專利名稱：用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真空爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種真空爐，尤其是涉及一種用于生產(chǎn)氮化鐵合金的 豎式雙面加熱真空爐。
背景技術(shù)：
氮化鐵合金的生產(chǎn)具有生產(chǎn)難度大，技術(shù)含量高的特點(diǎn)，目前，形成 生產(chǎn)規(guī)模的廠家主要釆用橫向真空電阻爐生產(chǎn)氮化鐵合金。使用這種真空
電阻爐進(jìn)行生產(chǎn)主要存在以下缺點(diǎn)1、溫度不均勻性，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 現(xiàn)有加熱電極橫向加熱，裝料少且料的下部分溫度低，物料不能完全反應(yīng)。 2、產(chǎn)品噸電耗較大，國內(nèi)平均水平為4800 kw.h左右。3、由于加熱升 溫速度和溫度的不均勻性，目前國內(nèi)氮化鐵合金N的含量大多在3%~4%。 4、其生產(chǎn)工藝只能釆用二步冶煉法，以氮化鉻鐵的生產(chǎn)方法為例，首先 在真空電阻爐內(nèi)制備真空微碳鉻鐵，再用真空微碳鉻鐵做原料在壓力容器 型真空電阻爐內(nèi)升溫加壓0.2-0. 5MPa滲氮生產(chǎn)氮化鉻鐵，這種方法對原 料、工藝條件要求苛刻，生產(chǎn)成本高，且產(chǎn)品的含氮量低(含氮量3%-4%), 雜質(zhì)含量高。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提 供一種用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真空爐，其結(jié)構(gòu)簡單，使用操 作簡便，使用本實(shí)用新型能有效簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，并提高氮 化鐵合金的含氮量。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是 一種用于生產(chǎn)氮 化鐵合金的豎式雙面加熱真空爐，包括安裝在爐體支座上的臥式爐體，所述爐體內(nèi)設(shè)置有復(fù)合結(jié)構(gòu)的環(huán)形保溫屏蔽層，并在爐體和所述保溫屏蔽層 之間形成空氣夾層區(qū)，所述保溫屏蔽層的內(nèi)部為加熱區(qū)并放置有物料，所 述爐體上還設(shè)置有電加熱裝置、氮?dú)膺M(jìn)氣裝置、抽真空裝置、測溫裝置、 冷卻裝置和物料輸送裝置，其特征在于所述電加熱裝置豎直且左右對稱 設(shè)置在所述物料的兩側(cè)，所述電加熱裝置包括豎直穿插在爐體上的導(dǎo)電 管、豎直設(shè)置在所述加熱區(qū)內(nèi)的發(fā)熱體以及位于所述爐體外部的導(dǎo)電軟連 接與導(dǎo)電銅瓦，其中，所述導(dǎo)電管的下段伸入在所述保溫屏蔽層內(nèi)并與所 述發(fā)熱體相連接，所述導(dǎo)電管的上段伸出在所述爐體的外部并安裝有導(dǎo)電 銅瓦，所述導(dǎo)電軟連接的一端與導(dǎo)電銅瓦相連接且另一端與銅排相連接。
所述保溫屏蔽層的內(nèi)腔底部左右對稱安裝有導(dǎo)電連接體，且所述發(fā)熱 體的下端對應(yīng)安裝在所述導(dǎo)電連接體內(nèi)。
所述爐體的上部安裝有密封座，所述導(dǎo)電管套裝在密封座上并通過其 安裝在爐體上。
在導(dǎo)電管的上段管體上且位于導(dǎo)電銅瓦的上方設(shè)置有壓緊彈簧和冷 卻水管，在導(dǎo)電管的上段管體上且位于導(dǎo)電銅瓦的下方套裝有調(diào)節(jié)波紋 管，所述調(diào)節(jié)波紋管固定安裝在所述密封座上。
所述保溫屏蔽層包括從下到上設(shè)置在所述物料上方的頂耐火層、頂保 溫層和頂屏蔽層，以及從內(nèi)到外設(shè)置在所述頂屏蔽層下方的耐火層、保溫 層、屏蔽層和隔熱層。
所述物料輸送裝置包括設(shè)置在爐體底部的軌道、活動設(shè)置在所述軌道 上的裝卸小車以及安裝在所述裝卸小車上并用來放置物料的物料盤，所述 物料盤與所述保溫層的材質(zhì)相同。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)簡單，使用操作簡便，簡化了生產(chǎn)工藝。在使用本實(shí)用新型 生產(chǎn)氮化鐵合金時，先在真空狀態(tài)下對物料進(jìn)行加熱脫碳處理后，不用停 爐冷卻，直接啟動氮?dú)膺M(jìn)氣裝置向爐體內(nèi)通入氮?dú)猓瑥亩倪M(jìn)傳統(tǒng)的二步 冶煉工藝為一步冶煉工藝。2、產(chǎn)品含氮量高，且生產(chǎn)中能耗小，降低了生產(chǎn)成本。爐體的單爐
裝料量從4噸增加到20噸，有效地提高了爐體內(nèi)容量，且豎式雙面加熱
的電加熱裝置解決了加熱不均勻的問題，經(jīng)工業(yè)化實(shí)踐證明，使用本實(shí)用
新型生產(chǎn)的氮化鐵合金中氮含量達(dá)到8%~12%，產(chǎn)品合格率由70-80%提高 到95%,且單爐冶煉時間由原來的120小時降為72小時，產(chǎn)品噸電耗為 3000 kw . h,遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)中噸電耗為4800 kw . h左右的平均水平， 使生產(chǎn)成本降低30%。
下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說明
2 —-裝卸小車；3—-物料盤；
4一導(dǎo)電連接體；5--發(fā)熱體；6 —-物料；
7 —導(dǎo)電管；8 —-密封座；9 —-調(diào)節(jié)波紋管;
IO—導(dǎo)電銅瓦；11-一冷卻水管；12-一壓緊彈簧；
13—導(dǎo)電軟連接；14-一銅排；15-一爐體；
16 —頂屏蔽層；17-一頂保溫層；18-一頂耐火層；
19一耐火層；20-一保溫層；21-一屏蔽層；
22 —隔熱層；23-一爐體支座。
具體實(shí)施方式
如圖l所示，本實(shí)用新型包括安裝在爐體支座23上的臥式爐體15,爐 體15內(nèi)設(shè)置有復(fù)合結(jié)構(gòu)的保溫屏蔽層，并在爐體15和保溫屏蔽層之間形 成空氣夾層區(qū)，保溫屏蔽層的內(nèi)部為加熱區(qū)并通過物料輸送裝置放置有物 料6，爐體15上還設(shè)置有電加熱裝置、氮?dú)膺M(jìn)氣裝置、抽真空裝置、測溫 裝置和冷卻裝置，本實(shí)用新型電加熱裝置豎直且左右對稱設(shè)置在物料6的兩側(cè)，電加熱裝置包括豎直穿插在爐體15上的導(dǎo)電管7、豎直設(shè)置在加熱
區(qū)內(nèi)的發(fā)熱體5以及位于爐體15外部的導(dǎo)電軟連接13與導(dǎo)電銅瓦10,其 中，導(dǎo)電管7的下段伸入在保溫屏蔽層內(nèi)并與發(fā)熱體5相連接，導(dǎo)電管7 的上段伸出在爐體15的外部并安裝有導(dǎo)電銅瓦10,導(dǎo)電軟連接13的一端 與導(dǎo)電銅瓦IO相連接且另一端與銅排14相連接。
在本實(shí)施方式中，保溫屏蔽層的內(nèi)腔底部左右對稱安裝有兩個導(dǎo)電連 接體4,且發(fā)熱體5的下端對應(yīng)安裝在導(dǎo)電連接體4內(nèi)。爐體15的上部安 裝有密封座8，導(dǎo)電管7套裝在密封座8上并通過密封座8安裝在爐體15 上。在導(dǎo)電管7的上段管體上且位于導(dǎo)電銅瓦10的上方設(shè)置有壓緊彈簧 12和冷卻水管11,在導(dǎo)電管7的上段管體上且位于導(dǎo)電銅瓦10的下方套 裝有調(diào)節(jié)波紋管9，調(diào)節(jié)波紋管9固定安裝在密封座8上。
保溫屏蔽層包括從下到上設(shè)置在物料6上方的頂耐火層18、頂保溫層 17和頂屏蔽層16,以及從內(nèi)到外設(shè)置在頂屏蔽層16下方的耐火層19、保 溫層20、屏蔽層21和隔熱層22。
物料輸送裝置包括設(shè)置在爐體15底部的軌道1、活動設(shè)置在軌道1 上的裝卸小車2以及安裝在裝卸小車2上并用來放置物料6的物料盤3, 且物料盤3與保溫層20的材質(zhì)相同。
氮?dú)膺M(jìn)氣裝置包括制氮機(jī)和與制氮機(jī)相連接并用來儲存氮?dú)獾膬?罐，儲氣罐上連接有氮?dú)膺M(jìn)氣管道，氮?dú)膺M(jìn)氣管道的另一端連接在爐體15 上，并在氮?dú)膺M(jìn)氣管道上安裝有流量計和減壓閥。氮?dú)膺M(jìn)氣裝置的作用是 在本實(shí)用新型使用中向爐體15內(nèi)連續(xù)均衡地供應(yīng)氮?dú)狻?br> 抽真空裝置包括前級滑閥式機(jī)械泵、后級羅茨泵以及麥?zhǔn)秸婵沼?，羅 茨泵與爐體15的空氣夾層區(qū)相連接，通過機(jī)械泵和羅茨泵使?fàn)t體15內(nèi)達(dá) 到高的真空度，其作用是讓物料6充分脫氣；并用麥?zhǔn)秸婵沼媽t體15 內(nèi)部進(jìn)行氣壓測量。
測溫裝置包括鎧裝熱電偶、導(dǎo)線部分、密封部分和顯示部分，測溫裝 置主要用于測量物料6的溫度，控制滲氮過程，其測溫高度層和物料6平行，測溫誤差小，并且測量長度可調(diào)節(jié)，接觸可靠。
冷卻裝置包括水泵、調(diào)壓閥和測控箱，其與真空爐爐體15和導(dǎo)電管7
相連接。
本實(shí)用新型的使用過程是
1、 將物料6由裝卸小車2送入爐體15內(nèi)；
2、 啟動抽真空裝置對爐體15的空氣夾層區(qū)抽真空，同時啟動冷卻裝 置，當(dāng)爐體15內(nèi)真空度達(dá)到13~15Pa時，對銅排14送電并使發(fā)熱體5 加熱從而對物料6進(jìn)行脫碳處理，此過程中，爐體15內(nèi)溫度保持在 1200-140(TC，加熱20小時后，再逐漸減少真空量使真空度保持在30Pa左 右，這時物料6脫碳結(jié)束，關(guān)閉抽真空裝置；
3、 啟動氮?dú)膺M(jìn)氣裝置并向爐體15內(nèi)充入氮?dú)?，使物?周圍的氮?dú)?濃度均衡，物料6和氮?dú)猱a(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。此時，爐體15內(nèi)氮?dú)鈮毫Ρ３?在0. 2-0. 25MPa，并通過調(diào)節(jié)氮?dú)獾牧髁靠刂茽t體15內(nèi)的均熱反應(yīng)速度， 根據(jù)氮化工藝參數(shù)要求使真空爐內(nèi)的氮化溫度保持在1250°C ~ 145(TC, 3-6小時后，關(guān)閉電加熱裝置；
4、 物料6冷卻到50(TC左右，將物料6從爐體15內(nèi)取出即可。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限
制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更 以及等效結(jié)構(gòu)變換，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求1.一種用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真空爐，包括安裝在爐體支座(23)上的臥式爐體(15)，所述爐體(15)內(nèi)設(shè)置有復(fù)合結(jié)構(gòu)的環(huán)形保溫屏蔽層，并在爐體(15)和所述保溫屏蔽層之間形成空氣夾層區(qū)，所述保溫屏蔽層的內(nèi)部為加熱區(qū)并放置有物料(6)，所述爐體(15)上還設(shè)置有電加熱裝置、氮?dú)膺M(jìn)氣裝置、抽真空裝置、測溫裝置、冷卻裝置和物料輸送裝置，其特征在于所述電加熱裝置豎直且左右對稱設(shè)置在所述物料(6)的兩側(cè)，所述電加熱裝置包括豎直穿插在爐體(15)上的導(dǎo)電管(7)、豎直設(shè)置在所述加熱區(qū)內(nèi)的發(fā)熱體(5)以及位于所述爐體(15)外部的導(dǎo)電軟連接(13)與導(dǎo)電銅瓦(10)，其中，所述導(dǎo)電管(7)的下段伸入在所述保溫屏蔽層內(nèi)并與所述發(fā)熱體(5)相連接，所述導(dǎo)電管(7)的上段伸出在所述爐體(15)的外部并安裝有導(dǎo)電銅瓦(10)，所述導(dǎo)電軟連接(13)的一端與導(dǎo)電銅瓦(10)相連接且另一端與銅排(14)相連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)氣化鐵合金的豎式雙面加熱真空 爐，其特征在于所述保溫屏蔽層的內(nèi)腔底部左右對稱安裝有導(dǎo)電連接體(4),且所述發(fā)熱體(5)的下端對應(yīng)安裝在所述導(dǎo)電連接體(4)內(nèi)。
3. 按照權(quán)利要求l或2所述的用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真 空爐，其特征在于所述爐體(15)的上部安裝有密封座(8)，所述導(dǎo) 電管(7 )套裝在密封座(8 )上并通過其安裝在爐體(15 )上。
4. 按照權(quán)利要求3所述的用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真空 爐，其特征在于在導(dǎo)電管(7)的上段管體上且位于導(dǎo)電銅瓦(10)的 上方設(shè)置有壓緊彈簧(12)和冷卻水管(11)，在導(dǎo)電管(7)的上段管 體上且位于導(dǎo)電銅瓦(10)的下方套裝有調(diào)節(jié)波紋管(9),所述調(diào)節(jié)波 紋管(9)固定安裝在所述密封座(8)上。
5. 按照權(quán)利要求l或2所述的用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真 空爐，其特征在于所述保溫屏蔽層包括從下到上設(shè)置在所述物料(6)上方的頂耐火層(18)、頂保溫層(17)和頂屏蔽層(16)，以及從內(nèi)到外設(shè)置在所述頂屏蔽層(16)下方的耐火層(19)、保溫層(20)、屏蔽 層(21)和隔熱層(22)。
6.按照權(quán)利要求5所述的用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真空 爐，其特征在于所述物料輸送裝置包括設(shè)置在爐體(15 )底部的軌道(1 )、 活動設(shè)置在所述軌道(1 )上的裝卸小車(2 )以及安裝在所述裝卸小車(2 ) 上并用來放置物料(6)的物料盤(3),所述物料盤(3)與所述保溫層 (20)的材質(zhì)相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于生產(chǎn)氮化鐵合金的豎式雙面加熱真空爐，包括爐體，爐體內(nèi)設(shè)置有保溫屏蔽層，并在爐體和保溫屏蔽層之間形成空氣夾層區(qū)，保溫屏蔽層的內(nèi)部為加熱區(qū)并放置有物料，其中，電加熱裝置豎直且左右對稱設(shè)置在物料的兩側(cè)，電加熱裝置包括導(dǎo)電管、發(fā)熱體導(dǎo)電軟連接以及導(dǎo)電銅瓦，其中，導(dǎo)電管的下段伸入在保溫屏蔽層內(nèi)并與發(fā)熱體相連接，導(dǎo)電管的上段伸出在爐體的外部并安裝有導(dǎo)電銅瓦，導(dǎo)電軟連接的一端與導(dǎo)電銅瓦相連接且另一端與銅排相連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用操作簡便，使用本實(shí)用新型能有效簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，并提高氮化鐵合金的含氮量。
文檔編號C22C38/00GK201377973SQ20092003251
公開日2010年1月6日 申請日期2009年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日
發(fā)明者管甲鎖 申請人:西安澳秦爐料有限公司;嘉峪關(guān)三威鐵合金冶煉有限公司