CN101591728A - 托辊式锯片热处理炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种托辊式锯片热处理炉，包括一进料台、一炉体、一硝盐槽，炉体内形成一加热工件的炉膛，进料台与前炉门相连，硝盐槽与后炉门相连，后炉门上方设有一提升架，所述炉膛底部为多个托辊并行排列组成的炉床，炉床上方及下方均设有电辐射管，所述托辊分为第一托辊区、第二托辊区、第三托辊区，一主动电机与第一托辊区的一托辊连接驱动，一换挡联轴器分别第一托辊区及第二托辊区的一托辊连接，所述换挡联轴器通过一传动过桥与第三托辊区的一托辊连接，另一主动电机与第三托辊区的一托辊连接驱动。本发明不但可以处理大中型的工件，而且生产成本低，处理的产品合格率高，填补了国内大型热处理炉方面的空白。

Description

托辊式锯片热处理炉

技术领域

本发明涉及一种热处理炉，特别涉及一种托辊式锯片热处理炉。

背景技术

锯片热处理炉的在热处理领域应用极为普遍。目前普遍使用的热处理炉一般来说尺寸较小，如600*7500*80锯片淬火炉，且在整个处理过程中，炉子必须连续进料，难以满足实际生产中处理大中型工件的要求。

发明内容

针对现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种托辊式锯片热处理炉，改变了以往锯片热处理炉的特点，不但可以处理大中型的工件，而且生产成本低，处理的产品合格率高，填补了国内大型热处理炉方面的空白。

为了达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：

一种托辊式锯片热处理炉，包括一向炉体内进料的进料台、一炉体、一硝盐槽，所述炉体设有前炉门、后炉门，炉体内形成一加热工件的炉膛，进料台与前炉门相连，硝盐槽与后炉门相连，后炉门上方设有一用于提升工件的硝盐槽提升架，所述炉膛底部为多个托辊并行排列组成的炉床，炉床上方及下方均设有电辐射管，所述托辊分为第一托辊区、第二托辊区、第三托辊区，一主动电机与第一托辊区的一托辊连接驱动，一换挡联轴器分别第一托辊区及第二托辊区的一托辊连接，所述换挡联轴器通过一传动过桥与第三托辊区的一托辊连接，另一主动电机与第三托辊区的一托辊连接驱动。

进一步地，所述换挡联轴器上设有一移动调速滑块。

进一步地，所述炉体为进口空间小于出口空间的阶梯型炉体。

进一步地，所述炉门两侧安装有炉门提升气缸。

进一步地，所述炉膛内划分为第一温控区、第二温控区及第三温控区，第一温控区的电辐射管功率大于第二温控区及第三温控区的电辐射管功率。

进一步地，所述硝盐槽槽体侧壁设有硝盐加热器，一电机固定在硝盐槽上方，带动硝盐槽提升架提升工件。

本发明的技术效果在于：本发明改变了原来的网带式的结构，采用托辊式结构，由于网带由耐热材料编织而成，属易损件，采用托辊式结构后可以使使用寿命更长。将托辊区分为第一托辊区、第二托辊区、第三托辊区，即进料段，炉膛加温段、出料段，在每一托辊区根据不同的工艺要求采用不同的传动速度，由于炉膛内的升温和保温段因为要较长时间，采用慢传动；出料段是达到工艺温度后，为了保证落料温度采用快传动。为了区别两种传动的要求，本发明采用了换挡联轴器以及传动过桥，这样就可以通过换挡来调节传动速度。本发明炉体设计成前低后高的一级阶梯的整体型式可有效地缩小炉膛空间，从而节约加热能源。本发明的炉门由气缸提升，安装在炉门两侧，由于常规气缸安装在炉门上方，这样的结构当炉门开启时，可遭炉内热气氛的烘烤，现在炉门安装在两侧，可避免这个缺点。同时将炉膛内划分为第一温控区、第二温控区及第三温控区，这样可以根据工件吸热和散热的类比进行推算从而对三区功率进行合理布置。综上，本发明根据大型热处理炉的特点，设计出了这种低成本的热处理炉，能够很好的满足处理大中型工件的要求。据测算，如果从国外进口同规格处理能力的大型热处理炉，价格是人民币800多万，而我们自己研制的成本仅人民币150万，不到进口成本的1/5。该大型锯片炉的研制成功，填补了国内大型锯片炉市场的空白，满足了工艺要求，各项指标达到设计要求，已生产出合格的产品。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的传动机构第一示意图。

图3为本发明的传动机构第二示意图。

图4为本发明的换挡联轴器的示意图。

图5为本发明的炉膛加热电器线路图。

图6为本发明的硝盐槽加热器的线路图。

图7为本发明的传动电机的线路图。

图8为本发明的无纸记录仪的示意图。

图9为本发明的炉膛温控示意图。

图10为本发明的硝盐槽温控示意图。

图11为本发明的各器件控制示意图。

图12为本发明的传动电机的控制示意图。

图13为本发明的温控显示灯控制示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明锯片炉为锯片淬火专用炉，采用贯通式型式，由辊棒式进料台1、加热炉5、传动换档机构、电气控制、硝盐槽4、提升机等部分组成。其炉床由许多根空心托辊6组成。加热炉5是本发明主要部分，由炉体、炉门、托辊6、电辐射管22等组成。加热采用电辐射管22，分三区控制炉温。具体如下：

1.炉体：炉体由钢板和型钢焊接制造，设计成前低后高的一级阶梯的整体型式。炉顶由3件含纤维的炉顶盖板由高强度螺栓与炉体联接。筑炉和大修需拆除炉顶盖板进行。传动和电辐射管的罩壳的面板由冲孔板制作，罩壳不用螺栓，直接挂在炉体上，这样的结构，既可以随时观察到链条运行状态，有利于传动维护，第二当发生传动故障时，不用卸除螺栓即可方便地卸除传动罩壳的面板，再者有利于散热。炉子设计成阶梯型式，可有效地缩小炉膛空间，从而节约加热能源。

2、托辊6：托辊为浇制空心管，规格：φ90×15，相互平行，相互间间距相等，间距180mm，排列在同一水平面内，形成一个炉床平面。除进料台处托辊用普通Q235材质外，其余托辊材质为1Cr25Ni20Si2。本发明的托辊6的安装方法是，托辊6两头嵌入轴承，轴承安装在带散热结构的轴承座上，轴承座固定在炉体墙板上。托辊传送链条为3/4短节距精密滚子链。托辊6通过两端的链轮由减速器驱动之。因为链轮所受的是切向力，无径向或轴向力，所以托辊运行所需的动力是很小的。

3、炉门：炉体进出口端设置前炉门12和后炉门31。炉门由安装在炉门两侧的气缸提升。气缸型号为：TC型￠100*300，4台。常规气缸安装在炉门上方，这样的结构当炉门开启时，可遭炉内热气氛的烘烤。现在炉门安装在两侧，采用我们现在的结构，可避免这个缺点。锯片进料时，前炉门12开，锯片由托辊6输送快速进入炉膛。锯片到位后，由光电开关检测并发出信号，前炉门关。之后，锯片在炉膛内慢速来回运动。到工艺时间后，后炉门31在气缸的动力作用下打开，锯片由托辊6输送快速泻出炉膛，进入硝盐槽4内，经硝盐淬火后进入下道工序。

4、炉衬：根据电炉设计节能的原则，结合本大型锯片炉炉衬不承重的特点，本发明炉顶采用全纤维结构，纤维板拼缝错开铺叠。由吊杆和压片固定在顶上。炉墙采用轻质砖和耐火纤维复合炉衬。因为本发明锯片炉承重部位在炉壁上，炉底不承重，炉底全部为轻质砖砌筑。如此，由于采用了热容较小的轻质材料和保温材料筑炉，减少了炉体散热和蓄热损失，据此设计，炉墙外壳温升不超过55℃，达到国标。

5、加热：本发明炉膛分三区控温，即第一温控区、第二温控区及第三温控区，额定加热功率230kw。第一温控区为冷工件升温区，加热功率不低于总功率的40％，根据工件吸热和散热的类比推算，三区功率作如下布置：一区100kw，第二、第三区各65kw。本发明炉膛采用辐射管22加热，辐射管22外壳用SUS310S材质，壁厚4mm。辐射管22内芯采用鼠笼室结构，发热丝为高温电热合金丝，由炉体一侧插入炉膛，头部搁在炉膛另一侧的重质搁砖上。大型锯片炉配有变压器低电压大电流方式控制，发热体采用直径Φ8的高温电阻合金丝，绝缘子采用单层孔结构，散热效果好，大大地提高了辐射管寿命。

6、变压器：变压器用来控制加热器的电压，对加热元件进行低电压大电流供电，从而控制加热功率。变压器安装于炉顶上方。变压器进线为50HZ三相四线380V交流电源，出线由电缆与辐射管相联接。考虑电网负载的平衡，每区的辐射管按“Y”形(或用“△”形)三组平衡联接。如此，一则可以节约变压器与辐射管的电缆，二则可以不留变压器占地空间，节约宝贵的车间用地，并且设备有紧凑感。

7、传送机构：如图2、图3、图4所示，本发明热处理炉同时兼有快慢档传送机构。托辊分为第一托辊区1、第二托辊区2、第三托辊区3，一主动电机7与第一托辊区1的一托辊6连接驱动，一换挡联轴器9分别与第一托辊区1及第二托辊区2的一托辊连接，换挡联轴器9通过一传动过桥10与第三托辊区3的一托辊连接，另一主动电机8与第三托辊区3的一托辊连接驱动，换挡联轴器9上设有一移动调速滑块91。通过移动滑块91可以调节各个托辊区的传动速度。

当锯片从冷态加热到工艺温度，并保温，是一个慢速的过程。所以在炉子升温区和保温区内锯片慢速运行。在炉子的淬火出口区，因为炉体采用贯通型式，出口处在炉膛外，其保温效果差，为了保证锯片落入硝盐槽前瞬间温度，锯片被快传动送出炉膛。

托辊设计换档机构是本炉的重要特色。由于换档机构，本炉可兼容大、中二类规格的锯片，能最大限度地利用炉膛空间，得到一机多用的效果。

本大型锯片炉采用光电检测技术，在炉体的多个位置设置光电检测仪21检测工件位置，从而准确控制炉门交替开启，电机正反转向互换。

8、硝盐槽

硝盐槽4为工件淬火之用。其中有硝盐加热器和提升机41。加热器为特种硝盐专用加热器，布置在槽体侧壁。提升机41为起吊式型式。工件达到工艺时间后，由电动机把提升机架42从槽中提出到工作台面位置。然后进入下一道工序。

9、电气控制

如图5、6、7、8、9、10、11、12、13所示，热处理炉由温度控制仪控制温度。温控仪设定温度，由热电偶检测温度，并将信号传给温控仪。温控仪的控制型式是通过中间继电器控制接触器的时间比例型。到温，切断加热电源，升温，接通加热电源，从而达到自动控制温度的目的。温控仪具有模拟PID及人工智能控制功能，过程响应快、超调小、稳态精度高的优点，温控系统采用过载能力强的电力调压模块。主回路采用3台变压器模块无触点进行控制，具有自整定PID之功能，控制回路设有安全、可靠的连锁装置，系统故障、报警之功能。

本锯片炉生产线作业程序有一台PLC集中控制工件运行及超温、液位等。有声光报警和安全连锁系统并设有模拟屏随时观察工况。PLC是系统的指挥中心，读取指令信号(触摸屏中设定的数据)，采集数据(输入端的各种信号)，并加以运算，通过对变频器、接触器进行控制，驱动电机运转，使整条生产线按程序自动协调运行。PLC对变频器进行通信，定时比较检测电动机转速、构件运行速度。当误差较大时，对变频器输出频率进行自动修正，实现自动化管理。通过计算机显示屏可以清楚地了解设备全部的运行状态和各种工艺参数，从而保证整条生产线的高可控性和体现人性化操作。

本发明大型锯片炉工艺流程如下：锯片铣刀预置在托辊式进料台上→前炉门开，锯片铣刀通过升降式炉门，快速进入加热室→前炉门关，锯片铣刀在炉膛内慢速往返运行，加热、保温→保温到工艺进间后，进入炉膛内快出料托辊区域→后炉门打开，锯片在随快出料托辊传输，泻入硝盐槽内淬火→后炉门自动关闭→工件在硝盐槽中保温到工艺时间后，自动提出，进入下道工序。

采用本发明工艺制作而成的大型锯片炉的主要技术参数为：最高工作温度：950℃，工作区有效尺寸：1600×5400×50mm，加热周期：无级自由设定，慢速档传送速度：200～1000mm/min，快速档传送速度：2000～10000mm/min，变频调速，加热元件：辐射管，工作电压：380v，50Hz，额定功率：230kw，控温区数：3区，控温方式：调压模块，PID连续控制。

与现有技术的60*750*80锯片炉相比，本发明锯片炉有许多不同之处，辊棒支承方式不同：传动机构不同，温控区域不同，密封要求不同。本发明热处理炉可以达到1600×5400×50，炉膛宽度特大，并具有升降式炉门、换档机档等特殊结构，是热处理行业中新型的炉种。60*750*80锯片淬火炉和本发明的160*540*50大型锯片淬火之辊底炉之主要参数如下表：

锯片炉规格	炉膛有效宽度(mm)	炉膛有效长度(mm)	加热炉加热功率(Kw)	温控区域	适用锯片直径(mm)
						现有技术60*750*80	600	7500	120	4	150-600
本发明160*540*50	1600	5400	230	3	600-1600

本发明大型锯片炉经过试制，传动平稳，快慢档速度独立可调，能够满足工件加热、保温、淬火的要求，一次成功。本大型锯片炉除适用于直径不大于1600的大、中型的圆盘锯片铣刀淬火之用外，还适用于其他大型薄片工件的淬火，控制先进，自动化程度高。由于其传动、加热、控制等各项技术先进，各项指标达到设计要求，该炉型的开发，填补了国内大型锯片淬火炉的制造空白。

Claims (6)

1、一种托辊式锯片热处理炉，包括一向炉体内进料的进料台、一炉体、一硝盐槽，所述炉体设有前炉门、后炉门，炉体内形成一加热工件的炉膛，进料台与前炉门相连，硝盐槽与后炉门相连，后炉门上方设有一用于提升工件的硝盐槽提升架，其特征在于：

所述炉膛底部为多个托辊并行排列组成的炉床，炉床上方及下方均设有电辐射管，所述托辊分为第一托辊区、第二托辊区、第三托辊区，一主动电机与第一托辊区的一托辊连接驱动，一换挡联轴器分别与第一托辊区及第二托辊区的一托辊连接，所述换挡联轴器通过一传动过桥与第三托辊区的一托辊连接，另一主动电机与第三托辊区的一托辊连接驱动。

2、如权利要求1所述托辊式锯片热处理炉，其特征在于：所述换挡联轴器上设有一移动调速滑块。

3、如权利要求1所述托辊式锯片热处理炉，其特征在于：所述炉体为进口空间小于出口空间的阶梯型炉体。

4、如权利要求1所述托辊式锯片热处理炉，其特征在于：所述炉门两侧安装有炉门提升气缸。

5、如权利要求1所述托辊式锯片热处理炉，其特征在于：所述炉膛内划分为第一温控区、第二温控区及第三温控区，第一温控区的电辐射管功率大于第二温控区及第三温控区的电辐射管功率。

6、如权利要求1所述托辊式锯片热处理炉，其特征在于：所述硝盐槽槽体侧壁设有硝盐加热器，一电机固定在硝盐槽上方，带动硝盐槽提升架提升工件。

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