热处理炉
材料与冶金学院《加热设备课程设计书》
姓名：马轾福
专业：材料科学与工程
学号：070802110107
指导老师：杨明
设计时间：2010年6月
目录
1.设计任务 (1)
2.炉型的选择 (1)
3.确定炉体结构和尺寸 (1)
4.砌体平均表面积计算 (3)
5.计算炉子功率 (4)
6.炉子热效率计算 (7)
7.炉子空载功率计算 (8)
8.空炉升温时间计算 (8)
9.功率的分配与接线 (10)
10.电热元件材料选择及计算 (10)
11.炉子构架、炉门启闭机构和仪表图 (10)
12.炉子总图，主要零部件图及外部接线图，砌体图 (12)
13.炉子技术指标 (13)
14.编制使用说明书 (13)
设计一台年产160吨的热处理炉
一、设计任务
1、炉子用途：汽车齿轮调制处理。
2、材料及热处理工艺：45#钢淬火、回火处理，齿轮直径小于400mm ，厚度小于80mm 。
3、生产特点：小批量多品种周期式生产，作业制度为一班制生产。
二、炉型的选择
根据设计任务给出的生产特点，拟选用箱式热处理电阻炉，不通保护气氛。炉子最高工作温度为900℃。
三、确定炉体结构和尺寸
1、炉底面积的确定
已知年产量为160t ，一年里除了法定假日和双休日，将一年工作时间定为300天，根据作业制度，可算出生产率为：66.67kg/h,按表5-1 选择箱式炉用于正火和淬火时的单位面积生产率p 0为100kg/(m 2·h),故可得炉底有效面积 F 1 =66.67/100 = 0.667m 2
由于有效面积与炉底总面积存在关系 F 1/F = 0.75~0.85,取系数上限，得炉底实际面积
F =85
.0F
= 0.784m 2
2、炉底长度和宽度的确定
由于热处理箱式电阻炉设计时考虑装出料方便，取L/B = 2,因此，可求得 L =5.0/F =5
.0784.0 1.252m
B = L/2 = 1.252/2 = 0.626m
根据标准砖尺寸，为便于砌砖，取L=1.277m,B=0.633m 。 3、炉膛高度的确定
按统计资料，炉膛高度H 与宽度B 之比H/B 通常在0.5～0.9之间，根据炉子工作条件，取H/B=0.9左右，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度H = 0.439m 。 因此，确定炉膛尺寸如下：
长 L=(230+2)×5+(230÷2+2)=1277 mm 宽 B=(113+2)×5+(113÷2+2)=633mm 高 H=(65+2)×6+37=439 mm 为避免工件与炉内壁或电热元件搁砖相碰撞，应使工件与炉膛内壁之间有一定的空间，工作室有效尺寸为
长 L 效 = 1000 mm 宽 B 效 = 500 mm 高 H 效 = 400 mm 4、炉衬材料及厚度的确定
由于侧墙，前墙及后墙的工作条件相似，采用相同炉衬结构，即
113mmQN-1.0轻质黏土砖+55mm 密度为250kg/m 3 的普通硅酸纤维毡 + 113mm B 级硅藻土砖。
炉顶采用113mmQN-1.0轻质黏土砖 + 80mm 密度为250kg/m 3
的普通硅酸铝纤维毡 + 115mm 膨胀珍珠岩。
炉底采用三层QN-1.0轻质黏土砖（67×3）mm + 50mm 密度为250kg/m 3 的普通硅酸铝纤维毡 + 182mmB 级硅藻土砖和膨胀珍珠岩复合炉衬。
炉门用65mmQN-1.0轻质黏土砖 + 80mm 密度为250kg/m 3
的普通硅酸铝纤维毡 + 65mmA 级硅藻土砖。
炉底搁砖采用重质黏土砖，电热元件搁砖选用重质高铝砖
炉底板材料采用Cr-W-Mn 耐热钢，根据炉底实际尺寸给出，分三块或四块，厚20mm 。
四、砌体平均表面积计算
砌体外廓尺寸
L 外= L + 2×(115 + 50 + 115) = 1560m
B 外 = B + 2×（115 + 50 + 115）= 1060mm
H 外= H + f + (115 + 50 + 115) + 67×4 + 50 + 182
= 439 + 70 + 310 + 268 + 50 + 182
= 1319mm
式中：f ——拱顶高度，此炉子采用60o 标准拱顶，取拱弧 R = B ，则f 可由f = R(1-cos30o )求得。
1. 炉顶平均面积
F 顶内=62R π×L = 6
519.014.32??×1.560 = 0.847m 2
F 顶外=B 外×L 外 =1.060×1.560 = 1.654m 2
F 顶均=顶外顶内F F ?=654.1847.0?=1.183m 2
2. 炉墙平均面积
炉墙面积包括侧墙及前后墙，为简化计算将炉门包括在前墙内。 F 墙内=2LH + 2BH = 2H(L+B)
=2×0.439×(1.277+0.633)=1.677m 2
F 墙外=2H 外（L 外+B 外）= 2×1.319×(1.560+1.060)
= 6.912m 2
F 墙均=墙外墙内F F =912.6677.1X =3.405 m 2
3. 炉底平均面积
F 底内=B ×L=0.519×1.045=0.542m
2
F 底外=B 外×L 外=1.079×1.601=1.727m 2 F 底均=底外底内F F ?=727.1542.0?=0.967m 2 五、计算炉子功率
根据热平衡计算炉子功率
（1）加热工件所需的热量Q 件 由附表6得，工件在850℃及20℃时比容分别为c 件2=0.636kJ/(kg ·℃),c 件1=0.486kJ(kg ·℃),根据式（5-1）
Q 件=p （c 2t 2-c 1t 1）= 66.67×(0.636×850-0.486×20)=35393.77kJ/h
（2）Q 辅 = 0 （3）Q 控 = 0
（4）通过炉衬的散热损失Q 散
由于炉子侧壁和前后墙炉衬结构相似，故作统一数据处理，为简化计算，将炉门包括在前墙内。 根据式（1-15） Q 散
= ∑=+-n
i s i
i i
n F s t 1
11t λ
对于炉墙散热，如旁边图所示，首先假定界面上的温度及炉壳温度，t ’2墙=780℃，
t ’3墙=465℃，t ’4墙 =60℃，则耐火层s 1的平均温度
t s1均=2720
900+=840℃，硅酸铝纤维层
s 2的平均温度t s2均=
2
65
720+=622.5℃,硅土砖s 3的平均温度t s3均=
2
60
465+=26℃， s 1、s 3层炉衬的热导率由附表3得
λ1=0.29+0.256×10-3t s1均=0.29+0.256×10-3×840=0.505W/(m ·℃) λ3=0.131+0.23×10-3t s3均=0.131+0.23×10-3×262.5=0.191W/(m
·℃)
普通硅酸铝纤维的热导率由附表4查得，在与给定温度相差较小范围内近似认为其热导率与温度成线性关系，由t s2均=622.5℃,得 λ2=0.128W/(m ·℃) 当炉壳温度为60℃，室温为20℃，由附表2经近似计算得α∑=12.11W/(m 2·℃) ①求热流
q 墙=
∑
+++αλλ1
s λs t -t 332211a
g s =
11
.121
191.0115.0128.0055.0505.0115.020
900+
++-=655.7W/m 2
②验算交界面上的温度
t 2墙=t 1-q 墙1
1s λ=900-655.7×
505
.0115
.0=750.7℃ Δ='
2'22t t t 墙墙墙-=780
780
7.750-=3.76% Δ<5%，满足设计要求，不需重算
t 3墙=t 2墙 - q 墙3
3s λ=750.7–655.7×128
.0055
.0=469℃ Δ = '
333t 't t 墙墙墙-=465456469-=0.85% Δ<5%,也满足设计要求，不需重算。
③验算炉壳温度t 4墙 = t 3墙33λs = 469– 655.7×191
.0115
.0=74℃<75℃
满足要求。
④计算炉墙散热损失
Q 墙散 = q 墙·F 墙均 = 655.7×3.405 = 2232.7W 同理可以求得
t 2顶 = 801.1℃,t 3顶 = 542.3℃,t 4顶 = 54.6℃,q 顶 = 436.8W/m 2
t 2底=730.7℃,t 3底 = 572.7℃，t 4底=52.2℃，q 底 = 420.4W/m 2
炉顶通过炉衬散热
Q 顶散 = q 顶·F 顶均 = 436.8×1.183 = 516.7W
Q 底散 = q 底·F 底均 = 420.4×0.967 = 406.5W
整个炉体散热损失
Q 散 = Q 墙散 + Q 顶散 + Q 底散
= 2232.7 + 516.7 + 406.5 = 3155.9W = 11361.3kJ/h
(5)开启炉门的辐射损失
设装出料所需时间为每小时6分钟，根据式子（5-6）
Q 辐 = 3.6×5.67F Φδ[(
100Tg )4 – (100
Ta )4
] 因为T g = 900 + 273 = 1173K ，T a = 20 + 273 = 293K
由于正常工作时，炉门开启高度为炉膛高度的一半，故炉门开启面积
F = B ×2H =0.633×2
439
.0= 0.139 m
炉门开启率为 δt =60
6
= 0.1
由于炉门开启后，辐射口为矩形，且2H 与B 之比为519
.02439
.0 = 0.42，炉
门开启高度与炉墙厚度之比为28
.022
.0= 0.79，由图1-14第1条线查得φ = 0.66，故
Q 辐 = 5.675 × 3.6F δt φ[(100Tg )4 – (100
Ta )4
]
= 5.675 × 3.6×0.139×0.1×0.66×[(100
1173)4
–(100
293)4] = 3534.48kJ / h
（6）开启炉门溢气热损失 溢气热损失由式（5- 7）得
Q 溢 = q Va ρa c a （t ’g – t a ）δt 其中，q va 由式（5 – 8）得 q va = 1997 B ·
2H ·2H = 1997×0.633×2439.0×2
439.0=130.0 m 3/h
冷空气密度 ρa = 1.29kg/m 3,由附表10得c a = 1.342 kJ/(m 3·℃)
t a = 20℃，t ’g 为溢气温度，近似认为t ’g = t a +32
（t g – t a ）
= 20 + 32
(900 – 20)= 606.7℃
Q 溢=q va ρa c a （t ’g – t g ）δt
= 106.6×1.29×1.342×（606.7 – 20）×0.1 = 10827 kJ / h
（7）其他热损失
其他热损失为上诉热损失之和的10%~20%，故
Q 它 ＝ 0.13（Q 件+Q 散+Q 辅+Ｑ溢）
＝ 0.13×（35393.77+ 11361.3 + 3534.48 + 10827） ＝7945.15 kJ / h
（8）热量总支出
由式子（5 – 10）得
Q 总 ＝ Q 件 + Q 辅 + Q 控 + Q 散 + Q 辐 + Q 溢 + Q 它
＝
35393.77 + 11361.3+ 3534.48 + 10827 + 7945.15
＝ 69061.7 KJ/h
(9) 炉子安装功率 由式（5 –11）
P 安 ＝
3600
Qa
K ? 其中K 为功率储备系数，本炉设计中K 取1.4，则
P 安＝3600
7
.690614.1?＝26.9 kW
与标准炉子相比较，取炉子功率为30kW 。
六、炉子热效率计算
1． 正常工作时的效率 由式（5 – 12）
η ＝总件
Q Q ＝35393.77/69061.7 ＝
51.3%
2． 在保温阶段，关闭炉门时的效率 η=
()溢辐总件Q Q Q ++Q ＝()10827
48.35347.6906177
.35393++
＝64.7% 七、炉子空载功率计算
P 空＝
3600Q 它散+Q ＝3600
15
.79453.11361+＝5.36kW 八、空炉升温时间计算
由于所设计炉子的耐火层结构相似，而保温层蓄热较少，为简化计算，将炉子侧
墙、前后墙及炉顶安相同数据计算，炉底由于砌砖方法不同，进行单独计算，因升温时炉底板也随炉升温，也要计算在内。
1．炉墙及炉顶蓄热
V侧黏＝2 ×[1.277×（9×0.067 + 0.135）×0.115]＝0.217m3
V后前黏?＝２×［（0.633 + 0.115×2）×（13×0.067+0.135）×0.115］＝0.173m3 V顶黏＝0.58×(1.277+0.276)×0.115＝0.104m3
V侧纤＝2×[(1.277+0.115)×(9×0.067+0.135)×0.05]＝0.103m3
V后前纤?＝２×[(0.52+0.115×2)×(13×0.067+0.135)×0.05]＝0.075m3
V顶纤＝0.64×(1.277+0.276)×0.08＝0.080m3
V侧硅＝2×[(9×0.067+0.135)×(1.277+0.115)×0.115]＝0.197m3
V后前硅?＝2×[1.0785×(13×0.067+0.135)×0.115]＝0.250m3
V顶震≈1.605×1.0785×0.115＝0.199m3
由式（5 – 9）得
Q蓄＝V粘ρ粘c粘（t粘– t0）+ V纤ρ纤c纤（t纤– t0）+ V硅ρ硅c硅（t硅–t0）
因为t粘＝（t1 + t2墙）/2＝
27.
750
900+＝825.4℃
查附表3得
c黏＝0.84 + 0.26×10-3t黏＝0.84 + 0.26×10-3×825.4 ＝1.055kJ/(kg·℃)
t纤＝（t2墙+t3墙）/2＝
2469
7.
750+＝609.9℃
查附表3得
c纤＝0.81+0.28×10-3t纤＝0.81+0.28×10-3×609.9 ＝0.98 kJ/(kg·℃)
t硅＝（t3墙+t4墙）/2＝
274
469+＝271.5℃
查附表3得
c硅＝0.84+0.25×10-3t硅＝0.84 + 0.25×10-3×271.5
＝0.908kJ/(kg ·℃)
所以得
Q 蓄1＝（V 侧黏 + V 后前黏? + V 顶
黏）ρ黏c 黏（t 黏 – t 0） + （V 侧纤 + V 后前纤? + V 顶
纤）ρ纤c 纤（t 纤 – t 0） + （V 侧
硅 + V 后
前硅? + V 顶
珍）ρ硅c 硅（t 硅 – t 0）
＝（0.217+ 0.173 + 0.104）×1.0×103×1.055×(825.4 – 20) + (0.103 + 0.075 + 0.080)×0.25×103×0.98×（609.9 – 20） +（0.197+ 0.250+ 0.199）×0.5×103×0.908×(271.5 – 20) ＝658818.18kJ
2.炉底蓄热计算
V 底
黏＝[2×(0.02×0.12+0.113×0.065)+(0.04 + 0.065)×0.113+(0.113
×0.12)]×1.045+(1.045 – 0.115×2)×（1.601– 0.115）×0.065 ＝0.126m 3
V 底
纤＝1.601×1.079×0.05＝0.086m 3
V 底
硅＝1.601×1.079×0.182＝0.314m 3
由于t 底
黏＝(t 1 + t 2底)/2＝2
7
.780900+＝815.35℃ 查附表3得
C 底
黏＝0.84+0.26×10
-3
t
底黏
＝0.84+0.26×10-3×815.35＝1.052
kJ/(kg ·℃) t 底
纤
＝2
t 32底底
+t
＝
2
7
.5727.780+＝651.7℃ 查附表3得 C 底
纤＝0.81+0.28×10-3
t
底纤
＝0.81+0.28×10-3×651.7＝0.992 kJ/(kg ·℃)
t 底
硅
＝
2
t 43底底
+t ＝
2
2
.527.572+＝312.45℃
查附表3得 C 底
硅＝0.84+0.25×10-3
t
底硅
＝0.84+0.25×10-3×312.45＝0.918 kJ/(kg ·℃)
所以得
C 底蓄＝0.126×1.0×103×1.052×(815.4 – 20)+0.086×0.25×103×0.992×(651.7 – 20)+0.314×0.5×103×0.918×(312.45 – 20)＝161054.4 kJ 4、炉底板蓄热
根据附表6查得900℃和20℃时低合金钢的比热容分别为c 板2＝0.536 kJ/(kg ·℃)和c 板1＝0.477 kJ/(kg ·℃).经计算炉底板质量G ＝86.86 kg,所以有 Q 板蓄＝G （c 板2 t 1 – c 板1t 0）＝86.86×(0.536×900 – 0.477×20)
＝41072.6 kJ
Q 蓄＝Q 蓄1+Q 底
蓄+Q 板
蓄＝428042.73 + 161054.4 + 41072.6＝630169.7 kJ
由式 （5 -13）得空炉升温时间 Τ升＝
安
蓄
P 3600Q ＝3036007.630169 ＝7.3h 对于一般周期作业炉，其空炉升温时间在3~8小时均可，故本炉子设计符合要求。
因计算蓄热时是按稳定计算的，误差大，时间偏长，实际空炉升温时间应在4小时以内。
九、功率的分配与接线
30kW 的功率平均分配在炉膛两侧和炉底，组成单相接法接线。供电电压为车间动力电网380V
核算炉膛布置电热元件内壁表面负荷，对于周期式作业炉，内壁表面负荷应在15 ~ 35kW/m 2之间，常用为20 ～ 25kW/m 2之间。
F 电＝2F 电侧 + F 电底 ＝2×1.277×0.439 + 1.277×0.633 ＝1.929m 2 W ＝
电安F P ＝929
.130＝15.55符合要求。 十、电热元件材料选择及计算
由最高使用温度900℃，选用02Cr25Al5合金作电热元件，接线方式采用380V
单相接法 1． 图表法
由附表15查得0Cr25Al5电热元件24kW 箱式炉接线，直径d=4.5mm 时，其表面负荷为1.39W/cm 2.每组元件长度L 组＝51.0m,总长度L 总＝153.0m ，元件总质量G 总＝17.4kg 2． 理论计算法
（1） 求900℃时电热元件的电阻率ρt
当炉温为900℃时，电热元件温度取1100℃，由附表12查得0Cr25Al5在20℃时的电阻率ρ0＝1.40Ω·mm 2/m,电阻温度系数α＝4×10-5,则1100℃下的电热元件电阻率为
ρt ＝ρ20（1+αt ）＝1.40×（1+4×10-5
×1100）
＝1.46Ωｔ·mm 2/m
(2)确定电热元件表面功率
由图5 – 3，根据本炉子电热元件条件取W 允＝1.7W/cm 2. (3)每组电热元件功率
由于采用三相接法，每组元件功率 P 组＝10kW
(4)每组电热元件端电压
由于采用三相接法，车间动力网端电压为380V ，故每组电热元件端电压即为每相电压
U 组＝220V (5) 电热元件直径
线状电热元件直径由式（5 – 24）得 d ＝34.33
22
U
W 组
允
组
??P t
ρ
＝34.33
2
2220
10
7.146.1??＝4.4mm
取d ＝7.5mm
(6)每组电热元件长度和重量
每组电热元件长度由式（5 – 25）得 L 组＝51.23
每组电热元件质量由式（5-26）得
G 组＝4
πd 2
L 组ρM
式中，ρM 由附表12查得ρM ＝7.1g/cm 3 所以得
G 组＝4πd 2L 组ρM ＝?4
π 4.42
×51.23×7.1×10
-3 ＝5.53kg (7)电热元件的总长度和总质量
电热元件总长度由式（5 – 27）得 L 总＝3L 组＝153.69m 电热元件总质量由式（5 – 28）得 G 总＝3G 组＝16.58kg （8）校核电热元件表面负荷 W 实＝1.67
W 实 将3组元件分成6折，布置在两侧炉墙及炉底上，则有 L 折＝8.54mm 布置电热元件的炉壁长度 L ’＝L – 50＝1277– 50＝1227mm 丝状电热元件绕成螺旋状，当元件温度高于1000℃，由表5 -5可知，螺旋节径D ＝（4 ～ 6）d 取D ＝5d ＝5×4.5＝22.5mm 螺旋体圈数N 和螺距h 分别为 N ＝120圈 h ＝10.23 h/d=10.23/4.52.27 按规定，h/d 在2~4范围内满足设计要求 根据计算，选用三相方式接线，采用d ＝4.5mm 所用电热元件重量最小，成本最低。 电热元件节距h 在安装时适当调整，炉口部分增大功率。 电热元件引出棒材料选用1Cr18Ni9Ti ，φ＝12mm,l ＝500mm. 电热元件图（略） 十一、炉子构架，炉门启闭机构和仪表图（略） 十二、炉子总图，主要零部件图及外部接线图（略） 十三、炉子技术指标 额定功率：30kW 额定电压：380V 最高使用温度：900℃ 生产率：66.67kg/h 相数：3 接线方法：Y 工作室有效尺寸：1000X500X400 出厂日期： 十四、编制使用说明书（略） 编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 可控气氛热处理炉的分类 及特点 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑 文件编号：KG-AO-4645-44 可控气氛热处理炉的分类及特点 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1.可控气氛热处理炉的分类 可控气氛热处理炉种类很多，有周期式和连续式之分。 周期炉:有井式炉和密封箱式炉(又称多用炉），适用于多品种小批量生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理。 连续炉:有推杆式、转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可以进行光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。 2.可控气氛热处理炉的特点 (1)炉膛密封良好 炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。炉体密封，包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密 封。电热元件等在可控气氛作用下，需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料，最好用低压供电，以免元件渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。 采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封，密封效果比较好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，炉子工作温度也受到限制。还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点，即除炉膛密封外，采用辐射管加热器，可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。 (2)炉内保持正压 可控气氛炉内应保持正压，以防止炉外空气侵入引起爆炸，并且保证炉内气筑稳定。保持炉内正压的措施是，以一定压力供入足够的可控气体，保证可控气氛充满炉膛；对全密封的炉子，在废气排出口设置水封；控制炉内压力；炉门设置装料前室及火帘装置，以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。 (3)炉内气氛均匀 可控气氛在炉内必须循环流动，使气氛和温度均匀，以保证产品质量一致。因此，可控气氛炉大都设 十一、炉子技术指标 额定功率：50kW 额定电压：380V 最高使用温度：800℃生产率：100kg/h 相数：3 接线方法：YY 炉膛有效尺寸：1624×692×484mm 炉子外形尺寸：1982×1280×1454.4mm 湘潭大学 课程设计 2017年 1月 8日 1. 炉型的选择 根据给出的技术条件和产品特点，可以选用普通箱式电阻炉。 2.炉膛尺寸的确定 2.1确定炉底面积 根据技术要求生产无定型产品，无法使用实际排料法确定炉底面积，只能用炉底强度指标法计算确定。已知炉子的生产率g 是100kg/h ，根据表3.10[1]选择箱式炉用于正火和淬火的单位面积生产率g 0为120kg/(m2·h),故可以计算求得炉底的有效面积为 A 1/m 2=g g 0=100120≈0.83 取炉底面积利用系数K=0.75，则由式 A 有效 A 实际=0.75可得，炉底的实际面积为 A 实际/m 2= A 有效0.75=0.830.75≈1.11 2.2确定炉底的长度与宽度 当炉底长度小于2m 时，其长宽比可取L/B =2/1。又知， L ×B =1.11，可以解得L ≈1.490m ，B ≈0.745m 。为了便于砌砖，取 L=1.624m，B=0.692m。 2.3确定炉膛的高度 根据统计资料，炉膛高度与宽度之比在0.59-0.9之间。一般取在0.7左右。现按照电热元件布置要求，根据标准砖尺寸，选定炉膛高度为H=0.484m。因此确定炉膛的尺寸为：长L=1.624m；宽B=0.692m；高H=0.484m。 3炉体结构的设计 两侧墙、前后墙的结构基本相同，可以选择相同的结构，耐火层为115mm厚的QN-1.0轻质黏土砖，+65mm厚的、密度为100kg/m3的普通硅酸铝纤维毡，+115mm厚的A级硅藻土砖，保温层外面覆一层5mm厚的石棉板，使用石棉板的目的是防止炉体受潮。 炉顶采用115mm厚的QN-1.0轻质黏土砖，+80mm厚的、密度为100kg/m3的普通硅酸铝纤维毡，+115mm厚的膨胀珍珠岩，保温层外面覆一层5mm厚的石棉板。 炉底采用B级硅藻土保温砖砌筑方格子，内填充蛭石粉的复合炉衬，其厚度为182mm，在其上面铺一层50mm厚的密度为100kg/m3的普通硅酸铝纤维毡，在纤维毡上面平铺四层QN-1.0轻质耐火黏土砖，在四层轻质耐火黏土砖的上面用230mm厚的耐火黏土砖做支架，在支架间隙处放置炉底电热元件的搁砖，电热元件搁砖采用重质高铝砖。然后在支架上放置炉底板。同时在保温层和炉壳之间放一层10mm厚的石棉板。 Guide operators to deal with the process of things, and require them to be familiar with the details of safety technology and be able to complete things after special training.热处理炉安全技术操作规 程正式版 热处理炉安全技术操作规程正式版 下载提示：此操作规程资料适用于指导操作人员处理某件事情的流程和主要的行动方向，并要求参加施工的人员，熟知本工种的安全技术细节和经过专门训练，合格的情况下完成列表中的每个操作事项。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 1、非本设备定员不得操作本设备。 2、严禁带有腐蚀性、挥发性以及爆炸性气氛的工件（物品）在炉内加热。 3、装、卸工件时，必须切断加热器和台车电源。 4、检查台车触头，应校正触头面，严禁触点错位接触，每炉都要扫干净触头、台车，炉膛都要保持干燥，不得雨淋，严防漏电。 5、工件在装炉时四周必需留有100mm 以上的间隙，工件应叠放整齐、牢固可靠，防止台车工作时工件倒塌损坏炉衬。 6、炉门关闭时，钢丝绳应处于微紧的状态，严禁关闭后钢丝绳处于松变状态，炉门提升应平衡。 7、在确定来电安全正常的情况下，打开电柜开关根据热处理工件的技术要求输入相应的程序，前区、中区、后区三个区域的数据应相同。 8、按PRG键进行编程区，按SEL键依次输入技术要求相应的数据，程序输入完毕，回到00段按PRG键退出编程区，开通三区按钮通电。 9、热处理加热完毕，及时关闭三区电源。 10、每两周清除炉底的金属屑和氧化物，保证台车、炉膛电阻丝的正常使用。 真空热处理炉工艺 【盛阳工业炉真空热处理炉】真空热处理炉金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用广的金属，而且钢铁显微组织也为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 【真空热处理炉工艺】 真空热处理炉热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些 过程互相衔接，不可间断。 加热是真空热处理炉热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 #详情咨询#【盛阳工业炉：真空热处理炉】 高真热处理炉加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异，但一般都是加热到相变温度以上，以获得高温组织。另外转变需要一定的时间，因此当金属工件表面达到要求的加热温度时，还须 在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间，而化学热处理的保温时间往往较长。冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度慢，正火的冷却速度较快，淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求，例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。 #详情咨询#【盛阳工业炉：真空热处理炉】 金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同，每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺，可获得不同的组织，从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用广的金属，而且钢铁显微组织也为复杂，因此钢铁热处理工艺种类繁多。 托辊网带式控温冷却热处理生产线 技 术 方 案 湖北十堰华美炉业有限公司 二0一二年四月 托辊网带炉控温冷却生产线技术方案 一.基本要求: 1.工件名称:曲轴件锻造后余热利用热处理生产线 2.工件尺寸: 最大工件长:450mm; 直径:42mm; 重量:15kg 3.工作区尺寸:快冷部分: 网带宽720mm; 控温区长:5000mm; 缓冷部分: 网带宽720mm; 加热区长:10000mm; 低温快冷部分: 网带宽720mm; 加热区长:8000mm; 4.热处理要求:正火,热处理后表面光洁, 硬度均匀, 金相组织 符合国家行业标准。 二.设备组成: 本生产线主要由托辊网带式正火炉、网带式回火炉、前后工作台等部分组合。 1.正火炉快冷段网带运行采用托辊同步传动, 使网带运行承受 最小张力, 提高使用寿命; 网带运行连续均匀, 和间断进给 的传动相比, 消除了网带返退缺陷和工作经过落料口因时间 不同而引起硬度不均匀的现象。 2.炉顶部装有强力循环风机, 确保炉膛内温度和气氛均匀达到 快速均勻冷却效杲。 3.生产线具备完整可靠的电气自控、安全连锁和报警等功能。生 产线也可单机手动控制,便于调试和维护。 三.设备主要技术参: 1.托辊网带式正火加热炉: (1)电源内客:3N 380V 50Hz (2)额定加热功率:100kw (3)有效快冷区尺寸:720x5000x100mm(宽x长x高) 有效缓冷区尺寸:10000mm (4)最大生产率:3000kg/h (5)控温区数:4区+4区 (6)控温元件: 希曼顿产功率模块(固态继电器), 特 点:4-20mA输入, 具有过热, 缺相, 过流保护, 报警功 能。自动调功。温控仪表: 日本导电, 具有PID自整定, 具有超温断偶保护、报警等功能。 (7)控温精度:≤1℃ (8)炉温均匀度: ≤±3℃(同一区段) 一．化学热处理工艺及应用 除渗碳、渗氮外，渗金属主要有渗Al、Cr、V、Si、B、S等金属和非金属。下面简单介绍。 1.渗铬 适用于各种钢制件的耐磨性、耐蚀性和抗高温氧化能力。 渗后硬度：低碳钢为200~250HV；高碳钢为1250~1300HV。 渗层深度：一般为0.10~0.30mm。 渗层金相组织：低碳钢50%左右铬在铁素体中的固溶体；高碳钢由铬的碳化物（Cr7C3）、（CrFe）7C3组成。 渗铬方法：固、液、气体渗，还有真空渗等。 固体法：将以下配方研成粒度小于50目（约0.297mm）粉末，然后装箱进行。 配方1：50%~55%铬铁粉末+40~50%氧化铝+2~3%氯化铵。 配方2：60%~65%铬铁粉末+30~35%耐火土+3~4%氯化铵。 装炉温度为800~850℃，保温1～1.5h后升温到1000～1050℃.。保温12～15h（视层深要求而定）。然后随炉冷却600～700℃出炉空冷即可。 液体法：采用70%氯化钡+30%氯化钠为基盐。将金属铬或铬铁粉末经盐酸处理后放入基盐中，加热到1000～1050℃保温1.0～1.5h即开始渗，同时应不间断地用惰 性气体或还原气体保盐浴表面不被氧化。 气体法：利用干净铬块+氯化铵+氢气，在950～1100℃通入氯化铜蒸汽进行。渗铬后的处理：在一定载荷下工作并要求一定的强度的零件，渗铬后正火处理可细化晶 粒，提高基体强度和韧性，淬火和回火处理可根据需要调整基体的性能。 2、渗B 渗硼是指将工件放在一定比例的含硼介质中加热。 适用范围：提高各种钢、铸铁和粉末冶金等材料制作的工件耐磨性。 渗后硬度：900~1200H V0.1以上。 金相组织：为致密的单相Fe2B。 操作规程编号：YTO-FS-PD955 真空热处理炉的安全操作通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards 精品规程范本 编号：YTO-FS-PD955 2 / 2 真空热处理炉的安全操作通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 真空热处理炉是近年来得到较大发展的先进热处理设备，工件是在超低气压的空间里进行加热和冷却的。它具有质量好、节能、安全和污染少等优点。 虽然真空炉的发热体用低压电，但电源电压仍为380V ，操作时仍需要安全用电。 真空炉制造时，应确保不漏气、不漏水。真空炉炉体和炉盖等的密封是用橡胶件，因此需要用水隔层进行冷却。若水漏到炉膛里时，炉膛温度很高，会引起爆炸。真空炉处理的工件，应清洗净表面油污，同时避免淬火油槽的油蒸气进入炉膛。这些油蒸气和空气混合后将形成爆炸气氛，一旦有明火或通电时就会产生爆炸。所以真空炉装料后应关闭炉门，将炉膛抽成真空后，方可通电加热。 该位置可输入公司/组织对应的名字地址 The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location 工作行为规范系列 热处理炉安全操作规程（标准、完整、实用、可修改） ?I. 编号: 热处理炉安全操作规程 Safety operati on rules for heat treatme nt furn ace 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。 1. 操作人员应注意防火、防爆、防毒、防烫、防触电，了解有关救护知识。工作场地应配备必要的消防器材。 2. 操作人员在工作中不得任意离开工作岗位，临时离开应向代管人交待清楚。 3. 工作前应检查电气设备、仪表及工具是否完好，抽风系统是否完好。工作完毕后应做好工作场地及设备清扫工作。 4. 应尽量采用无氰工艺，化学物品应有专人管理，并严格按有关规定存放。 5. 工作中配制各种化学药剂、试剂时，应严格执行化学试验安全操作规程。 6. 禁止无关人员进入氰化室、化学药品储藏室、中频发电机室和高频淬火室。各室内应保持清洁，不堆放无关物品。 7. 工件进入油槽要迅速。淬火油槽周围禁止堆放易燃易 爆物品。 8. 使用行车（或单轨吊车）时应有专人指挥，并执行有关行车使用的安全操作规程。井式炉及盐浴炉的吊车电机应防 爆，钢丝绳应经常检查，定期更换。 9. 各种废液、废料应分类存放统一回收和处理。禁止随意倾入下水道和垃圾箱，防止污染环境。 10. 采用煤炉、煤气炉、油炉加热进行热处理，应遵守有关炉型司炉工安全操作规程，入炉工件、工具应干燥。 11. 大型热处理炉及连续热处理炉采用炉子机械输送工件和燃料，使用前必须检查炉子机械关键传动部件有无烧损、腐蚀，机械运行轨道上有无障碍物，工作堆放高度和宽度是否超过规定，堆放平稳与否，工件出炉卸车时应注意防止烫伤和砸伤事故。 请输入您公司的名字 Foon shi on Desig n Co., Ltd 网带炉详细说明 网带炉介绍和特点：经过半个多世纪的发展，第一代网带炉从氧化气氛下加热逐步发展到第二代保护气氛、少无氧化加热，又进步到第三代可控气氛加热，第四代计算机管理，在廿一世纪的今天，网带炉是如何发展的网带炉的特点 今天热处理网带炉发展的动力和其它产品一样源自市场的需求，发展的成果来自技术的进步。我国改革开放政策正大大地推动并加速了热处理行业发展过程。 廿一世纪的网带炉技术将带有鲜明的时代特征，具有四大特点：智能化热处理、高质量热处理、低成本热处理、清洁的热处理 ■网带炉的发展方向： 网带炉生产线采用无污染DX气体回火发黑技术、无污染利用回火余热染黑技术取代了传统有污染的发黑工艺。网带炉热污染为零。 ■网带炉的详细介绍： 经过半个多世纪的发展，第一代网带炉从氧化气氛下加热逐步发展到第二代保护气氛、少无氧化加热，又进步到第三代可控气氛加热，第四代计算机管理，在廿一世纪的今天，网带炉是如何发展的网带炉的特点? 今天热处理网带炉发展的动力和其它产品一样源自市场的需求，发展的成果来自技术的进步。我国改革开放政策正大大地推动并加速了热处理行业发展过程。 廿一世纪的网带炉技术将带有鲜明的时代特征，具有四大特点：智能化热处理、高质量热处理、低成本热处理、清洁的热处理. 1智能化热处理 研究发展人员运用最新CAD程序和热处理数据库，计算机模拟仿真技术和控制技术，采用高度柔性化、智能化的综合控制和管理系统于网带炉及其生产线。 未来的网带炉操作者仅需将待处理的工件数量、图纸输入计算机，整套设备将自行处理出高质量的产品。 目前已实现了整个系统实时多项目操作控制。如控制装料厚度、网带速度、温度、碳势等。可全屏幕监视及控制分批进料之移动。能完全工艺程序控制，可储存9999个工艺。能完全记录设备运行状况中所检测到的工艺参数(零件号、材料、温度、碳势等)送计算机进行处理并存储记录。可随时调阅和打印。可贮存十年的记录。密码分层控制，完全分层。含有新炉升温程序，停炉升温程序可有效执行升温过程等. 2高质量的热处理 质量分散率为零，热处理畸变为零。质量控制措施： 上料控制系统：重量、数量、均匀性可控。实现翻斗式、吸盘式、磁带性、阶梯式、震动式料系统普遍推广采用。上料节奏自动控制、变频调速。零件方向自动排列。加料厚度实现实时监控。从源头上为热处理工艺的准确执行提供保证。 设备温度控制：炉温稳定性±1℃、炉温均匀性±10℃，冷处理温度均匀性±5℃，开关式温控将被淘汰。 真空热处理炉 合盛隆 https://www.360docs.net/doc/9217855185.html, 真空高压气淬炉 用途：主要用于高速钢、工模具钢、不锈钢的淬火;不锈钢和钛合金的固溶处理;磁性材料的真空热处理及高温钎焊和真空烧结。加对流风机还可进行低温回火。 结构特点：加热室采用不锈钢骨架、新型碳毡复合材料，变形量少、耐高温高压气流冲刷，使用寿命长，易维护。采用石墨管加热器，易安装维护，故障率低。气冷采用喷射式冷却方式，石墨喷嘴圆周均布，使高压气流流动更合理(部分主风管风量大小可调，客户可根据工件的特点控制部分主风管风量的大小)，能有效控制工件变形。高速高压大流量风机，铜-铜高效圆型换热器，实现高速冷却。风机可采用单速、双速、变频调速多种方式，控制风冷速度。加热室也可以采用全金属结构，以满足钛合金、精密合金的固溶处理要求。电控系统采用PLC与可编程温度控制器的方式，实现全自动、半自动、手动三种控制方式，操作灵活。 三、技术参数： 最高温度1320℃ 控温精度±1℃ 炉温均匀性±5℃(可选择对流风机) 极限真空4×10^1Pa（选择高真空时为6.7×10^3Pa） 压升率0.6Pa／h 气冷压力6bar 冷却能力500Kg/4.5bar/1050-200用3-5分钟，10-20分钟可出炉 四、设备选型 1、尺寸规格 型号有效工作尺寸装炉量加热功率 HZQ-433 450mmx300mmx300mm 100kg 50kw HZQ-644 600mm x400 mm x400mm 200kg 80kw HZQ-755 700 mm x500 mm x500mm 300kg 100kw HZQ-966 900 mm x600 mm x600mm 500kg 150kw HZQ-1288 1200 mm x800 mm x800mm 1000kg 200kw HZQ-1299 1300 mm x900 mm x900mm 1200kg 300kw 2、炉胆规格 A 圆形金属炉胆，设360度吹管。 B 圆形石墨炉胆，设360度吹管。 C 方向金属炉胆，上下对吹。 D 方向石墨炉胆，上下对吹。标准配置为圆形石墨炉胆(2层硬毡+3层软毡)。 3、对流加热:Y(加对流风机)、N(不加热对流风机)。标准配置为N. 4、真空选择: 一、名词解释 1、热流:单位时间内由高温物体传给低温物体的热量叫热流，或热流量。用Q表示，单位为W,即J/S 2、耐火度：是耐火材料抵抗高温作用的性能，表示材料受热后软化到一定程度时的温度。 3、荷重软化点：是指在一定压力条件下，以一定速度加热，测出试样开始变形时的温度，当试样变形达到4%或40%的温度，称为荷重软化4%或40%软化点。 4、热导率：反应了物体导热能力的大小，它的物理意义在单位时间内每米长温度降低1℃时，单位面积能传递的热流量，用λ表示，单位为w/（m.℃） 5、传导传热：温度不同的接触物体间或一物体中各部分之间的热能的传递过程，称为传导传热 6、辐射传热:物体间通过辐射能进行的热能传递过程 7、黑体：辐射能全部被吸收的物体称为黑体。 8、集肤效应：当交流电流通过导体时，在导体表面电流最大，越向内部电流密度越小的现象。 9、邻近效应：两个通过交流电流的导体彼此相距很近时，则每个导体内的电流将重新分布，电流瞬时方向相反时，则最大电流密度就出现在两导体相邻的面，当导体内的电流瞬时方向相同，则最大电流密度将出现在两导体相背的一面，这种电流向一侧集中的现象叫临近效应 10、可控气氛：为了使工件表面不发生氧化脱碳现象或对工件进行化学热处理，向炉内通以可进行控制成分的气氛，称可控气氛 11、碳势：指一定成分的气氛，在一定温度下，气氛与钢的脱碳增碳反应达到平衡时，钢的含碳量。 12、温度梯度：物体（或体系内）相邻两等温面间的温度差△t与两等温面法线方向的距离△n的比例极限 13、氧势：指在一定温度下，金属的氧化和氧化物分解处于平衡状态时气氛中氧的分压或氧化物的分解压 14、热震稳定性：也叫耐急冷急热性，表示材料抵抗温度急剧变化而不破坏的性能 15、单位表面负荷:元件单位表面积上所发出的功率，单位w/cm3，元件表面负荷越高，发出的热量就越多，元件温度就越高，所用的元件材料就越少。 16、露点：指气体中水蒸气凝结成水的温度 17、黑度：灰体的高度ε 被定义为灰体的辐射力 E与同温度下的黑体辐 射E0之比 二、简答题 1、热处理电阻炉的设计 步骤 答：1）炉型的选择2） 炉膛尺寸的确定3)炉体 结构设计4）电阻炉功率 计算及功率分配5）电热 元件材料的选择6）电热 元件材料的设计计算7） 炉用机械设备和电气、控 温仪表的设计与选用8) 技术经济指标的核算9） 绘制炉子总图、砌体图、 和编制电炉使用说明书 等随机技术文件。 2、浴炉如何分类 答：按介质的不同可分为 盐浴炉、碱浴炉、铅浴炉、 油浴炉，按热源供给方式 的不同可分为外热式和 内热式两种。 3、热处理电阻炉功率的 计算方法有哪两种。各有 何特点 答：计算方法有热平衡计 算法和经验计算法。1） 热平衡计算法,是根据炉 子的输入总功率应等于 各项能量消耗总和的原 则确定炉子功率的方法。 2）经验计算法：a、类比 法，与同类炉子相比较， 当炉膛尺寸和炉体结构 确定后，依据生产率、升 温时间等方面的具体要 求，与性能较好的同类炉 子相比较，而确定新设计 炉子的功率b、经验公式 法，这种方法适用于周期 作业封闭式电阻炉。 4、试述插入式电极盐浴 炉和埋入式电极盐浴炉 各自的优缺点 答：插入式电极盐浴炉电 极从坩埚上方垂直插入 熔盐，熔盐中插入的一对 电极，通入低电压 （6~17.5V）大电流（几 千安培）的交流电，由熔 盐电阻热效应，将熔盐加 热到工作温度。 缺点：a、炉口只有2/3 的面积能使用，其他被电 极占据，效率低，耗电量 大b、由于电极自上方插 入，与盐面交界处易氧 化，寿命短，电极损耗大 c、电极在一侧，远离电 极一侧温度低d、工件易 接触电极，而产生过热或 过烧。 埋入式电极盐浴炉将 电极埋入浴槽砌体，只让 电极工作表面接触熔盐， 在浴面上无电极 特点:1）有效面积大，生 产率高，热效率高，节能 25%~30%2）炉温相对均 匀，介质流动性好3）电 极不接触空气，寿命长4） 工件接触电极可能性小， 废品率低。缺点：1）砌 体与电极一体，不能单独 更换电极，电极损坏时， 浴槽也要相应更换，对于 高温炉，则插入电极优势 大2)形状复杂，不一焊 接，砌护麻烦3)电极间尺 寸不能调节，电极形状， 尺寸，布置，要求高，功 率不可调。 5、箱式电阻炉加热炉分 类方法有哪些 答:箱式电阻炉按其工作 温度可分为高温箱式炉 （>1000℃）中温箱式炉 （650-1000℃），低温箱 式炉（<650℃）圆体箱式 电阻炉 6、井式热处理电阻炉和 箱式热处理电阻炉在确 定生产率方面有何不 同？ 答：箱式电阻炉单位面积 生产率指炉子在单位时 间内单位炉底面积所能 加热的金属质量。对于井 式炉，炉底单位面积生产 率是指其最大纵剖面的 单位生产率，最大纵剖面 =炉膛直×径炉膛有效高 度 7、试述感应加热过程中， 中、高频电流的特点及现 象 答：1）集肤效应，当交 流电流通过导体时，在导 体表面电流最大，越向内 部电流密度越小的现象。 2）邻近效应，导体内的 电流的频率越高，导体间 距越小，临近效应越显 著。3）圆环效应，当交 流电流通过环形导体时， 电流在导体横截面上的 分布将发生变化，此时电 流仅集中在圆环的内侧。 4）尖角效应，当感应器 与工件间距的距离相同， 但在工件尖角处的加热 强度远较其他光滑部位 强烈，往往会造成过热。 8、热处理的节能的途径 有哪几个方面。 答：1）从设备入手，重 点进行新型热处理设备 的研制，推广，应用和进 行旧设备的全面技术改 造。2）推广节能热处理 工艺及材料的研究与应 用。3）热处理的生产的 节能管理。 9、感应加热的基本原理 与集肤效应。 答:感应加热的基本原 理：当感应器（感磁导体） 通过交变电流时，在其周 围产生交变磁场，将工件 放入交变磁场中，按电磁 感应定律，工件内将产生 感应电动势和感应电流， 感应电流做功8，将工件 加热。集肤效应，当交流 电流通过导体时，在导体 表面电流最大，越向内部 电流密度越小的现象称 为集肤效应，当电流频率 越高，集肤效应越显著。 10、在选择使用热处理电 阻炉时主要应考虑哪几 个方面。 答：1、工件的特点，2、 技术要求，3、生产量大 小和作业制度4、劳动条 件，5、炉子性能，6、其 他，对车间厂房结构，地 基，炉子建造维修，维护， 投资等也周密考虑。 三、其他 砌筑热处理炉时需 使用耐火材料、保温材 料、炉用金属材料以及一 般建筑材料。在建造和设 计热处理炉是合理选用 筑炉材料对满足热处理 工艺要求，提高炉子使用 寿命，节约能源，降低成 本都有重要意义。 常用耐火材料：黏土 砖、高铝砖、轻质耐火黏 土砖、硅酸铝耐火纤维和 耐火混凝土、耐火涂料 等。 为减少炉子热传导 引起的热损失，提高炉子 的热效率，耐火层外需砌 一层保温材料。保温材料 具有体积密度小，气孔率 高，热容量小，热导率小 等特点。工程上把λ值 <0.25W/(m.℃)的材料称 为保温材料。常用保温材 料有：石棉，矿渣棉，蛭 石，硅藻土，膨胀珍珠岩， 岩棉以及超轻质耐火砖 等。他们常以散料或制成 制品使用，近些年来，新 炉型不提倡使用散料。 炉用金属材料有哪些： 炉外用金属材料和炉内 用耐热钢，普通金属材料 用作炉子的外壳金和构 架：Q235A钢板，角钢， 槽钢，工字钢。炉用耐热 钢用作炉底板、炉罐、坩 埚、料筐、炉辊、传送带、 夹具、紧固件、电热元件 及其引出棒等。 中温箱式电阻炉用于退 火、正火、淬火、回火或 固体渗碳等；高温~用于 高速钢或高速合金钢模 具的淬火加热，其结构与 中温相似；低温~大多用 于回火 中温井式炉适用于轴类 等长形零件的退火正火 淬火及预热等，与箱式炉 相比装炉量少，生产效率 低，常用于质量要求较高 的零件，高温井式炉适用 于合金钢、高速合金钢长 杆件热处理；低温井式电 阻炉最高工作温度为 650℃，广泛用于零件的 回火 常用电热元件材料 及特点：铁铬铝：这类材 料电阻率大，电阻温度系 数小，功率稳定，耐热性 好，抗渗碳，耐腐蚀，价 格便宜，应用广泛。其缺 点是塑形差，高温加热 后，晶粒粗大，脆性大。 镍铬系：高温加热不脆 化，具有良好的塑性和焊 接性便于加工和维修，抗 渗氮，缺点是电阻率小， 电阻温度系数较大，不抗 硫蚀，价格昂贵。 纯金属：略 外热式真空热处理 炉的结构特点和缺点，外 热式真空炉结构简单，制 造容易，容易密封，抽气 量小，容易达到所要求的 真空度，不受耐火、绝缘 材料及电阻放气，不存在 真空放点问题，工件加热 质量高，生产安全可靠。 但由于热源在炉罐外，热 惰性大，热效率低加热速 度慢生产周期长。由于炉 罐材料高温强度所限，炉 子尺寸小，使用温度低于 1100℃，合金钢或耐热钢 罐价格昂贵，不易加工， 仅适用于合金的退火、真 空除气、真空渗金属等 内热式真空热处理 炉结构特点，内热式真空 热处理炉是将整个加热 装置及欲处理的工件均 放在真空容器内，而不用 炉罐的炉子。这类炉子的 优点是：1、可以制造大 型高温炉，而不受炉罐的 限制；2、加热和冷却速 度快，生产效率高。其缺 点是:1、炉内结构复杂， 电气绝缘性要求高；2、 与外热式真空炉相比，炉 内容积大，各种构件表面 均吸附大量气体，需配大 功率抽气系统；3、考虑 真空放电和电气绝缘性， 要低电压大电流供电，需 配套系统。 现代真空电阻热处 理炉都是内热式的，没有 炉罐，整个炉壳就是一个 真空容器，外壳是密封 的，某些部位用水冷却。 按其外形及结构分为立 式、卧式、单室、双室和 三室等。工件冷却方式分 为自冷、负压气冷、负压 油冷和加压气冷、高压气 冷及超高压气冷等炉型。 按热处理工艺可分为淬 火炉和回火炉。有单功能 的，也有多功能的。 可控气氛热处理炉的分 类及特点 1可控气氛热处理炉的分 类，有周期式和连续式之 分。 周期炉：有井式炉和密闭 箱式炉（又称多用炉）适 用于多品种小批量连续 生产，可用于光亮淬火、 光亮退火、渗碳、碳氮共 渗等热处理，连续炉：有 推杆式，转底式及各种形 式的连续式可控气氛渗 碳生产线等，适用于大批 量生产，可用于光亮淬 火、回火、渗碳及碳氮共 渗等热处理。 2可控气氛热处理炉的特 点：1、炉膛密封良好，2、 炉内保持正压3、炉内气 氛均匀4、装设安全装置 5、炉内构件抗气氛侵蚀。 YF-ED-J2989 可按资料类型定义编号 箱式炉热处理安全技术注意事项实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日 箱式炉热处理安全技术注意事项 实用版 提示：该管理制度文档适合使用于工作中为保证本部门的工作或生产能够有效、安全、稳定地运转而制定的，相关人员在办理业务或操作设备时必须遵循的程序或步骤。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 在重工业行业中，提到热处理设备，首先 想到的应该是电炉，无论是哪种类型的电炉在 重工业行业热处理方面都有着无可替代的作 用！根据燃料的不同大致可以分为燃料炉的电 炉两大类。（真空炉） 1.燃料炉。以固体、液体和气体燃烧产生 热源，如煤炉、油炉和煤气炉。它们靠燃烧直 接发出的热能量，大都属一次能源，价值经 济、消耗低，但容易使工件表面脱碳和氧化。 常用于一般要求的加热工件和材料热处理中， 如回火、正火、退火和淬水。 2.电炉。以电为热能源，即二次能源。按其加热方法不同，又分为电阻炉和感应炉。根据加热工件和材料不同，按工艺要求应配备不同形式的电加热炉。 （1）电阻炉。主要由电阻体作为发热元件和电炉。根据热处理工艺的要求，可进行退火、正火、回火、淬火、渗碳氧化和氮化，也可解决无氧化问题。 （2）感应炉。通过电磁感应作用，使工件内产生感应电流，将工件迅速加热。感应炉加热是热处理工艺中的一种先进方法，主要用于表面热处理淬火，后来逐步扩大为用于正火、淬火、回火以及化学热处理等，特别是对于一些特殊钢材和有特殊工切要求的工件应用较 热处理炉内气氛控制 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 南京工程学院教案【教学单元首页】 第17-18 次课授课学时 4 教案完成时间：2013.2 章、节第九章热处理炉内气氛及控制；§9.1热处理炉内气氛种类；§9.2可控气氛的制备；§9.3碳势和氧势的测量与控制；§9.3碳势和氧势的测量与控制； 主要内容热处理炉内气氛种类 可控气氛的制备 可控气氛加热的基本原理碳势和氧势测量技术 碳势和氧势测量技术 压力与流量的测量 目的与要求目的：了解热处理炉内气氛的特、性质、制备原理及用途、常见碳势的测量技术等，为合理选择和使用炉内气氛及碳势设备奠定必要的理论基础。 要求：了解常见碳势、氧势、压力、流量测量技术与原理以及吸、放热型气氛制备原理与流程，掌握常见炉内气氛性质、特点和用途、碳势和氧势等概念。 重点与难点重点：炉内气氛种类、性质及应用；碳势、氧势、氧化脱碳机理。 难点：吸、放热型气氛制备装置构成及流程；碳势测量技术测试原理。 教 学 方 法 与 手 段 板书与多媒体教学结合。 第九章热处理炉内气氛及控制 研究炉内气氛目的：1）防止工件加热过程氧化、脱碳；2）对工件进行化学热处理。 §9.1热处理炉内气氛种类（P124-129） 热处理炉内气氛即炉内气体介质，主要有空气、真空和可控气氛等。可控气氛指成分和性质可适当控制的气体，包括反应生成气氛、分解气氛和单元素气氛，在热处理炉生产中常用可控气氛包括吸热式气氛、放热式气氛、氨分解气氛、滴注式气氛、氮基气氛和氢气等。P124什么是可控气氛？ 一.吸热式气氛 定义：燃料气与少于或等于理论空气需要量一半的空气在高温及催化剂作用下，发生不完全燃烧生成的气氛。因反应产生的热量不足以补偿系统的吸热和散热（即不能维持反应温度），须借助外部热量维持反应的进行，故称为吸热式气氛。 成分：吸热式气氛主要成分是H2、CO和N2，还有少量的CO2和CH4。 用途：1）吸热式气氛碳势约0.4%，对低碳钢是还原性和渗碳性气氛。2）吸热式气氛主要用于渗碳载气、中高碳钢加热时的保护气氛（光亮淬火），但不宜作为高铬钢和高强度钢的保护气氛，因为碳与铬反应生成碳化物会使高铬钢贫铬；气氛中的氢易导致高强度钢氢脆。3） 吸热式气氛经过再处理除去CO和CO 2后获得的以H 2 和N 2 为主的气氛可用于不锈钢和硅钢光亮 加热保护气氛。（见P124表10-2） 二.放热型气氛 定义：原料气与理论空气需要量一半以上的空气不完全燃烧的产物。因反应放出的热量足以维持反应进行而不需外加热源，故称为放热型气氛。 成分：放热型气氛主要成份是N 2、CO、CO 2 。为提高气氛还原性，常再进行净化处理，以 除去其中氧化性成分CO 2和H 2 O。 通过改变空气和燃料气比以及净化处理，可在较宽范围内改变气氛成分和性质，一般又把这类气氛分为淡型（混合气中加入较多空气）、浓型（混合气中加入较少空气）和净化型（净化处理的放热式气氛）三种。 气氛性质：视气氛成分、工件含碳量和工作温度而定。可能是还原型和增碳性的，也可能是氧化型和脱碳性的。 用途：1）浓型放热式气氛是还原性、弱脱碳性气氛，常用于低、中碳钢光亮淬火保护气氛；2）淡型放热式气氛是为微氧化性和脱碳性气氛，常用于低碳钢和铜光洁加热保护气氛；3）净化型放热式气氛由于气氛中氧化性、脱碳性成分CO 2 被去除，主成分由氮气和一定量的CO和H2组成，属于还原性气氛，可用于中高碳钢光亮加热保护气氛；4）净化型气氛再加少量富渗碳气，可用作高碳钢保护气氛和化学热处理介质。 三.氨分解气氛及氨燃烧气氛 分类：分加热分解气氛（吸热式）和燃烧气氛（放热式）两类。燃烧气氛又分完全燃烧和不完全燃烧气氛两种。 制备原理：将无水氨加热到800-900℃，在催化剂作用下，分解成氢气+氮气的气氛。 氨分解气氛（75%H2+25%N2）特点和应用：具有强还原性和弱脱碳性，常用于不锈钢、硅钢、铜和高铬钢光亮加热保护气氛。 完全燃烧气氛组成和应用：主要由氮气（99%）和少量氢气（1%）组成，属于中性气氛，可用于铜和碳钢光洁加热保护气氛。 氨不完全燃烧气氛组成和应用：主要由氮气（76%）和氢气（24%）组成，具有还原性和 热处理炉的特点 热处理炉的特点 https://www.360docs.net/doc/9217855185.html, 2010.5.26 1.热处理炉的温度范围大工前的加热，主要目的是得到塑性好的奥氏体钢，其温度范围为900-1200度；热处理由于工艺要求不同，温度高的可达1300度，低的只有100度左右。温度相差如此之大，其炉子结构也很大不同。炉温高于650度的叫高温热处理炉，热量的传递以辐射方式为主，对流为辅；炉温低于650度的叫低温热处理炉，热量的传递主要依靠对流方式。热处理要求炉膛温度均匀，避免局部温度过高。 2.热处理炉的炉温控制比较严格热处理炉能否保证热处理工艺所要求的温度，对产品质量有很大影响，一般上下不超过3-10度。被加热物断面上的温度分布应尽可能地均匀，温差不得超过5-15度。就控制炉温而言，电炉比较优越。为了达到准确控制温度的目的，最好均匀地布置烧嘴，这样便于分段控制，烧嘴太少，过于集中，容易出现局部过热。同时，烧嘴或电热体的布置及炉子结构应有利炉气的循环。 3.热处理炉应尽量减少金属的氧化与脱碳对钢材的热处理，不允许有表面的氧化与脱碳，应保持表面的光洁。热处理炉往往需要密封，以便控制炉气成分，有时还要保持炉膛内某种特定的气氛。例如冷加工钢材的光亮退火，多半在保护气体介质或在真空中进行，所以马弗炉和辐射管在热处理炉上应用很多，当工件或钢材进行化学热处理时，如渗碳、都要保持在一定成分活性介质中加热，须用马弗炉或浴炉。 4.热处理炉的生产率及热效率低热处理时，为了使金属断面上的温度均匀，使结晶组织转变得完全，需要使金属在炉内停留较长的时间，不论是那一种热处理， 材料在炉内都有一个或几个均热或保温阶段，冷却过程也往往在炉内进行。有些品种的热处理，甚至要进行多次加热、保温冷却。许多热处理炉的周期性作业的，由于以上缘故，热处理炉的生产率和热效率比轧锻加热用炉低得多。 热处理电阻炉安全操作规程 1、箱式电阻炉 1、1作业前检查： 1、1、1测温仪表、热电偶、电气设备接地线等是否完好； 1、1、2炉膛内是否有遗留工件，炉底板电阻是否完好。 1、2工件进出炉时应断电操作，不允许工件或工具与电阻丝相碰撞或接触。 1、3箱式电阻护使用温度不允许超过额定值。 1、4电炉通电前应首先合闸，再开控制柜电钮。停炉时应先关控制柜电钮，再拉闸。 1、5每日清理设备各部位（包括炉底板下部）的氧化物和杂物。 1、6工作完毕应整理工作场地，并向下一班次操作负责人交待设备情况。 2、井式电阻炉 2、1管理者应指定炉前操作负责人。 2、2使用前检查设备及炉盖提升装置、工件吊具是否缺损，设备接地、风扇是否良好。 2、3装、出炉工件时应切断电源，不允许带电操作。吊装工件时应注意不应碰撞或接触电阻丝，工件重量不允许超过吊具规定负荷。 2、4开炉过程中，温度不允许超过额定值。 2、5吊装工件时，炉子平台上、下不允许站人。 3、气体渗碳炉 3、1 指定炉前操作负责人。 3、2工作前准备： 3、2、1检查设备的接地情况，并将测量仪表按工艺规范调整正确； 3、2、2 检查炉盖的升降机构是否正常； 3、2、3风扇转动平稳、无噪音，风扇的冷却水管应完好无堵塞，工作中的冷却出水温度不允许大于60℃； 3、2、4输油管道应完好畅通无渗漏，排气管、滴油器应畅通； 3、2、5炉罐内应无碳黑之类杂物，炉子应密封良好； 3、2、6检查吊车的吊放工具是否良好，工件起吊后吊钩下不允许站人。 3、3先给风扇轴迷宫装置通冷却水，然后给设备通电。 3、4温度在3600℃以上时不允许关掉风扇。 3、5温度在750℃以下时不允许向炉内滴注煤油，以防爆炸。 3、6 RJJ 系列气体渗碳炉最高工作温度不允许超过950℃。各设备装置量及最大工件尺寸应符合设备的技术要求。 3、7工件进出炉时设备应断电；吊车的升降速度应缓慢，起吊工件时应将吊钩对中。 3、8在渗碳过程中应点燃从炉内排出的废气。 3、9渗碳工作完毕应立即用辅助炉盖将渗碳炉罐盖好。 3、10液体渗碳剂、甲醇等均属易燃易爆物品，应严格保管，注意防火防爆。 3、11定期检查设备，清洁环境卫生。 4、气体氮化炉 4、1指定炉前操作负责人。 4、2氨瓶应放置在阴凉通风的地方，距离工作场地5m 以上，不允许靠近热、电源，或受日光曝晒，以防气体受热膨胀爆炸。 4、3氨瓶应在指定地点立放，不准用吊车运送，不准摔碰、涂油脂和卧放。 4、4冬季存放氨瓶，环境气温应保持在20℃左右。如液氨冻结，只能用水冲淋化冻，不允许用火或电炉烘烤。 4、5液氨用完后，应在瓶上标注“已用完”，并集中堆放。 4、6氮化炉装好料后，应仔细检查氨气管道、炉盖是否有泄漏，以免污染环境，氨气中毒；严防氨分解出来的氢气遇火自燃，引至氮化包内引起爆炸。 ( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 可控气氛热处理炉的分类及特 点(通用版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process 可控气氛热处理炉的分类及特点(通用版) 1.可控气氛热处理炉的分类 可控气氛热处理炉种类很多，有周期式和连续式之分。 周期炉:有井式炉和密封箱式炉(又称多用炉），适用于多品种小批量生产，可用于光亮淬火、光亮退火、渗碳、碳氮共渗等热处理。 连续炉:有推杆式、转底式及各种形式的连续式可控气氛渗碳生产线等，适用于大批量生产，可以进行光亮淬火、回火、渗碳及碳氮共渗等热处理。 2.可控气氛热处理炉的特点 (1)炉膛密封良好 炉膛密封形式主要有炉体密封和炉罐密封两类。炉体密封，包括炉壳、炉门、电热元件引出孔、热电偶孔、风扇轴孔和推料机械伸出炉外的孔洞等处的密封。电热元件等在可控气氛作用下，需采用抗渗碳性强的材料或加抗渗碳涂料，最好用低压供电，以免元件 渗碳或炉壁积碳使元件发生短路而毁坏。 采用炉罐(金属或陶瓷罐)隔离密封，密封效果比较好，但会降低传热效果和增加炉罐材料消耗，炉子工作温度也受到限制。还有一种密封形式兼有上述两类密封的特点，即除炉膛密封外，采用辐射管加热器，可防止炉气侵蚀元件和火焰破坏炉内气氛。 (2)炉内保持正压 可控气氛炉内应保持正压，以防止炉外空气侵入引起爆炸，并且保证炉内气筑稳定。保持炉内正压的措施是，以一定压力供入足够的可控气体，保证可控气氛充满炉膛；对全密封的炉子，在废气排出口设置水封；控制炉内压力；炉门设置装料前室及火帘装置，以隔绝空气侵入和防止炉气外溢。 (3)炉内气氛均匀 可控气氛在炉内必须循环流动，使气氛和温度均匀，以保证产品质量一致。因此，可控气氛炉大都设有风扇。可控气氛可从加热室的侧面供入，也可从加热室上方滴入。 (4)装设安全装置可控气氛热处理炉的分类及特点
热处理炉
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真空热处理炉的安全操作通用版
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真空热处理炉
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可控气氛热处理炉的分类及特点(通用版)