CN204251647U - 旋转热处理炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种旋转热处理炉，其包括加热炉、炉管、驱动炉管旋转的驱动装置，其中，所述炉管的旋转轴线与水平面呈一锐角，所述加热炉设于炉管的外部且所述加热炉与所述炉管相互独立，所述炉管的开口端露出所述加热炉并与所述驱动装置相连，所述加热炉为半开式管式炉以装卸所述炉管，所述加热炉包括多个相互独立的加热单元，每一加热单元包括加热元件和热电偶。所述旋转热处理炉中由于加热炉为半开式管式炉，因而炉管易于装卸；并且由于多个加热单元相互独立，故可实现均匀加热。

Description

旋转热处理炉

技术领域

本实用新型涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种旋转热处理炉，其可以用于合金材料的固溶退火和/或时效热处理，尤其适合对毫米级和/或微米级粒度的合金颗粒。

背景技术

热处理是将材料或工件置于气氛或油等介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种方法。热处理工艺通常包括加热、保温和冷却三个过程，选择和控制加热均匀，是保证热处理质量的主要问题。

如一申请号为01256412.5(公告号为CN2501886Y)的中国实用新型专利，专利名称为真空连续晶化炉，其中炉筒内可处理粉体，炉筒外为电加热器和保温层。该炉筒和电加热器为一整体结构，炉管被固定在加热炉的内部，不可拆卸，这导致冷却处理时，采用两个冷却处理箱，该冷却处理箱需设回转盘、真空表等，并连接水循环系统，使得加热炉装置结构较复杂，冷却时间也较长，影响了生产效率。另外，该晶化炉采用整体加热的方式，由于炉筒水平设置，炉内具有保温区和加热区，导致炉管内部各处温度不同，无法保证整个炉膛内物料受热均匀，最终影响物料的热处理效果。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种可装卸炉管且均匀加热的旋转热处理炉。

一种旋转热处理炉，其包括加热炉、炉管、驱动炉管旋转的驱动装置，其中，所述炉管的旋转轴线与水平面呈一锐角，所述加热炉设于炉管的外部且所述加热炉与所述炉管相互独立，所述炉管的开口端露出所述加热炉并与所述驱动装置相连，所述加热炉为半开式管式炉以装卸所述炉管，所述加热炉包括多个相互独立的加热单元，每一加热单元包括加热元件和热电偶。

其中，还进一步包括设置于外部的冷却装置，所述冷却装置设有多个可装载所述炉管的冷却槽以及多个用于加速空气流通的风扇，所述多个风扇设于所述冷却装置的上端及下端。

其中，所述炉管的开口端可拆卸的连接有炉盖以密封所述炉管。

其中，所述炉盖设有进气口和出气口，所述进气口用于向所述炉管内部导入保护性气体，所述出气口用于排出空气，以实现炉管内部为保护性气体氛围。

其中，所述炉盖设有可密封的抽气口，所述抽气口用于排出空气，以实现炉管内部为真空条件。

其中，所述炉管内部设有多个挡板。

其中，所述锐角为5度至45度。

其中，所述驱动装置包括一个由电机驱动的主动轮、至少两个从动轮以及转速控制模块，所述从动轮可转动的设置于支架上，所述从动轮支撑于露出加热炉外的炉管的外周面，所述主动轮与露出加热炉外的炉管的外周面摩擦接触以带动所述炉管旋转，所述转速控制模块用于监测所述主动轮的转速。

其中，所述主动轮和所述炉管的外周面均设有用来增加摩擦力的花纹以形成摩擦接触。

其中，所述主动轮与炉管的外周面设有相配合的键槽连接结构以形成摩擦接触。

其中，所述加热元件为电阻丝、电阻片、硅碳棒或硅钼棒中的一种或几种组合。

与现有技术相比较，本实用新型所述旋转热处理炉具有以下优点：第一，所述加热炉为半开式管式炉且所述加热炉与所述炉管相互独立，因而可方便装卸所述炉管，而可将所述炉管拆卸下来而脱离原来的高温加热的环境，通过外部的冷却装置快速冷却；第二，由于加热炉包括多个相互独立的加热单元，每一加热单元包括加热元件和热电偶，因而可精确的控制所述加热炉各处的温度，实现整个加热炉的温度一致，从而保证热处理时物料受热均匀；第三，所述炉管的旋转轴线与水平面呈一锐角，即所述炉管的倾斜设置可实现倾斜旋转，相对于现有的水平旋转中部分粉体物料会置于保温区，另一部分粉体物料置于加热区而导致受热不均匀而言，所述物料粉体在重力作用下向炉管的底部移动，因而所述物料粉体都分布在加热区内，从而所述物料粉体实现均匀受热。

与现有技术相比较，本实用新型所述旋转热处理炉中通过对炉管的炉盖设置一个抽气口或者两个进出气口，可在真空条件下或保护性气体氛围下对粉体物料进行热处理。该装置适应性较好，利于产业化应用。

与现有技术相比较，本实用新型所述旋转热处理炉中设置外部的冷却装置，可快速对所述炉管进行快速冷却，且装置结构简单。

与现有技术相比较，本实用新型所述旋转热处理炉中由于在炉管内设有多个挡板，因此，粉体物料的运动受到阻碍，速度较小，粉体物料与炉管内壁之间以及粉体物料自身之间的碰撞强度较弱，从而避免了粉体物料粘于炉管内壁以及自身结块的现象。

与现有技术相比较，本实用新型所述旋转热处理炉中所述驱动装置包括转速控制模块，所述转速控制模块用于监测所述主动轮的转速，因而可精确的控制所述炉管的旋转速度，以使粉体物料受热均匀。

附图说明

图1为本实用新型所述旋转热处理炉的结构示意图。

图2为本实用新型所述旋转热处理炉中的驱动装置的结构示意图。

图3为图1所述旋转热处理炉的加热炉沿Ⅲ-Ⅲ线的剖视图。

图4为本实用新型所述旋转热处理炉中加热炉的结构示意图。

图5为本实用新型所述旋转热处理炉中炉管在保护性气体氛围下的结构示意图。

图6为本实用新型所述旋转热处理炉中炉管在真空条件下的结构示意图。

图7为本实用新型所述旋转热处理炉中冷却装置的结构示意图。

在图1至图7中，1表示加热炉；10表示加热单元；1a表示上炉管；1b表示下炉管；1c表示加热元件；1d表示热电偶；2表示炉管；2a表示炉管主体；2b表示炉盖；2b1表示进气口；2b2表示出气口；2b3表示抽气口；2_c表示挡片；2d表示固定头；2e表示导气管；3表示冷却装置；3a表示冷却槽；3b表示风扇；4a表示电机；4b表示主动轮；4c表示从动轮；4d表示测速元件；5表示第一支架；5a表示第一支柱；5b表示平台；5c表示导轨；5d表示第一支撑头；5e表示丝杆；5f表示旋转轮；5g表示第二支撑头；5h表示第二支柱；5i表示底座；6表示第二支架。

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型提供的旋转热处理炉作进一步说明。

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种旋转热处理炉，其包括加热炉1、炉管2和驱动装置。所述加热炉1设于所述炉管2的外部。所述加热炉1与所述炉管2相互独立。所述炉管2的开口端露出所述加热炉1，并与所述驱动装置相连。所述驱动装置用于驱动所述炉管2作旋转运动。

所述加热炉1固定于一第一支架5上。所述驱动装置通过第二支架6固定于第一支架5上。所述加热炉1具有一中空空间以容纳所述炉管2。所述第一支架5包括一倾斜设置的平台5b。所述炉管2通过所述平台5b倾斜设置，即所述炉管2可以一倾斜角度进行旋转运动。所述炉管2的旋转轴线与水平面呈一锐角β。

具体的，所述第一支架5还包括第一支柱5a、与第一支柱5a相连的丝杆5e和第二支柱5h。所述平台5b通过所述第一支柱5a、丝杆5e和第二支柱5h支撑。所述加热炉1固定于所平台5b上。所述平台5b倾斜设置。所述平台5b的倾斜程度可通过调节所述丝杆5e的长度实现。具体的，所述丝杆5e的下端设有旋转轮5f，上端设有可转动的第一支撑头5d。所述第二支柱5h的上端设有可转动的第二支撑头5g。所述平台5b的下表面设有导轨5c，以与所述第一支撑头5d对应设置。所述第一支撑头5d卡设于所述导轨5c内，并可在所述导轨5c内滑动。当转动所述旋转轮5j，所述丝杆5e的长度会增加，即所述丝杆5e会上升，第一支撑头5d会向所述导轨5c的上方移动，同时第二支撑头5g会转动，从而调节所述平台5b的倾斜程度。也就是说，通过调节所述丝杆5e的长度，可调节所述炉管2的旋转轴线与水平面形成的锐角β的大小。所述锐角β优选为5度至45度。本实施例中，所述锐角β为30度。

请参阅图3，所述加热炉1为半开式管式炉。具体的，所述加热炉1有上炉管1a和下炉管1b组成。所述上炉管1a和下炉管1b之间形成一空腔，以容纳所述炉管2。所述上炉管1a通过螺丝等固定于下炉管1b并可相对转动。所述上炉管1a可开合以装卸所述炉管2。由于所述加热炉1为半开式管式炉，所述加热炉1与所述炉管2相互独立，因此，所述炉管2可方便的装卸，从而可打开上炉管1a使所述炉管2自然冷却；也可进一步将炉管2移至外部的冷却装置，以对所述炉管2进行快速冷却处理。可以理解，当所述炉管2放置于所述加热炉1内时，所述炉管2与所述加热炉1的内壁并未接触，而是两者之间留有间隙，以保证所述炉管2旋转时不与所述加热炉1的内壁相碰撞。

请参阅图4，所述加热炉1包括多个相互独立的加热单元10。所述加热单元10均匀分布于所述加热炉1。所述相互独立是指多个加热单元10分别独立控制，互不干扰。每一加热单元10包括加热元件1c和热电偶1d。所述加热元件1c通电之后，可发出热量。所述加热元件1c为电阻丝、电阻片、硅碳棒或硅钼棒中的一种或几种组合。所述热电偶1d对所述加热区域10进行温度测量，以实现精确的控温，从而使所述加热炉1内各处的温度一致，即整个加热炉10内温度稳定。本实施例中，所述加热元件1c为电阻丝。

请参阅图5至图6，所述炉管2为一端开口、另一端密封的管状结构。所述炉管2包括炉管主体2a、炉盖2b、多个挡片2c以及固定头2d。所述炉盖2b通过所述固定头2d可拆卸的连接于所述炉管2的开口端，并可使所述炉管2密封。具体的，所述炉盖2b设于炉管主体2a的端部。所述炉盖2b与所述炉管主体2a通过所述固定头2d连接。所述炉盖2b与所述炉管主体2a之间可设一弹性密封圈以实现密封所述炉管主体2a。所述多个挡片2c可设于所述炉管主体2a的内部。所述挡片2c可为薄板结构。所述挡板2c的材料与所述炉管主体2a的材料一致。所述挡片2c可焊接于所述炉管主体2a内壁上。当所述炉管2旋转时，炉管主体2a内的粉体物料也会跟着旋转，由于设有多个挡板2c，因此，粉体物料的运动受到阻碍，速度较小，即粉体物料与炉管主体2a内壁之间以及粉体物料自身之间的碰撞强度较弱，从而避免了粉体物料粘于炉管主体2a内壁以及自身结块的现象。

请参阅图5，所述炉盖2b设有进气口2b1和出气口2b2。所述进气口2b1用于向所述炉管2内部导入保护性气体，所述出气口2b2用于排出空气，以实现炉管2内部为保护性气体氛围。具体的，可在所述进气口2b1处设一导气管2e，所述导气管2e延伸至所述炉管2的底部。通过一高压充气管(图未示)向进气口2b1充入保护性气体，所述保护性气体经由导气管2e到达所述炉管2的底部。由于所述炉管2为倾斜设置，因而可利用向上排气的原理将炉管2内的空气经出气口2b2排出，从而保证炉管2内部为保护性气体氛围，可用于易氧化合金的热处理。所述保护性气体可为氮气、氩气、氖气、氪气或氙气中的一种或几种。

请参阅图6，所述炉盖2b也可设有一抽气口2b3，所述抽气口2b3用于排出空气，以实现炉管2内部为真空条件。具体的，可通过一抽真空装置(图未示)与抽气口2b3相连接以使所述炉管1内为真空状态。

所述炉管2的材料可为铸铁、不锈钢或氧化铝，优选为不锈钢。本实施例中，所述炉管2的材料为不锈钢。

请参阅图2，所述驱动装置通过一第二支架6设于所述第一支架5。所述驱动装置包括电机4a、主动轮4b、至少两个从动轮4c、以及转速控制模块。所述电机4a驱动所述主动轮4b转动。所述主动轮4b与露出加热炉1外的炉管2的外周面摩擦接触以带动所述炉管2旋转。所述主动轮4b和所述炉管2的外周面均可设有用来增加摩擦力的花纹(图未示)以形成摩擦接触。可以理解，所述主动轮4b和炉管2的外周面还可通过设有相配合的键槽连接结构(图未示)以形成摩擦接触。具体的，所述主动轮4b可与所述固定头2d形成摩擦接触。本实施例中，所述主动轮4b与所述固定头2d均设有用来增加摩擦力的花纹以形成摩擦接触。

所述转速控制模块包括测速元件4d、转速控制器(图未示)以及显示屏(图未示)。所述转速控制模块用于监测所述主动轮4b的转速。所述测速元件4d设于所述主动轮4b的前方。所述测速元件4d可实时监测所述主动轮4b的转速，进一步配合转速控制器及显示屏(图未示)可精确控制所述炉管2的旋转速度，从而使粉体物料受热均匀。

所述从动轮4c可转动的设置于所述第二支架6上。所述从动轮4c与露出加热炉1外的炉管2的外周面接触。具体的，所述露出加热炉1外的炉管2悬挂于所述从动轮4c上，并通过所述从动轮4c以及第二支架6支撑。当所述炉管2转动时，所述从动轮4c也会跟着转动。

请参阅图7，所述旋转热处理炉可进一步包括冷却装置3。所述冷却装置3与所述炉管2以及加热炉1分离，即所述冷却装置独立设于所述炉管2以及加热炉1的外部。所述冷却装置3设有多个冷却槽3a和多个风扇3b。所述冷却槽3a可用于装载所述炉管2。所述风扇3b设于所述冷却装置3的上端及下端，用于加速空气流通。当使用时，所述多个风扇3b的转动方向一致，从而实现抽气，加速冷却装置3内部的空气流通，使所述炉管2快速冷却。

实际上对于全套设备，该旋转热处理炉还包括加热控制器、电机控制装置、气源、抽真空装置、控制箱等辅助设备，其为常规设计，故在图纸中没有显示。

所述旋转热处理炉的工作原理及过程如下。

一、保护性气体氛围下的热处理过程：

设备运行前检查加热炉1的状态。通电后，确认加热元件1c和热电偶1d处于正常工作状态，方可进行下一步。

加物料步骤：首先拧开固定头2d，取下炉盖2b，装入待热处理的物料，注意物料体积不超过炉管2容积的一半。检查炉盖2b上的弹性密封圈是否正常，合上炉盖2b，拧紧固定头2d。当物料需要在保护性气体氛围下处理时，通过高压充气管向进气口2b1充入保护性气体，气体通过导气管2e到达炉管2底部，利用向上排气的原理将空气从出气口2b2排出。将排出的气体接入到一个倒扣在水里的瓶中，利用排水集气发收集气体，当气体体积达到炉管2的容积的2倍以上时，视为基本完成空气排除。同样也可以在出气口2b2安装一个气体传感器，检测气体中含有保护性气体含量超过99.9％时，由此判断炉管2内空气基本排完。关闭进气口2b1和出气口2b2，加料步骤结束。

加热处理步骤：首先打开加热炉1的上炉体1a，将炉管2装于加热炉1中，并将炉管2的固定头2d挂在四个从动轮4c之间。闭合上炉体1a，将主动轮4b与炉管2的固定头2d表面相接触。调节旋转轮5f，将平台5b的倾斜角度调整为30度。接通加热炉1和驱动装置的电源，开始加热并使炉管2以20转/min的转速匀速转动，升温速率为20℃/min，升至800℃后保温4小时，然后开始降温，降温速率为20℃/min，降至400℃，关断加热炉1和驱动装置的电源，打开上炉体1a进行自然冷却。

取物料步骤：待炉管2冷却到一定温度后，将主动轮4b从固定头4上移开。随后将炉管2完全退出加热炉1。将炉管2放入到冷却装置3的冷却槽3a内，接通冷却装置3的电源，此时冷却装置3上下的两个风扇3b同时转动，对炉管2做快速冷却处理。冷却后，拧开固定头2d，打开炉盖2b，取出处理后的物料。

以上完成一次保护性气体氛围下粉体热处理的全部过程。

二、真空条件下的热处理过程：

设备运行前检查加热炉1的状态。通电后，确认加热元件1c和热电偶1d处于正常工作状态，方可进行下一步。

加物料步骤：首先拧开固定头2d，取下炉盖2b，装入待热处理的物料，注意物料体积不超过炉管2容积的一半。检查炉盖2b上的弹性密封圈是否正常，合上炉盖2b，拧紧固定头2d。将抽真空装置与抽气口2b3相连接，启动真空泵，观察气压表示数，当气压表上的示数接近真空时，关闭抽气口2b3并移去抽真空装置，加料步骤结束。

加热处理步骤：首先打开加热炉1的上炉体1a，将炉管2装于加热炉1中，并将炉管2的固定头2d挂在四个从动轮4c之间。闭合上炉体1a，将主动轮4b与炉管2的固定头2d表面相接触。调节旋转轮5f，将平台5b的倾斜角度调整为30度。接通加热炉1和驱动装置的电源，开始加热并使炉管2以20转/min的转速匀速转动，升温速率为20℃/min，升至800℃后保温4小时，然后开始降温，降温速率为20℃/min，降至400℃，关断加热炉1和驱动装置的电源，打开上炉体1a进行自然冷却。

取物料步骤：待炉管2冷却到一定温度后，将主动轮4b从固定头4上移开。随后将炉管2完全退出加热炉1。将炉管2放入到冷却装置3的冷却槽3a内，接通冷却装置3的电源，此时冷却装置3上下的两个风扇3b同时转动，对炉管2做快速冷却处理。冷却后，拧开固定头2d，打开炉盖2b，取出处理后的物料。

以上完成一次真空条件下粉体热处理的全部过程。

本实用新型所述旋转热处理炉具有以下优点：第一，所述加热炉1为半开式管式炉且所述加热炉1与炉管2相互独立，因而可方便装卸所述炉管2，而可将所述炉管2拆卸下来而脱离原来的高温加热的环境，通过外部的冷却装置3快速冷却；第二，由于加热炉1包括多个相互独立的加热单元10，每一加热单元10包括加热元件1c和热电偶1d，因而可精确的控制所述加热炉1各处的温度，实现整个加热炉1的温度一致，从而保证热处理时物料受热均匀；第三，所述炉管2的旋转轴线与水平面呈一锐角，即所述炉管2的倾斜设置可实现倾斜旋转，相对于现有的水平旋转中部分粉体物料会置于保温区，另一部分粉体物料置于加热区而导致受热不均匀而言，所述物料粉体在重力作用下向炉管2的底部移动，因而所述物料粉体都分布在加热区内，从而所述物料粉体实现均匀受热。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种旋转热处理炉，其包括加热炉、炉管、驱动炉管旋转的驱动装置，其特征在于，所述炉管的旋转轴线与水平面呈一锐角，所述加热炉设于炉管的外部且所述加热炉与所述炉管相互独立，所述炉管的开口端露出所述加热炉并与所述驱动装置相连，所述加热炉为半开式管式炉以装卸所述炉管，所述加热炉包括多个相互独立的加热单元，每一加热单元包括加热元件和热电偶。

2.如权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于，还进一步包括设置于外部的冷却装置，所述冷却装置设有多个可装载所述炉管的冷却槽以及多个用于加速空气流通的风扇，所述多个风扇设于所述冷却装置的上端及下端。

3.如权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述炉管的开口端可拆卸的连接有炉盖以密封所述炉管。

4.如权利要求3所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述炉盖设有进气口和出气口，所述进气口用于向所述炉管内部导入保护性气体，所述出气口用于排出空气，以实现炉管内部为保护性气体氛围。

5.如权利要求3所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述炉盖设有可密封的抽气口，所述抽气口用于排出空气，以实现炉管内部为真空条件。

6.如权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述炉管内部设有多个挡板，所述锐角为5度至45度。

7.如权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述驱动装置包括一个由电机驱动的主动轮、至少两个从动轮以及转速控制模块，所述从动轮可转动的设置于支架上，所述从动轮支撑于露出加热炉外的炉管的外周面，所述主动轮与露出加热炉外的炉管的外周面摩擦接触以带动所述炉管旋转，所述转速控制模块用于监测所述主动轮的转速。

8.如权利要求7所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述主动轮和所述炉管的外周面均设有用来增加摩擦力的花纹以形成摩擦接触。

9.如权利要求7所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述主动轮与炉管的外周面设有相配合的键槽连接结构以形成摩擦接触。

10.如权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于，所述加热元件为电阻丝、电阻片、硅碳棒或硅钼棒中的一种或几种组合。