新型轉(zhuǎn)底式加熱爐的制作方法
【專利摘要】一種新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，包括爐體及其上部安裝的爐蓋所述的爐體內(nèi)設(shè)有加熱單元和坯料懸掛系統(tǒng)；所述的坯料懸掛系統(tǒng)包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多個(gè)坯料吊裝支架，所述的立柱上端貫穿爐蓋并與其上的減速機(jī)、電機(jī)連接；所述的爐蓋上設(shè)有入料爐口和出料爐口。相比輥底式加熱爐和多層箱式加熱爐，本實(shí)用新型具有有效減少了設(shè)備占地空間、具有更好的節(jié)能效果以及降低了維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】新型轉(zhuǎn)底式加熱爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及超高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形生產(chǎn)線中使用的一種新型的轉(zhuǎn)底式加熱爐。
技術(shù)背景
[0002]隨著汽車工業(yè)的日益發(fā)展，人們對(duì)汽車的節(jié)能環(huán)保及安全性要求也越來越高。采用輕量化技術(shù)提高汽車的安全性能，降低汽車的燃料消耗已經(jīng)成為汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢(shì)。輕量化技術(shù)方案之一是采用超高強(qiáng)度鋼板來代替普通鋼板制造汽車零部件。但是隨著鋼材強(qiáng)度提高，材料延伸率和成形性大大降低，無法采用冷沖壓成型來制造汽車零部件。為解決這種不足，歐洲人最早研究了熱沖壓成形技術(shù)來生產(chǎn)超高強(qiáng)度鋼板零部件，并逐漸推廣使用。
[0003]超高強(qiáng)鋼板熱沖壓生產(chǎn)線的主要設(shè)備包括拆垛單元、加熱爐、壓機(jī)、模具、搬運(yùn)系統(tǒng)等。鋼板坯料在加熱爐中加熱到奧氏體狀態(tài)，然后由搬運(yùn)系統(tǒng)搬運(yùn)到壓機(jī)上安裝的模具中，在模具中實(shí)現(xiàn)沖壓變形和淬火處理，取得超高強(qiáng)度的零件。
[0004]加熱爐是熱成形生產(chǎn)線中重要的組成部分，目前廣泛采用的為輥底式加熱爐，近年來又采用了多層箱式加熱爐的方案。兩種加熱爐均有各自的缺點(diǎn)，分別論述如下:
[0005]輥底式加熱爐的缺點(diǎn):
[0006]1、占地空間較大，采用輥底爐的熱沖壓生產(chǎn)線長度不小于45米；
[0007]2、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用高，該爐除了對(duì)加熱元件的保養(yǎng)外，還需要大量的工作量對(duì)加熱輥(一般采用陶瓷爐輥，易粘結(jié)金屬)以及傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)；
[0008]3、生產(chǎn)能耗高，大批量生產(chǎn)模式，輥底式加熱爐采用鏈傳送結(jié)構(gòu)時(shí)消耗更多的電或氣，小批量生產(chǎn)模式或者模具調(diào)試模式，輥底式加熱爐必需要整爐加熱，但整爐升溫同樣會(huì)消耗很多的電或氣；
[0009]4、生產(chǎn)線使用率低，當(dāng)輥底式加熱爐的陶瓷爐輥出現(xiàn)故障，必需整線生產(chǎn)暫停維修；
[0010]5、平料片位置精度，輥底式加熱爐進(jìn)行平板料生產(chǎn)時(shí)，料片在傳輸過程中的位置精度不可控，會(huì)發(fā)生偏移，需要在后續(xù)工序中設(shè)置對(duì)中裝置強(qiáng)制糾偏；
[0011]6、備件更換成本高，輥底式加熱爐的備件更換最多的就是陶瓷輥，輥的更換成本高，尤其在生產(chǎn)鍍層板零件時(shí)，鍍層會(huì)粘結(jié)在輥棒上，縮短輥棒的壽命。
[0012]針對(duì)輥底式加熱爐的特點(diǎn)，近年來開發(fā)出多層箱式加熱爐，以彌補(bǔ)輥底式加熱爐占地空間大、平料片位置精度低、爐輥維修、使用成本高等的不足。但是該爐的缺點(diǎn)主要表現(xiàn)為:
[0013]1、根據(jù)生產(chǎn)線使用地點(diǎn)的不同，輥底式加熱爐的加熱方式可為純電加熱、純氣加熱或電氣混合加熱，而多層箱式加熱爐的加熱方式只能采用純電加熱或純氣加熱，不能采用電氣混合加熱。
[0014]2、能耗損失更大，由于多層箱式加熱爐單腔的體積小，開關(guān)爐門時(shí)保護(hù)氣氛溢出比例大，消耗的保護(hù)氣氛多，同時(shí)，熱量損失也隨著保護(hù)氣氛的溢出增大；[0015]3、進(jìn)出料過程繁瑣，節(jié)拍時(shí)間長，坯料在搬運(yùn)過程中熱量損失多，導(dǎo)致沖壓時(shí)坯料溫度低，由奧氏體向馬氏體的組織轉(zhuǎn)變不完全，影響零件的強(qiáng)度。
[0016]4、零件表面質(zhì)量差，由于加熱后的坯料搬運(yùn)是暴露在空氣中，多層箱式加熱爐加熱后的坯料搬運(yùn)時(shí)間長，造成坯料表面氧化皮厚。
[0017]5、多層箱式加熱爐工作時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)坯料按照升溫曲線加熱保溫。不利于料片的奧氏體組織形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種用于超高強(qiáng)鋼板熱沖壓成形生產(chǎn)線的新型轉(zhuǎn)底加熱爐，來解決現(xiàn)有技術(shù)占地空間大、維修費(fèi)用高且生產(chǎn)耗能高的缺陷。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案是:包括爐體及其上部安裝的爐蓋，所述的爐體內(nèi)設(shè)有加熱單元和坯料懸掛系統(tǒng)；所述的坯料懸掛系統(tǒng)包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多個(gè)坯料吊裝支架，所述的立柱上端貫穿爐蓋并與其上的減速機(jī)、電機(jī)連接；所述的爐蓋上設(shè)有入料爐口和出料爐口。使用時(shí)，將爐體安裝在地面以下，坯料掛在坯料吊裝支架上并圍繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)，即可完成坯料的加熱操作。
[0020]上述方案還包括:
[0021]所述的加熱爐還包括位于加熱爐上部的坯料搬運(yùn)系統(tǒng)，所述的坯料搬運(yùn)系統(tǒng)包括支柱以及其上通過導(dǎo)軌安裝的可移動(dòng)的料片夾取裝置。坯料通過搬運(yùn)系統(tǒng)裝入或移出加熱爐
[0022]所述爐體的中央設(shè)有爐襯，所述立柱的下端固定在爐襯上。
[0023]所述的轉(zhuǎn)底式加熱爐還包括PLC控制系統(tǒng)和氣氛保護(hù)系統(tǒng)。
[0024]所述加熱單元的加熱方式可為純電加熱、純氣加熱、電氣混合加熱或燃油加熱。
[0025]所述的電機(jī)是變頻電機(jī)。
[0026]所述入料爐口和出料爐口的爐門為電動(dòng)或氣動(dòng)保溫爐門。
[0027]相比輥底式加熱爐和多層箱式加熱爐，該轉(zhuǎn)底爐克服了上述的缺點(diǎn)，并具有以下特點(diǎn):
[0028]1、該爐更加有效減少了設(shè)備占地空間。除爐蓋上方的旋轉(zhuǎn)裝置(電機(jī)、減速機(jī))、搬運(yùn)系統(tǒng)外，其余部分均處于地面以下，節(jié)約出的空間可以用于坯料等的存放。
[0029]2、具有更好的節(jié)能效果。爐體處于地下，加熱爐的熱量不易散失，爐體保溫效果更好。
[0030]3、降低了維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。該爐結(jié)構(gòu)簡單，取消了陶瓷爐輥和復(fù)雜的傳動(dòng)系統(tǒng)，維護(hù)保養(yǎng)工作量小，備件更換成本低。
[0031]4、加熱方式可為純電加熱、純氣加熱、電氣混合加熱或燃油加熱等多種方式。
[0032]【專利附圖】

【附圖說明】:
[0033]圖1:轉(zhuǎn)底式加熱爐的結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0034]圖2:轉(zhuǎn)底式加熱爐的結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0035]圖3:轉(zhuǎn)底式加熱爐坯料懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4:轉(zhuǎn)底式加熱爐坯料懸掛系統(tǒng)坯料吊裝支架的布置圖；
[0037]圖5:轉(zhuǎn)底式加熱爐坯料搬運(yùn)系統(tǒng)示意圖；[0038]圖6:采用轉(zhuǎn)底式加熱爐的熱沖壓成形生產(chǎn)線示意圖；
[0039]圖中:1、爐體，2、爐蓋，3、第一減速機(jī)，4、第一電機(jī)，5、加熱單元，6、爐襯，7、入料爐口，8、出料爐口，9、坯料吊裝支架，10、支柱，11、第二電機(jī)，12、第二減速機(jī)，13、Y方向?qū)к墸?4、Z方向?qū)к墸?5.料片夾取裝置，16、料片，17、拆垛單元，18、取料機(jī)械手，19、轉(zhuǎn)底式加熱爐，20、上料機(jī)械手，21、壓機(jī)單元，22、下料機(jī)械手，23、出爐輥道，24、立柱。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0041]實(shí)施例1
[0042]參見圖1-4，一種新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，包括爐體I及其上部安裝的爐蓋2，爐體I內(nèi)設(shè)有加熱單元5和坯料懸掛系統(tǒng)；坯料懸掛系統(tǒng)包括中央的立柱24以及立柱24上周向均布的多個(gè)坯料吊裝支架9 ;爐體I的中央設(shè)有爐襯6，立柱24上端貫穿爐蓋2并與其上的第一減速機(jī)3、第一電機(jī)4連接、下端與爐襯6固定；爐蓋2上還設(shè)有入料爐口 7和出料爐口
8。具體設(shè)計(jì)如下:爐體I固定在地下由鋼板和型鋼焊接而成并由鋼板密焊制成圓型。爐蓋2采用不銹鋼板做底板，安裝在爐體I上部并與爐體密封，爐蓋2的上平面與地面平齊。爐蓋2上開有出料爐口 8和入料爐口 7，使用電動(dòng)或氣動(dòng)保溫爐門，當(dāng)爐門打開時(shí)，將坯料裝入或移出加熱爐。加熱單元5固定在爐體I內(nèi)側(cè)，為加熱爐提供熱量。爐體耐火材料使用耐火纖維模塊，陶瓷纖維毯及耐火磚、隔熱磚等組成。坯料懸掛系統(tǒng)采用傘狀結(jié)構(gòu)，用于吊裝坯料。在爐蓋2上方，安裝有變頻電機(jī)(第一電機(jī)4)和傳動(dòng)裝置，可以根據(jù)坯料加熱配方帶動(dòng)爐內(nèi)的坯料懸掛系統(tǒng)圍繞立柱轉(zhuǎn)動(dòng)。此外爐體還設(shè)有氣氛保護(hù)系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，氣氛保護(hù)系統(tǒng)為加熱爐提供惰性氣體，防止坯料產(chǎn)生氧化皮，PLC控制系統(tǒng)用于接收生產(chǎn)線上位機(jī)的指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱爐的控制。
[0043]此外為了提供加熱爐的自動(dòng)化水平，還可以及進(jìn)行以下改進(jìn):
[0044]( I)爐內(nèi)安裝有光柵檢測(cè)裝置及電機(jī)編碼器，并能計(jì)算出每個(gè)料片的位置及加熱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的上下料。
[0045](2)對(duì)各個(gè)加熱區(qū)的溫度進(jìn)行PID控制，爐體上下使用兩組熱電偶反饋溫度值，一組做為控制用，一組用來記錄及報(bào)警用。
[0046](3)在爐內(nèi)安裝氧分析儀及壓力變送器，對(duì)爐內(nèi)的氧氣含量壓力實(shí)時(shí)分析，自動(dòng)控制惰性氣體的進(jìn)氣量。
[0047]實(shí)施例2
[0048]參見圖1-5，一種新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，在實(shí)施例1結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，還包括位于加熱爐上部的坯料搬運(yùn)系統(tǒng)，坯料搬運(yùn)系統(tǒng)包括支柱10以及其上通過Y方向?qū)к?3，Z方向?qū)к?4安裝的可移動(dòng)的料片夾取裝置15。通過、第二電機(jī)11、第二減速機(jī)12驅(qū)動(dòng)料片夾取裝置15在導(dǎo)軌上移動(dòng)，從而將料片16 (坯料)裝入或移出加熱爐。
[0049]實(shí)施例3
[0050]參見圖6，一種采用轉(zhuǎn)底式加熱爐的熱沖壓成形生產(chǎn)線，由拆垛單元17、取料機(jī)械手18 (即坯料搬運(yùn)系統(tǒng))、轉(zhuǎn)底式加熱爐19、上料機(jī)械手20、壓機(jī)單元21、下料機(jī)械手22、出爐輥道23以及PLC控制系統(tǒng)組成；坯料在加熱爐內(nèi)加熱的時(shí)間隨坯料的厚度增加而加長，為了使不同厚度坯料能得到不同的在爐加熱時(shí)間，爐內(nèi)輥道必須采用變頻調(diào)速的運(yùn)行制度。爐區(qū)PLC控制系統(tǒng)根據(jù)裝料系統(tǒng)提供的坯料數(shù)據(jù)(長度、厚度、重量等)自動(dòng)選擇坯料在爐內(nèi)的運(yùn)行制度。由自動(dòng)上料系統(tǒng)將毛坯料放到入爐口等待。如PLC控制系統(tǒng)允許毛坯料進(jìn)入轉(zhuǎn)底爐。則入爐口打開毛坯料通過上料系統(tǒng)放到爐內(nèi)料片懸掛裝置上。然后連續(xù)地在爐內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。到料片達(dá)出爐口時(shí)，PLC控制系統(tǒng)控制出料爐口打開通過出料系統(tǒng)將料片從爐內(nèi)快速取出放置到模具內(nèi)。進(jìn)行快速壓制。
【權(quán)利要求】
1.一種新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，包括爐體及其上部安裝的爐蓋，其特征是:所述的爐體內(nèi)設(shè)有加熱單元和坯料懸掛系統(tǒng)；所述的坯料懸掛系統(tǒng)包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多個(gè)坯料吊裝支架，所述的立柱上端貫穿爐蓋并與其上的減速機(jī)、電機(jī)連接；所述的爐蓋上設(shè)有入料爐口和出料爐口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，其特征是:所述的加熱爐還包括位于加熱爐上部的坯料搬運(yùn)系統(tǒng)，所述的坯料搬運(yùn)系統(tǒng)包括支柱以及其上通過導(dǎo)軌安裝的可移動(dòng)的料片夾取裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，其特征是:所述爐體的中央設(shè)有爐襯，所述立柱的下端固定在爐襯上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，其特征是:所述的轉(zhuǎn)底式加熱爐還包括PLC控制系統(tǒng)和氣氛保護(hù)系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，其特征是:所述加熱單元的加熱方式可為純電加熱、純氣加熱、電氣混合加熱或燃油加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，其特征是:所述的電機(jī)是變頻電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型轉(zhuǎn)底式加熱爐，其特征是:所述入料爐口和出料爐口的爐門為電動(dòng)或氣動(dòng)保溫爐門。
【文檔編號(hào)】C21D9/70GK203513757SQ201320469499
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】高義新, 楊緒劍, 任曉琪, 趙尊玄 申請(qǐng)人:山東大王金泰集團(tuán)有限公司