金屬氮化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種金屬冶煉爐，尤其是金屬氮化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化處理是指一種在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。經(jīng)氮化處理的制品具有優(yōu)異的耐磨性、耐疲勞性、耐蝕性及耐高溫的特性。
[0003]氮化的方法是將工件置于金屬氮化爐內(nèi)，利NH3氣直接輸進(jìn)500?550°C的氮化爐內(nèi)，保持20?100小時(shí)，使NH3氣分解為原子狀態(tài)的(N)氣與(H)氣而進(jìn)行滲氮處理，在使鋼的表面產(chǎn)生耐磨、耐腐蝕之化合物層為主要目的，其厚度約為0.02?0.02m/m，其性質(zhì)極硬Hv 1000?1200，又極脆，NH3之分解率視流量的大小與溫度的高低而有所改變，流量愈大則分解度愈低，流量愈小則分解率愈高，溫度愈高分解率愈高，溫度愈低分解率亦愈低，經(jīng)分解出來的N，隨而擴(kuò)散進(jìn)入鋼的表面形成一層氮化滲層。
[0004]目前的氮化爐在對工件進(jìn)行氮化時(shí)，是將工作置于料架上，但是由于料架是固定不動的，爐體內(nèi)的熱量不均勻，會對工件氮化造成一定影響，使工作氮化不均勻，并且現(xiàn)有的料架裝載量過小，為了提高裝載量，通常是將多個(gè)支架高低交錯(cuò)固定在料架上，增加料架上的支架數(shù)量，從而增加料架上承裝的物料量，然而方法雖然能夠增加物料的裝載量，但是同時(shí)也增加了料架的整體體積及加工成本。同時(shí)，現(xiàn)有的氮化爐加熱速度慢，爐內(nèi)的爐膽長期處在高溫高壓的工作環(huán)境中，且爐膽受熱不均勻，當(dāng)爐膽承受反復(fù)急速升溫次數(shù)過多后，會導(dǎo)致爐膽容易變形，影響使用壽命的情況發(fā)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金屬氮化爐，該金屬氮化爐的爐膽具有預(yù)熱功能，可以自動對爐膽進(jìn)行加熱保溫，防止?fàn)t膽在冷卻后受急劇升溫的溫度造成爐膽變形的情況發(fā)生，并且爐膽可以旋轉(zhuǎn)進(jìn)行均勻受熱。并且，金屬氮化爐的料架不僅裝載量大，而且具有旋轉(zhuǎn)擾流的作用，可以使?fàn)t膛內(nèi)的熱量更均勻，氮化效果更好。
[0006]本實(shí)用新型金屬氮化爐所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型金屬氮化爐，包括爐體、進(jìn)氣管、排氣管和上蓋，進(jìn)氣管和排氣管分別設(shè)置在爐體的左右兩側(cè)，上蓋設(shè)置在爐體上部，所述爐體包括上頂板、下底板、第一保溫密封層、第二保溫密封層、保溫隔熱層、加熱層和支腿，所述第一保溫密封層設(shè)置在上頂板下部，第二保溫密封層設(shè)置在下底板上部，保溫隔熱層設(shè)置在第一保溫密封層和第二保溫密封層邊部之間，支腿設(shè)置在下底板下部；所述上頂板中部設(shè)置有爐膛開口，第一保溫密封層為環(huán)狀保溫密封層，環(huán)狀保溫密封層的內(nèi)環(huán)徑與爐膛開口的直徑大小相同；所述保溫隔熱層包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的珍珠巖層和泡沫玻璃層，所述加熱層包括鎂碳磚層，在位于鎂碳磚層表面均勻設(shè)置有加熱電阻絲。
[0008]氮?dú)鈴倪M(jìn)氣管進(jìn)入到爐體內(nèi)，廢氣從排氣管排出，上蓋可打開閉合以允許工件置入取出。通過將爐體設(shè)置成包括上頂板、下底板、第一保溫密封層、第二保溫密封層、保溫隔熱層、加熱層和支腿的結(jié)構(gòu)形式，支腿用于對爐體進(jìn)行支撐，第一保溫密封層、第二保溫密封層和保溫隔熱層形成一個(gè)中空的密閉保溫腔，加熱層用于對爐體內(nèi)部進(jìn)行加熱，以使?fàn)t體內(nèi)達(dá)到合格溫度進(jìn)行氮化處理，上頂板和下底板起到對保溫密封層的保護(hù)作用。珍珠巖層和泡沫玻璃層均具有很好的保溫隔熱效果，防止?fàn)t體內(nèi)熱量流失過快，同時(shí)也防止?fàn)t體外側(cè)溫度過高對工作人員進(jìn)行燙傷的情況發(fā)生。鎂碳磚是以高熔點(diǎn)堿性氧化物氧化鎂(熔點(diǎn)2800°C )和難以被爐渣侵潤的高熔點(diǎn)碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑。用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的不燒炭復(fù)合耐火材料。鎂碳磚具有良好的耐高溫性能，其抗渣能力強(qiáng)并且高溫蠕變低，這樣的特性使得爐體耐高溫性能好，延長了爐體的使用壽命，通過設(shè)置加熱電阻絲，加熱電阻絲用于對爐體內(nèi)部進(jìn)行加熱，從而使?fàn)t體在高溫環(huán)境下對工件進(jìn)行氮化。
[0009]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，在爐體內(nèi)設(shè)置有料架，料架吊掛在上蓋下方且位于爐體內(nèi)的爐膛中部，所述料架包括減速電機(jī)、傳動軸和至少三個(gè)料盤，減速電機(jī)的輸出軸與傳動軸相連接，料盤套置在傳動軸上并可相對于傳動軸上下活動設(shè)置；所述料盤包括定位套、內(nèi)凹的環(huán)形料網(wǎng)、弧形支撐筋、內(nèi)環(huán)管、外環(huán)圈和擾流片，內(nèi)環(huán)管套置在傳動軸上，內(nèi)環(huán)管通過弧形支撐筋與外環(huán)圈相連接，內(nèi)凹的環(huán)形料網(wǎng)設(shè)置在弧形支撐筋上，擾流片的數(shù)量至少三個(gè)，三個(gè)擾流片均勻環(huán)形陣型在外環(huán)圈的外側(cè)，定位套套置在傳動軸上，且定位套自上方對內(nèi)環(huán)管進(jìn)行鎖緊固定。通過將料架設(shè)置成包括減速電機(jī)、傳動軸和至少三個(gè)料盤的結(jié)構(gòu)形式，減速電機(jī)可以帶動傳動軸轉(zhuǎn)動，從而帶動位于傳動軸上的料盤轉(zhuǎn)動，使位于料盤內(nèi)的工件受熱均勻。通過將料盤設(shè)置成包括定位套、內(nèi)凹的環(huán)形料網(wǎng)、弧形支撐筋、內(nèi)環(huán)管、外環(huán)圈和擾流片的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)環(huán)管、外環(huán)圈和弧形支撐筋共同形成料盤的骨架，內(nèi)凹的環(huán)形料網(wǎng)置于弧形支撐筋上，待氮化的工件放置在內(nèi)凹的環(huán)形料網(wǎng)上，以防止工件掉落。由于內(nèi)環(huán)管可相對于傳動軸上下移動，從而可以調(diào)整料盤在傳動軸上的上下位置，以根據(jù)工件的大小來調(diào)整各料盤之間的間隙，并通過定位套進(jìn)行鎖緊固定在傳動軸上。
[0010]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述擾流片為多邊形或螺旋形扇葉。通過在料盤外側(cè)設(shè)置擾流片，當(dāng)減速電機(jī)帶動傳動軸轉(zhuǎn)動時(shí)帶動料盤轉(zhuǎn)動，從而帶動擾流片轉(zhuǎn)動，擾流片轉(zhuǎn)動過程中可以對熱氣流進(jìn)行攪拌均勻，使?fàn)t體內(nèi)溫度均勻，提高工件的氮化效果。
[0011]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，在爐體內(nèi)設(shè)置有爐膽，所述爐膽包括爐膽本體、爐膽支架、支撐底柱和變頻電機(jī)，爐膽支架設(shè)置在爐膽本體外側(cè)上部，支撐底柱一端固定設(shè)置在爐膽本體底部中心，支撐底柱的另一端穿過第二保溫密封層和下底板與變頻電機(jī)相連接；所述爐膽本體包括外膽、內(nèi)膽、測溫頭、溫控器和陶瓷發(fā)熱管，在外膽和內(nèi)膽之間設(shè)置有加熱腔，所述加熱腔內(nèi)填充有導(dǎo)熱油，陶瓷發(fā)熱管成螺旋狀均布在加熱腔內(nèi)，測溫頭插入在導(dǎo)熱油內(nèi)，測溫頭通過溫控器與陶瓷發(fā)熱管相連接。通過在爐體內(nèi)設(shè)置爐膽，爐膽可以對爐膛內(nèi)溫度進(jìn)行集熱，并且可以對爐膛進(jìn)行預(yù)熱，提高了爐膛了升溫速度。支撐底柱一方面用于對爐膽本體進(jìn)行支撐，另一方面與變頻電機(jī)連接，變頻電機(jī)啟動時(shí)帶動支撐底柱轉(zhuǎn)動，從而帶動與支撐底柱相連接的爐膽本體轉(zhuǎn)動，使?fàn)t膽本體受熱均勻。
[0012]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述內(nèi)膽和外膽由碳纖維、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。通過將內(nèi)膽和外膽設(shè)置成由碳纖維、石墨粉和碳化硅混合制成，其耐熱性能好。
[0013]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述外膽的膽壁為波浪形，在外膽膽壁的外側(cè)設(shè)置有傳熱翅片。通過將外膽的膽壁設(shè)置為波浪形，可以提高外膽的吸熱效率，通過設(shè)置傳熱翅片可以進(jìn)一步提尚外膽的傳熱效率。
[0014]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述爐膽支架包括環(huán)形抱箍、斜拉桿和環(huán)形軌道，環(huán)形抱箍卡在爐膽本體上部外側(cè)，環(huán)形軌道設(shè)置在第一保溫密封層上，斜拉桿兩端一端與環(huán)形抱箍固定連接，在斜拉桿的另一端設(shè)置有滾珠，滾珠置于環(huán)形軌道內(nèi)。當(dāng)爐膽本體跟支撐底柱轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動斜拉桿在環(huán)形軌道內(nèi)旋轉(zhuǎn)。
[0015]綜上所述，本實(shí)用新型金屬氮化爐的優(yōu)點(diǎn)是，具有很好的保溫隔熱效果，防止?fàn)t體內(nèi)熱量流失過快，同時(shí)也防止?fàn)t體外側(cè)溫度過高對工作人員進(jìn)行燙傷的情況發(fā)生，爐體耐高溫性能好，延長了爐體的使用壽命。金屬氮化爐的爐膽具有預(yù)熱功能，可以自動對爐膽進(jìn)行加熱保溫，防止?fàn)t膽在冷卻后受急劇升溫的溫度造成爐膽變形的情況發(fā)生，并且爐膽可以旋轉(zhuǎn)進(jìn)行均勻受熱。并且，金屬氮化爐的料架不僅裝載量大，而且具有旋轉(zhuǎn)擾流的作用，可以使?fàn)t膛內(nèi)的熱量更均勻，氮化效果更好。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型金屬氮化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型金屬氮化爐的爐膽本體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型金屬氮化爐圖1的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如附圖所示，本實(shí)用新型金屬氮化爐，包括爐體、進(jìn)氣管2、排氣管3和上蓋4，進(jìn)氣管2和排氣管3分別設(shè)置在爐體的左右兩側(cè)，上蓋4設(shè)置在爐體上部。氮?dú)鈴倪M(jìn)氣管2進(jìn)入到爐體內(nèi)，廢氣從排氣管3排出，上蓋4可打開閉合以允許工件置入取出。
[0020]爐體包括上頂板1-1、下底板1-2、第一保溫密封層1-3、第二保溫密封層1-4、保溫隔熱層1-5、加熱層1-6和支腿1-7，所述第一保溫密封層1-3設(shè)置在上頂板1-1下部，第二保溫密封層1-4設(shè)置在下底板1-2上部，保溫隔熱層1-5設(shè)置在第一保溫密封層1-3和第二保溫密封層1-4邊部之間，支腿1-7設(shè)置在下底板1-2下部；所述上頂板1-1中部設(shè)置有爐膛開口，第一保溫密封層1-3為環(huán)狀保溫密封層，環(huán)狀保溫密封層的內(nèi)環(huán)徑與爐膛開口的直徑大小相同。通過將爐體I設(shè)置成包括上頂板1-1、下底板1-2、第一保溫密封層1-3、第二保溫密封層1-4、保溫隔熱層1-5、加熱層1-6和支腿1-7的結(jié)構(gòu)形式，支腿1-7用于對爐體I進(jìn)行支撐，第一保溫密封層1-3、第二保溫密封層1-4和保溫隔熱層1-5形成一個(gè)中空的密閉保溫腔，加熱層1-6用于對爐體I內(nèi)部進(jìn)行加熱，以使?fàn)t體I內(nèi)達(dá)到合格溫度進(jìn)行氮化處理，上頂板1-1和下底板1-2起到對保溫密封層的保護(hù)作用。
[0021]所述保溫隔熱層1-5包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的珍珠巖層1-5-1和泡沫玻璃層1-5-2，所述加熱層1-6包括鎂碳磚層，在位于鎂碳磚層1-6-1表面均勻設(shè)置有加熱電阻絲1-6-2ο珍珠巖層1-5-1和泡沫玻璃層1-5-2均具有很好的保溫隔熱效果，防止?fàn)t體內(nèi)熱量流失過快，同時(shí)也防止?fàn)t體外側(cè)溫度過高對工作人員進(jìn)行燙傷的情況發(fā)生。
[0022]鎂碳磚是以高熔點(diǎn)堿性氧化物氧化鎂(熔點(diǎn)2800°C)和難以被爐渣侵潤的高熔點(diǎn)碳素材料作為原料，添加各種非氧化物添加劑。用炭質(zhì)結(jié)合劑結(jié)合而成的不燒炭復(fù)合耐火材料。鎂碳磚具有良好的耐高溫性能，其抗渣能力強(qiáng)并且高溫蠕變低，這樣的特性使得爐體耐高溫性能好，延長了爐體的使用壽命。通過設(shè)置加熱電阻絲1-6-2，加熱電阻絲1-6-2用于對爐體內(nèi)部進(jìn)行加熱，從而使?fàn)t體在高溫環(huán)境下對工件進(jìn)行氮化。
[0023]在爐體內(nèi)設(shè)置有料架，料架吊掛在上蓋4下方且位于爐體內(nèi)的爐膛中部，所述料架5包括減速電機(jī)5-1、傳動軸5-2和至少三個(gè)料盤5-3，減速電機(jī)5-1的輸出軸與傳動軸
5-2相連接，