第三单元-热处理浴炉.ppt

1、第三单元 热处理浴炉,授课人：于永波,教学提示,教学要求,：热处理浴炉是一种以液态物质作为加热介质的炉子。优点：加热速度快，无氧化，无脱碳且可局部加热工件等优点。,第三单元 热处理浴炉,：了解浴炉类型及各类结构特点，使用特点；掌握电极盐浴炉的结构设计、尺寸确定、功率确定。了解插入式及埋入式盐浴炉的电机设计、变压器的选用原则；,模块一 热处理浴炉的分类及电阻加热浴炉,浴炉的特点 1、液体作为介质加热（或冷却）工件，工件氧化脱碳少 ； 2、工作温度宽(60-1350);能满足特殊工艺（形状复杂、表 面质量要求高）；工件变形小 3、加热速度快，便于对工件局部加热和高温短时快速表面加 热； 4、装料少

2、；液体介质消耗多；污染大；散热大; 5、脱氧处理、特殊方式启动，增加了辅助时间； 6、操作技术要求高；需要配置辅助设备,优 点,缺 点,一、按热源分类,能力知识点1 热处理浴炉的分类,燃料炉,电炉,电阻加热浴炉,电极加热浴炉,二、按工作温度分类,能力知识点1 热处理浴炉的分类,低温炉（工作温度150550）,高温炉（工作温度10001350）,中温炉（工作温度5501000）,三、按加热方式分类,能力知识点1 热处理浴炉的分类,外热式浴炉,内热式浴炉,电阻加热式浴炉,电极加热式浴炉,能力知识点1 热处理浴炉的分类,三、按加热方式分类,四、按浴剂种类分类,能力知识点1 热处理浴炉的分类,盐浴炉,

3、碱浴炉,油浴炉,铅浴炉,四、按浴剂种类分类 液体介质选择 根据浴炉的工作温度与热处理工艺。例如：低于300的回火，主要采用矿物油作加热介质，浴炉工作温度为6501000时，常用氯化盐或氯化盐的混合物作介质；高温盐炉（1350）一般采用氯化钡盐液作加热介质等。,能力知识点1 热处理浴炉的分类,1、工作特点：是将液体介质放入坩埚中，电热元件装置放在坩埚外进行加热的浴炉。 2、加热介质：可以是熔盐、油类或铅等熔融金属。 3、特点:优点：不需要变压器，启动操作方便；缺点：必须用金属坩埚；热效率低；温度均匀性差；只限于各种液体介质的化学热处理，如液体渗碳、液体氮碳共渗。,一、外热式电阻加热浴炉,能力知识

4、点2 电阻加热浴炉,（1）工作特点：将管状加热器浸埋在加热介质内的浴炉。工作温度550以下，适用于工件的回火及等温冷却等。 （2）优点：结构简单，加热器安装方便，热效率高。 缺点：只能在较低温度下工作，主要用于油浴炉、硝盐炉和碱浴炉。 （3）管状加热器：金属管内装入电热元件，并用绝缘的导热性较好的耐火材料填充，制成各种形状等结构形式。,二、内热式电阻加热浴炉,能力知识点2 电阻加热浴炉,定义：当电热原件不是金属电阻丝而是液态的各种盐类，这就是电极盐浴炉，其在热处理浴炉中应用最广。,应用：主要用于中温特别是小型工件的高温淬火加热，是低温回火、等温淬火、分级淬火，小型工件的等温退火、球化退火及索氏

5、体等温热处理设备。,模块二 电极盐浴炉,1、结构 炉体、坩锅、电极等组成。热源布置在导电介质中。,2、工作原理 交流电经过变压器降压后，输入电极，流经熔盐，形成电加热回路。由于熔盐的电阻远大于金属电极，所以熔盐主要起发热体作用。,能力知识点1 电极盐浴炉的工作原理及特点,3、工作特点 （1）以熔盐作为发热体； （2）传热的主要形式是 当有较大电磁力驱动盐液循环流动时，对流换热量起很大的作用。 （3）盐液面热损失大。 （4）热量不均匀，分布集中在电极间。 （5）需要特殊方式启动 熔盐电阻率随温度降低而迅速增大。纯净固态盐电阻率很大，在炉子正常工作电压作用下不能导通。,导热和对流换热；,能力知识点

6、1 电极盐浴炉的工作原理及特点,4、分类 电极盐浴炉按炉温可分为低温(650)、中温(6501000 )和高温(10001300)三种。低温炉常用于高速钢的分级淬火和回火，坩锅用低碳钢板焊成为好，也可用耐火材料砌成。中温炉用于碳钢、低合金钢件的淬火加热、高速钢的淬火预热和化学热处理。高温炉主要用于高速钢和高合金钢件的淬火加热。中、高温炉的坩锅一般都用耐火材料砌成。,能力知识点1 电极盐浴炉的工作原理及特点,插入式电极盐浴炉 1坩锅；2炉膛；3炉胆；4电极； 5电极柄；6汇流板；7冷却水管；8炉盖,（1）电极布置特点：电极从坩锅上方垂直插入熔盐,电极浸入介质的方式，电极浴炉分为插入式和埋入式两种

7、。,插 入 式 电 极 浴 炉：,插入式电极浴炉： （2）优点：结构简单；可随意调节电极间距； （3）缺点：电极占据液面较大位置，热效率低；液面上的电极易受空气和盐蒸汽氧化腐蚀。炉温均匀性比较差，会出现“炉底斜坡”现象,埋入式电极浴炉： （1）电极布置方式：电极从坩锅侧壁插入，埋在坩锅砌体中，只有一面与熔盐接触。 （2）优点：电极不占据液面位置，提高炉膛利用率。电极寿命长；炉温较均匀（3）缺点：结构复杂，无法更换和调节间距。,根据生产率p确定熔盐质量G（kg）,注：（1）插入式电极所占的体积是预估的，需要校核。 （2）浴槽的实际深度L比熔盐高度H大，确保盐液不外溢。 （3）尽可能缩小盐液面积，

8、减少液面辐射损失。,一、浴槽尺寸的确定-经验计算法,模块三 电极盐浴炉的设计,二、电极盐浴炉功率的确定 （一）电极浴炉功率与熔盐体积的关系,模块三 电极盐浴炉的设计,（二）影响浴炉实发功率的因素,电极盐浴炉的设计,（二）影响浴炉实发功率的因素,电极盐浴炉的设计,1、调节电压； 2、改变电极间距； 3、电极间熔盐导电面积； 4、改变浴炉工作温度或用盐。,二、炉体材料的设计 炉壳侧壁:2.53.5mm钢板，炉底用45mm钢板，炉架用角钢制造。浴炉常设有炉盖和抽风罩等装置。 坩锅：用重质耐火砖、高铝砖或耐火混凝土。 炉胆：炉胆一般用6-12mm钢板焊接而成。对侧埋电极的浴炉，炉胆后壁每一电极引出处都

9、应留有电极引出孔。 保温层：有时用粉状保温材料填充，但侧埋式电极引出部位必须用成形砖砌筑。,（一）插入式电极 1、电极布置方案,常为棒状电极,电极间距一般较小，电极导电区与工作区分开。工作区无电流通过，熔盐受电磁力作用教大，循环流动较好，但炉膛利用率较低，炉内温度均匀性较差，电极对面一侧和炉膛下部温度常较低。,四、电极设计,72 电极盐浴炉的设计,2、电极参数确定应满足炉子功率要求，保证其正常工作和较长寿命。 插入式电极浴炉常可采用改变电极间距的办法来调节炉子功率，因此，常不对其进行精确计算，一般可以采用经验方法或直接由表选取。,（二）、埋入式盐浴炉的电极设计,电极盐浴炉的设计,侧埋入式电极结构和布置,电极盐浴炉的设计,直条形,三相直角块状,马蹄形,直角形,三相块状,电极参数确定 电极固定在坩埚内，在使用中，功率不可通过间距改变进行调整。因此应较准确的确定电极尺寸，常用的方法有理论计算法、模拟试验法、直接仿效法和经验数据计算法。,电极盐浴炉的设计,五、启动 （一）常规启动法 启动电阻法：低碳钢条绕制成螺旋形或板条制成波纹形，串接在电极间。 启动盐法：凝固盐的表面上加一层导电的启动盐。 （二）新型启动法 小熔池启动法：利用辅助电极缩短启动时的电极间距，减少浴盐电阻