高温箱式渗碳炉的节能技术(TLON).ppt

1、可控气氛高温箱式多用炉,-天龙科技炉业（无锡）有限公司,的 节 能 技 术,概 述,目前，我国正处于一个加快基础设施建设和产业转型升级的重要时期，国家十二五发展规划纲要明确指出：“加强企业技术改造，加快应用新技术、新材料、新工艺、新装备改造提升传统产业，提高市场竞争能力。” 天龙公司结合市场的需求，近年来研制开发出出具有节能高效、安全可靠的可控气氛高温箱式多用炉系列设备，其渗碳温度可由常规的920提高到1000以上进行渗碳，相比之下节省5060% 以上的工艺时间。设备现已运行近两年，为核电装备的制造起了关键的作用；,概 述,概 述,可控气氛高温箱式多用炉（以下简称高温多用炉）是一种周期式的热处

2、理设备，可与周期式高温回火炉、低温回火炉、箱式清洗机、自动移动式料车、备料台等设备组成多用炉生产线，可完成在可控气氛下，工件的高温渗碳、碳氮共渗、光亮淬火、正火、退火、固溶处理（包括不锈耐热钢）等多种热处理工艺。,一、高温多用炉的结构设计：,高温多用炉由冷却室(前室)、加热渗碳室(后室)、淬火油槽室、搅拌装置、加热装置、前室风冷装置、循环风冷装置、供气、控制、操作、报警系统等构成。,冷却室(前室）,淬火油槽室,加热渗碳室(后室,一、高温多用炉的结构设计：, 采用高品质纤维复合炉衬。重点解决好节能炉衬在长期高温下的隔热保温性能、最小的收缩性、最好的密封性、安装结构及长期稳定性。 结合已有的无马弗

3、圆形加热共渗室等专利技术，对炉内耐热钢结构件(包括底座、导轨、风叶等)进行系统优化和局部特殊加强等措施，确保了炉内结构件在更高温度和渗碳气氛下的持久稳定性。 高温加热辐射管、底座、导轨、炉气循环风机、料盘等关键件优选特种材料和可靠的结构及安装方式。使加热元件的使用寿命比JB/T8195.10的规定高100%。并解决了高温风机发热、震动、变形等技术难题，确保循环风机在高温下长期运行。,2.1 主要质量特性：,二、高温多用炉的性能分析：,2.2炉温和炉气均匀性的保证 ：,二、高温多用炉的性能分析：, 依据炉内温度场的分布特点进行设计，实现加热功率的优化布置。 采用高效大风量风机，改进系统气流流向及

4、风道的设计。,2.3温度控制 ：, 在炉膛内设置主控、监控热电偶，并设置相应热电偶作为联控，可控硅PID调节控制各加热区的加热温度。 监控热电偶与记录仪实现各温度的超温联锁保护。联控热电偶与温控仪实现供气系统的安全联锁保护。,2.4碳势控制：, 为确保一炉数吨工件的渗碳质量和长达几十个小时的高温渗碳工艺过程可靠运行，对设备配置了两套以上的控制系统，采用氧探头加远红外气体分析等两套系统，形成了两套系统任选作碳势的主控加辅控。,二、高温多用炉的性能分析：, 由单参数控制扩展为多参数控制，对O2、CO2、O2+CO、CO2+CO形成可选择切换运行的四种不同控制方式。,2.5渗碳介质及控制 ：, 采用

5、氮甲醇作载气，异丙醇（或丙酮、丙烷等）作富化气。 氮甲醇采用电磁阀和计量泵定比定量供给，使炉内形成稳定的保护气氛，只需准确调节供给的富化气便可获得稳定的碳势。 富化气和调节碳势的空气采用PID调节模拟量控制，使碳势的控制更加准确稳定。,2.6计算机管理和控制 ：, 采用渗碳专家系统和管理系统软件的计算机控制系统，可实现高温渗碳工艺仿真设计和在线动态实时控制；可实现生产现场的生产组织管理和质量管理；运用计算机网络功能，实现了对多台多用炉的集群控制和远程信息化管理。,三、设备运行使用经济效益分析：,1、高温多用炉，根据不同用户提出的工件形状、一次最大装炉量、允许装机容量来配置不同的加热功率，以炉壁

6、温升和积蓄热的损失来界定热耗性能。 按炉壁表面温升由50降至35、热损失以0.166kw/m2计算，高温多用炉（装炉量3.5吨）炉壁表面积约45，设备年运行时间以7200小时(300天）计，只此一项一年可减少炉壁热损失电耗约5.4万度。 对高温多用炉除炉底因承重需采用耐火保温砖砌筑外，将炉墙由传统的耐火保温砖砌筑结构改为抗渗碳砖和纤维复合结构。采用全耐火砖砌筑，炉墙积蓄热高达890KW，改为复合纤维砌筑，炉墙积蓄热只有443KW。按设备年运行时间300天、每天1炉次计，只此一项一年可减少积蓄热热损失电耗约13.4万度。,三、设备运行使用经济效益分析：,2、常规渗碳工艺渗碳温度多为930以下，碳

7、势多小于1.1%C。采用高温多用炉由于大大地提高了温度控制和碳势控制的精度和完善的控制方式，在炉体设计上采用了一系列耐高温结构设计，使工件在较高温度和较高碳势下进行渗碳处理，不仅保证了产品的质量，而且可显著缩短渗碳工艺时间，节省大量的能源。 例1、17CrNiMo6钢 CD=2 930 1.1%C 渗碳工艺时间为16h 980-1050 1.45%C 渗碳工艺时间为6h 炉温平均提高100，碳势提高0.35%C，渗碳工艺时间减 少10小时，缩短工艺周期约63%。,三、设备运行使用经济效益分析：,例2、20CrNiMo钢 CD=3 930 1.1%C 渗碳工艺时间为33h 980-1050 1.

8、45%C 渗碳工艺时间为13h 炉温平均提高100，碳势提高0.35%C，渗碳工艺时间减少20小时，缩短工艺周期约60%。,从以上实例分析可知，渗碳温度和碳势提高后，总工艺周期至少可缩短60%以上，使设备使用效率大大提高，用电时间缩短，用电量减少40%以上。,四、高温多用炉的鉴定成果：,有些人会担心温度提高以后，材料的晶粒度会变粗？美国的Metals handbook对AISI1117、1018等不同钢种在925、980、1040温度下渗碳，在不同渗碳时间渗碳后晶粒度的变化进行了试验和比较，得出了渗碳后细晶粒钢可于降温后直接淬火，而采用适当的工艺处理，并经过二次加热淬火，所有钢种都能保持细晶粒。 所以只要设备设计合理、性能满足；高温渗碳的可行性根本不用担心。,四、高温多用炉的鉴定成果：,我公司的高温多用炉经过这两年的使用运行，通过了验证，该系列设备的技术结构不仅满足高温渗碳长时间