热处理电阻炉概述课件

第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.1第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述 授课人：杨晓敏授课人：杨晓敏NorthUniversityofChinaCollegeofMaterialsScienceandEngineering2008.01.04 返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录 第四章热处理电阻炉概述NorthUniversity1第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.2教教学学提提示示教教 学学 要要 求求 ：热处理电阻炉是热处理生产中应用最：热处理电阻炉是热处理生产中应用最广的加热设备，它是利用电流通过布置在炉膛内广的加热设备，它是利用电流通过布置在炉膛内的电热元件发热，借助辐射或对流作用，将热量的电热元件发热，借助辐射或对流作用，将热量传递给工件，使工件加热炉子。各种以金属和非传递给工件，使工件加热炉子。各种以金属和非金属电热元件作供热体的热处理炉都属于此类炉金属电热元件作供热体的热处理炉都属于此类炉子。子。：了解热处理电阻炉的类型和结构。：了解热处理电阻炉的类型和结构。教学提示教学要求：了解热处理电阻炉的类型和结构。2第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.3 一、热处理电阻炉的基本类型和结构一、热处理电阻炉的基本类型和结构 二、通用性周期作业热处理炉二、通用性周期作业热处理炉 三、周期作业化学热处理炉三、周期作业化学热处理炉 四、处理大尺寸工件的周期作业炉四、处理大尺寸工件的周期作业炉 五、处理小尺寸工件的周期作业炉五、处理小尺寸工件的周期作业炉热处理电阻炉概述课件31.4处理大尺寸工件的周期作业炉（大型件）处理大尺寸工件的周期作业炉（大型件）周期作业化学热处理炉周期作业化学热处理炉处理小尺寸工件的周期作业炉（小散体）处理小尺寸工件的周期作业炉（小散体）通用性周期作业热处理炉（通用工件）通用性周期作业热处理炉（通用工件）作业规程作业规程周期作业炉周期作业炉连续作业炉连续作业炉输送带式炉输送带式炉网带式炉网带式炉推杆式炉推杆式炉震底式炉震底式炉转底式炉转底式炉滚筒式炉等滚筒式炉等一、热处理电阻炉的基本类型和结构一、热处理电阻炉的基本类型和结构处理大尺寸工件的周期作业炉（大型件）周期作业化学热处理炉处理4第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.5电阻炉的基本结构电阻炉的基本结构电热元件电热元件炉体炉体炉衬炉衬炉门、炉底、炉顶、炉墙炉门、炉底、炉顶、炉墙形成加热空间，起形成加热空间，起放置工件和保持加热放置工件和保持加热温度场的作用。温度场的作用。炉子的发热体，使电能炉子的发热体，使电能转化为热能，加热工件。转化为热能，加热工件。机械传动系统，炉子操机械传动系统，炉子操作参数测量及控制系统，作参数测量及控制系统，可控气氛供应和控制系统可控气氛供应和控制系统或真空系统等等。或真空系统等等。辅助装置辅助装置电阻炉的基本结构电热元件炉体炉衬炉门、炉底、炉顶、炉墙形成加51.6RX3系列950箱式电阻炉1、箱式电阻加热炉、箱式电阻加热炉二、通用性周期作业热处理炉二、通用性周期作业热处理炉RX3系6第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.71、箱式电阻加热炉、箱式电阻加热炉其中，其中，R表示电阻加热，表示电阻加热，X表示箱式炉，井式炉用表示箱式炉，井式炉用“J”，台车炉用，台车炉用“T”。RX3-45-9，R表示电阻炉，表示电阻炉，X表示箱式，表示箱式，45kW，最高工作温度，最高工作温度950。RX设计序号功率kW最高工作温度二、通用性周期作业热处理炉二、通用性周期作业热处理炉1、箱式电阻加热炉其中，R表示电阻加热，X表示箱式炉，井式炉7第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.8 按工作温度可分为按工作温度可分为高温箱式电阻炉高温箱式电阻炉中温箱式电阻炉中温箱式电阻炉低温箱式电阻炉低温箱式电阻炉高温箱式电阻炉中温箱式电阻炉低温箱式电阻炉8第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.9中温箱式电阻炉中温箱式电阻炉应用应用退火、正退火、正火、火、淬淬火、回火火、回火或固体渗或固体渗碳等碳等中温箱式电阻炉中温箱式电阻炉图图4 41 RX31 RX3系列系列950950箱式电阻炉结构图箱式电阻炉结构图1 1炉门；炉门；2 2热点偶；热点偶；3 3炉壳；炉壳；4 4炉衬；炉衬；5 5罩壳；罩壳；6 6加热元件；加热元件；7 7炉底板；炉底板；8 8炉门升降机构炉门升降机构中温箱式电阻炉退火、正火、淬火、回火或固体渗碳等中温箱式电9第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.10中温箱式电阻炉中温箱式电阻炉 炉壳炉壳：以角钢做框架，其上覆有钢板，采用焊接结构。：以角钢做框架，其上覆有钢板，采用焊接结构。炉衬炉衬：保温层（珍珠岩保温砖）：保温层（珍珠岩保温砖）耐火层（轻质耐耐火层（轻质耐火黏土砖并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩等）火黏土砖并填以蛭石粉、膨胀珍珠岩等）炉底炉底：耐热钢板。：耐热钢板。加热元件加热元件：采用合金电热元件，铁铬铝或镍铬合金丝绕成：采用合金电热元件，铁铬铝或镍铬合金丝绕成螺旋体放于炉膛两侧和炉底搁砖上。电热元件的接线柱均螺旋体放于炉膛两侧和炉底搁砖上。电热元件的接线柱均穿过后墙，集中在后墙的接线盒上。穿过后墙，集中在后墙的接线盒上。炉门框及炉门炉门框及炉门：用铸铁制成，炉门内砌有轻质砖等。：用铸铁制成，炉门内砌有轻质砖等。炉门的升降机构炉门的升降机构：采用脚踏传动机构或手摇链轮机构。：采用脚踏传动机构或手摇链轮机构。热点偶热点偶：炉温测量，从炉顶的热偶孔插入炉膛内。：炉温测量，从炉顶的热偶孔插入炉膛内。技术改造：采用轻质砖和耐火纤维作炉衬以减少炉子技术改造：采用轻质砖和耐火纤维作炉衬以减少炉子的散热损失和蓄热量；加强炉子密封，通入保护气氛，的散热损失和蓄热量；加强炉子密封，通入保护气氛，实现无氧化加热。实现无氧化加热。中温箱式电阻炉炉壳：以角钢做框架，其上覆有钢板，采用焊10 高温箱式电阻炉高温箱式电阻炉 1-1-炉门；炉门；2-2-观察孔；观察孔；3-3-变压器；变压器；4-4-碳化硅棒；碳化硅棒；5-5-炉衬；炉衬；6-6-炉壳；炉壳；7-7-热电偶孔热电偶孔高高温温箱箱式式电电阻阻炉炉高温箱式电阻炉高11 高温箱式电阻炉：高温箱式电阻炉：结构结构与中温箱式电阻炉相似，炉与中温箱式电阻炉相似，炉墙内侧多了一层高铝重质耐火砖；由于炉温高，所以应墙内侧多了一层高铝重质耐火砖；由于炉温高，所以应增加炉衬厚度，炉门壁厚。炉底多用碳化硅或重质高铝增加炉衬厚度，炉门壁厚。炉底多用碳化硅或重质高铝砖制成。砖制成。12001200、13001300电阻炉：电阻炉：加热元件：加热元件：0Cr27Al7Mo20Cr27Al7Mo2 应用：应用：高温箱式电阻炉用于高速钢或高合金钢模具高温箱式电阻炉用于高速钢或高合金钢模具的淬火加热。的淬火加热。1350 1350高温箱式电阻炉：高温箱式电阻炉：电热元件：电热元件：SiCSiC棒。棒。SiCSiC棒使用过程中会逐渐老化，电阻随之增大。功率变小，棒使用过程中会逐渐老化，电阻随之增大。功率变小，为稳定碳化硅棒功率，必须配备多级调压变压器。为稳定碳化硅棒功率，必须配备多级调压变压器。高温箱式电阻炉：结构与中温箱式电阻炉相似，炉墙内侧多了一12第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.13低温箱式电阻炉低温箱式电阻炉应用：应用：低温箱式电阻炉多用于回火。无定型产品。低温箱式电阻炉多用于回火。无定型产品。结构特点：结构特点：主要靠对流换热。为提高炉温均匀性，主要靠对流换热。为提高炉温均匀性，常在炉顶或后端安装风扇装置以强迫炉气循环。常在炉顶或后端安装风扇装置以强迫炉气循环。低温箱式电阻炉13第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.14圆体箱式电阻炉圆体箱式电阻炉特点特点炉膛为圆型，而炉炉膛为圆型，而炉膛尺寸、炉底板、膛尺寸、炉底板、电热元件等均保留电热元件等均保留原有箱式炉特点及原有箱式炉特点及互换性，外表面积互换性，外表面积小，蓄热少，节能小，蓄热少，节能显著。显著。圆体箱式电阻炉圆体箱式电阻炉圆体箱式电阻炉炉膛为圆型，而炉膛尺寸、炉底板、电热元件等均保14井式电阻炉井式电阻炉2、井式电阻加热炉、井式电阻加热炉井式电阻炉2、井式电阻加热炉15第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.16 特点特点：圆形，一股适用于细长工件的加热，以减：圆形，一股适用于细长工件的加热，以减少加热过程中工件的变形。井式电阻炉一般均置于地少加热过程中工件的变形。井式电阻炉一般均置于地坑中，炉口一股只露出地面或摄作平台坑中，炉口一股只露出地面或摄作平台500-600mm500-600mm。炉炉膛深，分区布置电热元件，各区单独供电并控温。膛深，分区布置电热元件，各区单独供电并控温。分类分类：井式电阻炉按其工作温度可分为低温、中：井式电阻炉按其工作温度可分为低温、中温、高温三种。温、高温三种。2、井式电阻加热炉、井式电阻加热炉特点：圆形，一股适用于细长工件的加热，以减少加热过程中工16第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.17 中温井式电阻炉中温井式电阻炉 结构：结构：如左图。炉衬与如左图。炉衬与箱式炉相似，炉盖采用砂封、箱式炉相似，炉盖采用砂封、油封、水封等严密封闭。油封、水封等严密封闭。特点：特点：最高工作温度为最高工作温度为950950。采取分段控制功率，。采取分段控制功率，在炉口区段增加功率，以尽在炉口区段增加功率，以尽可能提高炉温均匀性。可能提高炉温均匀性。应用：应用：与箱式电阻炉相与箱式电阻炉相比，井式电阻炉的工件装炉比，井式电阻炉的工件装炉量要小得多，生产率很低。量要小得多，生产率很低。因此，井式电阻炉主要用于因此，井式电阻炉主要用于质量要求较高的细长工件的质量要求较高的细长工件的热处理。热处理。中温井式电阻炉17RT2RT2系列系列650650井式电阻炉结构示意图井式电阻炉结构示意图1-1-炉壳；炉壳；2-2-炉衬；炉衬；3-3-加热元件；加热元件；4-4-炉盖；炉盖；5-5-通风机构；通风机构；6-6-炉盖升降机构；炉盖升降机构；7-7-装料筐；装料筐；8-8-行程开关行程开关 低温井式电阻炉低温井式电阻炉 结构特点结构特点：低温井式：低温井式电阻炉最高工作温度为电阻炉最高工作温度为650650，为增强对流换热，为增强对流换热效果和炉温均匀性，在炉效果和炉温均匀性，在炉盖下装有离心风扇。炉膛盖下装有离心风扇。炉膛中有一不锈钢板焊接的装中有一不锈钢板焊接的装料筐，炉盖升降采用杠杆料筐，炉盖升降采用杠杆式或电动液压装置。式或电动液压装置。应用应用：低温井式电阻：低温井式电阻炉广泛用于钢件的回火处炉广泛用于钢件的回火处理，也可用作有色金属的理，也可用作有色金属的热处理。热处理。RT2系列650井式电阻炉结构示意图低温井式电阻炉18第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.19 高温井式电阻炉高温井式电阻炉高温井式电阻炉的炉型结构与中温井式电阻炉相似。高温井式电阻炉的炉型结构与中温井式电阻炉相似。按其最高工作温度可分为按其最高工作温度可分为：12001200高温井式电阻炉：高温井式电阻炉：采用采用0Cr27Al7Mo20Cr27Al7Mo2高温铁铬高温铁铬铝电热元件加热。适用于合金钢长杆件加热。铝电热元件加热。适用于合金钢长杆件加热。13501350高温井式电阻炉：高温井式电阻炉：用碳化硅棒为电热元件。适用碳化硅棒为电热元件。适用于细长高速钢拉刀和高合金钢长杆件热处理。用于细长高速钢拉刀和高合金钢长杆件热处理。191.20井式气体渗碳炉三、周期作业化学热处理炉三、周期作业化学热处理炉井式气体渗碳炉三、周期作业化学热处理炉20第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.21 井式气体渗碳炉井式气体渗碳炉应用应用：主要适用于中、小尺寸：主要适用于中、小尺寸机械零件渗碳机械零件渗碳、碳氮共渗碳氮共渗及及氮氮碳共渗碳共渗等化学热处理。等化学热处理。结构：结构：实际上是井式炉膛再加实际上是井式炉膛再加上一密封炉罐（炉罐的作用是上一密封炉罐（炉罐的作用是保持炉内气氛的成分和防止炉保持炉内气氛的成分和防止炉气对电热元件和炉衬等的侵蚀）气对电热元件和炉衬等的侵蚀），炉罐上端开口，外缘油砂封，炉罐上端开口，外缘油砂封槽，炉盖下降时，炉盖将炉罐槽，炉盖下降时，炉盖将炉罐口盖住，用石棉衬垫；渗碳介口盖住，用石棉衬垫；渗碳介质（煤油等）在高处的油箱内，质（煤油等）在高处的油箱内，经滴量器滴入炉罐内汽化而成经滴量器滴入炉罐内汽化而成渗碳气氛，废气点燃。渗碳气氛，废气点燃。三、周期作业化学热处理炉三、周期作业化学热处理炉井式气体渗碳炉三、周期作业化学热处理炉21第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.22 井式气体渗碳炉井式气体渗碳炉缺点：缺点：（1 1）炉罐起隔热屏的作用，炉罐起隔热屏的作用，使炉子加热速度减慢，热使炉子加热速度减慢，热效率降低。炉罐高温强度效率降低。炉罐高温强度不足，渗碳温度受到限制，不足，渗碳温度受到限制，常在常在950950以下。（以下。（2 2）密）密封不好，易露油，风扇轴封不好，易露油，风扇轴易变形。易变形。井式气体渗碳炉22第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.2323第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.2424第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.25四、处理大尺寸工件的周期作业炉四、处理大尺寸工件的周期作业炉滚动底式炉滚动底式炉台车式炉台车式炉升降底式炉升降底式炉罩式炉罩式炉滚动底式炉滚动底式炉 滚动底式电阻炉目前巳定滚动底式电阻炉目前巳定型生产的功率为型生产的功率为l00kWl00kW，最高，最高工作温度为工作温度为950 950，运用于大，运用于大中型热锻模和其它大、重件的中型热锻模和其它大、重件的热处理。这种炉型装卸大、重热处理。这种炉型装卸大、重工件方便，炉底板移内炉外的工件方便，炉底板移内炉外的热损失区较小，炉子的密封性热损失区较小，炉子的密封性好，炉温均匀性也较好。缺点好，炉温均匀性也较好。缺点是耐热钢用得较多，装料台等是耐热钢用得较多，装料台等机构较复杂，造价高。机构较复杂，造价高。四、处理大尺寸工件的周期作业炉滚动底式炉滚动底式炉25第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.26台台车车式式炉炉结构特点：结构特点：由固定加由固定加热室和活动炉底组成。热室和活动炉底组成。与箱式炉相比，增加与箱式炉相比，增加了台车驱动装置、台了台车驱动装置、台车密封装置、炉底通车密封装置、炉底通电装置。炉底常为电装置。炉底常为“冷冷”炉底，影响工件炉底，影响工件加热均匀性，在台车加热均匀性，在台车上安置电热元件。上安置电热元件。应用：应用：铸、锻件退火铸、锻件退火和正火。和正火。图图4 45 5 台车式炉台车式炉1 1炉壳；炉壳；2 2炉衬；炉衬；3 3加热元件；加热元件；4 4电接头；电接头；5 5台车驱动装置；台车驱动装置；6 6台车；台车；7 7炉门；炉门；8 8炉门升降机构炉门升降机构台结构特点：由固定加热室和活动炉底组成。图45台车式炉261.27RX3系列台车式电阻炉27第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.281 1炉衬；炉衬；2 2电热元件电热元件3 3炉底固定装置；炉底固定装置；4 4升降炉底；升降炉底；5 5升降机构升降机构 炉体架空固定在支架炉体架空固定在支架上，炉口向下和炉底可升上，炉口向下和炉底可升降的炉子。炉底在地面装降的炉子。炉底在地面装料后上升，将工件送入炉料后上升，将工件送入炉膛并封闭炉口。膛并封闭炉口。炉子密封性好，可通炉子密封性好，可通入可控气氛，常用于可锻入可控气氛，常用于可锻铸铁退火，缺点是需要配铸铁退火，缺点是需要配备强力起重设备。备强力起重设备。升降底式炉升降底式炉1炉衬；2电热元件炉体架空固定在支架上，炉口向28第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.29罩罩式式炉炉结构：结构：由固定的炉台和可由固定的炉台和可移动的开口向下外罩和内移动的开口向下外罩和内罩（钢板及型钢焊接而成）罩（钢板及型钢焊接而成）组成。一加热罩常配有几组成。一加热罩常配有几个炉底座。放在不同炉底个炉底座。放在不同炉底座上的工件轮流进行加热座上的工件轮流进行加热和冷却。和冷却。应用：应用：薄板、带钢、成卷薄板、带钢、成卷型材等的热处理。型材等的热处理。特点：特点：装料大，密封性好，装料大，密封性好，可通入不同气氛进行保护，可通入不同气氛进行保护，装卸方便，但需要大型起装卸方便，但需要大型起重设备。近年来采用耐火重设备。近年来采用耐火纤维制作炉罩，重量大大纤维制作炉罩，重量大大减轻。减轻。罩结构：由固定的炉台和可移动的开口向下外罩和内罩（钢板及型291.30罩式炉罩式炉罩式炉30第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.31五、处理小尺寸工件的周期作业炉五、处理小尺寸工件的周期作业炉滚筒式炉滚筒式炉翻转炉底板式炉翻转炉底板式炉 小尺寸零件装筐加热时常会堆积在一起，影响加热速小尺寸零件装筐加热时常会堆积在一起，影响加热速度和温度均匀性，这类炉子应能将工件分散布置在炉底上度和温度均匀性，这类炉子应能将工件分散布置在炉底上加热，或在加热过程中使工件不断翻转运动。加热，或在加热过程中使工件不断翻转运动。滚滚筒式炉筒式炉1 1炉壳；炉壳；2 2炉罐；炉罐；3 3炉体；炉体；4 4电热元件；电热元件；5 5支架；支架；6 6炉体倾倒炉体倾倒动力装置；动力装置；7 7炉盖炉盖滚滚筒式炉：小尺寸（如筒式炉：小尺寸（如轴肖，链片等）渗碳、轴肖，链片等）渗碳、淬火和正火等。淬火和正火等。五、处理小尺寸工件的周期作业炉滚筒式炉小尺寸零件装311.32RG系列滚筒式电阻炉RG系列滚筒式电阻炉32第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.33翻转炉底板炉翻转炉底板炉翻转炉底板炉331.34RT3-105-12翻转式高温台车式电阻炉34第四章第四章 热处理电阻炉概述热处理电阻炉概述1.35 热处理电阻炉优点热处理电阻炉优点：（1 1）可以根据生产要求形成低温、中温和高温温度空）可以根据生产要求形成低温、中温和高温温度空间，可获得较高的温度均匀性；间，可获得较高的温度均匀性；（2 2）炉体结构紧凑，便于密封以施行真空热处理工艺）炉体结构紧凑，便于密封以施行真空热处理工艺或通入可控气氛；或通入可控气氛；（3 3）较易于实现温度和工艺过程的自动控制；）较易于实现温度和工艺过程的自动控制；热处理电阻炉主要缺点热处理电阻炉主要缺点：炉子造价高，耗电量大，工：炉子造价高，耗电量大，工件加热速度较慢，不通保护气氛加热时工件容易氧化脱碳。件加热速度较慢，不通保护气氛加热时工件容易氧化脱碳。热处理电阻炉优点：35本章结束36