CN103924046B - 真空退火炉 - Google Patents

Abstract

一种真空退火炉，包括炉胆、炉盖，炉盖与炉胆之间设有密封圈，形成真空内腔，第1加热元件安装在炉胆的外壁或内壁以及底部外侧上，炉胆为开口向上的桶状结构，在炉盖中部设有至少1个开口向下的桶状内胆，该桶状内胆的空腔装有第2加热元件及其温度调节装置，炉胆与桶状内胆之间形成放料区。本真空退火炉从工件的外围区域和工件的中部区域同时对退火工件进行加热，实现双向传热，大大缩短退火工件之间的传热距离，各工件整体受热均匀，提高了整体退火工件的品质。由于炉盖与桶状内腔之间采用悬挂式结构，因而简化了炉胆结构，方便了工件的装料和出料。

Description

真空退火炉

技术领域

本发明涉及金属材料退火设备技术领域，特别涉及一种真空退火炉。

背景技术

真空热处理是指工件在真空状态下进行加热、保温或降温的热处理过程。真空热处理可以实现几乎所有的常规热处理所能涉及的热处理工艺，但热处理质量却大大提高。与常规热处理相比，真空热处理可同时实现无氧化、无脱碳、无渗碳，从而达到工件表面光亮净化的效果。

传统的金属材料热处理所采用的真空退火炉有内热式和外热式，所谓内热式是指将加热元件安装于炉胆内壁直接对工件加热；外热式是指将加热元件安装于炉胆外壁隔着炉胆壁对工件加热。这两种形式的传热途径皆为由工件外围周边逐渐向中心传热的加热方式，当为了提高产量，将炉胆做得较大时其传热距离也较长，比如：炉胆内腔直径大到φ900mm以上时其传热距离达450mm以上，假如工件热处理温度为800℃，也就是当外边周围工件温度达到800℃时，中心工件温度可能只有500℃左右，待中心工件温度慢慢升到800℃时，此时外边周围工件温度在800℃下已保温二小时以上，这样周边工件与中心工件在800℃的保温时间、温差就大不一样，造成各工件实际的热处理效果也就大不一样。然而，在实际应用中，总是要求同一炉中每个工件的热处理效果是一致的，现有的真空退火炉难以达到此效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空退火炉，它能从工件的外围区域和工件的中部区域同时对退火工件进行加热，实现双向传热，大大缩短退火工件之间的传热距离，各工件整体受热均匀，提高了整体退火工件的品质。

本发明所提出的技术解决方案是这样的：一种真空退火炉，包括炉胆1、炉盖2、加热元件及其温度调节装置，炉盖2与炉胆1之间设有密封圈，形成真空内腔，设有第1加热元件31安装在炉胆1的外壁或内壁以及炉胆1底部外侧上，所述炉胆1为开口向上的桶状结构，所述炉盖2中部设有至少1个开口向下的桶状内胆，设有第2加热元件32安装在所述桶状内胆的空腔内，所述炉胆1与桶状内胆之间形成放料区5。

可以在炉盖2中央设有1个开口向下的桶状内胆4，该桶状内胆4一端与炉盖2固定连接，桶状内胆4的中轴线与炉盖2中轴线和炉胆1中轴线三者相互重合。也可以采用另一种桶状内胆的布排结构，即在炉盖2中部等半径的圆周上均布有三个形状、结构、大小相同且开口向下的第1桶状内胆4-1、第2桶状内胆4-2和第3桶状内胆4-3，该三个桶状内胆一端分别与炉盖2相应处固定连接。在炉胆1胆壁的外侧或内侧、炉胆1的底部外侧分区布排有第1加热元件31及一组热电偶6，与相应的测温控温器组成第1加热元件温度调节装置。在桶状内胆4胆壁的外侧或内侧装有一组热电偶6，与安装在该桶状内胆4内腔内的第2加热元件32及相应的测温控温器组成第2加热元件温度调节装置。另一种布排方式是在设有三个桶状内胆4-1、4-2、4-3的胆壁的外侧或内侧分别装有一组热电偶6，该三个桶状内胆4-1、4-2、4-3内分别装有第2加热元件32，与相应的测温控温器组成三组第2加热元件温度调节装置。所述第1加热元件31和第2加热元件32均采用电热丝。

本发明的关键技术是在炉胆中部增设加热腔结构，使真空退火炉除了从炉胆外侧或内侧以及其底部的两个加热面以外，也同时在退火工件的中心部增加一个或三个加热装置，使退火工件由传统的外围往中心单向传热改变为在外围往中心传热的同时中心也向外围传热，即双向传热，这样工件之间的传热距离可以大大缩短至原来的二分之一或更短，有效缩短了退火工件达到保温温度的加热时间，缩小了放料区中内、外工件之间的温度差。由于各工件传热距离短、受热均匀，大大地提高了整炉工件的退火质量。当炉胆空间直径大于φ1100mm时，可选用3个桶状内胆结构，目的都是缩短各工件之间传热距离，使各工件受热均匀，提高整炉工件的退火质量。由于本真空退火炉的桶状内胆与炉盖之间采用悬挂式结构，因而简化了炉胆结构，方便了工件的装料和出料。同时，本真空退火炉采用多段加热元件以及热电偶的对应排布，提高了退火炉内部的温度监测精度，通过独立控制调整对应位置的加热元件发热量，使退火炉内的工件受热更加均匀，从而保证了工件的退火质量。本发明的真空退火炉结构紧凑，加热传热迅速、均匀，温度控制精度高，工件退火质量好。

本发明特别适用于矽钢片铁芯的真空退火处理。

附图说明

图1是本发明第1个实施例的一种真空退火炉的结构示意图。

图2是图1去掉炉盖后的俯视示意图。

图3是图1所示真空退火炉的结构分解图。

图4是本发明第2个实施例的一种真空退火炉的结构示意图，图中第1、第2、第3桶状内胆所布排的热电偶未画出。

图5是图4去掉炉盖后的俯视示意图。

图6是图4所示真空退火炉的结构分解图，图中第1、第2、第3桶状内胆所布排的热电偶未画出。

图中：1、炉胆；2、炉盖；31、第1加热元件；32、第2加热元件；4、桶状内胆；4-1、第1桶状内胆；4-2、第2桶状内胆；4-3、第3桶状内胆；5、环形放料区域；5-1、中央内腔；6、热电偶。

具体实施方式

通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。

实施例1

参见图1-3所示，一种真空退火炉由炉胆1、炉盖2、第1加热元件31及其温度调节装置、第2加热元件32及其温度调节装置和桶状内胆4组成。在炉盖2与炉胆1之间设有密封圈，使炉内形成真空内腔，其真空度可达1～0.001pa。第1加热元件31安装在炉胆1的外壁或内壁以及炉胆1底部外侧上，炉胆1为开口向上的桶状结构，在炉盖2中部设有至少1个开口向下的桶状内胆，第2加热元件32安装在所述桶状内胆的空腔内，炉胆1与桶状内胆之间形成放料区5。

本实施例只在炉盖2中央设有1个开口向下的桶状内胆4，该桶状内胆4一端与炉盖2固定连接，成为悬挂式结构，桶状内胆4的中轴线与炉盖2中轴线和炉胆1中轴线相互重合。在炉胆1胆壁的外侧或内侧、炉胆1的底部外侧分三个区布排有第1加热元件31及一组热电偶6，与相应的测温控温器组成第1加热元件温度调节装置。第1加热元件31在炉胆1的胆壁外侧或内侧布排有上、中、下三区第1加热元件31，中区的高度与炉内所装工件的高度相匹配，炉胆1底部外侧装有一段第1加热元件31，与装在炉胆1的胆壁外侧或内侧下部的第1加热元件31组成下区第1加热元件31。桶状内胆4胆壁的外侧或内侧装有一组热电偶6，与安装在该桶状内胆4内腔内的第2加热元件32及相应的测温控温器组成第2加热元件温度调节装置。第1加热元件31和第2加热元件32均采用电热丝。

本实施例的真空退火炉的尺寸为炉胆1内径约φ900mm，炉胆1深约为1500mm，桶状内胆4直径约为φ340mm；第1加热元件31的排布方式为：在炉胆1外侧分三个区（炉胆1底部及炉胆1下部合为下区、炉胆1中部为中区、炉胆1上部为上区），桶状内胆4所装第2加热元件32对应于炉胆1同样设有上、中、下三区，炉胆1、内胆4中各区加热功率分布依炉胆尺寸大小不同而不同，可以采用均匀或不均匀分布。各区单独控温。热电偶6的测温端伸入到被加热工件壁。

实施例2

本实施例的真空退火炉是在炉盖2中部等半径的圆周上均布有三个形状、结构、大小相同且开口向下的第1桶状内胆4-1、第2桶状内胆4-2和第3桶状内胆4-3，这三个桶状内胆4-1、4-2、4-3一端分别与炉盖2相应处固定连接，成为悬挂式结构。三个桶状内胆4-1、4-2、4-3所形成的中央内腔5-1内亦用于放置工件，以增加产能，其传热效果亦佳。在炉胆1胆壁的外侧或内侧、炉胆1的底部外侧分三个区布排有第1加热元件31及一组热电偶6，与相应的测温控温器组成第1加热元件温度调节装置，其结构与实施例1相同。在所述第1桶状内胆4-1、第2桶状内胆4-2和第3桶状内胆4-3的胆壁的外侧或内侧分别装有一组热电偶6，该三个桶状内胆4-1、4-2、4-3内分别装有第2加热元件32，与相应的测温控温器组成三组第2加热元件温度调节装置。第1加热元件31和第2加热元件32均采用电热丝。本真空退火炉的其余结构与实施例1相同。

本实施例的真空退火炉的尺寸为炉胆1内径约φ1200mm，炉胆1深约为1500mm，第1桶状内胆4-1、第2桶状内胆4-2和第3桶状内胆4-3均布在炉盖2中央直径约为φ500mm的圆周上。加热元件的排布方式为：在炉胆1外侧分三个区（炉胆1底部及炉胆1下部合为下区、炉胆1中部为中区、炉胆1上部为上区），三个桶状内胆4-1、4-2、4-3的第2加热元件32对应于炉胆1同样设有上、中、下三区，该三个内胆相同高位的加热元件由同一测温温控器控制，炉胆1及三个内胆各区加热功率分布依炉胆尺寸大小不同而不同，可以采用均匀或不均匀分布。各区单独控温。热电偶6的测温端伸入到被加热工件壁。

Claims (7)

1.一种真空退火炉，包括炉胆（1）、炉盖（2）、加热元件及其温度调节装置，炉盖（2）与炉胆（1）之间设有密封圈，形成真空内腔，设有第1加热元件（31）安装在炉胆（1）的外壁或内壁以及炉胆（1）底部外侧上，其特征在于：所述炉胆（1）为开口向上的桶状结构，所述炉盖（2）中部设有至少1个开口向下的桶状内胆，设有第2加热元件（32）安装在所述桶状内胆的空腔内，所述炉胆（1）与桶状内胆之间形成放料区（5）。

2.根据权利要求1所述的真空退火炉，其特征在于：所述炉盖（2）中央设有1个开口向下的桶状内胆（4），该桶状内胆（4）一端与炉盖（2）固定连接，所述桶状内胆（4）的中轴线与炉盖（2）中轴线和炉胆（1）中轴线重合。

3.根据权利要求1所述的真空退火炉，其特征在于：所述炉盖（2）中部等半径的圆周上均布有三个形状、结构、大小相同且开口向下的第1桶状内胆（4-1）、第2桶状内胆（4-2）和第3桶状内胆（4-3），该三个桶状内胆一端分别与炉盖（2）相应处固定连接。

4.根据权利要求1所述的真空退火炉，其特征在于：所述炉胆（1）胆壁的外侧或内侧、炉胆（1）的底部外侧分区布排有第1加热元件（31）及一组热电偶（6），与相应的测温控温器组成第1加热元件温度调节装置。

5.根据权利要求2所述的真空退火炉，其特征在于：所述桶状内胆（4）胆壁的外侧或内侧装有一组热电偶（6），与安装在该桶状内胆（4）内腔内的第2加热元件（32）及相应的测温控温器组成第2加热元件温度调节装置。

6.根据权利要求3所述的真空退火炉，其特征在于：在所述第1桶状内胆（4-1）、第2桶状内胆（4-2）和第3桶状内胆（4-3）的胆壁的外侧或内侧分别装有一组热电偶（6），该三个桶状内胆内分别装有第2加热元件（32），与相应的测温控温器组成三组第2加热元件温度调节装置。

7.根据权利要求1所述的真空退火炉，其特征在于：所述第1加热元件（31）和第2加热元件（32）均采用电热丝。