CN107815531A - 一种大型结构件热处理装备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型结构件热处理装备，包括具有炉膛的炉体，炉膛内安装有加热部件，炉膛分为依次相连的多个温区段，每个温区段均对应连接有一冷却装置，冷却装置包括设于炉体上并与对应温区段连通的进风口和出风口，进风口连接有进风组件，出风口连接有抽风组件，进风组件通过一进风预热通道与进风口连通，进风预热通道位于炉膛内部。本发明具有结构简单紧凑、成本低、可控性好、调节灵活方便、可提高炉温均匀性和提高产品质量等优点。

Description

一种大型结构件热处理装备

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种大型结构件热处理装备。

背景技术

焊接件焊接后去应力退火是其保证后期正常使用、加快应力释放的必要工序，在退火过程中如存在工艺不当或设备精度不够等问题，容易导致产品应力释放过程中变形加剧，为工艺设置和实际应用带来困扰。用于轨道交通机车的大型机车构架去应力退火热处理设备的有效工作尺寸要求达到4000×2200×2200mm，200-400℃炉温均匀性为±15℃，目前针对大型机车构架的去应力退火热处理设备大都采用坑式设备，存在占地面积大、工件装卸不方便、生产效率低的问题。且现有热处理设备大都没有配置专门的冷却装置，产品降温只能随炉冷却或自然降温，无法满足对降温冷却有特殊要求的产品；一些热处理设备即使配置有冷却装置，其冷却装置也是直接将冷风吹入炉膛内，导致工件冷却速度过快，会造成产品表面与心部的温差产生新的内应力。同时，现有热处理设备的升温速度不受控制，炉温波动范围较大，上下限温度偏差达20℃，当炉温均匀性比较差时，会导致大型构件产品的焊接应力不能彻底消除，同时也导致产品变形量会超过3mm。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种结构简单紧凑、成本低、可控性好、调节灵活方便、可提高炉温均匀性和提高产品质量的大型结构件热处理装备。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种大型结构件热处理装备，包括具有炉膛的炉体，所述炉膛内安装有加热部件，所述炉膛分为依次相连的多个温区段，每个温区段均对应连接有一冷却装置，所述冷却装置包括设于炉体上并与对应温区段连通的进风口和出风口，所述进风口连接有进风组件，所述出风口连接有抽风组件，所述进风组件通过一进风预热通道与进风口连通，所述进风预热通道位于炉膛内部。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述进风口靠近炉膛的底部设置，所述出风口位于炉膛的顶部。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述进风组件包括吹风机和进风管道，所述吹风机通过进风管道与进风预热通道连通，所述进风管道设有用于调节进风量的第一阀门；所述抽风组件包括抽风机和出风管道，所述抽风机通过出风管道与出风口连通，所述出风管道设有用于调节出风量的第二阀门。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，两个以上冷却装置的进风口共用一个吹风机，两个以上冷却装置的出风口共用一个抽风机。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述吹风机和抽风机为能控制转速的变频风机。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述炉体的侧面设有炉口和用于开闭所述炉口的炉门，所述炉膛内设有轨道和用于装夹放置工件的可移动台车，所述可移动台车支承在轨道上并能沿轨道运动以进出炉膛。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述加热部件包括均匀布置在炉膛四周内侧壁上的若干电阻带。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述进风预热通道由连接于炉膛内壁上的围板和炉膛内壁围成。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述炉膛内对应每个温区段均设有热电偶，所述热电偶与一控制装置相连，各温区段均设有独立的加热部件，所述控制装置与各加热部件相连，且控制装置在任意温区段的热电偶检测到温度超过设定温度5℃时控制该温区段对应的加热部件停止加热，在任意任意温区段的热电偶检测到温度超过设定温度10℃时控制所有温区段对应的加热部件停止加热。

上述的大型结构件热处理装备，优选的，所述炉膛内设有多个循环导风装置，所述循环导风装置包括循环风机和与循环风机相连的罩壳式导风器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的大型结构件热处理装备，将炉膛分为依次相连的多个温区段，每个温区段均对应连接有一冷却装置，可通过各温区段对应的冷却装置调节炉膛内部的温度，从而实现炉膛内部温度可调以及对工件进行冷却，其可控性好、调节灵活方便，调节时可使炉膛内部温度变化速度一致，利于保证炉温的均匀性，且连通进风组件与进风口的进风预热通道位于炉膛内部，进风组件将冷风送至进风口时，冷风会先在进风预热通道内进行升温至一定温度再从进风口进入炉膛，可避免冷风直接吹入炉膛而导致工件冷却速度过快，造成产品表面与心部产生新的内应力，能够大大提高产品质量。该大型结构件热处理装备具有结构简单紧凑、成本低的优点。

附图说明

图1为大型结构件热处理装备的主剖视结构示意图。

图2为大型结构件热处理装备的局部侧剖视结构示意图。

图例说明：

1、炉体；11、炉膛；111、温区段；12、进风口；13、出风口；14、进风预热通道；15、炉口；16、炉门；17、轨道；18、可移动台车；2、进风组件；21、吹风机；22、进风管道；23、第一阀门；3、抽风组件；31、抽风机；32、出风管道；33、第二阀门；4、电阻带；5、围板；6、循环风机；7、罩壳式导风器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的大型结构件热处理装备，包括具有炉膛11的炉体1，炉膛11内安装有加热部件，炉膛11分为依次相连的多个温区段111，每个温区段111均对应连接有一冷却装置，冷却装置包括设于炉体1上并与对应温区段111连通的进风口12和出风口13，进风口12连接有进风组件2，出风口13连接有抽风组件3，进风组件2通过一进风预热通道14与进风口12连通，进风预热通道14位于炉膛11内部。该大型结构件热处理装备将炉膛11分为依次相连的多个温区段111，每个温区段111均对应连接有一冷却装置，可通过各温区段111对应的冷却装置调节炉膛11内部的温度，从而实现炉膛11内部温度可调以及对工件进行冷却，其可控性好、调节灵活方便，调节时可使炉膛11内部温度变化速度一致，利于保证炉温的均匀性，且连通进风组件2与进风口12的进风预热通道14位于炉膛11内部，进风组件2将冷风送至进风口12时，冷风会先在进风预热通道14内进行升温至一定温度再从进风口12进入炉膛11，可避免冷风直接吹入炉膛11而导致工件冷却速度过快，造成产品表面与心部产生新的内应力，能够大大提高产品质量。该大型结构件热处理装备具有结构简单紧凑、成本低的优点。

本实施例中，进风口12靠近炉膛11的底部设置，出风口13位于炉膛11的顶部，使进风组件2通入的冷风从炉膛11底部进入，再从炉膛11底部向上运动至出风口13并由出风口13导出，这样能够提高降温效率和冷却效果，并保证整个炉膛11内部的降温均匀性。

本实施例中，进风组件2包括吹风机21和进风管道22，吹风机21通过进风管道22与进风预热通道14连通，进风管道22设有用于调节进风量的第一阀门23，吹风机21可将外部环境中的冷风吹入进风管道22，并经进风管道22通至进风口12，第一阀门23可以调节开度，进而调节是否进风以及进风量大小。抽风组件3包括抽风机31和出风管道32，抽风机31通过出风管道32与出风口13连通，出风管道32设有用于调节出风量的第二阀门33，炉膛11内部的空气可经出风口13、出风管道32由抽风机31抽出，第二阀门33可以调节开度，继而调节是否出风以及出风量大小。上述吹风机21、抽风机31、第一阀门23和第二阀门33均采用现有技术，其中第一阀门23和第二阀门33采用可以同时进行电控和手动控制的阀门，便于既能够进行电控又能进行手动控制。

本实施例中，两个以上冷却装置的进风口12共用一个吹风机21，两个以上冷却装置的出风口13共用一个抽风机31，这样可以节省成本，降低设备的复杂程度。优选的，吹风机21和抽风机31为能控制转速的变频风机，能够进一步通过吹风机21和抽风机31调节进风量和出风量。本实施例具体是，三个冷却装置的进风口12共用一个吹风机21，三个冷却装置的出风口13共用一个抽风机31。

本实施例中，炉体1的侧面设有炉口15和用于开闭炉口15的炉门16，炉膛11内设有轨道17和用于装夹放置工件的可移动台车18，可移动台车18支承在轨道17上并能沿轨道17运动以进出炉膛11。采用可移动台车18装夹放置工件，可方便快速的将工件送入炉膛11或者从炉膛11内部取出，能够节省人工、简化操作、提高安全性和提高生产效率。本实施例的炉门16由钢板和纤维棉块组成，炉门16连接一液压装置，液压装置可驱使炉门16压紧在炉体1上并将炉口15封闭，或者驱使炉门16向上运动至炉口15上方，以便于可移动台车18及其上的工件进出炉膛11。

本实施例中，加热部件包括均匀布置在炉膛11四周内侧壁上的若干电阻带4，其布置合理，利于保证炉温均匀性。电阻带4通过磁钉固定在炉膛11内壁上。

本实施例中，进风预热通道14由连接于炉膛11内壁上的围板5和炉膛11内壁围成，能够节省材料、降低成本，以及避免占用炉膛11内部太多空间，提高结构紧凑性。

本实施例中，炉膛11内对应每个温区段111均设有热电偶，热电偶与一控制装置相连，各温区段111均设有独立的加热部件，控制装置与各加热部件相连，且控制装置在任意温区段111的热电偶检测到温度超过设定温度5℃时控制该温区段111对应的加热部件停止加热，在任意温区段111的热电偶检测到温度超过设定温度5℃时控制所有温区段111对应的加热部件停止加热。优选的，还设置与控制装置相连的报警装置和记录装置，以在超温时配合进行报警和记录。控制装置还连接开闭炉门16的液压装置、循环风机6的控制器、检测可移动台车18是否运动到位的检测器，根据设备加热情况、炉门16是否关闭和压紧到位、可移动台车18是否运动到位以及循环风机6是否正常开启进行互锁，避免引起炉膛11内部产生较大温差。

本实施例中，炉膛11内还设有多个循环导风装置，循环导风装置包括循环风机6和与循环风机6相连的罩壳式导风器7，循环风机6和罩壳式导风器7配合使炉膛11内部空气产生流动，利于提高温度均匀性。优选的，多个循环导风装置沿若干温区段111依次布置的方向间隔设置。上述循环风机6和罩壳式导风器7均为现有技术。

本实施例中，炉膛11尺寸为8000×4200×1900mm，炉温均匀性在200-600℃时达到±10℃以内，炉体1由耐热砖砌成的炉壁和设置在炉壁内侧的纤维棉块组成。大型结构件热处理装备能够满足：在0-400℃的升温阶段，3小时达到要求；在400-600℃的升温阶段，2小时达到要求；炉膛11内温度能够在3小时内从600℃降低至250℃。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型结构件热处理装备，包括具有炉膛（11）的炉体（1），所述炉膛（11）内安装有加热部件，其特征在于：所述炉膛（11）分为依次相连的多个温区段（111），每个温区段（111）均对应连接有一冷却装置，所述冷却装置包括设于炉体（1）上并与对应温区段（111）连通的进风口（12）和出风口（13），所述进风口（12）连接有进风组件（2），所述出风口（13）连接有抽风组件（3），所述进风组件（2）通过一进风预热通道（14）与进风口（12）连通，所述进风预热通道（14）位于炉膛（11）内部。

2.根据权利要求1所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述进风口（12）靠近炉膛（11）的底部设置，所述出风口（13）位于炉膛（11）的顶部。

3.根据权利要求1所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述进风组件（2）包括吹风机（21）和进风管道（22），所述吹风机（21）通过进风管道（22）与进风预热通道（14）连通，所述进风管道（22）设有用于调节进风量的第一阀门（23）；所述抽风组件（3）包括抽风机（31）和出风管道（32），所述抽风机（31）通过出风管道（32）与出风口（13）连通，所述出风管道（32）设有用于调节出风量的第二阀门（33）。

4.根据权利要求3所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：两个以上冷却装置的进风口（12）共用一个吹风机（21），两个以上冷却装置的出风口（13）共用一个抽风机（31）。

5.根据权利要求3所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述吹风机（21）和抽风机（31）为能控制转速的变频风机。

6.根据权利要求1所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述炉体（1）的侧面设有炉口（15）和用于开闭所述炉口（15）的炉门（16），所述炉膛（11）内设有轨道（17）和用于装夹放置工件的可移动台车（18），所述可移动台车（18）支承在轨道（17）上并能沿轨道（17）运动以进出炉膛（11）。

7.根据权利要求1所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述加热部件包括均匀布置在炉膛（11）四周内侧壁上的若干电阻带（4）。

8.根据权利要求1所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述进风预热通道（14）由连接于炉膛（11）内壁上的围板（5）和炉膛（11）内壁围成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述炉膛（11）内对应每个温区段（111）均设有热电偶，所述热电偶与一控制装置相连，各温区段（111）均设有独立的加热部件，所述控制装置与各加热部件相连，且控制装置在任意温区段（111）的热电偶检测到温度超过设定温度5℃时控制该温区段（111）对应的加热部件停止加热，在任意任意温区段（111）的热电偶检测到温度超过设定温度10℃时控制所有温区段（111）对应的加热部件停止加热。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的大型结构件热处理装备，其特征在于：所述炉膛（11）内设有多个循环导风装置，所述循环导风装置包括循环风机（6）和与循环风机（6）相连的罩壳式导风器（7）。