CN100460553C - 节能离子氮化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种节能离子氮化炉，其包括炉体、炉底盘，炉底盘中间装有阴极支座，炉体又设有保温屏和外冷却罩，保温屏和外冷却罩之间为保温隔热空腔，保温屏为双层不锈钢密封绝热保温层，炉底盘上设有炉底隔热屏，渗氮气体进入管路沿保温屏外侧，由保温屏顶部进入炉体内的气体分散环。本发明结构合理，保温和控温质量高、循环冷却水耗量小，取消了冷氨预热及分解装置，提高了工效，节约了能源，是一种理想的节能离子氮化炉。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学热处理设备，具体地说是一种节能离子氮化炉。
背景技术
我们知道，离子氮化炉是一种重要的化学热处理设备。其一般包括炉体、炉底盘，炉体又设有保温屏和外冷却罩，保温屏和外冷却罩之间为保温隔热空腔。外冷却罩通过循环水进行冷却。渗氮气体进入管路穿过保温隔热空腔直接进入炉体内。炉底盘中间装有阴极支座，炉底盘下端设有一套真空抽气装置。离子氮化炉电源采用高压直流电，炉体接正极，阴极支座接负极，工件安装接在阴极支座上，在阴极支座与炉体的阳极之间加上高压电后，当电压达到某一数值时，可击穿阴极和阳极之间的稀薄气体电离气体，产生辉光放电加热工件，对工件表面进行离子氮化处理。现有的离子氮化炉炉内依靠两层金属隔热屏降低炉内温度梯度，由于炉内温度梯度大，炉外壁温度高达50℃，循环冷却水耗量大，冷却水出口温度高达65℃，热能损耗大。炉内工件上下温差大，工件离子氮化时上下温差达20～40℃，造成控温不准。由于循环冷却水带走大量的热量，大大增加了电能消耗。另外冷态气体在炉内加热、分解需要消耗大量热能，导致炉内温度场不均匀。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理、保温和控温质量高、循环冷却水耗量小、工作效率高的节能离子氮化炉。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种节能离子氮化炉，其包括炉体、炉底盘，炉底盘中间装有阴极支座，炉体又设有保温屏和外冷却罩，保温屏和外冷却罩之间为保温隔热空腔，其特征在于：保温屏为双层不锈钢密封绝热保温层，炉底盘上设有炉底隔热屏，渗氮气体进入管路沿保温屏外侧，由保温屏顶部进入炉体内的气体分散环。
本发明炉底隔热屏内部填充有硅酸铝纤维毡。炉体内的气体分散环紧靠保温屏顶部，可以由其对渗氮气体进行预热。
本发明由于保温屏采用双层不锈钢密封绝热保温层，炉底盘上设有炉底隔热屏，保温效果好。渗氮气体在保温隔热空腔中充分预热，并利用保温屏顶部加热、预分解渗氮气体，降低了冷态气体加热、分解造成的能源消耗。对比现有技术，本发明结构合理，保温和控温质量高、循环冷却水耗量小，提高了工效，节约了能源，解决离子氮化炉温度场不均匀、控温不准、耗电耗水量大的行业难题，取消了冷氨预热及分解装置，达到高质量、低能耗目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的结构示意图。
图中1.炉底盘，2.阴极支座，3.真空抽气装置，4.保温屏，5.炉底隔热屏，6.外冷却罩，7.保温隔热空腔，8.渗氮气体进入管路，9.气体分散环，10.冷却循环水进口，11.冷却循环水出口。
具体实施方式
从图1中可以看出，本发明一种节能离子氮化炉，其包括炉体、炉底盘1，炉底盘1中间装有阴极支座2，炉底盘1下端设有一套真空抽气装置3。炉体又设有保温屏4和外冷却罩6，保温屏4和外冷却罩6之间为保温隔热空腔7。外冷却罩通过冷却循环水进口10和冷却循环水出口11进行循环水冷却。渗氮气体进入管路8穿过保温隔热空腔7进入炉体内。离子氮化炉电源采用高压直流电，炉体接正极，阴极支座接负极，工件安装接在阴极支座上，在阴极支座与炉体的阳极之间加上高压电后，当电压达到某一数值时，可击穿阴极和阳极之间的稀薄气体电离气体，产生辉光放电加热工件，对工件表面进行离子氮化处理。上述组成和连接和现有技术基本相同，不在详述。
本发明的特点是：保温屏4为双层不锈钢密封绝热保温层，炉底盘1上设有炉底隔热屏5，炉底隔热屏5内部填充有硅酸铝纤维毡。炉内采用绝热保温层后，炉内温度梯度控制在80℃～100℃之间，即能保证炉内热交换平衡需要，又能减少不必要的电能消耗。对于LDMC-150型离子氮化炉相同升温速度需要的电功率由原来96KW降低到56KW，保温时电功率由原来52KW降低到32KW，节约电能效果达17％～25％。炉壁温度低于35℃，所需循环冷却水耗量及压力大大降低，冷却水出口温度45℃，大大减少了冷却水带走的热能损耗，降低了加热功率。由于对流效果显著，炉内温差仅为±5℃，温度场均匀性大大提高。
本发明渗氮气体进入管路8沿保温屏4外侧，由保温屏4顶部进入炉体内的气体分散环9。气体分散环9紧靠保温屏顶部，可以由其对渗氮气体进行预热。这样，利用炉内保温屏4外侧余热预热渗氮气体至200℃以上，再利用保温屏内侧顶部隔热屏加热、预分解渗氮气体，降低冷态气体加热、分解造成的热能损失，并提高氮化炉温度场均匀性。可以不用冷氨预热设备及分解设备，节约电能3％左右。
Claims (3)
1.一种节能离子氮化炉，其包括炉体、炉底盘，炉底盘中间装有阴极支座，炉体又设有保温屏和外冷却罩，保温屏和外冷却罩之间为保温隔热空腔，其特征在于：保温屏为双层不锈钢密封绝热保温层，炉底盘上设有炉底隔热屏，渗氮气体进入管路沿保温屏外侧，由保温屏顶部进入炉体内的气体分散环。
2.如权利要求1所述的节能离子氮化炉，其特征在于：炉底隔热屏内部填充有硅酸铝纤维毡。
3.如权利要求1所述的节能离子氮化炉，其特征在于：炉体内的气体分散环紧靠保温屏顶部。
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