熱處理爐的主要特性

熱處理爐的主要特性
    熱處理爐的種類很多，但其基本組成和特性是由幾個主要組成部分和特性參數(shù)所限定的。
    1.溫度爐子溫度決定了爐子的特性。由于輻射與T 成正比，所以高溫爐的結(jié)構(gòu)應設(shè)計成輻射傳熱型，其主要特征是電熱元件應能直接輻射加熱工件。
    低溫爐主要依靠對流傳熱，其爐子結(jié)構(gòu)應有強烈的氣流循環(huán)。
    2.熱源 電加熱的熱處理爐，因電熱元件容易在爐內(nèi)安裝和控制，所以有較高的溫度均勻度和精度。
    煤氣和油加熱的熱處理爐直接利用能源，比電熱爐有效高能源利用率。
    煤氣加熱爐和油加熱爐也能實現(xiàn)計算機控制，爐子的溫度控制精度也可滿足熱處理工藝要求。
    燃煤加熱的熱處理爐，控溫度低熱效率低， 排放量大，所以其應用將受限制，僅應用于技術(shù)要求不嚴格的熱處理生產(chǎn)，如可鍛鑄鐵退火等。
    3.爐膛結(jié)構(gòu)與爐襯材料   爐膛是熱處理的主體，是爐襯包圍的空間。對它們的基本要求是，在爐膛內(nèi)形成均勻的溫度場，對被加熱件有較高的傳熱效果，較少的積蓄熱和散熱量，較少的積蓄熱和散熱量，爐襯材料和結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化，纖維化，預制結(jié)構(gòu)，復合結(jié)構(gòu)，不定型材料澆注以及噴涂增強輻射涂料的方向發(fā)展。   
    4.燃燒裝置和電熱元件   燃燒裝置和電熱元件是爐子的主要部件。對燃燒裝置的基本要求是，使燃料充分燃燒，達到所需的溫度和所需的氣氛狀態(tài)，形成高輻射或強對流的火焰，滿足熱處理工藝要求，有較高的熱效率和較輕的環(huán)境污染。燃燒裝置的種類很多，較新型燒嘴有，平焰燒嘴，自身預熱燒嘴，高速燒嘴及調(diào)焰燒嘴等；目前迅速發(fā)展的有；高熱效率的蓄熱式燒嘴，燃燒器，輻射管和計算機控制燃燒。
    熱處理爐所用的電熱元件，主要是電阻絲（或帶）制成的元件或輻射管。在低溫熔爐中多用管狀加熱元件；在可控氣氛中多數(shù)用輻射管。在高溫爐中主要用碳化硅，二硅化 ，鑭鉻氧化物和石墨電熱元件。
    電熱元件和燃燒裝置的合理布置以及組織好火焰流向或熱風循環(huán)是提高爐子溫度均勻度和石墨電質(zhì)元件。
    電熱元件和燃燒裝置的合理布置以及組織好火焰流向或熱風循環(huán)是提高爐子溫度均勻度和熱效率最重要的手段。
    5.氣氛臺車爐實現(xiàn)熱處理保護加熱和氣氛碳勢可控制是我國熱處理長期的戰(zhàn)略任務。熱處理爐氣氛狀態(tài)有如下幾類：
   （1）空氣氣氛，空氣氣氛爐是一種結(jié)構(gòu)最簡單的爐型。工件在該爐內(nèi)高于560 以上加熱時會氧化脫碳。
   （2）火焰氣氛，火焰氣氛是燃料爐燃燒產(chǎn)物氣氛。燃燒產(chǎn)物的組成主要是二氧化碳，水和氮氣。還可能有過剩的氧氣或未完全燃燒的一氧化碳?；鹧鏆夥盏男再|(zhì)主要是氧化性，只有當一氧化碳較多時才為弱氧化性或人還原性。
   （3）可控氣氛，可控氣氛是人們特意加入爐內(nèi)的氣氛，主要是控制碳勢氮勢或氣氛還原性。按可控氣氛的性質(zhì)分類有：  
    1)中性氣氛，主要是氮氣，在氮氣的基礎(chǔ)上附加其他組分，形成氮基氣氛，其性質(zhì)隨附加劑的性質(zhì)而變化。
    2）還原性氣氛，主要是氫氣。氫氣的密度小，粘度低，熱導率高，還原性強，因此它有熱容量小，流動狀態(tài)好，溫度均勻度高的優(yōu)點。
    3）含碳氣氛，含碳氣氛由碳氫化合物裂化或不完全燃燒而成，有吸熱式和放熱式兩大類，此氣氛可在熱處理爐外或爐內(nèi)生成。
    4）溶態(tài)介質(zhì)，常用的溶態(tài)介質(zhì)有鹽溶和油溶，其性質(zhì)是中性，有時在中性鹽溶基礎(chǔ)上加上其他物質(zhì)，形成具有相應物質(zhì)特性的鹽溶，如含碳，含氮和含硼等鹽溶。
    5）真空狀態(tài)，低于101.325kPa的稀薄氣體狀態(tài)，均稱真空態(tài)。在高真空狀態(tài)下熱處理設(shè)備發(fā)展的主要方向之一。
    6.作業(yè)方式 熱處理設(shè)備按作業(yè)方式間歇式作業(yè)爐連續(xù)式作業(yè)爐兩大類。間歇式爐一般為單一爐膛結(jié)構(gòu)，工件成批裝出料，在爐內(nèi)固定位置上周期地完成一個工序的操作。簡單型的簡歇式爐有空氣介質(zhì)的箱式爐，井式爐等，其結(jié)構(gòu)簡單，但其生產(chǎn)的產(chǎn)品的穩(wěn)定性，再現(xiàn)性，同一性都很差。近代，在間歇式簡單爐型基礎(chǔ)上，配備了傳動機械，可控氣氛，計算機控制等裝置，使這類爐子的特性發(fā)生了質(zhì)的變化。如密封式箱式爐，它可完成高質(zhì)量的火，滲碳等功能，還可與清洗回火等設(shè)備組成柔性生產(chǎn)線。真空間歇式爐還被發(fā)展成在一個爐膛工位上完成加熱，冷卻，回火等一個完整的熱處理操作程序的生產(chǎn)模式。
    連續(xù)式爐的爐膛為貫通式，多為直線貫通，亦有環(huán)形貫通。其操作程序是工件順序地通過爐膛。熱處理工藝規(guī)程是沿爐膛長度方向設(shè)置的，運行長度則為工藝時間。因此，每一個工件（或料盤）在爐內(nèi)運行過程中都同樣準確地執(zhí)行同一個工藝程序，可獲得同一性的品質(zhì)。
    7.工件在爐內(nèi)的傳送機械   熱處理爐的機械化狀態(tài)是爐子先進程度的重要標志之一。各種型式的輸送機械幾乎都被應用于熱處理爐。選擇爐內(nèi)工件傳送機械應考慮；該機械是否與熱處理件的形狀，尺寸或料盤相適應；是采用連續(xù)式還是脈動式傳送；工件與機械相對運動狀態(tài)是相對靜止還是相對運動的；工件支持點（或面）的接觸狀態(tài)；該機械與上下工序機械的銜接方式；該機械（包括料盤）是一直停留在爐內(nèi)，還是反復進出爐，周期地被加熱和冷卻；傳動機械的可靠性和使用壽命；調(diào)整工藝的靈活性等。這些因素對提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能都有重大影響。
    8.控制方式熱處理爐的控制，包括控制范圍，控制方法和控制裝置?？刂品秶校簩囟?，壓力，流量及氣氛等工藝參數(shù)控制，傳動機械控制，工藝過程控制和預測產(chǎn)品質(zhì)量控制。由于計算機控制技術(shù)的應用，控制方法和裝置正進入一個新時代，從單純參數(shù)控制，向用可編程控制器控制生產(chǎn)過程和計算機模擬仿真的方向發(fā)展