CN113073289A - 一种连续式渗锌加工用热扩散炉及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连续式渗锌加工用热扩散炉，包括底座、设置在底座一侧的动力机构、设置在底座另一侧的旋转支撑机构、设置在动力机构和旋转支撑机构之间的主传动轴和设置在底座上的热扩散炉本体，主传动轴位于热扩散炉本体的内部，热扩散炉本体上靠近动力机构的一侧设置有炉体入口，热扩散炉本体上靠近旋转支撑机构的一侧设置有炉体出口，炉体入口和炉体出口上均设置有密封门，热扩散炉本体的顶部设置有循环风机，热扩散炉本体的侧面设置有温度控制器和温度传感器，本发明实现连续渗锌处理，极大的提高了工作效率，同时此结构的热扩散炉不需要反复开炉、冷却，因此不会产生大量的热量散失，能耗低，本发明还提供了一种应用此热扩散炉的渗锌工艺。

Description

一种连续式渗锌加工用热扩散炉及工艺

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，尤其是涉及一种连续式渗锌加工用热扩散炉及工艺。

背景技术

目前生产使用的粉末渗锌炉分为非旋转式渗锌炉和旋转式渗锌炉，渗锌生产中，旋转式渗锌炉的加热效率要高于非旋转式渗锌炉，在同样的渗锌温度和渗锌时间下，采用旋转式渗锌炉渗锌所获得渗锌层厚度要大于非旋转式渗锌炉，另外，旋转式渗锌炉所获得的渗锌层要比非旋转渗锌炉更为均匀，如图1所示的旋转式渗锌炉，通过将工件加入到旋转式渗锌罐中，将旋转式渗锌罐放入炉衬中，电炉丝对旋转式渗锌罐进行加热，同时电机带动旋转渗锌罐在炉衬内旋转加热，该工艺一次只能对一个旋转渗锌罐进行加热渗锌处理，加热和保温时间在5个小时左右，加热完毕后2个小时左右直至温度降低到100摄氏度以下时打开炉衬盖，将工件倒出，因此导致旋转渗锌炉的工作效率低，不能实现连续的生产，另外反复开炉、冷却、再到下一个批次的加热生产，能耗损失、浪费大，生产过程中的能耗成本较高，限制了产品的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的一是提供一种能够连续进行渗锌操作、工作效率高、能耗成本低的连续式渗锌加工用热扩散炉。

本发明的目的二是提供一种连续式渗锌加工工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种连续式渗锌加工用热扩散炉，包括底座、设置在所述底座一侧的动力机构、设置在所述底座另一侧的旋转支撑机构、设置在所述动力机构和旋转支撑机构之间的主传动轴和设置在所述底座上的热扩散炉本体，所述主传动轴位于所述热扩散炉本体的内部，所述热扩散炉本体上靠近所述动力机构的一侧设置有炉体入口，所述热扩散炉本体上靠近所述旋转支撑机构的一侧设置有炉体出口，所述炉体入口和炉体出口上均设置有密封门，所述热扩散炉本体的顶部设置有循环风机，所述热扩散炉本体的侧面设置有温度控制器和温度传感器。

进一步地，所述动力机构包括调速电机、与所述调速电机相连接的减速器、与所述减速器通过联轴器连接的双输出轴齿轮箱和与所述双输出轴齿轮箱法兰连接的万向联轴器，所述万向联轴器法兰连接所述主传动轴。

进一步地，所述主传动轴包括主轴、固定套设在所述主轴上的螺旋导轨和设置在所述主轴下方的托辊，所述主轴的一端贯穿所述热扩散炉本体与所述万向联轴器法兰连接，所述万向联轴器与热扩散炉本体之间的主轴上设置有轴承座，所述主轴的另一端贯穿所述热扩散炉本体与所述旋转支撑机构转动连接。

进一步地，所述旋转支撑机构为轴承座结构。

进一步地，所述主传动轴上设置有罐，所述罐包括罐体和与所述罐体螺栓连接的密封盖，所述罐体内设置有空腔，所述空腔的内壁上围绕中心轴均匀设置有若干个筋板，所述罐体外侧的上端和下端均环绕设置有第一支撑环，所述第一支撑环之间的罐体上环绕设置有第二支撑环，所述第二支撑环上设置有导环。

进一步地，所述热扩散炉本体包括外壳层、固定设置在外壳层内部的防火保温层和固定设置在所述防火保温层上的电炉丝。

进一步地，所述外壳层为钢板，所述防火保温层为岩棉板。

进一步地，所述温度传感器的探头位于热扩散炉本体的内部，所述温度传感器的输出端与所述温度控制器的输入端电连接，所述温度控制器的输出端通过可控硅与所述电炉丝电连接。

本发明还提供一种连续式渗锌加工工艺，包括如下步骤：

步骤1：通过温度控制器设定工艺温度，控制电炉丝对热扩散炉本体进行加热，并通过对温度传感器采集的温度数据的处理，控制可控硅的开启或者关闭，从而控制电炉丝的加热或者断开，控制热扩散炉本体各个区域温度均匀一致；

步骤2：罐内加入金属工件、介质、含锌的合金粉末、助剂等，通过液压系统将罐在炉体入口处送入主传动轴上；

步骤3：启动动力机构，罐利用螺旋导轨和导环的配合在热扩散炉本体内旋转前进，确保罐内的温度和物料混合均匀；

步骤4：罐到达炉体出口处，利用液压系统将罐推出，完成渗锌工艺。

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果是：

1、本发明采用的热扩散炉的结构，能够使完成渗锌工作的罐直接从炉体出口处取出，不影响后面罐内工件的渗锌工作，实现连续渗锌处理，极大的提高了工作效率，同时此结构的热扩散炉不需要反复开炉、冷却，因此不会产生大量的热量散失，能耗低。

2、本发明通过温度传感器进行温度采集，并利用温度控制器对电炉丝进行加热控制，能够有效控制热扩散炉内的温度，同时结合循环风机，使热扩散炉内的温度更加均匀，渗锌效果更好。

3、本发明通过动力机构为主传动轴提供动力来源使其转动，罐和主传动轴的结构相结合，能够使罐在主传动轴上旋转前进，旋转过程使罐内的工件渗锌更加均匀，前进过程能使罐由炉体入口进入，炉体出口取出，完成整个渗锌过程，连续性强。

附图说明

图1是现有技术中旋转式渗锌炉的结构示意图。

图2是本发明一种连续式渗锌加工用热扩散炉的整体结构示意图。

图3是本发明一种连续式渗锌加工用热扩散炉的部分内部结构示意图。

图4是图3中A处动力机构的放大图。

图5是本发明一种连续式渗锌加工用热扩散炉的罐的结构示意图。

图6是本发明一种连续式渗锌加工用热扩散炉的温度控制电路连接简图。

图7是应用一种连续式渗锌加工工艺的流程图。

图中：1-底座；2-动力机构；3-旋转支撑机构；4-主传动轴；5-热扩散炉本体；6-炉体入口；7-炉体出口；8-密封门；9-循环风机；10-温度控制器；11-温度传感器；12-轴承座；13-罐；14-可控硅；201-调速电机；202- 减速器；203-联轴器；204-双输出轴齿轮箱；205-万向联轴器；401-主轴； 402-螺旋导轨；403-托辊；501-外壳层；502-防火保温层；503-电炉丝；1301- 罐体；1302-密封盖；1303-空腔；1304-筋板；1305-第一支撑环；1306-第二支撑环；1307-导环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图2-图6所示，一种连续式渗锌加工用热扩散炉，包括底座1、设置在所述底座1一侧的动力机构2、设置在所述底座1另一侧的旋转支撑机构 3、设置在所述动力机构2和旋转支撑机构3之间的主传动轴4和设置在所述底座1上的热扩散炉本体5，所述主传动轴4位于所述热扩散炉本体5的内部，所述热扩散炉本体5上靠近所述动力机构2的一侧设置有炉体入口6，所述热扩散炉本体5上靠近所述旋转支撑机构3的一侧设置有炉体出口7，所述炉体入口6和炉体出口7上均设置有密封门8，所述热扩散炉本体5的顶部设置有循环风机9，所述热扩散炉本体5的侧面设置有温度控制器10 和温度传感器11，本发明采用的热扩散炉的结构，能够使完成渗锌工作的罐13从炉体入口6进入，炉体出口7处取出，热扩散炉本体5内可多个罐13 同时进行渗锌工艺，实现连续渗锌处理，极大的提高了工作效率，同时此结构的热扩散炉不需要反复开炉、冷却，因此不会产生大量的热量散失，能耗低，在温度控制上，通过温度传感器11进行温度采集，并利用温度控制器 10对电炉丝503进行加热控制，能够有效控制热扩散炉内的温度，同时结合循环风机9，使热扩散炉内的温度更加均匀，渗锌效果更好。

进一步地，所述动力机构2包括调速电机201、与所述调速电机201相连接的减速器202、与所述减速器202通过联轴器203连接的双输出轴齿轮箱204和与所述双输出轴齿轮箱204法兰连接的万向联轴器205，所述万向联轴器205法兰连接所述主传动轴4，动力机构2采用调速电机201，能够有效控制主传动轴4的转速，同时调速电机201通过减速器202、双输出轴齿轮箱204和万向联轴器205后才与主传动轴4进行连接，通过减速器201 提高电机的输出扭矩，从而将此输出扭矩传递给双输出轴齿轮箱204，由于万向联轴器205的传递扭矩可靠，传动率高，因此双输出轴齿轮箱204通过万向联轴器205与主传动轴4连接，能够有效保证了主传动轴4转动的扭矩力，提高主传动轴4转动的稳定性。

其中双输出轴齿轮箱的结构是：包括箱体，箱体上设置主动轴与减速器的输出轴连接，主动轴上设置主动齿轮，主动轴两侧设置从动轴，从动轴与万向联轴器法兰连接，从动轴上设置从动齿轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，主传动轴4通过调速电机201转动，利用减速器202进行减速提高输出扭矩后，减速器202的输出轴通过联轴器203带动双输出轴齿轮箱204的主动轴逆时针转动，双输出轴齿轮箱204主动轴上的主动齿轮带动两侧的从动齿轮顺时针转动，从而使从动轴带动万向联轴器205顺时针转动，万向联轴器205 带动主传动轴4转动。

进一步地，所述主传动轴4包括主轴401、固定套设在所述主轴401上的螺旋导轨402和设置在所述主轴401下方的托辊403,托辊403的结构为：包括底座，底座上平行设置有两个支撑板，两个支撑板之间转动设置有两个托轮，主轴401设置在托轮上，每个主轴401下面的托辊403的个数不少于 10个，能够有效的传递主轴401的转动扭矩，保证主轴401转动的稳定性，所述主轴401的一端贯穿所述热扩散炉本体5与所述万向联轴器205法兰连接，所述万向联轴器205与热扩散炉本体5之间的主轴401上设置有轴承座 12，所述主轴401的另一端贯穿所述热扩散炉本体5与所述旋转支撑机构3 转动连接，所述主传动轴4上设置有罐13，所述罐13包括罐体1301和与所述罐体1301螺栓连接的密封盖1302，所述罐体1301内设置有空腔1303，所述空腔1303的内壁上围绕中心轴均匀设置有若干个筋板1304，所述罐体1301外侧的上端和下端均环绕设置有第一支撑环1305，所述第一支撑环 1305之间的罐体1301上环绕设置有第二支撑环1306，所述第二支撑环1306 上设置有导环1307，罐13上设置的第一支撑环1305结构，第一支撑环1305 与主传动轴4相接触，便于主传动轴4带动罐13转动，保证渗锌的均匀性，另外，主轴401上的设置的螺旋导轨402具有螺旋结构，结合罐13上的导环1307，使主轴401转动时，螺旋导轨402随之旋转，导环1307在螺旋导轨402螺旋结构的作用下带动罐13旋转前进。

进一步地，所述旋转支撑机构3为轴承座结构，采用此结构与主轴401 另一侧的轴承座相互对应，同时此结构简单，操作方便，成本低。

进一步地，所述热扩散炉本体5包括外壳层501、固定设置在外壳层501 内部的防火保温层502和固定设置在所述防火保温层502上的电炉丝503，电炉丝503进行加热，通过防火保温层502进行保温，减少热损失。

进一步地，所述外壳层501为钢板，所述防火保温层502为岩棉板，保温和阻燃效果好。

进一步地，所述温度传感器11的探头位于热扩散炉本体5的内部，所述温度传感器11的输出端与所述温度控制器10的输入端电连接，所述温度控制器10的输出端通过可控硅14与所述电炉丝503电连接，温度传感器11 采集热扩散炉本体5内的温度数据，通过温度控制器10对这些数据进行收集处理，从而通过控制可控硅14的开启或者关闭控制电炉丝503的加热或者断开。

另外，当罐13进出炉体时，可以通过在炉体入口6和炉体出口7处设置液压系统实现，在进入炉体时，可通过液压系统推动罐13的侧壁，将罐 13推入炉体中，当罐13完成渗锌后，可在炉体出口7的下端设置液压系统，将罐13顶出炉体出口。

如图7所示，本发明还提供一种连续式渗锌加工工艺，包括如下步骤：

步骤1：通过温度控制器设定工艺温度，控制电炉丝对热扩散炉本体进行加热，并通过对温度传感器采集的温度数据的处理，控制可控硅的开启或者关闭，从而控制电炉丝的加热或者断开，控制热扩散炉本体各个区域温度均匀一致；

步骤2：罐内加入金属工件、介质、含锌的合金粉末、助剂等，通过液压系统将罐在炉体入口处送入主传动轴上；

步骤3：启动动力机构，罐利用螺旋导轨和导环的配合在热扩散炉本体内旋转前进，确保罐内的温度和物料混合均匀；

步骤4：罐到达炉体出口处，利用液压系统将罐推出，完成渗锌工艺。

本发明应用热扩散炉的结构进行连续渗锌工艺，使罐在热扩散炉本体内进行多元合金共渗处理，实现加热、保温、渗锌等连续生产，效率高、能耗低、节约成本。

另外，为了控制罐在热扩散炉本体内进出的时间间隔，可在炉体出口处设置传感器，传感器检测到有罐被推出炉体出口时，控制炉体入口的液压系统推入新的罐，提高设备的自动化程度，传感器可以为红外传感器、位置传感器等。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：包括底座、设置在所述底座一侧的动力机构、设置在所述底座另一侧的旋转支撑机构、设置在所述动力机构和旋转支撑机构之间的主传动轴和设置在所述底座上的热扩散炉本体，所述主传动轴位于所述热扩散炉本体的内部，所述热扩散炉本体上靠近所述动力机构的一侧设置有炉体入口，所述热扩散炉本体上靠近所述旋转支撑机构的一侧设置有炉体出口，所述炉体入口和炉体出口上均设置有密封门，所述热扩散炉本体的顶部设置有循环风机，所述热扩散炉本体的侧面设置有温度控制器和温度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述动力机构包括调速电机、与所述调速电机相连接的减速器、与所述减速器通过联轴器连接的双输出轴齿轮箱和与所述双输出轴齿轮箱法兰连接的万向联轴器，所述万向联轴器法兰连接所述主传动轴。

3.根据权利要求2所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述主传动轴包括主轴、固定套设在所述主轴上的螺旋导轨和设置在所述主轴下方的托辊，所述主轴的一端贯穿所述热扩散炉本体与所述万向联轴器法兰连接，所述万向联轴器与热扩散炉本体之间的主轴上设置有轴承座，所述主轴的另一端贯穿所述热扩散炉本体与所述旋转支撑机构转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述旋转支撑机构为轴承座结构。

5.根据权利要求3所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述主传动轴上设置有罐，所述罐包括罐体和与所述罐体螺栓连接的密封盖，所述罐体内设置有空腔，所述空腔的内壁上围绕中心轴均匀设置有若干个筋板，所述罐体外侧的上端和下端均环绕设置有第一支撑环，所述第一支撑环之间的罐体上环绕设置有第二支撑环，所述第二支撑环上设置有导环。

6.根据权利要求1所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述热扩散炉本体包括外壳层、固定设置在外壳层内部的防火保温层和固定设置在所述防火保温层上的电炉丝。

7.根据权利要求6所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述外壳层为钢板，所述防火保温层为岩棉板。

8.根据权利要求1所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，其特征在于：所述温度传感器的探头位于热扩散炉本体的内部，所述温度传感器的输出端与所述温度控制器的输入端电连接，所述温度控制器的输出端通过可控硅与所述电炉丝电连接。

9.一种连续式渗锌加工工艺，其特征在于：包括权利要求1-8任一所述的一种连续式渗锌加工用热扩散炉，包括如下步骤：

步骤1：通过温度控制器设定工艺温度，控制电炉丝对热扩散炉本体进行加热，并通过对温度传感器采集的温度数据的处理，控制可控硅的开启或者关闭，从而控制电炉丝的加热或者断开，控制热扩散炉本体各个区域温度均匀一致；

步骤2：罐内加入金属工件、介质、含锌的合金粉末、助剂等，通过液压系统将罐在炉体入口处送入主传动轴上；

步骤3：启动动力机构，罐利用螺旋导轨和导环的配合在热扩散炉本体内旋转前进，确保罐内的温度和物料混合均匀；

步骤4：罐到达炉体出口处，利用液压系统将罐推出，完成渗锌工艺。

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