《热处理原理与工艺》 课件 11.1 筑炉材料

筑炉材料第十一章热处理设备热处理原理与工艺热处理设备热处理设备指的是在热处理过程中进行加热、保温、冷却等一系列工艺的专用设备。《中国制造2025》强国战略规划提出，坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展，加快从制造大国转向制造强国，历史悠久的热处理行业正被注入新的动力。十三五期间，我国热处理装备制造的年产值约150亿元，较十二五末增加近一倍。只有掌握好热处理设备的相关知识，才能为热处理行业进一步的发展提供基础动力。◆筑炉材料◆热处理炉◆感应热处理设备◆热处理冷却设备热处理设备筑炉材料热处理加热设备根据热能来源和加热介质的不同，可分为电阻炉、气氛炉、真空炉、浴炉等。

一般情况下，热处理炉由耐火材料、保温材料、炉用金属材料等组成。

其中，耐火材料和保温材料是多数热处理炉的炉体结构材料，也是炉衬的主要组成部分。合理选用这两种材料，对满足热处理工艺需求，提高热处理炉的使用寿命，节约能源和降低成本都有重要的意义。筑炉材料一、耐火材料能够抵抗高温，并承受在高温下所产生的物理、化学作用的非金属材料，统称为耐火材料。耐火材料的性能：（1）物理性能。如密度、气孔率、热膨胀性、导热性、导电性等；（2）耐火度。指材料受热后软化到一定程度时的温度。普通耐火材料（1580~1770℃）、高级耐火材料（1770~2000℃）、特级耐火材料（高于2000℃）；（3）高温结构强度。指在一定压力下，一定尺寸的圆柱试样发生规定变形量的温度点，它主要取决于成分和密度；（4）高温化学稳定性。指耐火材料在高温下抵抗熔渣、熔盐、金属氧化物及炉内气氛等的物理和化学作用的性能，常用抗渣性（即高温下的熔渣侵蚀量（mm或%））表示；（5）热稳定性。指材料承受温度剧变而不发生破坏的能力，通常以温差或加热（冷却）速度来表征。筑炉材料一、耐火材料常用耐火材料：

（1）耐火黏土砖：热稳定性较好，成本低。（2）高铝砖：耐火度和高温结构强度大于黏土砖，但热稳定性稍差。（3）轻质砖与超轻质砖：较高的气孔率，保温性能好，但高温强度低，高温化学稳定性差。（4）SiC耐火制品：可作高温炉电热元件、炉底板以及马弗炉的马弗罐。（5）耐火纤维：兼有耐火和保温的作用，主要用作高温隔热保温材料。（6）耐火混凝土：耐火度低于耐火砖，但生产工艺简单，修砌速度快，能按照需要进行工艺造型，且寿命长，成本低。（7）耐火泥：主要用于耐火制品砌体的填缝。（8）陶瓷涂料：涂覆于耐火材料或金属构件上。筑炉材料二、保温材料热导率低于0.25W/(m·K)的材料称为保温材料。

热处理炉的热损失主要包括炉衬本身的蓄热量和通过炉壁散失的热量两部分。保温材料处于耐火材料的外部，可减少热损失，提高炉子的热效率。

保温材料的特点是气孔率高，热容量小，热导率低。筑炉材料二、保温材料常用的保温材料：

（1）石棉：天然纤维矿物，使用温度超过500℃会脱水而粉化。石棉纤维对人体有害，其应用呈减少趋势。（2）矿渣棉：人造纤维状材料，密度小、热导率低、吸湿性差，使用温度低于750℃。（3）蛭石：俗称黑云母，受热水分蒸发而膨胀，保温性能良好，使用温度低于1000℃。（4）硅藻土：很好的保温性能，使用温度低于900℃，使用形式大多是硅藻土砖，也作粉料使用。（5）膨胀珍珠岩制品：良好保温材料。绝缘性优于硅藻土，使用温度低于1000℃，可作粉料使用或制成各种制品使用。（6）岩棉：岩棉是玄武岩经高温熔融后，高速离心制成纤维，进而加工成板、管、毡等的保温制品，使用温度为-120℃~600℃。筑炉材料三、炉用金属材料

主要分为炉外用金属材料和炉内用金属材料两部分。炉外用金属材料：主要指炉架和炉壳部分。

炉架的作用是承受炉衬和工件载荷等，通常采用型钢焊接成框架。

炉壳位于炉衬的外部，其作用是保护炉衬，加固炉子