CN202337808U - 一种自动化热处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化热处理设备，包括炉体(1)、炉门结构、输料机构、淬火处理机构，所述的淬火处理机构包括油池(13)，所述的炉门结构包括进料炉门和出料炉门；所述的输料机构包括进料机构(4)和出料机构(5)。采用上述技术方案，提高热处理设备的热效率，节约能源，其能耗比普通台式车电阻炉降低30％，确保了生产效益；过程控制的自动化程度高，节省人力，单位能耗少，适用于大批量生产工件；操作方便，减轻劳动强度；过程控制稳定，处理后的零件质量可靠；加热设备的连续运转，可减少辅助时间，提高设备利用率，节能效果明显。

Description

一种自动化热处理设备

技术领域

本实用新型属于工业热处理装备的技术领域，涉及金属材料的热处理技术，更具体地说，本实用新型涉及一种自动化热处理设备。

背景技术

随着热处理工艺的规模化发展，对金属材料热处理设备的现代化要求也越来越高。

目前，在热处理领域广泛应用的都是台式电阻炉，这种传统的热处理设备，能耗高，污染严重，自动化程度低。具体来说，存在以下缺陷：

这种电阻炉的炉门采用链轮通过炉门自重垂直升降，无水平闭合的力，炉门与门框之间存在间隙，会使炉内热气沿上侧间隙外溢而冷空气沿下侧外缘流入，造成炉门附近料温明显偏低，很大程度上影响工件热处理质量。

炉体炉衬采用重质或轻质耐火砖，炉子总重量增加，并且耐火砖容易松动，砌筑和维修均不方便，费时费力；热稳定性和绝热性能差，容易烧结、形成二次定性收缩，加热后炉体外壳表面最高温度可达70℃以上，保温效果差。

在炉底结构中，炉底板直接盖在电阻丝上面，热量散发慢，电阻丝在密封的空间里容易达到或超过电阻丝熔点，致使电阻丝熔断，影响炉膛给热效果，而且，为了防止工件加热后产生氧化皮落入底部加热元件而造成加热元件的损坏，需要每周定期地吹扫台车炉底板下方的氧化皮，吹扫时需将炉底板吊起，用压缩空气将电阻丝槽内的氧化皮屑吹扫干净，工作量大，操作非常不方便。

台式电阻炉对工件进行周期性的分批处理，加热过程中不进行装出料，手工操作，生产能力低，操作不便，劳动强度大，只适用于小规模生产，这样周期性的分批处理，炉门开启频繁，热损失大，工件处理质量也无法保证，且生产过程中升温慢、温度不均、工件易氧化、脱碳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种自动化热处理设备，其目的是节能降耗，方便操作并减轻劳动强度。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型所提供的自动化热处理设备，包括炉体、炉门结构、输料机构、淬火处理机构，所述的淬火处理机构包括油池，所述的炉门结构包括进料炉门和出料炉门；所述的输料机构包括进料机构和出料机构。

所述的自动化热处理设备设产品筐，所述的产品筐通过滚轮放置在炉体内的轨道上。

所述的进料机构和所述的出料机构均采用液压缸的活塞推杆驱动的结构。

所述的自动化热处理设备设置PLC、智能温控仪和位置检测装置，所述的智能温控仪和位置检测装置均通过信号电路与所述的PLC连接；所述的PLC通过信号电路与驱动所述的进料机构和出料机构的液压传动系统的电气线路连接。

所述的淬火处理机构设淬火摇篮机构，所述的淬火摇篮机构通过升降液压传动机构实现下降或提升；所述的淬火摇篮机构通过摇摆液压机构实现在油池内的摇摆动作。

所述的自动化热处理设备设置PLC、智能温控仪和温度检测装置，所述的智能温控仪和温度检测装置均通过信号电路与所述的PLC连接；所述的PLC通过信号电路分别与所述的自动化热处理设备的加热保温装置的电路、冷却时间的控制电路连接。

所述的炉体内的炉膛的保温层与炉体壁之间设有间隙。

所述的炉体的上方设有炉顶，所述的炉顶与炉体采用分体式结构。

所述的炉顶内填充耐高温纤维棉；所述炉顶与炉体的接触面之间全部采用耐高温纤维棉填充的无缝隙的软式接触。

所述的出料机构采用自动翻转出料机构。

本实用新型采用上述技术方案，改进了现有技术，两个炉门一进一出，工件在移动过程中被逐渐加热和保温，过程连续，提高热处理设备的热效率，节约能源，其能耗比普通台式车电阻炉降低30％，确保了生产效益；过程控制的自动化程度高，节省人力，单位能耗少，适用于大批量生产工件；操作方便，减轻劳动强度；过程控制稳定，处理后的零件质量可靠；加热设备的连续运转，可减少辅助时间，提高设备利用率，节能效果明显。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的炉门升降机构的示意图；

图3为本实用新型的炉膛纵向剖面示意图；

图4为本实用新型的炉膛横向剖面示意图；

图5为炉门限位机构的示意图。

图中标记为：

1、炉体，2、炉门，3、炉门升降机构，4、进料机构，5、出料机构，6、淬火摇篮机构，7、炉膛，8、炉膛壁，9、炉顶，10、炉底结构，11、炉门限位机构，12、炉门架，13、油池，14、油池基础，15、出料池，16、出料口，17、炉膛电热丝带，18、陶钉，19、炉底耐火砖层，20、炉底电热丝结构，21、轨道座，22、轨道，23、炉底填充纤维棉，24、引出棒座，25、炉底电热丝瓷管，26、炉底电热丝，27、碳化硅盖板，28、炉底电热丝支承砖，29、炉底耐火砖，30、接线防护罩，31、产品筐。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1、图2所表达的本实用新型的结构，本实用新型为一种自动化热处理设备，包括炉体1、炉门结构、输料机构、淬火处理机构，所述的淬火处理机构包括油池13。

所述的油池13通过油池基础14安装，油池13的侧面设有出料口16和出料池15。

本实用新型的核心技术包括：设备的双门结构及进出料结构；自动控制系统；淬火摇篮机构；以及炉体结构等。下面分别进行分析和介绍：

一、双门结构及进出料结构：

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现节能降耗，方便操作并减轻劳动强度的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1所示，本实用新型所提供的自动化热处理设备，所述的炉门结构包括进料炉门和出料炉门；所述的输料机构包括进料机构4和出料机构5。

所述的自动化热处理设备还包括电动控制、液压控制系统。

1、炉门结构：

所述的炉门结构采用铸铁和耐火砖一体化组成，所述的进料炉门、出料炉门，均由耐热铸铁经加工成型，所述炉门2采用铸铁与耐火砖结合，以利于保温，减少热传导损失，长时间、高温工作状态下能保证炉门结构不产生变形，密封效果好；内有轻质保温砖砌筑而成，保温性能好，重量轻。

如图3和图5所示，为充分考虑炉门的密封可靠性，本实用新型设置炉门限位机构11，即在炉门两侧设有炉门限位机构11，炉门2压紧采用独特的弧形设计，此结构不需要外接动力，炉门2通过炉门升降机构3的链轮下降到指定位置时，通过两侧限位座的弧形设计自动锁紧，安装、操作和维护简单，更好地保证了炉门2与炉体1上的炉门架12的密封性，减少了热对流产生的热量流失。

本实用新型的提高了热处理设备的热效率，节约能源，从而达到节能、操作简便和减轻劳动强度的目的。

2、产品框结构：

如图3和图4所示，所述的自动化热处理设备设产品筐31，所述的产品筐31通过滚轮放置在炉体1内的轨道22上。轨道22安装在轨道座21上。

所述的炉体1采用分段结构设计，使所述加热温区为三区或四区，即分为预热区、加热区、保温区三段炉体。加热电阻丝均匀分布炉侧及炉底。

3、自动进料及出料机构：

所述的进出料装置采用液压自动进料机和液压自动翻转出料机完成。

所述的进料机构4和所述的出料机构5均采用液压缸的活塞推杆驱动的结构。

所述的进料机构4采用液压推缸自动进料，将产品筐31一次性快速平稳的推入炉膛准确位置，缩短了了炉门2打开时间，减少了热能损耗。

所述的出料机构5采用自动翻转出料机构，即采用液压推缸实现快速翻转倒料，加热的产品出炉后降温不明显，基本稳定产品淬火前温度；产品加热后快速准确的进入油池淬火，杜绝出现产品出料粘结。

自动进料机通过液压油缸工作实现进料，进料过程平稳快速，产品筐31一次性进入炉膛准确位置，极大减少了炉门2打开时造成的热能损耗。自动翻转出料机迅速翻转倒料，出料时产品不粘结，产品入油过程时间短，能够最大程度的保障产品淬火效果。

二、自动控制系统：

所述的自动化热处理设备采用PLC、智能温控仪和其它检测装置控制。保温时间、冷却过程的时间基本一致，炉内温度误差可控制在±5℃。

其具体设置是：

1、所述的自动化热处理设备设置PLC、智能温控仪和位置检测装置，所述的智能温控仪和位置检测装置均通过信号电路与所述的PLC连接；所述的PLC通过信号电路与驱动所述的进料机构4和出料机构5的液压传动系统的电气线路连接。

2、所述的自动化热处理设备设置PLC、智能温控仪和温度检测装置，所述的智能温控仪和温度检测装置均通过信号电路与所述的PLC连接；所述的PLC通过信号电路分别与所述的自动化热处理设备的加热保温装置的电路、冷却时间的控制电路连接。

实现自动给料、出料；实现了稳定炉内温度、加热保温时间、冷却时间的自动控制；自动给料、出料频率基本一致。

三、淬火摇篮机构：

如图1和图2所示，所述的淬火处理机构设淬火摇篮机构6，所述的淬火摇篮机构6通过升降液压传动机构实现下降或提升；所述的淬火摇篮机构6通过摇摆液压机构实现在油池13内的摇摆动作。

所述的淬火处理机构的中淬火摇篮6通过液压缸工作实现下降或提升；所述的淬火摇篮6在油池13内通过液压缸工作实现摇摆，有效地保证了产品均匀彻底的进行淬火处理。

四、炉体结构：

所述的炉体结构包括炉膛7、炉底结构10、炉顶9。

1、所述的炉体1内的炉膛7的保温层与炉体壁8之间设有间隙。

炉膛保温层与炉体壁设置一定空间距离，这样可减少热传导、对流损失。

2、所述的炉体1的上方设有炉顶9，所述的炉顶9与炉体1采用分体式结构。

炉顶9与炉体1采用分体式结构，以便于检查维修。

3、所述的炉顶9内填充耐高温纤维棉；所述炉顶9与炉体1的接触面之间全部采用耐高温纤维棉填充的无缝隙的软式接触，基本无热能流失。

4、炉膛壁8的结构：

所述的炉膛壁8主要由纤维棉组成；所述的炉膛壁8纤维棉通过特定范围的压力成型；所述的炉壁纤维棉通过轻型钢结构骨架固定。所述纤维棉结构减少了炉膛壁8的蓄热，与传统的轻质耐火砖相比，使空炉升温时间缩短1/6，节省约16％的热能。

5、炉底结构10：

在炉底结构10中，设有炉底填充纤维棉23。在其底部铺设炉底耐火砖29。

五、电热丝材料及结构：

1、炉底电热丝结构20：

所述的炉体结构中，炉底电热丝26设在炉底耐火砖层19的上方。

炉底电热丝26选用铁铬铝合金，电阻温度系数较小，耐热性能也高，具有较强的抗渗碳性。与镍铬合金相比功率稳定，而铁铬合金电阻系数较大，电损大。

具体地说，所述炉底电热丝26均采用国内知名品牌产品，材质为0Gr21Al6Nb，抗高温性能强。

炉底电热丝26均绕制成螺旋状，套在炉底电热丝瓷管25上，以炉底电热丝瓷管25为支撑，避免下垂；使炉底电热丝26悬空在炉底上面。

炉底电热丝26两端焊接有电极引出棒，电极引出棒穿过绝缘套，使炉底电热丝26与炉体1绝缘。所述的电极引出棒通过引出棒座24安装固定。这样既保护了加热丝，又便于拆装维修或更换，同时也减少了热流失。

炉底电热丝26的中间部分，还通过炉底电热丝支承砖28支承。

2、碳化硅盖板：

炉底电热丝26上方设有具有导热绝缘性能的碳化硅盖板27，既不影响导热，又防止了零件氧化物直接落在炉底电热丝26上，避免短路，延长了炉底电热丝26的使用寿命。

这种炉底结构使炉底电热丝26在不密封的空间里工作，碳化硅盖板27上设有散热孔，加快了热量的散发，避免了因炉底温度过高集聚而导致的炉底电热丝26熔断，同时碳化硅盖板27上可存放工件氧化物，避免了氧化物或被加热的金属工件直接掉落在炉底电热丝26上，延长了炉底电热丝26的使用寿命。此外，炉底电热丝26贯穿炉底，使更换时不需要停炉，提高了维修效率。

所述炉底电热丝26结构的缝隙填充满纤维棉。

3、炉膛电热丝带：

所述炉膛壁8上设置炉膛电热丝带17。所述的炉膛电热丝带17通过陶钉18固定在炉膛壁8上。

炉膛电热丝带17取代了加热丝，高温炉腔内抗拉伸性能增强，延长了使用寿命。

上述电热丝的电源接线端，均通过接线防护罩30进行保护。

六、淬火油冷却及油温均衡方式：

1、所述的淬火处理机构采用水-油冷却系统，以油池中央涌动方式设置，换热后的淬火油通过油池中央的涌动并向四周均匀扩散，避免了油池内的局部热油小循环，实现了油池内油温均匀，有效的保证了产品的淬火质量。采用最先进的热交换器，高温循环油泵，油温上限、下限可自动控制，防止油温过高或过低所带来的热冲击及其他不利影响；换热后的油在油池中间向四周涌动，消除了油槽内的热油局部小循环，整个油槽内油温均匀，确保了淬火工件的淬火质量，延长了淬火油的使用寿命。

2、所述的水-油冷却循环系统设置冷凝管，冷凝管中的水通过冷凝管连接到冷却水塔，进行冷却水的循环，带走淬火油中大部分热量，达到稳定淬火油油温度的目的。

七、炉衬结构：

所述炉体的炉衬采用全纤维结构，比传统的耐火砖炉衬节能30％左右，所述的纤维棉通过额定压力成型，并通过轻质骨架直接固定在炉壳上。

与普通砖式相比，低导热，低热容量，优良的热稳定性及抗震性、绝热性好；纤维炉衬可随炉型随意安装，维修方便，不用烘炉；更避免了类似砖式的烧结形成二次或再次定型收缩。

八、功率：

本实用新型的自动化热处理设备根据功率可分为250kw～420kw。

本实用新型采用上述技术方案，大大改进了现有技术，两个炉门一进一出，工件在移动过程中被逐渐加热和保温，过程连续。整体结构设计设置热效率高，确保了生产效益；自动化控制，节省人力，单位能耗少，适用于大批量生产工件。操作方便，过程控制稳定，处理后的零件质量可靠。加热设备的连续运转，可减少辅助时间，提高设备利用率，节能效果明显。节省能源，其能耗比普通台式车电阻炉少30％。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化热处理设备，包括炉体(1)、炉门结构、输料机构、淬火处理机构，所述的淬火处理机构包括油池(13)，其特征在于：所述的炉门结构包括进料炉门和出料炉门；所述的输料机构包括进料机构(4)和出料机构(5)。

2.按照权利要求1所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的自动化热处理设备设产品筐(31)，所述的产品筐(31)通过滚轮放置在炉体(1)内的轨道(22)上。

3.按照权利要求1所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的进料机构(4)和所述的出料机构(5)均采用液压缸的活塞推杆驱动的结构。

4.按照权利要求3所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的自动化热处理设备设置PLC、智能温控仪和位置检测装置，所述的智能温控仪和位置检测装置均通过信号电路与所述的PLC连接；所述的PLC通过信号电路与驱动所述的进料机构(4)和出料机构(5)的液压传动系统的电气线路连接。

5.按照权利要求1所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的淬火处理机构设淬火摇篮机构(6)，所述的淬火摇篮机构(6)通过升降液压传动机构实现下降或提升；所述的淬火摇篮机构(6)通过摇摆液压机构实现在油池(13)内的摇摆动作。

6.按照权利要求3或5所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的自动化热处理设备设置PLC、智能温控仪和温度检测装置，所述的智能温控仪和温度检测装置均通过信号电路与所述的PLC连接；所述的PLC通过信号电路分别与所述的自动化热处理设备的加热保温装置的电路、冷却时间的控制电路连接。

7.按照权利要求1所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的炉体(1)内的炉膛(7)的保温层与炉体壁(8)之间设有间隙。

8.按照权利要求1所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的炉体(1)的上方设有炉顶(9)，所述的炉顶(9)与炉体(1)采用分体式结构。

9.按照权利要求8所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的炉顶(9)内填充耐高温纤维棉；所述炉顶(9)与炉体(1)的接触面之间全部采用耐高温纤维棉填充的无缝隙的软式接触。

10.按照权利要求1所述的自动化热处理设备，其特征在于：所述的出料机构(5)采用自动翻转出料机构。

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