專利名稱：一種蒸汽氧化井式爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種蒸汽氧化井式爐，屬于熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
井式爐是一種周期作業(yè)式熱處理設(shè)備，適用于桿類、長軸類金屬構(gòu)件的處理，在汽車零部件制造、模具制造等基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，國內(nèi)外市場對金屬產(chǎn)品的要求不斷提高，同時各成品制造商對金屬構(gòu)件表面硬度、構(gòu)件使用壽命等要求也越來越高。因此，目前國內(nèi)普通的蒸汽氧化井式爐已無法滿足社會和發(fā)展的需要。蒸汽氧化井式爐主要應(yīng)用于金屬構(gòu)件表面氧化處理，在金屬構(gòu)件表面形成致密的氧化膜，以提高金屬構(gòu)件耐腐蝕性和表面硬度，延長其使用壽命。國內(nèi)現(xiàn)有的蒸汽氧化井式爐工作原理為蒸汽管道以螺旋形的方式纏繞于于爐罐外壁，蒸汽熱能來源于爐罐，受熱溫度無法精確控制；通入爐罐內(nèi)的蒸汽溫度與爐罐內(nèi)金屬構(gòu)件的加熱溫度有較大的差距，易產(chǎn)生較大的溫度波動，導(dǎo)致金屬罐體和蒸汽管道熱脹冷縮，管道易破裂，管道焊接點易脫落；而且較大的溫度波動及蒸汽純度較差都較大的影響了金屬構(gòu)件表面氧化物的形成，氧化物含四氧化三鐵的含量僅為80%，技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外先進(jìn)水平。目前國內(nèi)普通的蒸汽氧化井式爐已無法滿足社會和發(fā)展的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的問題就是提供一種蒸汽氧化井式爐，通過對進(jìn)入爐體內(nèi)的蒸汽進(jìn)行獨立加熱，以減小蒸汽溫度與金屬構(gòu)件加熱溫度之間的差距，防止溫度波動帶來的不利影響，具有工藝穩(wěn)定，可靠性、重現(xiàn)性強，制品一致性、穩(wěn)定性好的特點。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼、爐蓋、置于爐殼內(nèi)的爐罐以及用于加熱爐罐內(nèi)工件的加熱機構(gòu)，其特征在于所述爐殼底部設(shè)有與外部蒸汽源連接的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)，所述蒸汽預(yù)熱機構(gòu)與爐罐底部通過蒸汽放散結(jié)構(gòu)相連通。進(jìn)一步的，所述爐殼對應(yīng)爐罐部分的壁體上設(shè)有由硅酸鋁保溫棉構(gòu)成的第一保溫層，對應(yīng)蒸汽預(yù)熱機構(gòu)的壁體上設(shè)有由保溫磚構(gòu)成的第二保溫層；所述第二保溫層為三層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為高鋁礬土材質(zhì)的保溫擱磚層，外層為輕質(zhì)耐火粘土材質(zhì)的保溫磚層，中間層為重質(zhì)高鋁土材質(zhì)的保溫磚層。采用兩種不同材質(zhì)的保溫層，第一保溫層主要是在工件加熱時對工件起到保溫作用，第二保溫層主要是為蒸汽預(yù)熱提供保溫功能，同時還對第一保溫層起到了支撐作用；提高了井式爐的整體保溫效果。進(jìn)一步的，所述的加熱機構(gòu)為均布在第一保溫層上的電阻帶，每個電阻帶由一金屬棒引出爐殼外。進(jìn)一步的，所述蒸汽預(yù)熱機構(gòu)包括呈螺旋結(jié)構(gòu)的蒸汽管以及環(huán)布在蒸汽管周圍的電阻絲；所述電阻絲擱置在保溫擱磚層上；所述蒸汽管一端通過直線管自爐殼頂部引出并與外部蒸汽源連接，蒸汽管的另一端接入蒸汽放散結(jié)構(gòu)內(nèi)。[0009]進(jìn)一步的，所述蒸汽管為雙螺旋結(jié)構(gòu)。雙螺旋結(jié)構(gòu)的蒸汽管，蒸汽的預(yù)熱時間更長，使蒸汽能在蒸汽預(yù)熱機構(gòu)內(nèi)更加充分的加熱，提高蒸汽純度。進(jìn)一步的，所述蒸汽放散結(jié)構(gòu)包括連接在爐罐底部的蒸汽放散室，所述蒸汽放散室頂部與爐罐底壁間設(shè)有蓋板，蓋板上分布數(shù)個蒸汽擴散孔使?fàn)t罐與蒸汽放散室相連通。進(jìn)一步的，所述蒸汽放散室內(nèi)設(shè)有與蒸汽管接入端相對應(yīng)的弧形擋板。預(yù)熱后的蒸汽通入蒸汽放散室內(nèi)，通過弧形擋板的阻擋作用使蒸汽在內(nèi)部均勻擴散，防止蒸汽直接從蓋板的蒸汽擴散孔進(jìn)入爐罐內(nèi)，提高爐罐內(nèi)蒸汽的均勻度。進(jìn)一步的，所述爐罐內(nèi)設(shè)有底部開口的導(dǎo)風(fēng)筒，所述導(dǎo)風(fēng)筒側(cè)壁與爐罐側(cè)壁之間留有循環(huán)風(fēng)道，導(dǎo)風(fēng)筒的上端設(shè)有與爐蓋連接的擋風(fēng)板，擋風(fēng)板上開有通風(fēng)口 ；所述爐蓋頂部設(shè)有密封電機，通風(fēng)口上方設(shè)有由密封電機驅(qū)動風(fēng)機葉輪；爐殼上插裝有與爐罐相連通的抽真空管、保護(hù)氣管、蒸汽輸送管、冷卻水管及控溫電偶。加熱機構(gòu)加熱工件的同時，密封電機驅(qū)動風(fēng)機葉輪轉(zhuǎn)動使?fàn)t罐內(nèi)產(chǎn)生對流，爐罐內(nèi)溫度均勻升溫，同時對爐罐內(nèi)抽真空，通入氮氣及蒸汽對爐罐內(nèi)進(jìn)行吹掃；風(fēng)機葉輪生的熱風(fēng)經(jīng)循環(huán)風(fēng)道進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)，再被導(dǎo)風(fēng)筒頂部的風(fēng)機葉輪吸出，從而形成導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)外的熱風(fēng)循環(huán)，提高導(dǎo)風(fēng)筒內(nèi)工件加熱溫度的均勻性。進(jìn)一步的，所述爐蓋內(nèi)通過沖壓封頭固定有兩個絕熱箱。提高爐蓋強度以及爐蓋的密封性與絕熱性。進(jìn)一步的，還包括有爐蓋提升裝置，所述爐蓋提升裝置包括固定在爐殼側(cè)壁的軸承座與軸承滑套，軸承座與軸承滑套上轉(zhuǎn)接有轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)軸上端連接有提升架，提升架上設(shè)有升降氣缸、鏈輪及繞接在鏈輪上的滾子鏈，滾子鏈一端連接爐蓋，另一端連接升降氣缸；爐殼側(cè)壁還設(shè)有驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向氣缸。本實用新型的有益效果1、在爐罐下方增加一個獨立的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)，蒸汽經(jīng)蒸汽預(yù)熱機構(gòu)加熱后經(jīng)蒸汽放散結(jié)構(gòu)分散均勻后進(jìn)入爐罐內(nèi)，大大降低了爐罐內(nèi)的溫度波動、減小了爐體內(nèi)熱脹冷縮現(xiàn)象、蒸汽管道焊接點不易脫落、蒸汽管道不易破裂；同時蒸汽能更均勻的與金屬工件進(jìn)行融合，氧化效果顯著提高，金屬工件表面氧化物致密度更好，四氧化三鐵含量達(dá)到90%以上；2、蒸汽在經(jīng)過蒸汽預(yù)熱機構(gòu)加熱后，溫度可達(dá)650-800°C，基本與爐罐內(nèi)的金屬工件加熱溫度保持一致，蒸汽純度大大增加，氧化效果更好；3、利用本實用新型來進(jìn)行金屬工件的熱處理，具有工藝穩(wěn)定，可靠性、重現(xiàn)性強， 制品一致性、穩(wěn)定性高的優(yōu)點；操作安全簡便，可迅速替代原有產(chǎn)品搶占市場制高點。
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明


圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為
圖1中A處的放大圖；圖3為蒸汽放散結(jié)構(gòu)中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為
圖1的俯視圖。
具體實施方式
參照
圖1，本實用新型為一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼1、爐蓋2、置于爐殼1內(nèi)的爐罐3以及用于加熱爐罐3內(nèi)工件的加熱機構(gòu)，所述爐殼1底部設(shè)有與外部蒸汽源連接的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)4，所述蒸汽預(yù)熱機構(gòu)4與爐罐3底部通過蒸汽放散結(jié)構(gòu)5相連通。爐殼1對應(yīng)爐罐3部分的壁體上設(shè)有由硅酸鋁保溫棉構(gòu)成的第一保溫層11，對應(yīng)蒸汽預(yù)熱機構(gòu)4的壁體上設(shè)有由保溫磚構(gòu)成的第二保溫層12 ；所述第二保溫層12為三層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層121為高鋁礬土材質(zhì)的保溫擱磚層，外層123為輕質(zhì)耐火粘土材質(zhì)的保溫磚層，中間層122為重質(zhì)高鋁土材質(zhì)的保溫磚層。采用兩種不同材質(zhì)的保溫層，第一保溫層11主要是在工件加熱時對工件起到保溫作用，第二保溫層12主要是為蒸汽預(yù)熱提供保溫功能，同時還對第一保溫層11起到了支撐作用；提高了井式爐的整體保溫效果。加熱機構(gòu)為均布在第一保溫層11上的電阻帶8，每個電阻帶8由一金屬棒引出爐殼1外。蒸汽預(yù)熱機構(gòu)4包括呈螺旋結(jié)構(gòu)的蒸汽管41以及環(huán)布在蒸汽管41周圍的電阻絲43 ；所述電阻絲43擱置在保溫擱磚層上；所述蒸汽管41 一端通過直線管42自爐殼1頂部引出并與外部蒸汽源連接，蒸汽管41的另一端接入蒸汽放散結(jié)構(gòu)5內(nèi)；蒸汽管41采用雙螺旋結(jié)構(gòu)，雙螺旋結(jié)構(gòu)的蒸汽管41，蒸汽的預(yù)熱時間更長，使蒸汽能在蒸汽預(yù)熱機構(gòu)4內(nèi)更加充分的加熱，提高蒸汽純度。參照圖2、3，蒸汽放散結(jié)構(gòu)5包括連接在爐罐3底部的蒸汽放散室51，所述蒸汽放散室51頂部與爐罐3底壁間設(shè)有蓋板52，蓋板52上分布數(shù)個蒸汽擴散孔521使?fàn)t罐3與蒸汽放散室51相連通。蒸汽放散室51內(nèi)設(shè)有與蒸汽管41接入端相對應(yīng)的弧形擋板53。預(yù)熱后的蒸汽通入蒸汽放散室51內(nèi)，通過弧形擋板53的阻擋作用使蒸汽在內(nèi)部均勻擴散，防止蒸汽直接從蓋板52的蒸汽擴散孔521進(jìn)入爐罐3內(nèi)，提高爐罐3內(nèi)蒸汽的均勻度。爐罐3內(nèi)設(shè)有底部開口的導(dǎo)風(fēng)筒6，所述導(dǎo)風(fēng)筒6側(cè)壁與爐罐3側(cè)壁之間留有循環(huán)風(fēng)道62，導(dǎo)風(fēng)筒6的上端設(shè)有與爐蓋2連接的擋風(fēng)板61，擋風(fēng)板61上開有通風(fēng)口 611 ；所述爐蓋2頂部設(shè)有密封電機63，通風(fēng)口 611上方設(shè)有由密封電機63驅(qū)動風(fēng)機葉輪64 ；爐殼1上插裝有與爐罐3相連通的抽真空管13、保護(hù)氣管14、蒸汽輸送管15、冷卻水管16及控溫電偶17。加熱機構(gòu)加熱工件的同時，密封電機63驅(qū)動風(fēng)機葉輪64轉(zhuǎn)動使?fàn)t罐3內(nèi)產(chǎn)生對流，爐罐3內(nèi)溫度均勻升溫，同時對爐罐3內(nèi)抽真空，通入氮氣及蒸汽對爐罐3內(nèi)進(jìn)行吹掃；風(fēng)機葉輪64生的熱風(fēng)經(jīng)循環(huán)風(fēng)道62進(jìn)入導(dǎo)風(fēng)筒6內(nèi)，再被導(dǎo)風(fēng)筒6頂部的風(fēng)機葉輪64吸出，從而形成導(dǎo)風(fēng)筒6內(nèi)外的熱風(fēng)循環(huán)，提高導(dǎo)風(fēng)筒6內(nèi)工件加熱溫度的均勻性；在爐蓋2內(nèi)通過沖壓封頭21固定有兩個絕熱箱22，提高爐蓋2強度以及爐蓋2的密封性與絕熱性。參照
圖1、4，本實用新型還具有一個爐蓋提升裝置，包括固定在爐殼1側(cè)壁的軸承座71與軸承滑套72，軸承座71與軸承滑套72上轉(zhuǎn)接有轉(zhuǎn)軸73 ；轉(zhuǎn)軸73上端連接有提升架74，提升架74上設(shè)有升降氣缸75、鏈輪76及繞接在鏈輪76上的滾子鏈77，滾子鏈77 —端連接爐蓋2，另一端連接升降氣缸75 ；爐殼1側(cè)壁還設(shè)有驅(qū)動轉(zhuǎn)軸73轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向氣缸78。工作原理操作人員將需要進(jìn)行氧化處理的金屬工件放置到爐罐3底部的擱料架上，通過轉(zhuǎn)向氣缸78推動轉(zhuǎn)軸73使?fàn)t蓋2轉(zhuǎn)至爐罐3正上方，再通過升降氣缸75將爐蓋2放下蓋在爐罐3上。對爐內(nèi)的電阻帶通電加熱金屬工件，開啟密封電機63使風(fēng)機葉輪64轉(zhuǎn)動使?fàn)t罐3內(nèi)產(chǎn)生對流，爐罐3內(nèi)溫度均勻升溫，同時對爐罐3內(nèi)抽真空，通入氮氣及蒸汽對爐罐3內(nèi)進(jìn)行吹掃；最后結(jié)束抽真空工作，爐罐3內(nèi)壓力保持-0. IMpa左右。當(dāng)金屬工件加熱至850°C左右時，蒸汽管41通入蒸汽，蒸汽經(jīng)過雙螺旋結(jié)構(gòu)的蒸汽管41時，爐內(nèi)底部的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)4工作，對蒸汽加熱至850°C，再進(jìn)入蒸汽放散室51， 經(jīng)過蒸汽放散室51內(nèi)蓋板52上的蒸汽擴散孔521均勻進(jìn)入爐罐3內(nèi)，在風(fēng)機葉輪64的作用下進(jìn)行對流，使?fàn)t罐3內(nèi)充滿高溫蒸汽，使工件表面均勻的進(jìn)行氧化工藝處理。氧化工藝處理結(jié)束后，沖入氮氣并排出剩余蒸汽，在爐罐3內(nèi)溫度冷卻到300°C左右時可以進(jìn)行開爐。升降氣缸75將爐蓋2升起，而后通轉(zhuǎn)向氣缸78反向推動轉(zhuǎn)軸73將爐蓋2旋轉(zhuǎn)90°，操作人員可以取出爐內(nèi)金屬工件。除上述優(yōu)選實施例外，本實用新型還有其他的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實用新型的精神，均應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼(1)、爐蓋O)、置于爐殼(1)內(nèi)的爐罐(3)以及用于加熱爐罐(3)內(nèi)工件的加熱機構(gòu)，其特征在于所述爐殼(1)底部設(shè)有與外部蒸汽源連接的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)G)，所述蒸汽預(yù)熱機構(gòu)(4)與爐罐(3)底部通過蒸汽放散結(jié)構(gòu)(5)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述爐殼(1)對應(yīng)爐罐(3)部分的壁體上設(shè)有由硅酸鋁保溫棉構(gòu)成的第一保溫層(11)，對應(yīng)蒸汽預(yù)熱機構(gòu)(4) 的壁體上設(shè)有由保溫磚構(gòu)成的第二保溫層(1 ；所述第二保溫層(1 為三層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層(121)為高鋁礬土材質(zhì)的保溫擱磚層，外層(123)為輕質(zhì)耐火粘土材質(zhì)的保溫磚層，中間(122)層為重質(zhì)高鋁土材質(zhì)的保溫磚層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述的加熱機構(gòu)為均布在第一保溫層(11)上的電阻帶(8)，每個電阻帶(8)由一金屬棒引出爐殼(1)夕卜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述蒸汽預(yù)熱機構(gòu) (4)包括呈螺旋結(jié)構(gòu)的蒸汽管Gl)以及環(huán)布在蒸汽管Gl)周圍的電阻絲G3)；所述電阻絲擱置在保溫擱磚層上；所述蒸汽管Gl) —端通過直線管0 自爐殼(1)頂部引出并與外部蒸汽源連接，蒸汽管Gl)的另一端接入蒸汽放散結(jié)構(gòu)(5)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述蒸汽管為雙螺旋結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述蒸汽放散結(jié)構(gòu)(5) 包括連接在爐罐C3)底部的蒸汽放散室(51)，所述蒸汽放散室(51)頂部與爐罐C3)底壁間設(shè)有蓋板(52)，蓋板(5 上分布數(shù)個蒸汽擴散孔(521)使?fàn)t罐(3)與蒸汽放散室(51)相連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述蒸汽放散室(51)內(nèi)設(shè)有與蒸汽管Gl)接入端相對應(yīng)的弧形擋板(53)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述爐罐(3)內(nèi)設(shè)有底部開口的導(dǎo)風(fēng)筒(6)，所述導(dǎo)風(fēng)筒(6)側(cè)壁與爐罐C3)側(cè)壁之間留有循環(huán)風(fēng)道(62)，導(dǎo)風(fēng)筒(6)的上端設(shè)有與爐蓋(2)連接的擋風(fēng)板(61)，擋風(fēng)板(61)上開有通風(fēng)口(611)；所述爐蓋( 頂部設(shè)有密封電機(63)，通風(fēng)口(611)上方設(shè)有由密封電機(6 驅(qū)動風(fēng)機葉輪(64)；爐殼(1)上插裝有與爐罐(3)相連通的抽真空管(13)、保護(hù)氣管(14)、蒸汽輸送管(15)、冷卻水管(16)及控溫電偶(17)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述爐蓋O)內(nèi)通過沖壓封頭固定有兩個絕熱箱02)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于還包括有爐蓋提升裝置，所述爐蓋提升裝置包括固定在爐殼(1)側(cè)壁的軸承座(71)與軸承滑套(72)，軸承座 (71)與軸承滑套(7 上轉(zhuǎn)接有轉(zhuǎn)軸(7 ；轉(zhuǎn)軸(7 上端連接有提升架(74)，提升架(74) 上設(shè)有升降氣缸(75)、鏈輪(76)及繞接在鏈輪(76)上的滾子鏈(77)，滾子鏈(77) —端連接爐蓋O)，另一端連接升降氣缸(7 ；爐殼(1)側(cè)壁還設(shè)有驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(7 轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)向氣缸(78)。
專利摘要本實用新型公開了一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼、爐蓋、置于爐殼內(nèi)的爐罐以及用于加熱爐罐內(nèi)工件的加熱機構(gòu)，所述爐殼底部設(shè)有與外部蒸汽源連接的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)，所述蒸汽預(yù)熱機構(gòu)與爐罐底部通過蒸汽放散結(jié)構(gòu)相連通。在爐罐下方增加一個獨立的蒸汽預(yù)熱機構(gòu)，蒸汽經(jīng)蒸汽預(yù)熱機構(gòu)加熱后經(jīng)蒸汽放散結(jié)構(gòu)分散均勻后進(jìn)入爐罐內(nèi)，大大降低了爐罐內(nèi)的溫度波動、減小了爐體內(nèi)熱脹冷縮現(xiàn)象、蒸汽管道焊接點不易脫落、蒸汽管道不易破裂；同時蒸汽能更均勻的與金屬工件進(jìn)行融合，氧化效果顯著提高，金屬工件表面氧化物致密度更好，四氧化三鐵含量達(dá)到90％以上。
文檔編號C23C8/10GK202177295SQ20112026583
公開日2012年3月28日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者徐小龍 申請人:浙江省長興精工電爐制造有限公司