TWI571607B - The structure of the continuous heat treatment furnace for bell - type ball annealing - Google Patents

Description

鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構

本發明係關於一種鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構，特別是一種利用台車將盤圓工件藉由鐘罩罩住後，進入退火爐內進行退火程序之結構。

按，將鋼材進行退火之目的，主要是要讓鋼材方便後續冷鍛加工，而影響加工最主要原因是鋼材內的網狀雪明碳鐵，必需球狀化，過程中，網狀雪明碳鐵必須加熱至720℃後再緩冷至680℃重覆數次，在緩冷的過程中才能使得網狀雪明碳鐵能夠球狀化，但此程序須重複多遍，才能讓網狀雪明碳鐵很均勻的球狀化，目前業界最常用的退火爐結構，因為爐內體積較大，以至於在熱處理前的保護氣體相對用量消耗大，爐內降溫時，熱量無法回收使用，無法達到節能減碳效果，以及氣密性不良危險性增加之風險，在這個處處講求節能減碳的世界，此一結構實有改善之必要。

本發明之主要目的，在於提供一種鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構，藉由鐘罩式的台車的構造，可以將盤圓鋼材罩在台車中，進行退火程序，同時可達到快速及節省能源。

為達上述之目的，本發明係提供一種鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構，包括有第一加熱室、第二加熱室、退火室、第一降溫室、第二降溫室、若干台車、第一熱回收機構及第二熱回收機構，其中，第一加熱室之一側設有第一閘門，該第一閘門可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第一加熱室內的上方二側均設有加熱單元，與第二加熱室相鄰側設有第二閘門， 該第二閘門可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第二加熱室內的上方二側均設有加熱單元，與退火室相鄰側設有第三閘門，退火室內上方設有若干的加熱單元，與第一降溫室相鄰側設第四閘門，該第四閘門可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第一降溫室上方設一熱回收機構，與第二降溫室相鄰側設第五閘門，第二降溫室另一側設第六閘門，第五及第六閘門可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第二降溫室內上方設一熱回收機構，台車為一須藉由軌道來行走之車輛，台車上設有一抽氣孔、一送氣孔及一溫度偵測器，二側設有頂摯機構，該頂摯機構可將台車向上撐起之功能，台車的台面上可供盤圓鋼材放置，同時放上鐘罩。

當載有盤圓鋼材的台車要進行退火程序時，須先將鐘罩內的空氣，藉由抽氣孔抽至真空後，再將95%的氮氣及5%的氫氣，經由送氣孔送到鐘罩內，此時，載有盤圓鋼材的台車60即可進到第一加熱室準備進行預熱，當閘門關閉時，台車二側的頂摯機構會將台車整台升起，使第一加熱室二側的第一及第二閘門與台車的台面形成一個密閉的空間後，藉由加熱單元來對鐘罩進行直接加熱升溫。

當鐘罩內溫度達到250℃時，鐘罩內的溫度偵測器發出訊息，將閘門向上開啟，台車二側的頂摯機構將台車放下後，即可利用軌道將台車往第二加熱室前進，進行第二階段的預熱，台車進到第二加熱室時，第二閘門會關閉，台車二側的頂摯機構會將台車整台升起，使第二加熱室二側的第二及第三閘門與台車的台面形成一個密閉的空間後，藉由加熱單元來對鐘罩進行直接加熱升溫，在加熱的同時閘門會向上開起讓另一台車進入到第一加熱室中進行預熱，當第二加熱室中鐘罩內的溫度達到500℃時，第三閘門會向上開起，讓台車進入倒退火室中進行退火程序，同時當第三閘門關閉時，台車二側的頂摯機構會將台車整台升起，則第一閘門及第二閘門會依序開起及關閉，讓後續的台車能夠進 入到第一加熱室及第二加熱室進行預熱，當退火室中的台車完成退火程序後，第四閘門會開啟讓退火室中的台車進入第一降溫室進行第一階段降溫，閘門關閉後，台車二側的頂摯機構會將台車整台升起並抵住閘門，同時第一降溫室上方的第一熱回收機構將第一降溫室內多餘的熱能回收至第二加熱室中，以降低第二加熱室熱能的支出，並達到熱能回收，當第一降溫室的鐘罩內的溫度降至500℃時，閘門會開啟，讓第一降溫室中的台車進到第二降溫室進行第二階段降溫，閘門關閉後，台車二側的頂摯機構會將台車整台升起並抵住第二降溫室二側閘門，同時第一降溫室上方的第二熱回收機構將第二降溫室內多餘的熱能回收至第一加熱室中，以降低第一加熱室熱能的支出，並達到熱能回收，最後當第二降溫室的鐘罩內的溫度降至250℃時，第六閘門會開啟讓第二降溫室中的台車離開第二降溫室完成退火程序。

10‧‧‧第一加熱室

11‧‧‧第一閘門

12‧‧‧加熱單元

20‧‧‧第二加熱室

21‧‧‧第二閘門

22‧‧‧加熱單元

30‧‧‧退火室

31‧‧‧第三閘門

32‧‧‧加熱單元

33‧‧‧緩冷區

40‧‧‧第一降溫室

41‧‧‧第四閘門

50‧‧‧第二降溫室

51‧‧‧第五閘門

52‧‧‧第六閘門

60‧‧‧台車

61‧‧‧抽氣孔

62‧‧‧送氣孔

63‧‧‧溫度偵測器

64‧‧‧頂摯機構

65‧‧‧盤圓鋼材

66‧‧‧鐘罩

70‧‧‧第一熱回收機構

80‧‧‧第二熱回收機構

第一圖係本發明之平面結構圖。

第二圖係本發明之局部平面圖。

第三圖係本發明之局部動作圖。

第四圖係本發明之退火室平面圖。

第四之一圖係第四圖局部剖面圖。

第五圖係本發明之溫度與時間表。

第六圖係本發明之較佳平面圖。

第七圖係本發明之另一較佳平面圖。

茲配合圖式將本發明實施例詳細說明如下，其所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本方法。因此在該等圖示中僅標示與本發明有關之步驟，且所顯示之步驟並非以實施時之數目、形狀、尺寸比例等加以繪製，先予敘明。

請參閱第一圖所示，為本發明之平面結構圖。本發 明係為一種鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構，包括有第一加熱室10、第二加熱室20、退火室30、第一降溫室40、第二降溫室50、若干台車60、第一熱回收機構70及第二熱回收機構80，其中，第一加熱室10之一側設有第一閘門11，該第一閘門11可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第一加熱室內10的上方二側均設有加熱單元12，與第二加熱室20相鄰側設有第二閘門21，該第二閘門21可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第二加熱室內20的上方二側均設有加熱單元22，與退火室30相鄰側設有第三閘門31，退火室30內上方設有若干個加熱單元32，與第一降溫室40相鄰側設第四閘門41，該第四閘門41可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第一降溫室上方設第一熱回收機構70，與第二降溫室50相鄰側設第五閘門51，第二降溫室50另一側設第六閘門52，第五閘門51、第六閘門52可受自動控制開關來控制向上開啟或關閉，第二降溫室50內上方設第二熱回收機構80，台車60為一須藉由軌道來行走之車輛，台車60上設有一抽氣孔61、一送氣孔62及一溫度偵測器63，二側設有頂摯機構64，該頂摯機構64可將台車60向上撐起之功能，台車60的台面上可供盤圓鋼材65放置，同時可放上鐘罩66。

請參閱第二、三圖所示，當載有盤圓鋼材65的台車60要進行退火程序時，須先將鐘罩66內的空氣，藉由抽氣孔61抽至真空後，使鐘罩66內形成無氧環境，讓鐘罩66內的盤圓鋼材65在退火過程中不脫碳，再將95%的氮氣及5%的氫氣，經由送氣孔62送到鐘罩66內，混合後的氮氫氣可提供還原性氣體及保護氣氛，此時，載有盤圓鋼材65的台車60即可進到第一加熱室10準備進行預熱，當第一閘門11關閉時，台車60二側的頂摯機構64中的缸體會將台車60整台升起，在本發明中該頂摯機構中的缸體可為氣壓缸或是油壓缸，使第一加熱室10二側第一閘門11及第二閘門21與台車60的台面形成一個密閉的空間後，藉由加熱單元12來對鐘罩66進行直接加熱。

當鐘罩66內溫度達到250℃時，鐘罩66內的溫度偵測器63發出訊息，將第二閘門21向上開啟，台車60二側的頂摯機構64將台車60放下後，即可利用軌道將台車60往第二加熱室20前進，進行第二階段的預熱，台車60進到第二加熱室20時，第二閘門21會關閉，台車60二側的頂摯機構64會將台車60整台升起，使第二加熱室20二側第二閘門21及第三閘門31與台車60的台面形成一個密閉的空間後，藉由第二加熱室20的加熱單元22來對鐘罩66進行直接加熱，在加熱的同時第一加熱室10的第一閘門11會向上開起，讓另一台車60進入到第一加熱室10中進行預熱，當第二加熱室中鐘罩66內的溫度達到500℃時，鐘罩66內的溫度偵測器63發出訊息，第三閘門31會向上開起，讓台車60進入退火室中準備進行退火程序，同時當第三閘門31關閉時，台車60二側的頂摯機構64會將台車60整台升起，同時退火室30內的加熱單元32再一次對鐘罩66進行直接加熱來進行退火程序。

請參閱第四、四之一及第五圖當在進行退火程序時，退火室30內的加熱單元31會將鐘罩66內的盤圓鋼材65加熱至720℃後，鐘罩66內的溫度偵測器63發出訊息，台車60二側的頂摯機構64將台車60放下後，台車60前進到緩冷區33，該緩冷區33周圍係由隔熱材所構成，可有效阻隔相鄰加熱單元32所發出的的熱能，讓鐘罩66內的盤圓鋼材65進行緩冷降溫至680℃，依上述程序重覆三次後，鐘罩66內的溫度偵測器63發出訊息，第四閘門41會開啟讓退火室中已完成退火程序的台車60離開退火室30，在鐘罩66內的盤圓鋼材65進行退火程序的同時，第二閘門21及第一閘門11則會依序開起及關閉，讓後續的台車60能夠進入到第二加熱室20及第一加熱室10進行預熱。

請參閱第六、七圖台車60進入第一降溫室40進行第一階段降溫，第四閘門41關閉後，台車60二側的頂摯機構64會將台車60整台升起並抵住第四閘門41及第五閘門51，同時第一降溫室40上方的第一熱回收機構70會啟動將第一降溫室40內 多餘的熱能回收至第二加熱室20中，以降低第二加熱室20熱能的支出，並達到熱能回收，當第一降溫室的鐘罩64內的溫度降至500℃時，鐘罩66內的溫度偵測器63發出訊息，第五閘門51會開啟，讓第一降溫室40中的台車60進到第二降溫室50進行第二階段降溫，第五閘門51關閉後，台車60二側的頂摯機構64會將台車60整台升起並抵住第五閘門51及第六閘門52，同時第一降溫室50上方的第二熱回收機構80會啟動將第二降溫室50內多餘的熱能回收至第一加熱室10中，以降低第一加熱室10熱能的支出，並達到熱能回收，最後當第二降溫室50的鐘罩66內的溫度降至250℃時，鐘罩66內的溫度偵測器63發出訊息，第六閘門52會開啟讓第二降溫室50中的台車60離開第二降溫室50完成退火程序。

綜上所述，乃僅記載本發明為呈現解決問題所採用的技術手段之實施方式或實施例而已，並非用來限定本發明專利實施之範圍。即凡與本發明專利申請範圍文義相符，或依本發明專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

10‧‧‧第一加熱室

11‧‧‧第一閘門

12‧‧‧加熱單元

20‧‧‧第二加熱室

21‧‧‧第二閘門

22‧‧‧加熱單元

30‧‧‧退火室

31‧‧‧第三閘門

32‧‧‧加熱單元

40‧‧‧第一降溫室

41‧‧‧第四閘門

50‧‧‧第二降溫室

51‧‧‧第五閘門

52‧‧‧第六閘門

60‧‧‧台車

70‧‧‧第一熱回收機構

80‧‧‧第二熱回收機構

Claims (2)

1. 一種鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構，包括有第一加熱室、第二加熱室、退火室、第一降溫室、第二降溫室、若干台車、第一熱回收機構及第二熱回收機構，其中，第一加熱室之一側設有第一閘門，該第一閘門可向上開啟或關閉，第一加熱室內的上方二側均設有加熱單元，與第二加熱室相鄰側設有第二閘門，該第二閘門可向上開啟或關閉，第二加熱室內的上方二側均設有加熱單元，與退火室相鄰側設有第三閘門，退火室內上方設有若干個加熱單元，與第一降溫室相鄰側設第四閘門，該第四閘門可向上開啟或關閉，第一降溫室上方設第一熱回收機構，與第二降溫室相鄰側設第五閘門，第二降溫室另一側設第六閘門，第五及第六閘門可向上開啟或關閉，第二降溫室內上方設第二熱回收機構，台車為一須藉由軌道來行走之車輛，台車上設有一抽氣孔、一送氣孔及一溫度偵測器，二側設有頂摯機構，該頂摯機構可將台車向上撐起之功能，台車的台面上可供盤圓鋼材放置，同時可放上鐘罩；該台車進入第一加熱室，並使第一閘門、第二閘門關閉時，台車二側的頂摯機構會將台車整台升起，使台車升起後與第一加熱室、第一閘門及第二閘門之間形成一個密閉的空間；前述第一閘門、第二閘門、第三閘門、第四閘門、第五閘門及第六閘門可由自動控制開關來控制開啟與關閉。
2. 如申請專利範圍第一項所述之一種鐘罩式球化退火連續熱處理爐之結構，其中，頂摯機構中的缸體可為油壓缸或氣壓缸。