CN203513757U

CN203513757U - 新型转底式加热炉

Info

Publication number: CN203513757U
Application number: CN201320469499.1U
Authority: CN
Inventors: 高义新; 杨绪剑; 任晓琪; 赵尊玄
Original assignee: SHANDONG DAWANG JINTAI GROUP CO Ltd
Current assignee: SHANDONG DAWANG JINTAI GROUP CO Ltd
Priority date: 2013-08-02
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2023-08-02

Abstract

一种新型转底式加热炉，包括炉体及其上部安装的炉盖所述的炉体内设有加热单元和坯料悬挂系统；所述的坯料悬挂系统包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多个坯料吊装支架，所述的立柱上端贯穿炉盖并与其上的减速机、电机连接；所述的炉盖上设有入料炉口和出料炉口。相比辊底式加热炉和多层箱式加热炉，本实用新型具有有效减少了设备占地空间、具有更好的节能效果以及降低了维护保养费用等优点。

Description

新型转底式加热炉

技术领域

本发明涉及超高强钢板热冲压成形生产线中使用的一种新型的转底式加热炉。

技术背景

随着汽车工业的日益发展，人们对汽车的节能环保及安全性要求也越来越高。采用轻量化技术提高汽车的安全性能，降低汽车的燃料消耗已经成为汽车行业发展的新趋势。轻量化技术方案之一是采用超高强度钢板来代替普通钢板制造汽车零部件。但是随着钢材强度提高，材料延伸率和成形性大大降低，无法采用冷冲压成型来制造汽车零部件。为解决这种不足，欧洲人最早研究了热冲压成形技术来生产超高强度钢板零部件，并逐渐推广使用。

超高强钢板热冲压生产线的主要设备包括拆垛单元、加热炉、压机、模具、搬运系统等。钢板坯料在加热炉中加热到奥氏体状态，然后由搬运系统搬运到压机上安装的模具中，在模具中实现冲压变形和淬火处理，取得超高强度的零件。

加热炉是热成形生产线中重要的组成部分，目前广泛采用的为辊底式加热炉，近年来又采用了多层箱式加热炉的方案。两种加热炉均有各自的缺点，分别论述如下：

辊底式加热炉的缺点：

1、占地空间较大，采用辊底炉的热冲压生产线长度不小于45米；

2、维护保养费用高，该炉除了对加热元件的保养外，还需要大量的工作量对加热辊（一般采用陶瓷炉辊，易粘结金属）以及传动系统进行保养；

3、生产能耗高，大批量生产模式，辊底式加热炉采用链传送结构时消耗更多的电或气，小批量生产模式或者模具调试模式，辊底式加热炉必需要整炉加热，但整炉升温同样会消耗很多的电或气；

4、生产线使用率低，当辊底式加热炉的陶瓷炉辊出现故障，必需整线生产暂停维修；

5、平料片位置精度，辊底式加热炉进行平板料生产时，料片在传输过程中的位置精度不可控，会发生偏移，需要在后续工序中设置对中装置强制纠偏；

6、备件更换成本高，辊底式加热炉的备件更换最多的就是陶瓷辊，辊的更换成本高，尤其在生产镀层板零件时，镀层会粘结在辊棒上，缩短辊棒的寿命。

针对辊底式加热炉的特点，近年来开发出多层箱式加热炉，以弥补辊底式加热炉占地空间大、平料片位置精度低、炉辊维修、使用成本高等的不足。但是该炉的缺点主要表现为：

1、根据生产线使用地点的不同，辊底式加热炉的加热方式可为纯电加热、纯气加热或电气混合加热，而多层箱式加热炉的加热方式只能采用纯电加热或纯气加热，不能采用电气混合加热。

2、能耗损失更大，由于多层箱式加热炉单腔的体积小，开关炉门时保护气氛溢出比例大，消耗的保护气氛多，同时，热量损失也随着保护气氛的溢出增大；

3、进出料过程繁琐，节拍时间长，坯料在搬运过程中热量损失多，导致冲压时坯料温度低，由奥氏体向马氏体的组织转变不完全，影响零件的强度。

4、零件表面质量差，由于加热后的坯料搬运是暴露在空气中，多层箱式加热炉加热后的坯料搬运时间长，造成坯料表面氧化皮厚。

5、多层箱式加热炉工作时，不能实现坯料按照升温曲线加热保温。不利于料片的奥氏体组织形成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超高强钢板热冲压成形生产线的新型转底加热炉，来解决现有技术占地空间大、维修费用高且生产耗能高的缺陷。

本发明的技术方案是：包括炉体及其上部安装的炉盖，所述的炉体内设有加热单元和坯料悬挂系统；所述的坯料悬挂系统包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多个坯料吊装支架，所述的立柱上端贯穿炉盖并与其上的减速机、电机连接；所述的炉盖上设有入料炉口和出料炉口。使用时，将炉体安装在地面以下，坯料挂在坯料吊装支架上并围绕立柱转动，即可完成坯料的加热操作。

上述方案还包括：

所述的加热炉还包括位于加热炉上部的坯料搬运系统，所述的坯料搬运系统包括支柱以及其上通过导轨安装的可移动的料片夹取装置。坯料通过搬运系统装入或移出加热炉

所述炉体的中央设有炉衬，所述立柱的下端固定在炉衬上。

所述的转底式加热炉还包括PLC控制系统和气氛保护系统。

所述加热单元的加热方式可为纯电加热、纯气加热、电气混合加热或燃油加热。

所述的电机是变频电机。

所述入料炉口和出料炉口的炉门为电动或气动保温炉门。

相比辊底式加热炉和多层箱式加热炉，该转底炉克服了上述的缺点，并具有以下特点：

1、该炉更加有效减少了设备占地空间。除炉盖上方的旋转装置（电机、减速机）、搬运系统外，其余部分均处于地面以下，节约出的空间可以用于坯料等的存放。

2、具有更好的节能效果。炉体处于地下，加热炉的热量不易散失，炉体保温效果更好。

3、降低了维护保养费用。该炉结构简单，取消了陶瓷炉辊和复杂的传动系统，维护保养工作量小，备件更换成本低。

4、加热方式可为纯电加热、纯气加热、电气混合加热或燃油加热等多种方式。

附图说明：

图1：转底式加热炉的结构剖视图；

图2：转底式加热炉的结构俯视图；

图3：转底式加热炉坯料悬挂系统的结构示意图；

图4：转底式加热炉坯料悬挂系统坯料吊装支架的布置图；

图5：转底式加热炉坯料搬运系统示意图；

图6：采用转底式加热炉的热冲压成形生产线示意图；

图中：1、炉体，2、炉盖，3、第一减速机，4、第一电机，5、加热单元，6、炉衬，7、入料炉口，8、出料炉口，9、坯料吊装支架，10、支柱，11、第二电机，12、第二减速机，13、Y方向导轨，14、Z方向导轨，15.料片夹取装置，16、料片，17、拆垛单元，18 、取料机械手，19、转底式加热炉，20、上料机械手，21、压机单元，22、下料机械手，23、出炉辊道，24、立柱。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1

参见图1-4，一种新型转底式加热炉，包括炉体1及其上部安装的炉盖2，炉体1内设有加热单元5和坯料悬挂系统；坯料悬挂系统包括中央的立柱24以及立柱24上周向均布的多个坯料吊装支架9；炉体1的中央设有炉衬6，立柱24上端贯穿炉盖2并与其上的第一减速机3、第一电机4连接、下端与炉衬6固定；炉盖2上还设有入料炉口7和出料炉口8。具体设计如下：炉体1固定在地下由钢板和型钢焊接而成并由钢板密焊制成圆型。炉盖2采用不锈钢板做底板，安装在炉体1上部并与炉体密封，炉盖2的上平面与地面平齐。炉盖2上开有出料炉口8和入料炉口7，使用电动或气动保温炉门，当炉门打开时，将坯料装入或移出加热炉。加热单元5固定在炉体1内侧，为加热炉提供热量。炉体耐火材料使用耐火纤维模块,陶瓷纤维毯及耐火砖、隔热砖等组成。坯料悬挂系统采用伞状结构，用于吊装坯料。在炉盖2上方，安装有变频电机（第一电机4）和传动装置，可以根据坯料加热配方带动炉内的坯料悬挂系统围绕立柱转动。此外炉体还设有气氛保护系统和PLC控制系统，气氛保护系统为加热炉提供惰性气体，防止坯料产生氧化皮，PLC控制系统用于接收生产线上位机的指令，实现对加热炉的控制。

此外为了提供加热炉的自动化水平，还可以及进行以下改进：

（1）炉内安装有光栅检测装置及电机编码器，并能计算出每个料片的位置及加热时间，实现自动的上下料。

（2）对各个加热区的温度进行PID控制，炉体上下使用两组热电偶反馈温度值，一组做为控制用，一组用来记录及报警用。

（3）在炉内安装氧分析仪及压力变送器，对炉内的氧气含量压力实时分析，自动控制惰性气体的进气量。

实施例2

参见图1-5，一种新型转底式加热炉，在实施例1结构的基础上，还包括位于加热炉上部的坯料搬运系统，坯料搬运系统包括支柱10以及其上通过Y方向导轨13，Z方向导轨14安装的可移动的料片夹取装置15。通过、第二电机11、第二减速机12驱动料片夹取装置15在导轨上移动，从而将料片16（坯料）装入或移出加热炉。

实施例3

参见图6，一种采用转底式加热炉的热冲压成形生产线，由拆垛单元17、取料机械手18 (即坯料搬运系统)、转底式加热炉19、上料机械手20、压机单元21、下料机械手22、出炉辊道23以及PLC控制系统组成；坯料在加热炉内加热的时间随坯料的厚度增加而加长，为了使不同厚度坯料能得到不同的在炉加热时间，炉内辊道必须采用变频调速的运行制度。炉区PLC控制系统根据装料系统提供的坯料数据（长度、厚度、重量等）自动选择坯料在炉内的运行制度。由自动上料系统将毛坯料放到入炉口等待。如PLC控制系统允许毛坯料进入转底炉。则入炉口打开毛坯料通过上料系统放到炉内料片悬挂装置上。然后连续地在炉内转动。到料片达出炉口时，PLC控制系统控制出料炉口打开通过出料系统将料片从炉内快速取出放置到模具内。进行快速压制。

Claims

1.一种新型转底式加热炉，包括炉体及其上部安装的炉盖，其特征是：所述的炉体内设有加热单元和坯料悬挂系统；所述的坯料悬挂系统包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多个坯料吊装支架，所述的立柱上端贯穿炉盖并与其上的减速机、电机连接；所述的炉盖上设有入料炉口和出料炉口。

2.根据权利要求1所述的新型转底式加热炉，其特征是：所述的加热炉还包括位于加热炉上部的坯料搬运系统，所述的坯料搬运系统包括支柱以及其上通过导轨安装的可移动的料片夹取装置。

3.根据权利要求1所述的新型转底式加热炉，其特征是：所述炉体的中央设有炉衬，所述立柱的下端固定在炉衬上。

4.根据权利要求1-3任一所述的新型转底式加热炉，其特征是：所述的转底式加热炉还包括PLC控制系统和气氛保护系统。

5.根据权利要求1-3任一所述的新型转底式加热炉，其特征是：所述加热单元的加热方式可为纯电加热、纯气加热、电气混合加热或燃油加热。

6.根据权利要求4所述的新型转底式加热炉，其特征是：所述的电机是变频电机。

7.根据权利要求5所述的新型转底式加热炉，其特征是：所述入料炉口和出料炉口的炉门为电动或气动保温炉门。