CN109576479A - 一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，涉及辊套差温热处理技术领域，包括围绕在水泥辊套周围并与水泥辊套同轴设置的圆筒形的保护罩、保护罩和水泥辊套之间的与水泥辊套侧壁外表面接触的抗氧化物、覆盖在水泥辊套上方的保护盖、围绕在保护罩周围并与水泥辊套同轴设置的圆筒形的仿形炉罩、设置在仿形炉罩内部侧壁上的加热元件、以及支撑仿形炉罩、水泥辊套和保护罩的台车；水泥辊套和保护罩高度相同，保护罩与仿形炉罩之间设置有一定间距。本发明针对普通台车炉处理耐磨水泥辊套的不足，提供一种既能防止水泥辊套表面氧化，又能实现对水泥辊套差温热处理的设备。

Description

一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备
技术领域
本发明涉及辊套差温热处理技术领域，具体的说是一种实现快速加热和无氧化处理耐磨水泥辊套高温热处理设备。
背景技术
耐磨水泥辊套用于矿山水泥破碎轧制，使用环境非常恶劣。为了保证轧制效果，水泥辊套表面带有花纹，使用时靠在花纹间的挤压使大块的材料破碎。耐磨水泥辊套通过多层材料离心复合制造而成，耐磨水泥辊套的外层与芯部的成分、组织都不一样，外层需要高硬度和高耐磨性，芯部需要高韧性和高强度。所以为了实现耐磨水泥辊套外层高硬度、高耐磨性，芯部高韧性、高强度耐磨水泥辊套必须经过差温淬火热处理。普通台车炉无气氛保护，很容易造成耐磨水泥辊套氧化，在差温处理过程中花纹会被氧化，造成进一步损伤，从而影响耐磨水泥辊套最终使用效果。同时普通的台车炉整体的加热和升温速度受到限制，也不能实现差温热处理。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，针对普通台车炉处理耐磨水泥辊套的不足，提供一种既能防止水泥辊套表面氧化，又能实现对水泥辊套差温热处理的设备。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，包括围绕在水泥辊套周围并与水泥辊套同轴设置的圆筒形的保护罩、保护罩和水泥辊套之间的与水泥辊套侧壁外表面接触的抗氧化物、覆盖在水泥辊套上方的保护盖、围绕在保护罩周围并与水泥辊套同轴设置的圆筒形的仿形炉罩、设置在仿形炉罩内部侧壁上的加热元件、以及支撑仿形炉罩、水泥辊套和保护罩的台车；水泥辊套和保护罩高度相同，保护罩与仿形炉罩之间设置有一定间距。
本发明技术方案的进一步改进在于：抗氧化物为木炭、炭黑以及其他不含氢元素碳化物中的任意一种或几种组成的物质。
本发明技术方案的进一步改进在于：仿形炉罩顶部设置有与其侧壁固定连接的盖体，盖体上设有散热孔，散热孔位于盖体的圆心处，仿形炉罩底部与台车接触部分设置有密封元件。
本发明技术方案的进一步改进在于：台车和保护盖为圆形碟状结构，台车、保护盖与水泥辊套同轴设置，所述保护盖的直径大于等于保护罩的直径。
本发明技术方案的进一步改进在于：加热元件电阻带，加热元件与仿形炉罩内壁贴合，加热元件包括上区加热元件、中区加热元件和下区加热元件。
本发明技术方案的进一步改进在于：台车包括底层与地面接触的陶瓷纤维隔热板和位于陶瓷纤维隔热板上的由耐火砖组成的主体部分。
本发明技术方案的进一步改进在于：水泥辊套、保护罩和抗氧化物位于台车上方的支撑台上，支撑台位于嵌入台车上表面的台车陶瓷纤维保温棉层上。
本发明技术方案的进一步改进在于：所述密封元件包括与仿形炉罩底部固定连接的耐热板、嵌入台车上表面的陶瓷纤维软密封；在仿形炉罩轴向横截面内耐热板的宽度大于仿形炉罩的宽度，陶瓷纤维软密封的宽度大于耐热板的宽度；耐热板嵌入陶瓷纤维软密封中。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明针对普通台车炉处理耐磨水泥辊套的不足，通过抗氧化物与水泥辊套外表面接触防止了水泥辊套表面氧化，良好的密封性及良好的保温性能能够实现快速加热，实现了对水泥辊套差温热处理，差温热处理时使水泥辊套被均匀加热，获得良好的金相组织，提高水泥辊套强度，操作简单，降低成本，产品质量高，保证其外层具有高硬度、高耐磨性，芯部具有高韧性、高强度。
保护套限制了抗氧化物的位置，使得氧化物与水泥辊套充分接触，保证了抗氧化效果，保护套阻隔了热量的传导，形成了温度差，简化了差温热处理过程。
所述的仿形炉罩是适应了产品结构形状，进行仿形设计，将作为炉体的仿形炉罩设计成为圆筒形，能够保持仿形炉罩与水泥辊套同心，使仿形炉罩的炉壁各部分与水泥辊套各部分的间距一致，加热元件距水泥辊套外表面距离相同，使水泥辊套受热更加均匀。
所述的加热元件分为上中下三区，可根据炉内上中下的不同温度条件调节加热程度，保证被加热的水泥辊套在竖直方向上受热均匀。
抗氧化物不含氢元素，防止加热过程中在仿形炉罩外表面生成水以及酸化物质，防止了进一步的氧化和腐蚀。通过设置木炭和其他碳化物，使得碳化物与炉内空气燃烧，消耗空气中的氧，形成非氧化气氛，防止了水泥辊套氧化，防止水泥辊套花纹损伤。抗氧化物为碳化物，成本低廉，除氧效果好，生成的物质容易处理，简化了抗氧化的过程。
仿形炉罩顶部带有盖体，防止了加热过程中热量的散失，提高了加热效率。盖体上设有位于盖体的圆心处的散热孔，通过调节散热孔的孔径大小调节了热空气的流失量，便于调节炉内温度，防止了仿形炉罩内部温度过热，保证了加热效果。
保护盖防止了保护罩内部的空间散热过快，保证了水泥辊套处的加热效果，护盖的直径大于等于保护罩的直径，减少了从保护盖和保护罩连接处流失的热量，防止了仿形炉罩上部边缘处的温度较低，避免了水泥辊套的受热不均。
水泥辊套、保护罩和仿形炉罩同轴设置，保证了在水泥辊套圆周上各部分受热均匀，提高了差温加热的效果。水泥辊套和保护罩高度相同，防止了水泥辊套上部加热过度，保证了产品质量。台车为圆形蝶状，在减少了台车所用材料的情况下，保证了对水泥辊套、仿形炉罩和保护罩的支撑。
作为密封元件的陶瓷纤维隔热板和陶瓷纤维软密封保证了仿形炉罩和台车间采用软密封，仿形炉罩底板形成环形密封带，使仿形炉罩和台车件密封可靠性更高，减少了过多空气的混入，防止了热量的散失。带密封带的耐热板的宽度大于仿形炉罩的宽度，这为仿形炉罩提供了足够支撑。耐热板嵌入陶瓷纤维软密封中保证了密封效果。
台车内部的保温材质包括耐火砖、陶瓷纤维等材料做成的复合型保温层，减少台车的蓄热能力并减少了散热损失。台车底层与地面接触的陶瓷纤维隔热板防止了过多热量从台车底部流失，也防止造成周围环境过热。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明A-A向剖切结构示意图；
其中，1、仿形炉罩，2、加热元件，2A、上区加热元件，2B、中区加热元件，2C、下区加热元件，3、保护罩，4、抗氧化物，5、水泥辊套，6、台车，7、台车陶瓷纤维保温棉层，9、耐热板,10、陶瓷纤维软密封，11、陶瓷纤维隔热板，12、散热孔，13、保护盖。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
如图1和图2所示，一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，包括台车6、仿形炉罩1、加热元件2、保护罩3、抗氧化物4、保护盖13以及密封原件，密封元件包括耐热板9和陶瓷纤维软密封10。台车6上放置有要被加工的水泥辊套5，水泥辊套5为圆筒形，水泥辊套5的壁厚较厚，水泥辊套5外表面设有花纹。保护盖13和仿形炉罩1都输圆筒形的，水泥辊套5外套有保护罩3，水泥辊套5和保护罩3之间设有抗氧化物4，抗氧化物4塞进保护罩31和水泥辊套5之间的缝隙中，并将此缝隙塞满，保护罩3外套有仿形炉罩1，保护罩3与仿形炉罩1之间设有一定间隔距离，水泥辊套5、保护罩3和仿形炉罩1同轴设置，保护罩3和水泥辊套5的高度相同。
抗氧化物4为碳化物混合物，主要包括木炭、炭黑以及其他碳化物，这些物质以任意比例组成混合物。抗氧化物4不含有氢元素，防止在仿形炉罩外表面生成水以及酸化物质，防止水泥辊套5被氧化和腐蚀。通常，抗氧化物4选用木炭可满足使用要求。通过木炭与仿形炉罩1内部空气燃烧，消耗空气中的氧，其化学方程式为2C+O2=2CO↑、C+O2=CO2↑，生产CO和CO2，形成非氧化气氛，用于防止水泥辊套5氧化，防止水泥辊套5外表面花纹被氧化损伤。
保护罩3上方设置有保护盖13，保护盖13为圆形的碟状结构，保护盖13与水泥辊套5同轴设置，保护盖13的直径大于保护罩3的直径。
仿形炉罩1作为炉体将水泥辊套5笼罩在其中央，仿形炉罩1外形是圆柱形，内部中空，整体是倒置的杯状，通过驱动机构控制加持仿形炉罩1，再上下移动仿形炉罩1，最终将水泥辊套5盖在当中。仿形炉罩1顶部为盖体，盖体与仿形炉罩1的侧壁固定连接为一体。仿形炉罩1盖体的中间圆心位置设有散热孔12，散热孔12的孔径大小可以调节。散热孔12包括自动调节形式和手动调节形式。选用手动调节形式时，可选取市面上具备的常见的自动调节孔径大小的散热孔模式。选用手动调节形式的散热孔12时，散热孔12内部设有可调节孔径大小的塞体。与塞体配合的是散热孔12内的过滤网，过滤网带有多个小孔，不同位置的小孔的大小和数量都不一样，通过控制塞体遮挡住哪一部分小孔控制散热孔12中有效面积的大小。
仿形炉罩1的内部壁面上设置有加热元件2，加热元件2由上到下分别为上区加热元件2A、中区加热元件2B和下区加热元件2C，上区加热元件2A、中区加热元件2B和下区加热元件2C都是环形结构，上区加热元件2A、中区加热元件2B和下区加热元件2C都是环形结构保证被加热的水泥辊套5在圆周方向上受热均匀。加热元件2为电阻带，加热元件2采用OCr27Al8Mo2扁带材弯曲成波形带状，运用陶瓷螺钉均布固定在仿形炉罩1的内部壁面上。通过配电柜控制加热元件2，使该设备迅速升温，达到无氧化差温淬火的效果。
台车6的最下层为陶瓷纤维隔热板11，台车6的主要部分有耐火砖组成，耐火砖位于陶瓷纤维隔热板11的上方。支撑台8上表面设置有台车陶瓷纤维保温棉层7，台车陶瓷纤维保温棉层7嵌入台车6中，台车陶瓷纤维保温棉层7的上表面与台车6的上表面平齐。台车陶瓷纤维保温棉层7上方设置有支撑台8，支撑台8上设置了保护罩3、抗氧化物4和水泥辊套5，水泥辊套5与支撑台8的上表面固定连接。支撑台8包括上方的台面和台面下方的支撑座，台面和支撑座固定连接，保护罩3、抗氧化物4和水泥辊套5位于台面上，支撑座与台车陶瓷纤维保温棉层7接触，台面和支撑座整体呈鼎形。
仿形炉罩1与台车6固定连接部分设置有密封元件，包括耐热板9和陶瓷纤维软密封10。仿形炉罩1直接与耐热板9接触，炉体带密封带的耐热板9嵌入陶瓷纤维软密封10中，炉体带密封带的耐热板9与陶瓷纤维软密封10的接触部分设置有加强筋。陶瓷纤维软密封10嵌入到台车6中，嵌入的位置位于台车6的上层。在仿形炉罩1的轴向横截面内，耐热板9的宽度大于仿形炉罩1地宽度，陶瓷纤维软密封10的宽度大于耐热板9地宽度，保证了对仿形炉罩1的支撑作用，提高了耐热板9对仿形炉罩1的包裹面积，提高了耐热板9的隔热作用。耐热板9和陶瓷纤维软密封10位于台车陶瓷纤维保温棉层7的外侧的圆周上。
仿形炉罩1内部设有温度测量装置，温度测量装置位于仿形炉罩1内部侧壁和顶部盖体处，不同的温度测量装置与水泥辊套5的距离不同。保护罩3内部也设有温度测量装置，位于保护盖13的下表面处。
由于水泥辊套5受上方保护盖13和其下方盖体的保护，同时缝隙处采用陶瓷纤维软密封，加之加热元件2功率很大，加热元件2分布在水泥辊套5周围，水泥辊套5能够快速均匀升温，使水泥辊套5内外温差达到200℃，实现差温处理。
水泥辊套5内外层达到温度要求后，出炉淬火，再并转炉回火。最终水泥辊套5外层组织为碳化物+马氏体，具有高硬、高耐磨性，外层组织抗拉强度达到750Mpa，冲击功3J，硬度HRC58～64。水泥辊套5芯部组织为珠光体+铁素体，具有良好的韧性，水泥辊套5内层抗拉强度达到715Mpa，屈服强度达到440Mpa，冲击功16.5J、断面收缩率9%，硬度HB180～200。

Claims (8)

1.一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：包括围绕在水泥辊套（5）周围并与水泥辊套（5）同轴设置的圆筒形的保护罩（3）、保护罩（3）和水泥辊套（5）之间的与水泥辊套（5）侧壁外表面接触的抗氧化物（4）、覆盖在水泥辊套（5）上方的保护盖（13）、围绕在保护罩（3）周围并与水泥辊套（5）同轴设置的圆筒形的仿形炉罩（1）、设置在仿形炉罩（1）内部侧壁上的加热元件（2）、以及支撑仿形炉罩（1）、水泥辊套（5）和保护罩（3）的台车（6）；水泥辊套（5）和保护罩（3）高度相同，保护罩（3）与仿形炉罩（1）之间设置有一定间距。
2.根据权利要求1所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：抗氧化物（4）为木炭、炭黑以及其他不含氢元素碳化物中的任意一种或几种组成的物质。
3.根据权利要求1所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：仿形炉罩（1）顶部设置有与其侧壁固定连接的盖体，盖体上设有散热孔（12），散热孔（12）位于盖体的圆心处，仿形炉罩（1）底部与台车（6）接触部分设置有密封元件。
4.根据权利要求1所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：台车（6）和保护盖（13）为圆形碟状结构，台车（6）、保护盖（13）与水泥辊套（5）同轴设置，所述保护盖（13）的直径大于等于保护罩（3）的直径。
5.根据权利要求1所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：加热元件（2）电阻带，加热元件（2）与仿形炉罩（1）内壁贴合，加热元件（2）包括上区加热元件（2A）、中区加热元件（2B）和下区加热元件（2C）。
6.根据权利要求1所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：台车（6）包括底层与地面接触的陶瓷纤维隔热板（11）和位于陶瓷纤维隔热板（11）上的由耐火砖组成的主体部分。
7.根据权利要求1所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：水泥辊套（5）、保护罩（3）和抗氧化物（4）位于台车（6）上方的支撑台（8）上，支撑台（8）位于嵌入台车（6）上表面的台车陶瓷纤维保温棉层（7）上。
8.根据权利要求3所述的一种耐磨水泥辊套无氧化差温淬火热处理设备，其特征在于：所述密封元件包括与仿形炉罩（1）底部固定连接的耐热板（9）、嵌入台车（6）上表面的陶瓷纤维软密封（10）；在仿形炉罩（1）轴向横截面内耐热板（9）的宽度大于仿形炉罩（1）的宽度，陶瓷纤维软密封（10）的宽度大于耐热板（9）的宽度；耐热板（9）嵌入陶瓷纤维软密封（10）中。
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