CN114480793A - 一种多功能热处理炉及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种多功能热处理炉，包括炉体，炉体内由入口到出口包括依序设置的加热一区‑加热四区、1个快速风冷区、等温一区‑等温三区，其中，加热一区‑加热四区用于对锻件进行高温加热，各区均设有搅拌风机和加热系统；快速风冷区内设有冷却风机，用于对锻件风冷或快速风冷；等温一区‑等温三区均设有搅拌风机和加热系统，用于对锻件进行炉冷或等温加热。本发明还公开一种多功能热处理炉的控制方法，通过设置炉体内各区的工作状态，对锻件进行不同的热处理工艺。此种技术方案能够在同一设备上实现多种热处理工艺过程，降低热处理工艺成本。

Description

一种多功能热处理炉及其控制方法
技术领域
本发明属于热处理工艺设备技术领域，特别涉及一种多功能热处理炉及其控制方法。
背景技术
当前的棍棒炉等连续式热处理炉，功能比较单一，或是仅具有等温正火的功能，或是只能做球化退火工艺，或只能做普通正火工艺，难以实现锻件的其他正火或退火工艺。这样若不同的锻件需要进行不同的热处理，就需要配备多台具有不同处理工艺的热处理炉设备，显然一方面增加了价格成本，另一方面多台设备占地空间非常大，进一步提高了加工成本。
通过以上分析，现有的锻件热处理设备功能都比较单一，难以实现多种锻件的热处理工艺需求，有待改进，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种多功能热处理炉及其控制方法，能够在同一设备上实现多种热处理工艺过程，降低热处理工艺成本。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种多功能热处理炉，包括炉体，炉体内由入口到出口包括依序设置的加热一区-加热四区、1个快速风冷区、等温一区-等温三区，其中，加热一区-加热四区用于对锻件进行高温加热，各区均设有搅拌风机和加热系统；快速风冷区内设有冷却风机，用于对锻件风冷或快速风冷；等温一区-等温三区均设有搅拌风机和加热系统，用于对锻件进行炉冷或等温加热。
上述炉体内设有支撑锻件的托辊，将锻件由入口传输到出口，且托辊的转速由变频器调节。
如前所述的一种多功能热处理炉的控制方法，设置炉体内各区的工作状态，对锻件进行不同的热处理工艺。
上述热处理工艺为普通正火时，控制加热一区的温度为850-950℃，加热二区的温度为850-950℃，加热三区的温度为850-950℃，加热四区的温度为850-950℃，打开快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区的隔门，锻件经加热三区后进行空气冷却至出口。
上述热处理工艺为等温正火时，控制加热一区的温度为850-950℃，加热二区的温度为850-950℃，加热三区的温度为850-950℃，加热四区的温度为850-950℃，打开快速风冷区的冷却风机，控制等温一区的温度为550-650℃，等温二区的温度为550-650℃，等温三区的温度为550-650℃。
上述热处理工艺为球化退火时，控制加热一区的温度为650-750℃，加热二区的温度为650-750℃，加热三区的温度为650-750℃，加热四区的温度为650-750℃，关闭快速风冷区的冷却风机，控制等温一区的温度为600-650℃，等温二区的温度为600-650℃，等温三区的温度为500-550℃，使锻件缓慢冷却至550℃以下，再出炉空冷。
上述热处理工艺为等温球化退火时，控制加热一区的温度为700-800℃，加热二区的温度为700-800℃，加热三区的温度为700-800℃，加热四区的温度为700-800℃，关闭快速风冷区的冷却风机，使锻件在快速风冷区缓慢冷却到特征温度以下20-30℃，控制等温一区的温度为600-700℃，等温二区的温度为600-700℃，等温三区的温度为600-700℃)，锻件依次经过等温一区-等温三区再出炉空冷。
上述热处理工艺为完全退火时，控制加热一区的温度为800-900℃，加热二区的温度为800-900℃，加热三区的温度为800-900℃，加热四区的温度为800-900℃，打开快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区的隔门，锻件在其中缓慢冷却实现完全退火工艺。
上述热处理工艺为不完全退火时，控制加热一区的温度为750-800℃，加热二区的温度为750-850℃，加热三区的温度为750-800℃，加热四区的温度为750-800℃，打开快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区的隔门，锻件在其中缓慢冷却实现完全退火工艺。
采用上述方案后，本发明通过将热处理炉内的通道空间划分为不同区域，设置变频风机、加热器、隔热门、热电偶以及保温材料等结构，可以在同一设备上实现普通正火、等温正火、球化退火、等温退火、完全退火及不完全退火等工艺过程，实现真正的多功能棍棒式热处理炉。
附图说明
图1是本发明中普通正火示意图(冷却区快速出料)；
图2是本发明中等温正火示意图；
图3是本发明中球化退火示意图；
图4是本发明中等温退火示意图；
图5是本发明中完全退火示意图；
图6是本发明中不完全退火示意图；
图7是钢铁相图及热处理原理图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案及有益效果进行详细说明。
本发明提供一种多功能热处理炉，其内部由入口到出口包括依序设置的4个加热区(加热一区-加热四区)、1个快速风冷区、三个等温区(等温一区-等温三区)，其中，4个加热区负责对锻件进行高温加热(600-900℃)，每个区都设有搅拌风机和加热系统，以确保温度均匀；快速风冷区内设有冷却风机，负责对锻件风冷或快速风冷，冷却风机的频率可调；等温区设有搅拌风机和加热系统，以确保温度均匀，也可作为冷却区使用，既可作锻件炉冷(退火)，也可作锻件等温加热(500-700℃)。所述炉体内支撑采用托辊，用于将锻件由入口传输到出口，且托辊的转速由变频器调节，可方便调节速度而确保热处理各阶段的保温时间，也可快速通过某区，以达到工艺需求。
根据图7所示的热处理原理图，本发明还提供一种前述多功能热处理炉的控制方法，可根据实际需求设置炉体内各区的工作状态，从而实现多种不同的热处理工艺，下面详细说明。
1、普通正火示例
普通正火是在加热到奥氏体化温度后保温一段时间，然后在空气或风中冷却的工艺过程。工作时，如图1，将快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区隔门打开，工件经过加热一区(温度850-950℃)，加热二区(温度850-950℃)，加热三区(温度850-950℃)，加热四区(温度850-950℃)后，关闭快速风冷区的冷却风机和等温一区，等温二区，等温三区的搅拌风机和加热系统，也即快速风冷区和等温一区-三区均不工作，由托辊快速出料至出料口进行空气冷却而实现普通正火工艺。
2、等温正火示例
等温正火是在加热到奥氏体化温度后保温一段时间，然后快速风冷却至等温温度，最后等温完成转变的工艺过程。工作时，如图2，按照加热一区(温度850-950℃)，加热二区(温度850-950℃)，加热三区(温度850-950℃)，加热四区(温度850-950℃)、快速风冷区(冷却风机打开)、等温一区(550-650℃)、等温二区(550-650℃)、等温三区(550-650℃)等依次完成等温正火工艺。
3、球化退火示例
球化退火是在加热到特征温度以上10-20℃保温一段时间，然后在炉内缓慢冷却的工艺过程。工作时，如图3，打开加热一区(650-750℃)，加热二区(650-750℃)，加热三区(650-750℃)，加热四区(650-750℃)，关闭快速风冷区的风机(快速通过)，等温一区(600-650℃)、等温二区(600-650℃)、等温三区(500-550℃)，让锻件在其中缓慢冷却到550℃以下，再出炉空冷而实现球化退火工艺。
4、等温球化退火示例
等温退火是在加热到特征温度以上20-30℃保温一段时间，然后在炉内缓慢冷却至特征温度以下20-30℃保温，最后空冷的工艺过程。工作时，如图4，打开加热一区(700-800℃)，加热二区(700-800℃)，加热三区(700-800℃)，加热四区(700-800℃)，关闭快速风冷区的冷却风机，让锻件在其中缓慢冷却到特征温度以下20-30℃，等温一区(600-700℃)、等温二区(600-700℃)、等温三区(600-700℃)再出炉空冷而实现等温退火工艺。
5、完全退火示例
完全退火是在加热到特征温度以上30-50℃保温一段时间，然后在炉内缓慢冷却的工艺过程。工作时，如图5，打开加热一区(800-900℃)，加热二区(800-900℃)，加热三区(800-900℃)，加热四区(800-900℃)，关闭快速风冷区的冷却风机和等温一区，等温二区，等温三区的搅拌风机和加热系统，让锻件在其中缓慢冷却实现完全退火工艺。
6、不完全退火示例
不完全退火是在加热到两个特征温度之间进行保温，然后在炉内缓慢冷却的工艺过程。工作时，如图6，打开加热一区(750-800℃)，加热二区(750-850℃)，加热三区(750-800℃)，加热四区(750-800℃)，关闭快冷风冷区的冷却风机和等温一区，等温二区，等温三区的搅拌风机和加热系统，让锻件在其中缓慢冷却实现不完全退火工艺。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能热处理炉，其特征在于：包括炉体，炉体内由入口到出口包括依序设置的加热一区-加热四区、1个快速风冷区、等温一区-等温三区，其中，加热一区-加热四区用于对锻件进行高温加热，各区均设有搅拌风机和加热系统；快速风冷区内设有冷却风机，用于对锻件风冷或快速风冷；等温一区-等温三区均设有搅拌风机和加热系统，用于对锻件进行炉冷或等温加热。
2.如权利要求1所述的多功能热处理炉，其特征在于：所述炉体内设有支撑锻件的托辊，将锻件由入口传输到出口，且托辊的转速由变频器调节。
3.如权利要求1所述的一种多功能热处理炉的控制方法，其特征在于：设置炉体内各区的工作状态，对锻件进行不同的热处理工艺。
4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述热处理工艺为普通正火时，控制加热一区的温度为850-950℃，加热二区的温度为850-950℃，加热三区的温度为850-950℃，加热四区的温度为850-950℃，打开快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区的隔门，锻件经加热三区后进行空气冷却至出口。
5.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述热处理工艺为等温正火时，控制加热一区的温度为850-950℃，加热二区的温度为850-950℃，加热三区的温度为850-950℃，加热四区的温度为850-950℃，打开快速风冷区的冷却风机，控制等温一区的温度为550-650℃，等温二区的温度为550-650℃，等温三区的温度为550-650℃。
6.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述热处理工艺为球化退火时，控制加热一区的温度为650-750℃，加热二区的温度为650-750℃，加热三区的温度为650-750℃，加热四区的温度为650-750℃，关闭快速风冷区的冷却风机，控制等温一区的温度为600-650℃，等温二区的温度为600-650℃，等温三区的温度为500-550℃，使锻件缓慢冷却至550℃以下，再出炉空冷。
7.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述热处理工艺为等温球化退火时，控制加热一区的温度为700-800℃，加热二区的温度为700-800℃，加热三区的温度为700-800℃，加热四区的温度为700-800℃，关闭快速风冷区的冷却风机，使锻件在快速风冷区缓慢冷却到特征温度以下20-30℃，控制等温一区的温度为600-700℃，等温二区的温度为600-700℃，等温三区的温度为600-700℃)，锻件依次经过等温一区-等温三区再出炉空冷。
8.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述热处理工艺为完全退火时，控制加热一区的温度为800-900℃，加热二区的温度为800-900℃，加热三区的温度为800-900℃，加热四区的温度为800-900℃，打开快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区的隔门，锻件在其中缓慢冷却实现完全退火工艺。
9.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述热处理工艺为不完全退火时，控制加热一区的温度为750-800℃，加热二区的温度为750-850℃，加热三区的温度为750-800℃，加热四区的温度为750-800℃，打开快速风冷区、等温一区、等温二区、等温三区的隔门，锻件在其中缓慢冷却实现完全退火工艺。
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