CN103386457A - 普通中频锻造加热炉进行无氧化技术改造工艺 - Google Patents

Abstract

普通中频锻造加热炉无氧化改造技术工艺，其技术方案的技术要点是：它由制氮机、氮气储存罐、管道、压力表、圆环形气道和4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道，既常闭又自动开的炉门，被加热毛坯在炉膛中被氮气进行无氧化保护，被加热毛坯在出炉后至入锻模前，也在密闭的输送装置中被氮气进行无氧化保护。氮气的充入可以从炉膛中间向两端充、也可以从两端向中间充、也可以从炉膛两端的三分之一处向炉膛中心充。气道部件可以是两组气道一体式、也可以是单个气道一体式。气道的材质是耐火材料、用专门的制造工艺制造。其用途是对锻造中频炉进行高温无氧化技术改造，实现节能降耗，降低成本之目的。

Description

普通中频锻造加热炉进行无氧化技术改造工艺

所属技术领域

本发明属于锻造行业，中频炉加热技术领域。

背景技术

需要锻造的金属材料，当锻造变形量比较大时，往往需要将毛坯加热到规定的始锻温度1200度，金属毛坯在这样的高温环境中，会产生严重的氧化，如何解决高温加热的氧化问题，一直是困扰锻造行业特别是精密锻造齿轮企业的老大难问题。特别是不需要对齿形进行后续机械加工的精锻齿轮，如果有可见的氧化缺陷，会使锻件成为废品。只好降低锻造温度达到消除氧化缺陷的要求，这样就会增加制坯工序和初锻工序，又会导致锻造模具的使用寿命大幅度的降低，这样会给齿轮精锻企业带来直接的成本压力。

发明内容

针对上述问题，对“普通中频锻造加热炉进行无氧化技术改造工艺”，具有非常重要的经济和技术意义。本发明采用氮气置换中频加热炉中的空气，使被加热毛坯在氮气保护条件下加热到1200度，也不会发生氧化，无氧化保护效果达到99.99％。有效的解决了锻造行业特别是精锻齿轮行业的老大难问题。具体发明内容如下：中频锻造加热炉的无氧化改造技术，其技术方案的技术要点是：它由制氮机、氮气储存罐和压力表、圆环形气道和由4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道，对于本实施例而言是8个分支气道，有既常关闭又能自动开启的封闭加热炉膛的炉门，毛坯出炉后的氮气保护装置等等构成。氮气的充入可以从炉膛的中间向两端充、也可以从两端向中间充、也可以从炉膛两端的三分之一处向炉膛中心充入氮气。使被加热毛坯既能在加热炉膛中被充入氮气进行无氧化保护、并且毛坯在出炉后至进入压力机锻造模前，也能在密闭的圆筒形状的输送装置中被氮气进行无氧化保护。现将“普通中频锻造加热炉进行无氧化技术改造”的工艺技术方案的技术要点适当的展开描述如下：

1.技术方案的要点概括的描述是：普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，其构造特征是：它由制氮机、氮气储存罐、管道、压力表、圆环形气道和4个以上的由圆环形气道通向炉膛的分支气道，还有既是常关闭又能自动开启的封闭加热炉炉膛的炉门，毛坯出炉后的氮气保护装置等构成无氧化保护系统。氮气的充入可以从炉膛的中间向两端充、也可以从炉膛两端向炉膛中间充入氮气、也可以从炉膛两端的三分之一处向炉膛中心充入氮气，被加热毛坯既能在加热炉膛中被充入的氮气进行无氧化保护、毛坯又能在出炉后至进入压力机锻造模前，也能在密闭的圆筒形状的输送装置中被氮气进行无氧化保护，气道部件可以是两个圆环形气道一体式构造、也可以是单个圆环形气道一体式构造。

2.根据第1条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，圆环形气道和4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道，对于本实施例而言是8个从圆环形气道通向炉膛的分支气道，其构造特征是：氮气入口圆孔与圆环形气道孔是等直径的圆孔，并且氮气入口圆孔的中心线与圆环形气道孔的中心线相切。

3.根据第2条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道，对于本实施例而言是8个分支气道，其特征是：4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道它与炉膛的纵向中心轴线不是正交，而是成a夹角的斜交，其a夹角大于30°小于60°。

4.根据第2条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道、其特征是：4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道它与炉膛横向的圆截面的中心不是通过圆心的正交，而是与炉膛的横向圆截面的直径线成一定角度的斜交，并且交角大于30°小于60°。

5.根据第1条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，其加热炉炉膛，在进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其炉门的构造特征是：出料端炉门(9)在扭转弹簧(31)的作用力下处于常闭状态，当炉内毛坯被加热后在自动推料杆的推动下，炉门(9)沿着转动销轴(10)顺时针转动90度，加热毛坯被推出炉膛，炉门(9)在扭转弹簧(31)的作用下，又自动关闭。

6.根据第1条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，出炉后的氮气保护装置(6)，其构造特征是：出炉后的氮气保护装置(6)的出料端与压力机工作台上的下锻模的上平面(7)即锻模的分模面齐平，出炉后的氮气保护装置(6)的入口与炉膛出料口固定连接，在出炉后的氮气保护装置(6)与炉膛中心线齐平的位置，有对炉膛内毛坯进行观测的能够启闭的圆孔小门。

7.根据第1条所述普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，在中频锻造加热炉的进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其构造特征是：出料端的炉门是比炉膛直径略大的有柄的近似乒乓球拍的铸造生铁制成的圆板、柄端有铰链孔、并且用扭转弹簧的弹簧力使炉膛常闭，进料端的炉门是由两件有柄的半圆形平板构成，柄端有垂直于平面的安装圆孔，用扭转弹簧将两件半圆形平板炉门安装在支撑点的转动轴(25)上，两件扭转弹簧将两件半圆形平板炉门呈剪刀的工作状态、将两件半圆形平板炉门收笼常闭。

8.根据第5条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，锻造加热炉的进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其特征是：出料端炉门的自动开启是用炉体的推料缸的推料力自动将出料门推开，关闭回位是扭转弹簧力，进料端炉门的自动开启是用固定在进料推杆上的类似于红缨枪头的扁平形状的拨杆在支撑点的略上方将两件扇形炉门拨开，关闭回位是扭转弹簧力。

9.根据第1条所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，毛坯能在出炉后至进入压力机工作台上的锻造模前，也能在密闭的圆筒形状的输送装置中被氮气进行无氧化保护，其特征是：密闭的圆筒形状的输送装置(6)的直径比加热炉膛略大，上端面与加热炉膛出料口连接密封，输送装置的下端高度与压力机工作台上的锻造模分模面等高，同样有既常关闭、又能靠毛坯重量自动开启的带柄的圆形密封门。

对于以上技术要点作进一步的描述是：

所述中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，关于圆环形气道，其具体构造是：氮气入口的圆孔与圆环形气道孔是等直径的圆孔，并且氮气入口圆孔的中心线与圆环形气道孔的中心线相切。

所述中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，关于4个以上的分支气道孔，对于本实施例而言是8个分支气道小孔，它是从圆环形气道孔通向炉膛的小孔，其具体构造是：圆环形气道孔上的小孔，在圆周上是均匀分布的8个小孔，其几何形状不是呈射线状指向圆环形的中心点，而是与炉膛的纵向中心轴线有大于30°小于60°的夹角。圆环形气道上的小孔中心线与炉膛圆形横截面直径线呈大于30度小于60度的相交线。

所述普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，将敞开的中频锻造加热炉炉膛改造成为封闭的加热炉炉膛，其构造特征是：在中频锻造加热炉的进料端和出料端都设计有炉门，而且炉门既能够常关闭、又能够自动开启。

所述普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，在中频锻造加热炉的进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其构造特征是：出料端的炉门是比炉膛直径略大的有柄的近似乒乓球拍的铸造生铁制成的圆板、柄端有铰链孔、并且用扭转弹簧的弹簧力使炉膛常闭，进料端的炉门是由两件有柄的半圆形平板构成，柄端有垂直于平面的安装圆孔，用扭转弹簧将两件半圆形平板炉门安装在支撑点的转动轴上，两件弹簧使两件半圆形平板炉门呈剪刀形状收笼常闭。

所述普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，锻造加热炉的进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其炉门的构造特征是：出料端炉门的自动开启是用炉体的推料缸的推料力自动将出料门推开，关闭回位是扭转弹簧力，进料端炉门的自动开启是用固定在进料推杆上的类似于红缨枪头的扁平形拨杆在支撑点的略上方将两件扇形炉门拨开，关闭回位是扭转弹簧力。

所述普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，毛坯在出炉后至进入压力机锻造模前，也能在密闭的圆筒形状的输送装置中被氮气进行无氧化保护，该装置的构造特征是：密闭的圆筒形状的输送装置的直径比加热炉膛略大，上端面与加热炉膛出料口连接密封，输送装置的下端高度与压力机工作台上的锻造模分模面等高，同样有既常关闭、又能自动开启的带柄的圆形密封门。

普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造的有益效果是：

1.减少金属材料的烧损，提高锻件的材料利用率。

2.提高精密模锻件的产品质量，特别是精锻齿轮的产品质量，减少齿轮锻件的废品损失。

3.可以提高始锻温度至1200度，降低金属塑性变形的抗力，从而提高锻造模具的使用寿命。

4.解决了锻造行业精密锻造企业的技术难题，减少锻造加热的火次；对于节能降耗、节能减排、降低企业成本都具有重要的意义。

附图说明

图1是中频锻造加热炉无氧化改造的整体结构图。

图1-1是图1的(A-A)和(C-C)剖视图。

图2是制氮机

图2-1是氮气储存罐

图3是氮气从炉膛的两端向炉膛中心充气的构造图。

图4是图3的(A-A)气道和(C-C)气道构造的剖视图。

图5是图3的(B-B)剖视图即加热感应圈的断面图。

图6和图6-1是炉膛出料口炉门，

图6-1是图6的左视剖视图。

图7是炉膛进料口炉门打开的状态图。

图7-1是炉膛进料口炉门关闭的状态图。

图7-2是图7-1的(A-A)剖视图。

图7-3是图7-1的(B-B)剖视图。

图8是当感应圈为三件并联成为一个整体炉膛时，氮气从炉膛两端的三分之一处向炉膛中心充气的构造图。

图9是图8的(A-A)和(B-B)剖视图即气道流向图。

图10是图8的(C-C)剖视图。

图11是炉膛由两件感应圈并联构成一个炉膛时，从中间向两端充氮气的构造图。

图12和图12-1是图11的氮气气道构造图。

图12-1是图12的(A-A)剖视图。

具体实施方式

为了便于清楚的表述具体实施方式和便于实施本项专利技术，将全部附图中的全部零部件，按照序号的顺序列表叙述如下：

结合附图对具体实施方式详细描述如下：

图1是普通中频锻造加热炉无氧化技术改造的整体构造图。(01)是制氮机，制氮机的出气管(02)与氮气储存罐(03)的氮气储存罐进气口(04)固定连接，氮气储存罐(03)的出气管(05)与三通管接头(07)固定连接，压力表(06)与第2号进气道即炉膛进料端进气道连接，压力表(08)与第1气道的进气管即炉膛出料端连接。为了有效的对毛坯输送管道(6)内的已经加热的毛坯实行无氧化保护，第1气道即压力表(08)的氮气压力需要略小于第2气道即压力表(06)的氮气压力。它还表示中频锻造加热炉(5)两端都设置炉门，出料端(9)和进料端炉门(4)密封炉膛。并且被加热毛坯出炉后至进入锻模前也有氮气保护装置(6)对毛坯进行无氧化保护。(7)是下锻模的上平面即锻造模的分模面，如果采用输送带输送毛坯至下锻模的上平面，那么炉膛的下平面应该与下锻模的上平面齐平，如果利用毛坯的重量下落至下锻模的上平面，那么炉膛中心线应该高于下锻模的上平面，形成的夹角应该小于金属材料的安息角，或者在保护装置(6)内设置有滚动轴承的滚筒。氮气分别从进气道A及进气道C进入圆环形气道，氮气再由8个分支气道向炉膛中心充入氮气，由于炉膛内的温度远远高于外界温度，充入炉膛的氮气会升温升压，这样外界空气就不能进入炉膛，金属毛坯就不会被氧化了。从两端向炉膛中心充氮气的要求是：一是首先闭合两端炉门，二是充氮气时一端先开氮气2-3秒钟，另外一端迟开氮气2-3秒钟。这样有利于快速、彻底、干净排除炉膛内的空气，提高无氧化保护的效果。氮气保护操作时，要求C气道的氮气压力要略小于A气道的氮气压力，这样就能够有效的对于输送管道(6)内的毛坯进行有效的氮气保护。具体的装配实施方式是：1.首先将圆环形气道部件(1)和圆环形气道部件(2)的整体部件装入炉体(5)的左右两个端面，与炉膛成为一个整体。2.装上出料端炉门(9)之后，将毛坯输送保护装置(6)的右上方的法兰盘与炉膛出料端的法兰盘连接固定，其左下方与压力机工作台固定，并且使输送管道的出料口的下平面与下锻模的上平面齐平。3.装配进料端炉门(4)。

图1-1是图1的(A-A)和(C-C)剖视图。它表示进气道中心线和圆环形气道的中心线相切，8个分支气道进入炉膛的气流走向是与炉膛直径线相交大于30度小于60度夹角的状态图。

图2是制氮机。

图2-1是氮气存储罐。

图3是氮气从炉膛的两端向炉膛中心充气的构造图。它表示氮气进入圆环形气道后，气流走向与炉膛中心线呈大于30度小于60度夹角进入炉膛。A气道和C气道直接与制氮机的氮气存储罐的出气口管道相连接。并且在A气道和C气道的前端都分别装有压力表。

图4是图3的(A-A)气道和(C-C)气道构造的剖视图。它表示氮气切向进入圆环形气道后，经过八个与炉膛直径相交a角度的分支气道进入炉膛的气道构造。

图5是图3的(B-B)剖视图即加热感应圈的断面图。

图6和图6-1是炉膛出料口炉门。图6-1是图6的左视剖视图。炉门(9)在扭转弹簧的作用力下处于常闭状态，当炉内毛坯被加热后在自动推料杆的推动下，炉门(9)沿着转动销轴(10)顺时针转动90度，加热毛坯被推出炉膛，炉门(9)在扭转弹簧(31)的作用下，又自动关闭。图6-1中的炉膛出料端炉门铰链轴固定座(11)，用螺钉(12)固定在炉体上。

图7是炉膛进料口炉门打开的状态图。该炉门由两件带把的半圆形板构成，左半门(4)把上的圆孔和右半门(4-1)上的圆孔固定在同一件炉门左右件支撑转轴(25)上，左边扭转弹簧(24)固定在左半门(4)和炉门左右件支撑转轴(25)上，右边扭转弹簧(24-1)固定在右半门(4-1)和炉门左右件支撑转轴(25)上，左右两个半门既在结合的中间平面平靠结合，并且右半门又盖住左半门密封，可以加强炉膛内氮气对毛坯的无氧化保护效果。图7-1是炉膛进料口炉门关闭的状态图。图7-2是图7-1的(A-A)剖视图。它表示炉膛进料端左半炉门(4)和炉膛进料端右半炉门(4-1)闭合后的密封状态。图7-3是图7-1的(B-B)剖视图，它是表示炉膛进料端左半炉门(4)和炉膛进料端右半炉门(4-1)与炉门左右件支撑转轴(25)的装配关系。

图8是当感应圈为三件并联成为一个整体炉膛时，氮气从炉膛两端的三分之一处向炉膛中心充气的构造图。当氮气从气道A和气道B进入圆环形气道后，又从8个分支气道向炉膛中心相对充氮气的构造图，这种情况下的氮气置换效率高效果好，因为氮气进入炉膛后，由于高温的作用，炉膛内压力会迅速升高，加上两端炉门的密封作用，使得外界空气无法进入高温高压的炉膛。当采用这种构造时，在氮气置换操作中的操作规则是：首先打开炉膛两端的炉门，一端的氮气先打开一两秒钟，另一端的氮气后打开一两秒钟，这样置换效果更好、更彻底、更干净。

图9是图8的(A-A)和(B-B)剖视图即氮气气道流向图。一它表示氮气气道入口的中心线和圆环形气道的中心线相切；二表示氮气从圆环形气道进入炉膛的方向是与炉膛圆周线斜交，与炉膛直径线相交a角度，一般取a大于30°小于60°，这样被加热的工件一直在旋转的氮气气流的保护之中。这样被加热的工件在1200°高温状态下也不会产生氧化。

图10是图8的(C-C)剖视图。它表示感应圈和炉膛的位置关系，它还表示感应圈的圆周剖面图。

图11是炉膛由两件感应圈并联构成一个炉膛时，从中间向两端充氮气的构造图。这种构造适合于炉膛由两件感应圈并联构成一个炉膛，而且两件感应圈又可以从中间分开的情况，当采用这种构造时，在氮气置换操作中的操作规则是：充氮气前先打开两端的炉门，并且两个氮气入口同时打开充气，一两秒钟后迅速关闭两端的炉门。

Claims (9)

1.普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，其特征是：它由制氮机、氮气储存罐、管道、压力表、圆环形气道和4个以上的由圆环形气道通向炉膛的分支气道、既是常关闭又能自动开启的封闭加热炉炉膛的炉门、毛坯出炉后的氮气保护装置等构成，氮气的充入可以从炉膛的中间向两端充、也可以从炉膛两端向炉膛中间充入氮气、也可以从炉膛两端的三分之一处向炉膛中心充入氮气，被加热毛坯既能在加热炉膛中被充入的氮气进行无氧化保护、毛坯又能在出炉后至进入压力机锻造模前，也能在密闭的圆筒形状的输送装置中被氮气进行无氧化保护，气道部件可以是两个圆环形气道一体式的构造、也可以是单个圆环形气道一体式的构造。

2.根据权利要求1所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，圆环形气道和4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道、其特征是：氮气入口圆孔与圆环形气道孔是等直径的圆孔，并且氮气入口圆孔的中心线与圆环形气道孔的中心线相切。

3.根据权利要求2所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道、其特征是：4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道它与炉膛的纵向中心轴线不是正交，而是成a夹角的斜交，其a夹角大于30°小于60°。

4.根据权利要求2所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道、其特征是：4个以上的从圆环形气道通向炉膛的分支气道它与炉膛横向的圆截面的中心不是正交，而是与炉膛的横向圆截面的直径线成一定角度的斜交，并且交角大于30°小于60°。

5.根据要求1所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，其加热炉炉膛，在进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其炉门的特征是：出料端炉门(9)在扭转弹簧(31)的作用力下处于常闭状态，当炉内毛坯被加热后在自动推料杆的推动下，炉门(9)沿着转动销轴(10)顺时针转动90度，加热毛坯被推出炉膛，出料端炉门(9)在扭转弹簧(31)的作用下，又自动关闭。

6.根据权利要求1所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，出炉后的氮气保护装置(6)，其特征是：出炉后的氮气保护装置(6)的出料端与压力机工作台上的下锻模的上平面(7)即锻模的分模面齐平，出炉后的氮气保护装置(6)的入口与炉膛出料口固定连接，在出炉后的氮气保护装置(6)与炉膛中心线齐平的位置，有对炉膛内毛坯进行观测的能够启闭的圆孔小门。

7.根据权利要求1所述普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，在中频锻造加热炉的进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其特征是：出料端的炉门是比炉膛直径略大的有柄的近似乒乓球拍的铸造生铁制成的圆板、柄端有铰链孔、并且用扭转弹簧的弹簧力使炉膛常闭，进料端的炉门是由两件有柄的半圆形平板构成，柄端有垂直于平面的安装圆孔，用扭转弹簧将两件半圆形平板炉门安装在支撑点的转动轴(25)上，两件扭转弹簧使两件半圆形平板炉门呈剪刀的工作状态、并将两件半圆形平板炉门收笼常闭。

8.根据权利要求5所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，锻造加热炉的进料端和出料端都设计有既常关闭、又能自动开启的炉门，其特征是：出料端炉门的自动开启是用炉体的推料缸的推料力自动将出料门推开，关闭回位是扭转弹簧力，进料端炉门的自动开启是用固定在进料推杆上的类似于红缨枪头的扁平形状的拨杆在支撑点的略上方将两件扇形炉门拨开，关闭回位是扭转弹簧力。

9.根据权利要求1所述的普通中频锻造加热炉的无氧化技术改造工艺，毛坯能在出炉后至进入压力机工作台上的锻造模前，也能在密闭的圆筒形状的输送装置中被氮气进行无氧化保护，其特征是：密闭的圆筒形状的输送装置(6)的直径比加热炉膛略大，上端面与加热炉膛出料口连接密封，输送装置的下端高度与压力机工作台上的锻造模分模面等高，同样有既常关闭、又能靠毛坯重量自动开启的带柄的圆形密封门。

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