第二章 熱處理電阻爐設(shè)備

1、第二章 電阻爐電阻爐是最主要的、應(yīng)用最廣的熱處理設(shè)備電阻爐是最主要的、應(yīng)用最廣的熱處理設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1)控溫精度和自動(dòng)化程度很高，準(zhǔn)確度可達(dá)控溫精度和自動(dòng)化程度很高，準(zhǔn)確度可達(dá)15；2)爐溫均勻性好，波動(dòng)范圍小，可控制在爐溫均勻性好，波動(dòng)范圍小，可控制在35；3)熱效率高，可達(dá)熱效率高，可達(dá)45%80%(煤氣爐煤氣爐25%)；4)便于采用可控氣氛；便于采用可控氣氛；5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，便于組成流水線生產(chǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，體積小，便于組成流水線生產(chǎn)；6)其生產(chǎn)和熱處理工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化、生產(chǎn)效率其生產(chǎn)和熱處理工藝的機(jī)械化、自動(dòng)化、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量高，勞動(dòng)條件好，對(duì)環(huán)境污染較小。和生產(chǎn)質(zhì)

2、量高，勞動(dòng)條件好，對(duì)環(huán)境污染較小。2.1 熱處理爐的基本類型熱處理爐的基本類型 一一 周期作業(yè)爐周期作業(yè)爐 （一）周期作業(yè)爐（一）周期作業(yè)爐 （二）（二） 分類分類 （1）通用性周期作業(yè)爐）通用性周期作業(yè)爐 （2）處理大尺寸工件的周期作業(yè)爐）處理大尺寸工件的周期作業(yè)爐 （3）處理小尺寸工件的周期作業(yè)爐）處理小尺寸工件的周期作業(yè)爐 （4）周期作業(yè)化學(xué)熱處理爐）周期作業(yè)化學(xué)熱處理爐 二二 連續(xù)作業(yè)熱處理爐連續(xù)作業(yè)熱處理爐 三三 可控氣氛熱處理爐可控氣氛熱處理爐 四四 真空熱處理爐真空熱處理爐 五五 新型爐子及其特點(diǎn)新型爐子及其特點(diǎn) （一）周期作業(yè)爐（一）周期作業(yè)爐 將一批工件裝入爐內(nèi)，經(jīng)加熱保溫后

3、取出，將一批工件裝入爐內(nèi)，經(jīng)加熱保溫后取出，再進(jìn)行下批工件加熱的爐子。再進(jìn)行下批工件加熱的爐子。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1）通用性強(qiáng)，可適應(yīng)多種工藝要求，應(yīng)）通用性強(qiáng)，可適應(yīng)多種工藝要求，應(yīng)用廣泛用廣泛 （2）生產(chǎn)和熱效率低，工件溫度均勻性較）生產(chǎn)和熱效率低，工件溫度均勻性較差，工藝過(guò)程不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。差，工藝過(guò)程不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差。 （二）、分類（二）、分類 （1）通用性周期作業(yè)熱處理爐）通用性周期作業(yè)熱處理爐 可分為兩大系列：可分為兩大系列： （i）Rx系列間接加熱箱式電阻爐系列間接加熱箱式電阻爐 （ii）RJ系列化列間接加熱井式電阻爐系列化列間接加熱井式電阻爐 特點(diǎn)：特點(diǎn)：

4、進(jìn)爐、出爐都手工操作，工作條件差進(jìn)爐、出爐都手工操作，工作條件差 間接加熱箱間接加熱箱式電阻爐式電阻爐 井式電阻爐井式電阻爐 （i）Rx系列間接加熱箱式電阻爐系列間接加熱箱式電阻爐 a、高溫箱式電阻爐：、高溫箱式電阻爐：最高溫度最高溫度1300，SiC棒作電熱元件。棒作電熱元件。 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 、電熱元件直接布置在爐膛、電熱元件直接布置在爐膛兩側(cè)兩側(cè)，且不遮，且不遮蔽，蔽，極少布置于爐頂和爐底，極少布置于爐頂和爐底，工件加熱依靠工件加熱依靠熱輻射。熱輻射。 、砌筑材料要求高，高鋁磚或、砌筑材料要求高，高鋁磚或SiC制品。制品。 目前生產(chǎn)的這類高溫箱式電阻爐，配置爐罐、目前生產(chǎn)的這類高溫箱式電阻

5、爐，配置爐罐、滴注式保護(hù)氣氛，可實(shí)現(xiàn)少氧化或無(wú)氧化、滴注式保護(hù)氣氛，可實(shí)現(xiàn)少氧化或無(wú)氧化、無(wú)脫碳加熱。無(wú)脫碳加熱。（i）Rx系列間接加熱箱式電阻爐系列間接加熱箱式電阻爐 b、中溫箱式電阻爐：、中溫箱式電阻爐：額定溫度額定溫度950，合，合金電熱元件金電熱元件Ni-Cr 。特點(diǎn)：。特點(diǎn)： 1）電熱元件布置在爐子側(cè)壁和爐頂，依靠）電熱元件布置在爐子側(cè)壁和爐頂，依靠輻射加熱工件。輻射加熱工件。 2）爐襯爐襯采用密度不超過(guò)采用密度不超過(guò)1.0g/cm3的輕質(zhì)耐的輕質(zhì)耐火粘土磚砌成，火粘土磚砌成，保溫層保溫層采用珍珠巖保溫磚采用珍珠巖保溫磚并填以蛭石粉、膨脹珍珠巖顆粒等材料。并填以蛭石粉、膨脹珍珠巖顆粒

6、等材料。（i）Rx系列間接加熱箱式電阻爐系列間接加熱箱式電阻爐 b、中溫箱式電阻爐：、中溫箱式電阻爐：額定溫度額定溫度950，合金電熱，合金電熱元件元件Ni-Cr 。特點(diǎn)：。特點(diǎn)： 3）在耐火層和保溫層間夾以硅酸鋁耐火纖維作）在耐火層和保溫層間夾以硅酸鋁耐火纖維作為爐襯。為爐襯。 作用：爐襯變薄、重量減輕、爐襯蓄熱量減少、作用：爐襯變薄、重量減輕、爐襯蓄熱量減少、熱損失減少、降低爐子空載功率并縮短升溫時(shí)間。熱損失減少、降低爐子空載功率并縮短升溫時(shí)間。 4）較大的爐子采用溫度分區(qū)控制，增進(jìn)溫度均）較大的爐子采用溫度分區(qū)控制，增進(jìn)溫度均勻性，勻性， 還可設(shè)置風(fēng)扇，以加快傳熱速度。還可設(shè)置風(fēng)扇，以加

7、快傳熱速度。 5）爐底電熱元件上方敷蓋耐熱鋼制爐底板，其）爐底電熱元件上方敷蓋耐熱鋼制爐底板，其材料以鉻錳氮居多。材料以鉻錳氮居多。（i）Rx系列間接加熱箱式電阻爐系列間接加熱箱式電阻爐 c、低溫箱式電阻爐：、低溫箱式電阻爐：3mm時(shí)，螺旋直徑時(shí)，螺旋直徑D與與d的關(guān)系見(jiàn)表。的關(guān)系見(jiàn)表。項(xiàng)目項(xiàng)目鐵鉻鋁電熱元件鐵鉻鋁電熱元件鉻鎳電熱元件鉻鎳電熱元件工作溫度工作溫度/1000950750950750螺旋直徑螺旋直徑D/mm(46)d(68)d (56)d (68)d(812)d線狀電熱元件的螺旋直徑線狀電熱元件的螺旋直徑D 螺旋節(jié)距螺旋節(jié)距h： h=（2-4）d 元件螺旋柱長(zhǎng)度元件螺旋柱長(zhǎng)度L柱柱

8、可由下式確定：可由下式確定：DhLL柱六、電熱元件的安裝1.1.電熱元件的安裝方式電熱元件的安裝方式 應(yīng)有利于提高爐子的加熱能力，元件的使用壽命并便于應(yīng)有利于提高爐子的加熱能力，元件的使用壽命并便于爐子的操作和電熱元件的維修。爐子的操作和電熱元件的維修。線狀電熱元件在爐內(nèi)的安裝方式線狀電熱元件在爐內(nèi)的安裝方式a)a)側(cè)墻安裝法側(cè)墻安裝法b)b)爐底安裝法爐底安裝法c)c)爐頂安裝法線狀爐頂安裝法線狀六、電熱元件的安裝帶狀電熱元件在爐內(nèi)的安裝方式帶狀電熱元件在爐內(nèi)的安裝方式2.2.電熱元件引出端的結(jié)構(gòu)電熱元件引出端的結(jié)構(gòu)通過(guò)通過(guò)引出棒引出棒穿過(guò)爐墻引出穿過(guò)爐墻引出（1 1）引出棒的材料一般為不銹

9、）引出棒的材料一般為不銹鋼，與電熱元件端部焊接在一鋼，與電熱元件端部焊接在一起。起。（2 2）截面積應(yīng)為元件截面積的）截面積應(yīng)為元件截面積的三倍以上：防止引出棒溫度過(guò)三倍以上：防止引出棒溫度過(guò)高。高。（3 3）電熱元件引出端應(yīng)與金屬）電熱元件引出端應(yīng)與金屬殼絕緣。殼絕緣。（4 4）應(yīng)保證爐體密封和拆裝方）應(yīng)保證爐體密封和拆裝方便。便。3.3.電熱元件的焊接電熱元件的焊接 電熱元件之間、電熱元件與引出棒之間采用電熱元件之間、電熱元件與引出棒之間采用直接焊接連接直接焊接連接。鐵鉻鋁合金：焊接性較差，焊接時(shí)易形成不易消除的粗大晶粒，鐵鉻鋁合金：焊接性較差，焊接時(shí)易形成不易消除的粗大晶粒，因此，要快速

10、焊接，以限制受熱范圍及過(guò)熱程度，一般采用電因此，要快速焊接，以限制受熱范圍及過(guò)熱程度，一般采用電弧焊，最好采用氬弧焊?；『?，最好采用氬弧焊。鎳鉻合金：焊接性能好，可采用電弧焊或氧乙炔焊，焊接時(shí)所鎳鉻合金：焊接性能好，可采用電弧焊或氧乙炔焊，焊接時(shí)所用焊條應(yīng)與電熱元件材料相同，但對(duì)鐵鉻鋁合金元件，爐溫低用焊條應(yīng)與電熱元件材料相同，但對(duì)鐵鉻鋁合金元件，爐溫低于于950950時(shí)，可用鎳鉻合金焊條。時(shí)，可用鎳鉻合金焊條。a，b)線狀鐵鉻鋁元件間的焊接線狀鐵鉻鋁元件間的焊接c）線狀鎳鉻元件之間的焊接）線狀鎳鉻元件之間的焊接d)帶狀鐵鉻鋁和鎳鉻元件間的焊接帶狀鐵鉻鋁和鎳鉻元件間的焊接 電熱元件與引出棒的焊

11、接與引出棒的材料有關(guān)。電熱元件與引出棒的焊接與引出棒的材料有關(guān)。當(dāng)采用不銹鋼材料的引出棒時(shí)：當(dāng)采用不銹鋼材料的引出棒時(shí)：線狀鐵鉻鋁元件與引出棒一般采用線狀鐵鉻鋁元件與引出棒一般采用鉆孔焊，鉆孔焊，也可采用也可采用銑槽焊銑槽焊，圖圖2-222-22 ；帶狀鐵鉻鋁元件與引出棒之間的焊接一般采用帶狀鐵鉻鋁元件與引出棒之間的焊接一般采用銑槽焊銑槽焊線狀及帶狀鎳鉻元件與引出棒多采用線狀及帶狀鎳鉻元件與引出棒多采用搭焊搭焊。為保證焊接區(qū)電熱元件強(qiáng)度，搭焊時(shí)端部應(yīng)留有為保證焊接區(qū)電熱元件強(qiáng)度，搭焊時(shí)端部應(yīng)留有5 510 mm10 mm的的不焊接區(qū)不焊接區(qū) 設(shè)計(jì)一臺(tái)箱式中溫電阻爐，已知：設(shè)計(jì)一臺(tái)箱式中溫電阻爐，已知： 1）工件的材料及類型：碳鋼及低合金鋼的）工件的材料及類型：碳鋼及低合金鋼的中小型毛坯或工件。中小型毛坯或工件。 2）熱處理工藝：淬火，正火及調(diào)質(zhì)。）熱處理工藝：淬火，正火及調(diào)質(zhì)。 3）實(shí)際生產(chǎn)率：）實(shí)際生產(chǎn)率：G=170Kg/h。 4）最高工作溫度：）最高工作溫度：950 5）生產(chǎn)特點(diǎn)：周期式成批裝料，長(zhǎng)時(shí)間連）生產(chǎn)特點(diǎn)：周期式成批裝料，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)