部分的通電加熱時間。

在本發(fā)明中，氨加熱輸入管道上安裝有氨流量控制閥，通過控制氨的輸入速度，以控制氨在經(jīng)加熱后輸出的溫度。

在本發(fā)明中，氨加熱管道為螺旋結(jié)構(gòu)，在利用燒結(jié)余熱將輸入至氨加熱管道的液氨加熱轉(zhuǎn)化為氣體氨時，氨加熱管道預(yù)熱升溫速度均勻，分解速度穩(wěn)定，分解后的氣體用于前端預(yù)熱脫蠟時，可防止由于脫蠟分解氣體從壓坯中逸出過猛，造成壓坯表面起泡和變形，出現(xiàn)爆米花現(xiàn)象；而螺旋結(jié)構(gòu)減少了設(shè)備占地面積，有效降低生產(chǎn)廠家的前期生產(chǎn)投入。