CN88101735A - 旋转式炉床、多炉室、多目的炉系统 - Google Patents
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Abstract
一连续渗碳炉系统至少有两串联转底炉。渗碳转底炉，均衡转底炉和可设置其间的扩散转底炉可转动其炉床在任何时间、位置卸出零件托盘，因此可在每个转底炉中同时处理需不同循环时间的零件。每个转底炉中心孔垂直装有一个或若干有保持套的链式推动器，渗碳转底炉有若干区，炉壁装有风扇使环形炉室内的气氛均匀。均衡炉出口附近有两不同淬火装置和一缓慢冷却室以对零件做不同的冷却/淬火处理，零件也可从缓慢冷却室返回均衡炉再加热。
Description
本发明涉及连续的多炉热处理系统，具体来说，涉及采用多个转底炉的炉系统，在一单独的系统中同时处理需要不同热处理循环的零件。
现存的连续渗碳炉系统往往包括分别进行渗碳工艺中采用的各种热处理，即加热、渗碳、扩散及均衡冷却的不同炉室。例如美国专利第3，598，381号和第3，662，996号描述的装置，具有在予定的温度下，在不同的气氛中处理规定时间的分开的炉室，其平面图基本呈矩形。在这些系统中，零件托盘一个接一个地以固定的程序推或拉过每个炉室，每个托盘在其经过系统的全程中保持在相同的相对位置上，因而每个零件都得到了相同的热处理。
虽然上述系统已经广泛用于相似零件的连续，长时的热处理作业中，但是对于某些工厂却不很适用，例如必须处理需要不同循环时间和/或不同淬火/冷却类型的多种零件的工厂，以及想要根据定货加工多种零件以便维持较低库存的工厂。举例来说，美国专利第3，598，381号和第3，662，996号的系统用于上述场合将会十分不便，因为只有部分或全部地卸去热处理线上的零件，使用在热处理线上选定部分的空托盘，这些系统才基本上可以实现不同的热处理作业。这种方式费时而且大大地降低了炉系统的效率。
在1985年9月《金属进步》（Metal Progress）上公开了一种采用单一的渗碳转底炉的系统，象这样在炉系统中更灵活地处理零件的尝试尚不多见。另一个例子是，美国专利第3，598，381号的图6中表示的一个转底扩散炉，其上装有一个与传统的渗碳炉室分开的扩散炉室。虽然这两个系统做出了某些改进，但是它们使零件热处理的时间，只能在整个热处理工艺的一个单一的部分被改变。而且，这些现有技术的系统中公开的转底炉不能把其充分地划分成许多炉室以改善温度控制。这样单一炉室的转底炉还要求在两个转底炉之间具有耐热的拉动机构以便输送零件托盘，这样就降低了输送的可靠性，也给维修输送机构带来不便。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的炉系统，其特征是各种零件在该系统中被处理的过程中，在相邻的托盘中的各种零件可被处理不同的时间，而无需在系统中使用一定数量的空托盘。
本发明的一个目的是提供一种炉系统，这种炉系统可同时处理具有不同热处理循环时间的零件，因而具有很高的效率。
本发明的一个目的是提供一种炉系统，它具有多个相互连接的炉室，其中若干炉室可同时对具有不同热处理时间要求的零件进行热处理。
本发明的一个目的是提供一种炉系统，除以上特点外，在炉室之间移动零件只有推动作用而并不混杂相连接的炉室的气氛。
本发明的一个目的是提供一种多炉室炉系统，在它的一个炉室中，一个零件托盘，不管其位置如何，都可被选作下一个从该炉室中卸料的托盘。
本发明的一个目的是提供一种炉系统，它具有一个转底渗碳炉，这个炉底渗碳炉具有多个温度控制区并具有改进的气氛循环。
本发明的一个目的是提供一种炉系统，它具有多个旋转炉室，在每个炉室中都具有改进的均匀的温度和气氛。
本发明的一个目的是提供一种多炉室炉系统，其中在一个旋转式均衡炉室中的任一零件托盘，不管在炉室中的位置如何，都可被对准一个选定的卸料门，以便在不同类型的多个装置之一中进行淬火/冷却。
本发明的一个目的是提供一种炉系统，它具有多个转底炉，其中有一个均衡炉，可进行零件的冷却，把零件运送到一个缓慢冷却装置和/或予定的淬火装置，并且可以预热从缓慢冷却装置返回的零件。
本发明是一个具有多个串列的转底炉的连续渗碳炉系统，每个转底炉适于对需要不同时间的托盘盛装的不同的零件进行热处理作业，然后把选定的托盘推入下一个转底炉或炉室作进一步的热处理。本系统可混合处理需要不同循环时间的不同零件，因而可按照要求在零件上获得不同的硬化层深度和扩散深度，同时可保持高的炉效率和均匀的炉内气氛。
本发明的一种推荐的炉系统包括三个面包圈形转底炉;一个渗碳炉、一个扩散炉和一个均衡炉，每个炉都具有一可转动的圆形炉床，在一环形炉室中承载并移动零件托盘。每个转底炉都通过一种已获专利的能防止相邻炉室的气氛互相混合的双门结构与另一个转底炉相连接。在每一个面包圈形转底炉的圆形空间或“孔”中都设置一个或多个推动器以便卸出托盘中的零件。旋转式炉床可以在任何时间，任何位置卸出任何一托盘中的零件，只要把炉床的选定位置转到转底炉的卸料门处即可，因此这种炉系统在工作中具有高度的灵活性。
上述推荐的炉系统的均衡炉用做一个冷却炉室，一个把零件托盘运送到一个予定的淬火系统或送到一个缓慢冷却室的机构，而且也用作从缓慢冷却室返回的零件再次加热的炉室。已经从均衡炉室推入缓慢冷却室的托盘在冷却之后可以再送回到均衡炉室以便再次加热并淬火，或者从缓慢冷却室直接调送到托盘返回输送线。
为了在渗碳炉内维持均匀的气氛，在其侧壁内装有专用风扇。这种风扇的典型布置是每区一个，在渗碳炉的炉室内形成与炉床转向反向的周向气流循环。监测并控制多个区中的温度也可保证气氛的均匀。在扩散和均衡炉室内为使气氛均匀可以采用顶装风扇，典型的布置是多个区中每区设置一风扇。
现在对附图简要说明如下：
图1是按照本发明的一推荐的炉系统的平面图;
图2是沿图1的2-2线的渗碳转底炉的剖视图;
图3是沿图1的3-3线的扩散转底炉的剖视图;
图4是沿图1的4-4线的均衡转底炉的剖视图;
图5是沿图1的5-5线的渗碳转底炉的局部剖视图;
图6是沿图5的6-6线的剖视图，说明一种推荐的壁装的气氛循环风扇;
图7是一推荐的炉系统的预热炉的纵剖视图;
图8是上述预热炉的端剖视图;
图9是按照本发明的另一实施例的炉系统的平面图。
图1表明按照本发明的一种推荐的连续渗碳炉系统20的总的平面布置图。（此处术语“渗碳”的含意不只包括在富碳的气氛中的处理，包括在碳/氮气氛中的处理。）系统20包括几个互相连接的炉，每个炉都形成一个独立的炉室，在渗碳循环中，装有零件的托盘在其中进行热处理作业。其中一些炉子，例如预热炉22和回火炉24是传统式的，在这些炉中，零件（零件托盘）依其进入的顺序输送（下面将要讲到，预热炉22在处理顺序上可实现某些灵活性，这是由于采用了双排结构，每排可以不同的速度推动，如果需要也可以采用面包圈形旋转式结构。）。其它的炉，例如三个串列连接的面包圈形转底炉30、32和34是独特的，可变循环的炉，它们可以任意选定的顺序卸出零件而不管进炉的时间次序。现在以零件在渗碳循环中处理的次序说明这些炉和连续渗碳炉系统20的其它部件。
在托盘中装入需要渗碳的零件，例如齿轮、轴类和其它需要表面硬化的钢制零件，首先把这些托盘从一个装卸区38移送到一个预热炉22（见图1，7和8）。图中的预热炉22是静止炉床的炉子，但是如果需要，也可以为类似于前述的转底炉，预热炉22的作用是在防止脱碳或者防止表面出现氧化皮的气氛中将工件加热到需要的渗碳温度，如大约1700°F。为此目的，辐射管42，典型的U型管一端连接到一个气体燃料炉或液体燃料炉上，辐射管42在托盘上方，如必要，也在托盘下方，在预热炉22的侧壁间延伸，而且使用吸热气氛发生器（未画出）的输出加氮气，如果需要，再加上从适当来源引入的少量富碳气氛，用以控制预热炉22中的气氛使其含有少量的碳（例如按重量计含0.2%）。传统式的同流换热室可以连接到辐射管42上以便从已经通过辐射管的热气中回收热量。在预热炉22的炉顶45上可以装有一个或者多个风扇44使气氛循环借此维持均匀的气氛。通过马达驱动的推动器48（典型的推动器是本技术领域中著名的具有保持套的链式推动器），把零件47的托盘46送入预热炉22，然后由一马达驱动的刚性主推动器56沿单线轨道50或者由二个独立的主推动器56和58沿双线轨道50推过预热炉22。如果必要，推动器56和58最好可以把托盘推到沿预热炉22长度的每一个托盘位置，从而使预热炉22不用使用空托盘就可以在停炉时卸空。一个预热炉具有并列的双线，每条线都对准一个独立的主推动器并有三、四个托盘位置也许是合乎需要的，因为这样在最初开炉时可快速向临近的渗碳炉30装料从而提供较大的预热能力。对于在预热炉中需时不同的零件来说，双线也提供了某种灵活性。例如，可以使较轻的零件比预热需时较长的较重零件更快地通过预热炉22并进入渗碳炉30。在正常的运转中，并非预热炉22的所有预热位置都要使用以跟上渗碳炉30的需要。
预热炉22的出口端连接到渗碳转底炉30上，但是借助一个双门结构61与其隔开，通常双门结构61的门是关闭的。美国专利3，662，996号及其图2中介绍了一种这样的双门结构61。本说明书把美国专利3，662，996号的公开内容作为对照。这样的双门结构包括一个在连接区63的一个侧壁上的排气结构62，该排气结构62在两炉门61之间延伸。排气结构62用作炉门61关闭时，更重要的是在炉门61开启时，从加热炉22或渗碳炉30流入连接区63中的流通气体的出口。因此，防止了炉22和30的不同气氛的相互混合。
为了保证要送入渗碳炉30中的零件托盘达到在预热炉22中的正确位置以便输送，沿着预热炉22的每条线前进的托盘与一托盘定位器64相互作用，该托盘定位器设置在预热炉22的出口端。每个托盘定位器64包括一定位杆，在托盘到达预热炉22的“卸料位置”之前，定位杆伸入预热炉22并接触一个托盘。前进中的托盘把定位杆沿托盘运动方向推回，直至托盘到达卸料位置，在该位置，托盘定位杆触动一开关，仃止主推动器56的推动，并使托盘定位杆缩回。
当需要把一托盘46送入渗碳转底炉30时，炉门61即被抬起。然后，托盘就被一马达驱动的推动器65（典型的是具有保持套的链式推动器）推到渗碳炉30的一个圆形炉床66上。托盘在炉床66上的正确定位由推动器65和托盘定位器67的相互作用来保证，定位器67与前述定位器64相类似，并位于渗碳炉30内炉壁68形成的中心圆孔内。
在面包圈形的渗碳炉30形成的环形炉室69内有可控的富碳气氛，因此，碳可均匀地渗入零件表面。这种气氛可以由富碳的吸热气氛发生器提供，该发生器与气氛分折-控制装置相联，该气氛与分折-控制装置可以包括氧探针。这种气氛的典型含碳量，例如，按重量计在1-1.35%的范围内。为维持渗碳所需的高温（例如，1700°F），在内炉壁68和外炉壁76之间铺设有辐射管72，而且，内炉壁68和外炉壁76最好是由隔热耐火材料制成，或者衬有隔热耐火材料。
通过炉床66在环形渗碳炉室69内的转动，零件就在渗碳炉30中移动，除去装或卸零件而仃转，炉床69总是在连续转动。为了便于转动，炉床69由静止的轮80支承，轮80在炉床66外侧的圆形轨道84上运转。临近炉床，在其内、外径处设置油封88以防炉内气氛烧炉床而泄漏。所用的油最好在一个气/油热交换器（未画出）中往复循环以便使油温保持在选定的值。炉床66的转动是靠如液压马达驱动链那样的传动机构92来完成的。该传动机构包括速度控制装置以便调节炉床的转动，如作加速，正常转速和减速，而且在正常生产作业中最好使炉床只作一个方向的转动。如果在生产中炉床设计成只作一个方向的转动，那么传动机构92最好能使炉床在故障发生时作手动的慢速反转，并可进行维护保养。或者，传动机构92也可设计成在生产中可以进行顺时针和逆时针的转动，并可自动地选择转向以便把选定的托盘从渗碳室69中卸出时可缩短炉床转动的路程。炉床66的正常转速最好起码是每分钟一转，但是在这样的转速下，双转向所带来的缩短转动路程的优点，与设置在并控制双向转动所引起的额外的复杂性来比，往往得不偿失。
在炉系统20中，零件托盘从临近于渗碳炉30的双门结构61的进入位置93移送到临近于出口门结构96的卸料位置94，靠的是炉床的转动而不是靠沿炉室延伸的托盘线被推动。因为炉床上任一点都可转动到卸料位置94，所以任何零件托盘在任何时间都可被送至卸料位置94，而不管它已经在渗碳炉中仃留了多长时间。这就可以在渗碳炉30中对各种零件同时渗碳，其中一些零件可以需要更长的渗碳时间以便（例如）获得较大的表面硬化深度。另外也可以使要优先进行热处理的零件比那些可以增加渗碳并不急需的零件提早出炉。而且，在渗碳炉30中可以实现这种多目的作业，而无需在需要不同渗碳时间的零件的托盘之间设置一定数目的空托盘。在传统的使用推动器的多炉室的炉中，那种使用许多空托盘的作法是一种标准的，低效率的变换循环时间的方法。
要使零件在渗碳炉30中正常渗碳，要求在整个环形炉室69中的气氛均匀一致。因此，渗碳炉室69中划分为若干区，例如，在图1所示的推荐的布置中，分为三个区。在这三个区中的每个区中都有温度传感器104监测并控制炉室69及其气氛的温度。例如，传感器104可以位于每个区的中心，炉床上方不干扰满载托盘的运动的高度上（例如在满载托盘上方二英寸处），并通过温度控制装置与向辐射管72提供热量的该区的燃烧器相连，从而维持需要的炉室温度。因为每个区是各自监测和控制的，所以周向的温度变化减至最小，保证了零件的正确渗碳。
在渗碳转底炉30的炉床66上方外炉壁内安装的风扇112（图1，5和6），最好是蜗形风扇，也有助于形成均匀一致的气氛。每个风扇都位于侧壁76的耐火材料形成的风洞118的进口116内，把风吹向出口120，出口120与进口116沿侧壁76在周向上间隔开，例如隔开大约4英尺的距离。如图6所示，出口120也可以有一个角度以有助于产生气氛流的周向分量，其方向最好与炉床66的转向相反。这种气氛的逆流，当其从一个风扇组件的出口向另一个风扇组件的进口吹送时（然而并不紧贴外壁76），有助于渗碳炉室69内气氛的充分混合，并保证零件与新鲜的，富碳的气氛之间的良好接触。
当渗碳炉30中的一托盘零件的渗碳接近完成时，炉床66的转动使该托盘处于卸料位置94。渗碳炉30和扩散炉32之间的连接区126中的炉门124就被打开，并且这托盘零件被一马达驱动的有保持套的链式推动器130推进扩散转底炉32的环形炉室128中一个预选的位置，同时，该推动器130与扩散炉32的中心孔133中的一个适当的托盘定位器131相互作用。由于渗碳炉30做成面包圈形，其中心孔132可以在其敞开的空间中容纳推动器130，并使推动器130其中工作。这可避免在炉30和32之间的热连接区（或称喉部）126内设置拉动机构。面包圈似的形状也有便于在炉30内的分区，如前所述，这可改善整个环形炉室69内的温度控制。
炉30和32之间的门124最好类似于前述预热炉22和渗碳炉30之间的双门结构61，也是双门式的。这种双门结构可防止炉30和32之不同气氛相互混合，尤其是当炉门124打开以便向扩散炉32中运送零件时。
扩散转底炉32和均衡转底炉34在结构上与渗碳转底炉30相似，但通常比炉30有较小的炉室，例如，它们可以有8个托盘位置，而渗碳转底炉30中可以有14个托盘位置。这之所以可能，是由于零件在炉32和34中逗留的时间大大短于在炉30中逗留的时间，因此，只要较少的托盘位置就可以处理在渗碳炉30中处理的相同数目的零件。当然，转底炉30，32和34中的任何一个或者全部都可以在不足的容量下运转，而且留下一些托盘位置空着以便分开盛放不同类型零件的托盘，也是可以的。
扩散炉32包括一个旋转式炉床140和两个温度控制区144，每个区都装有一个温度传感器146和一个顶装风扇148以便维持均匀一致的气氛。在图1所示的推荐的炉系统20中，扩散转底炉32的炉室128包括两个区144，每个区都装有一个径流式顶装风扇148。扩散炉32的作用是调节零件外层的碳含量，一般是在零件的表面到预定深度内产生均匀的碳含量。为了作到这一点，在扩散炉32中要采用比渗碳炉30中所用气氛含碳量低一些的气氛（例如0.9%），这种气氛是由向其输出中再加入富碳气氛的吸热气氛发生器提供的。借助合适的包括氧探针的气氛分析-控制装置来维持需要的碳含量。在内炉壁154和外炉壁156之间设有辐射管152（图3）以便维持选定的扩散温度，如1700°F。
象渗碳炉30一样，扩散炉32的扩散炉室128中可以同时处理需要不同扩散时间的零件，因为其炉床140可以根据需要把一托盘零件从炉32中的任何位置移送到卸料位置。因此，当选定的零件在扩散炉32中热处理了规定的时间之后，炉床140的转动可把装有这些零件的托盘送到卸料位置158，该位置对准通往均衡炉34的一个门道，该位置也对准一马达驱动的具有保持套的链式推动器162，推动器162位于面包圈形扩散炉32的中心孔133中，类似于渗碳炉30和扩散炉32之间的双门124的双门168然后被打开，该托盘被推入均衡炉34。
均衡炉34在结构上类似于转底炉30和32，它包括一个旋转式炉床170，辐射管172以及在其炉室174中维护可控富碳气氛（例如，0.9%）的装置。一个或多个径流式风扇176延伸过炉顶180以帮助维持均衡炉炉室174中均匀一致的气氛，均衡炉包括两个温度控制区，每个区都设有一个温度传感器178。均衡炉34还包括三个出口186，187和188以便能够按照要求进行不同的淬火和冷却处理。因此，均衡炉34用作一个具有很大灵活性的输送装置，可把零件送往不同的淬火站。均衡炉34也可用来把零件的温度从其扩散温度降低到淬火前的规定温度（例如大约1540°F）而且还可以用来再次加热从临近出口187的缓慢冷却室202再次送入均衡炉34中的零件。
如图1所示，面包圈形的均衡炉34形成的中心孔189使三个马达驱动的具有保持套的链式推动器190，191和192分别与均衡炉34的三个出口186，187和188对准并连通。两个托盘定位器也位于中心孔189中以帮助正在被从扩散炉32推入均衡炉室174的托盘进行正确定位，或者帮助正在从缓慢冷却室202返回的托盘进行正确定位，缓慢冷却室202是以均衡炉34的出口187对准的。
为尽量减小中心孔189的尺寸，推动器190，191和192在安装时使容纳链条的管（保持套）196以及驱动其“硬”链条195的链轮198设置在垂直的方向上，而不是象预热炉22的链式推动器48和65那样水平地安装。因此当推动器190，191和192的链轮198由顶装马达驱动时，链条195在容纳它们的管（保持套）196中垂直和水平地沿着90°的拐弯203和207移动，从而水平地移入和移出均衡炉室174。转底炉30和32的推动器130和162也以垂直的方式安装。
如图1所示，均衡炉34的一出口186由一炉门199与一个升降式沉浸淬火装置200隔开，这种传统式的淬火装置包括一个升降装置，可使零件向下浸入盛有淬火介质，如油的槽中，然后再把零件升起进行进一步的淬火后处理。被转至均衡炉34的出口186的位置的零件，由马达驱动的具有保持套的链式推动器190移到淬火装置200的升降装置上。零件被降下并沉浸淬火，然后被升起并移送到一条淬火后运输线201。
对于需要缓慢冷却到例如大约700°-800°F的零件，均衡炉34的炉床170转动到临近于双位缓慢冷却室202前面的出口187的一个位置。内装式的单一炉门204提起，然后零件托盘由一提升机构升入一缓慢冷却位置，可以由围在缓慢冷却室外面上部的水冷板以及由两个顶装轴流风扇205进行循环的气氛进行冷却。设有两个托盘位置，因此处于“前”位或“后”位的一托盘可随时降下并由转动器206移回均衡炉34内以便为其后的淬火或另一次缓慢冷却循环而再次加热。托盘也可以直接被具有保持套的链式推动器208从缓慢冷却室202移至托盘返回线，推动器208可把一托盘从缓慢冷却室202的后位移开。被缓慢冷却的两个托盘中的任一个都可以这种方式被移开。
返回到均衡炉34的零件在均衡炉室174中被再次加热，然后在沉浸淬火装置200中淬火或者在模压淬火装置212中淬火，用手工从模压淬火保温室214中取出零件装入模压淬火装置212中。保温室214临近于出口188而与均衡炉34相连接，通过炉门216的开口由马达驱动的具有保持套的链式推动器192送入零件。模压淬火装置212用来对那些在沉浸淬火装置200中处理时太易于变形的零件进行淬火，模压淬火装置包括夹具或模具来紧紧夹持零件同时使用淬火介质淬火。
模压淬火保温室214最好具有在炉床上方从其中横穿的辐射管以便把零件维持在选定的温度上，如大约1540°F，并向保温室214中供应富碳气氛，其碳含量等于或稍低于均衡炉34中气氛。保温室214可以具有两个托盘位置，对装有不同种类的零件进行保温，例如，一个托盘位置218装放齿轮，第二个托盘位置220装放轴。通过一个垂直的活动壁和槽型门222可以达到托盘位置218，通过一个厢式的垂直铰接的门224可以达到托盘位置220。这两种不同的炉门设计可以很好地够到特定的零件，同时在反复打开门222和224的过程中，可以最大限度地减少进入模压淬火保温室214的空气。
在淬火后，零件被运送通过炉系统20的其它传统式的部件以便进行淬火后处理。经过模压淬火的零件再次装在冷却后的托盘上，托盘是由装在淬火托盘冷却站232的一个小风扇230冷却的，然后由适当的输送机构如轨道输送机，沿着输送线201移动。
如图1所示，淬火后的零件以其到达淬火后位置234的次序通过冲洗（和附加清洗）槽，然后可选择地通过一回火炉24。回火炉24可以是电炉或者燃气炉，其横截面为矩形，在炉中零件再次被加热至例如大约300°F，以便消除应力，降低硬度并增加韧性。如果必要，零件可在临近回火炉24的出口242的一个矫正站矫直，可以设置一个带有手工移门机构的电炉室244用来在矫直前对零件保温（例如保持在大约300°F）。在把零件运送到装卸区38的过程中可以进行的附加作业包括把零件从夹具中取出。托盘翻转站246用来防止托盘翘起。零件的清洗工作可以在一喷丸装置上进行（未画出）。
整个炉系统20由一计算机控制中心250控制，计算机控制中心250包括控制系统中各个炉门，推动器和各炉的旋转式炉床的以及予定炉温和气氛碳含量的程序和存储指令，控制中心250也与每个转底炉的驱动机构92的编码器相连，以便保持跟踪每个转底炉中每一零件托盘的位置及热处理状况。对零件的连续跟踪使得在仃炉时可以立即确定每个零件托盘在炉系统中的位置，也可以存储每个零件热处理过程的资料，这有助于质量控制。
在决定炉系统20中每个转底炉30，32和34的尺寸时要使推动器结构和托盘定位器能够在其面包圈形状的中心孔中方便地安装，使得在维护保养时能够达到中心孔，并且使炉室有足够的尺寸以放置托盘并维修炉子。例如，本发明的每个转底炉中心孔的最小直径约为5英尺，而其外径可达大约30英尺，不过如上所述，扩散炉32和均衡炉34的外径最好适当地小于渗碳炉外径。典型的托盘尺寸为大约30平方英寸，在运转中每个转底炉的典型炉床转速约为每分钟一转。这种相当高的转速使得作业中炉床的双向转动失去必要，并有助于对零件进行均匀的热处理。在一个处理循环中，零件可在渗碳炉30中仃留大约7-15小时，在扩散炉32和均衡炉34中各仃留大约1 1/2 -4小时，这取决于需要热处理的零件的种类，和需要的有效硬化层深度。
图9是本发明另一实施例的平面图，所示炉系统的各炉及其它部件与上述炉系统20相应部件使用相同的标号。图9所示炉系统280与炉系统20的不同之处在于：它没有一个独立的扩散炉，扩散及均衡处理是在单一的转底炉282中进行的。不需要在与扩散/均衡转底炉282分开的一个炉中进行扩散的零件可比在前述系统20中更加省时，低费用地在这种双转底炉式炉系统280中进行热处理，但是同样具有三转底炉式炉系统所具有的优点和灵活性。
在上面详细说明中公开的，并在附图中表示的炉系统是本发明的推荐实施例，对其可作多种变化而并不背离本发明的实质。
Claims (21)
1、一种对零件进行热处理的炉系统包括：
一个预热炉，它具有一个装入零件的进口，一个卸出零件的出口，限定预热炉室的炉壁，以及向该预热炉室供应不使零件起氧化皮气氛的装置；
一个渗碳转底炉，它连接于该预热炉并适于从该预热炉接收零件，该渗碳炉包括一个基本呈圆形的，承载零件托盘的旋转式炉床，封闭该炉床并形成一个环形渗碳炉室的隔热的内、外炉壁，该外炉壁上具有一个进口和一个出口，该内炉壁径向向内限定一个基本呈圆形的空间，向该渗碳炉室供应渗碳气氛的装置，使该渗碳气氛维持在选定的温度和碳含量的装置，以及使该炉床绕该圆形的空间转动的装置；
在该预热炉的出口和该渗碳炉的进口之间的第一对相互连接的炉门；
一个预热炉推动器，在该第一对炉门打开时可以把一托盘零件通过该预热炉的出口推入该渗碳炉室；
一个扩散转底炉，它连接于该渗碳炉并适于从该渗碳炉接收零件，该扩散炉包括一个基本呈圆形的，承载零件托盘的旋转式炉床，封闭该炉床并形成一个环形扩散炉室的隔热的内、外炉壁，该外炉壁上具有一个进口和一个出口，该内炉壁径向向内限定了一个基本呈圆形的空间，向该扩散炉室供应可控扩散气氛的装置，使该扩散气氛维持选定温度和碳含量的装置，以及使该炉床绕该圆形的空间转动的装置；
在该渗碳炉的出口和该扩散炉的进口之间的第二对相互连接的炉门；
一个渗碳炉推动器，位于该渗碳炉内炉壁限定的圆形空间内并可以在该第二对相互连接的炉门打开时把一托盘零件从该渗碳炉室推入该扩散炉室；
一个均衡转底炉，它连接于该扩散炉并适于从该扩散炉接收零件，该均衡炉包括一个基本呈圆形的，承载零件托盘的旋转式炉床，封闭该炉床并形成一个环形均衡炉室的内、外炉壁，该外炉壁上有一个进口和一个出口，该内炉壁径向向内限定了一个基本呈圆形的空间，向该均衡炉室供应可控均衡气氛的装置，使该均衡气氛维持选定的低于该扩散炉气氛的温度和碳含量的装置，以及使该均衡炉炉床绕着该圆形的空间转动的装置；
在该扩散炉的出口和该均衡炉的进口之间的第三对相互连接的炉门；
一个扩散炉推动器，位于由该扩散炉的内炉壁形成的圆形空间内并可以在该第三对相互连接的炉门打开时把零件托盘从该扩散炉推入该均衡炉室内；
连接于该均衡炉并可以从该均衡炉接收零件的淬火装置；以及
在该均衡炉的出口和该淬火装置之间的一个炉门，当该炉门打开时，通过该炉门可以把零件托盘从该均衡炉推到该淬火装置。
2、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：还进一步包括一个均衡炉推动器，它位于该均衡炉的内炉壁限定的圆形空间，并且可以把零件托盘从该均衡炉室推入该淬火装置。
3、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：该均衡炉的该外炉壁包括第一和第二出口，而且该淬火装置包括一个模压淬火保温组件，在临近于该第一出口处与该均衡炉相连接，还包括一个沉浸淬火组件，在临近于该第二出口处与该均衡炉相连接，该均衡炉包括第一和第二均衡炉推动器，都位于该均衡炉的内炉壁限定的圆形空间内并且可以把零件托盘从该均衡炉室分别推入该模压淬火保温组件和该沉浸淬火组件，该均衡炉还包括一个在该均衡炉的第一出口和该模压淬火保温组件之间的第一炉门以及一个在该均衡炉的第二出口和该沉浸淬火组件的第二炉门。
4、按照权利要求3所述的一种炉系统，其特征在于：该均衡炉的外炉壁还具有第三出口，而且该系统还包括一个缓慢冷却组件，该组件与该均衡炉连接并且形成一个缓慢冷却室，在该均衡炉的第三出口和该缓慢冷却室之间有一炉门，以及一个第三均衡炉推动器，位于由该均衡炉的内炉壁所限定的圆形空间内并且可以在该第三出口和该缓慢冷件组件之间的该炉门打开时把零件托盘从该均衡炉室推到该缓慢冷却室内。
5、按照权利要求4所述的一种炉系统，其特征在于：还具有一个推动器，临近于该缓慢冷却组件一端并且可以把零件托盘从该缓慢冷却室推到该均衡炉室。
6、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于，在该第一对相互连接的炉门之间的空间内具有气障装置以防止该渗碳气氛进入该预热炉，也防止该预热炉气氛进入该渗碳炉。
7、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：在该第二对相互连接的炉门之间的空间内具有气障装置以防止该渗碳炉气氛进入该均衡炉，也防止该扩散炉气氛进入该渗碳炉。
8、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：在该第三对相互连接的炉门之间的空间内具有气障装置以防止该扩散炉气氛进入该均衡炉，也防止该均衡炉气氛进入该扩散炉。
9、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：该渗碳转底炉至少具有三个区，每个区的大小基本相同，还具有控制每个区中的该渗碳炉气氛的温度和碳含量的装置。
10、按照权利要求9所述的一种炉系统，其特征在于：该扩散转底炉至少包括大小基本相同的两个区，以及控制每个区中扩散炉气氛的温度和碳含量的装置。
11、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：该渗碳炉的外炉壁在渗碳炉炉床上方具有风洞，该风洞具有一进口和与该渗碳炉室相通的一出口，并且该渗碳炉在每个风洞内都装有一侧壁安装的风扇，该风扇可以在大致周向的方向上绕该渗碳炉室循环该渗碳气氛。
12、按照权利要求11所述的一种炉系统，其特征在于：该侧壁安装的风扇可以与该渗碳炉炉床转向相反的方向在大致周向的方向上循环该渗碳气氛。
13、按照权利要求1所述的一种炉系统，其特征在于：该扩散炉推动器是有保持套的链式（CAPTIVE CHAIN TyPE）推动器，包括一链条，与该链条啮合并当被驱动时移动该链条的链轮装置，一驱动该链轮装置的马达以及一临近于该内炉壁的一链条保持套，该链条保持套有一基本垂直的部分和一个把该链条的运动方向从垂直变为水平的曲线形部分，使该链条的推动器端部可做出入该扩散炉室的运动。
14、按照权利要求11所述的一种炉系统，其特征在于：该渗碳炉包括至少三个区，每个区的大小基本相同，以及控制每个区中该渗碳气氛的温度和碳含量的装置。
15、按照权利要求4所述的一种炉系统，其特征在于：在该转底炉的圆形空间内的每个推动器都是一个马达驱动的有保持套的链式推动器。
16、按照权利要求15所述的一种炉系统，其特征在于：该转底炉的圆形空间内每一个推动器都包括一链条，与该链条啮合并在被驱动时带动该链条运动的链轮装置，一驱动该链轮装置的马达，以及一临近于该内炉壁的链条保持套，该链条保持套有一基本垂直的部分和一个把该链条的运动方向从垂直变为水平的曲线形部分。
17、按照权利要求2所述的一种炉系统，其特征在于：由该渗碳炉、该扩散炉和该均衡炉的内炉壁限定的圆形空间，都具有至少大约5英尺的直径。
18、按照权利要求2所述的一种炉系统，其特征在于：转动该渗碳炉，扩散炉和均衡炉的炉床的装置可以使该炉床的转速至少为每分钟一转。
19、对零件进行热处理的一种炉系统包括：
一个预热炉，它具有一个装入零件的进口和一个卸出零件的出口，以及向该预热炉供应不使零件起氧化皮气氛的装置;
一个渗碳转底炉，它连接于该预热炉并适于从该预热炉接收零件，该渗碳炉包括一个基本呈圆形的，承载零件托盘的旋转式炉床，封闭该炉床并形成一个环形渗碳炉室的隔热的内、外炉壁，该外炉壁上有一个进口和一个出口，该内炉壁径向向内限定一个基本呈圆形的空间，向该渗碳炉室供应渗碳气氛的装置，使该渗碳气氛维持在选定的温度和碳含量的装置，以及使该炉床绕该圆形的空间转动的装置;
在该预热炉的出口和该渗碳炉的进口之间的第一对相互连接的炉门;
一个预热炉推动器，在该第一对炉门打开时可以把一托盘零件通过该预热炉的出口推入该渗碳炉室;
一个扩散均衡转底炉，它连接于该渗碳炉并适于从该渗碳炉接收零件，该扩散/均衡炉包括一个基本呈圆形的，承载零件托盘的旋转式炉床，封闭该炉床并形成一环形扩散/均衡炉室的内、外炉壁，该外炉壁上有一个进口和一个出口，该内炉壁径向向内限定了一个基本呈圆形的空间，向该扩散/均衡炉室供应可控的扩散/均衡气氛的装置，使该扩散/均衡气氛保持在选定温度和碳含量的装置，以及使该扩散/均衡炉炉床绕该圆形的空间转动的装置;
在该渗碳炉的出口和该扩散/均衡炉的进口之间的第二对相互连接的炉门;
一个渗碳炉推动器，位于由该渗碳炉内炉壁限定的圆形空间内，并可以在该第二对相互连接的炉门打开时，把一托盘零件从该渗碳炉室推到该扩散/均衡炉室;
连接于该扩散/均衡炉并可以从该扩散/均衡炉接收零件的淬火装置;
在该扩散/均衡炉的出口和该淬火装置之间的一个炉门;以及
一个扩散/均衡炉推动器，位于由该扩散/均衡炉室的内炉壁限定的圆形空间，并能够把一托盘零件从该扩散/均衡炉室推入该淬火装置。
20、按照权利要求19所述的一种炉系统，其特征在于：该扩散/均衡炉的外炉壁包括第一和第二出口并且该淬火装置包括一个模压淬火保温组件，该组件在临近该第一出口处与该扩散/均衡炉相连接;一个沉浸淬火组件，该组件在临近该第二出口与该扩散/均衡炉相连接;第一和第二扩散/均衡炉推动器，位于由该扩散/均衡炉的内炉壁限定的圆形空间内并可以把零件托盘从该扩散/均衡炉室分别推入该模压淬火保温组件和该沉浸淬火组件;在该扩散/均衡炉的该第一出口和该模压淬火组件之间一对炉门;以及在该扩散/均衡炉的该第二出口和该沉浸淬火组件之间的一个内装式炉门。
21、按照权利要求20所述的一种炉系统，其特征在于：该扩散/均衡炉的该外炉壁具有一个第三出口，以及该炉系统还包括一个缓慢冷却组件，该组件与该扩散/均衡炉相连接并且形成一个缓慢冷却室，以及一个第三扩散/均衡炉推动器，它位于由该扩散/均衡炉的内炉壁限定的圆形空间内并可以在该第三出口和该缓慢冷却组件间的该内装式炉门打开时，把零件托盘从该扩散/均衡炉室推到该缓慢冷却室。
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