專利名稱：一種蒸汽氧化井式爐的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽氧化井式爐，屬于熱處理設備技術領域。
背景技術：
井式爐是一種周期作業(yè)式熱處理設備，適用于桿類、長軸類金屬構件的處理，在汽車零部件制造、模具制造等基礎工業(yè)領域應用廣泛。隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，國內外市場對金屬產品的要求不斷提高，同時各成品制造商對金屬構件表面硬度、構件使用壽命等要求也越來越高。因此，目前國內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用于金屬構件表面氧化處理，在金屬構件表面形成致密的氧化膜，以提高金屬構件耐腐蝕性和表面硬度，延長其使用壽命。國內現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；通入爐罐內的蒸汽溫度與爐罐內金屬構件的加熱溫度有較大的差距， 易產生較大的溫度波動，導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%，技術遠遠落后于國外先進水平。目前國內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)明內容
本發(fā)明所要解決的問題就是提供一種蒸汽氧化井式爐，通過對進入爐體內的蒸汽進行獨立加熱，以減小蒸汽溫度與金屬構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、重現性強，制品一致性、穩(wěn)定性好的特點。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下技術方案一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼、爐蓋、置于爐殼內的爐罐以及用于加熱爐罐內工件的加熱機構，其特征在于所述爐殼底部設有與外部蒸汽源連接的蒸汽預熱機構，所述蒸汽預熱機構與爐罐底部通過蒸汽放散結構相連通。進一步的，所述爐殼對應爐罐部分的壁體上設有由硅酸鋁保溫棉構成的第一保溫層，對應蒸汽預熱機構的壁體上設有由保溫磚構成的第二保溫層；所述第二保溫層為三層結構，內層為高鋁礬土材質的保溫擱磚層，外層為輕質耐火粘土材質的保溫磚層，中間層為重質高鋁土材質的保溫磚層。采用兩種不同材質的保溫層，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。進一步的，所述的加熱機構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。進一步的，所述蒸汽預熱機構包括呈螺旋結構的蒸汽管以及環(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構內。
進一步的，所述蒸汽管為雙螺旋結構。雙螺旋結構的蒸汽管，蒸汽的預熱時間更長，使蒸汽能在蒸汽預熱機構內更加充分的加熱，提高蒸汽純度。進一步的，所述蒸汽放散結構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有蓋板，蓋板上分布數個蒸汽擴散孔使爐罐與蒸汽放散室相連通。進一步的，所述蒸汽放散室內設有與蒸汽管接入端相對應的弧形擋板。預熱后的蒸汽通入蒸汽放散室內，通過弧形擋板的阻擋作用使蒸汽在內部均勻擴散，防止蒸汽直接從蓋板的蒸汽擴散孔進入爐罐內，提高爐罐內蒸汽的均勻度。進一步的，所述爐罐內設有底部開口的導風筒，所述導風筒側壁與爐罐側壁之間留有循環(huán)風道，導風筒的上端設有與爐蓋連接的擋風板，擋風板上開有通風口 ；所述爐蓋頂部設有密封電機，通風口上方設有由密封電機驅動風機葉輪；爐殼上插裝有與爐罐相連通的抽真空管、保護氣管、蒸汽輸送管、冷卻水管及控溫電偶。加熱機構加熱工件的同時，密封電機驅動風機葉輪轉動使爐罐內產生對流，爐罐內溫度均勻升溫，同時對爐罐內抽真空，通入氮氣及蒸汽對爐罐內進行吹掃；風機葉輪生的熱風經循環(huán)風道進入導風筒內，再被導風筒頂部的風機葉輪吸出，從而形成導風筒內外的熱風循環(huán)，提高導風筒內工件加熱溫度的均勻性。進一步的，所述爐蓋內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壁的軸承座與軸承滑套，軸承座與軸承滑套上轉接有轉軸；轉軸上端連接有提升架，提升架上設有升降氣缸、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；爐殼側壁還設有驅動轉軸轉動的轉向氣缸。本發(fā)明的有益效果1、在爐罐下方增加一個獨立的蒸汽預熱機構，蒸汽經蒸汽預熱機構加熱后經蒸汽放散結構分散均勻后進入爐罐內，大大降低了爐罐內的溫度波動、減小了爐體內熱脹冷縮現象、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，四氧化三鐵含量達到90%以上；2、蒸汽在經過蒸汽預熱機構加熱后，溫度可達650-800°C，基本與爐罐內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、利用本發(fā)明來進行金屬工件的熱處理，具有工藝穩(wěn)定，可靠性、重現性強，制品一致性、穩(wěn)定性高的優(yōu)點；操作安全簡便，可迅速替代原有產品搶占市場制高點。


下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖2為圖1中A處的放大圖；圖3為蒸汽放散結構中蓋板的結構示意圖；圖4為圖1的俯視圖。
具體實施例方式參照圖1，本發(fā)明為一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼1、爐蓋2、置于爐殼1內的爐罐3以及用于加熱爐罐3內工件的加熱機構，所述爐殼1底部設有與外部蒸汽源連接的蒸汽預熱機構4，所述蒸汽預熱機構4與爐罐3底部通過蒸汽放散結構5相連通。爐殼1對應爐罐3部分的壁體上設有由硅酸鋁保溫棉構成的第一保溫層11，對應蒸汽預熱機構4的壁體上設有由保溫磚構成的第二保溫層12 ；所述第二保溫層12為三層結構，內層121為高鋁礬土材質的保溫擱磚層，外層123為輕質耐火粘土材質的保溫磚層， 中間層122為重質高鋁土材質的保溫磚層。采用兩種不同材質的保溫層，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。蒸汽預熱機構4包括呈螺旋結構的蒸汽管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構5內；蒸汽管41采用雙螺旋結構，雙螺旋結構的蒸汽管41，蒸汽的預熱時間更長，使蒸汽能在蒸汽預熱機構4內更加充分的加熱，提高蒸汽純度。參照圖2、3，蒸汽放散結構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底壁間設有蓋板52，蓋板52上分布數個蒸汽擴散孔521使爐罐3與蒸汽放散室51相連通。蒸汽放散室51內設有與蒸汽管41接入端相對應的弧形擋板53。 預熱后的蒸汽通入蒸汽放散室51內，通過弧形擋板53的阻擋作用使蒸汽在內部均勻擴散， 防止蒸汽直接從蓋板52的蒸汽擴散孔521進入爐罐3內，提高爐罐3內蒸汽的均勻度。爐罐3內設有底部開口的導風筒6，所述導風筒6側壁與爐罐3側壁之間留有循環(huán)風道62，導風筒6的上端設有與爐蓋2連接的擋風板61，擋風板61上開有通風口 611 ；所述爐蓋2頂部設有密封電機63，通風口 611上方設有由密封電機63驅動風機葉輪64 ；爐殼1 上插裝有與爐罐3相連通的抽真空管13、保護氣管14、蒸汽輸送管15、冷卻水管16及控溫電偶17。加熱機構加熱工件的同時，密封電機63驅動風機葉輪64轉動使爐罐3內產生對流，爐罐3內溫度均勻升溫，同時對爐罐3內抽真空，通入氮氣及蒸汽對爐罐3內進行吹掃； 風機葉輪64生的熱風經循環(huán)風道62進入導風筒6內，再被導風筒6頂部的風機葉輪64吸出，從而形成導風筒6內外的熱風循環(huán)，提高導風筒6內工件加熱溫度的均勻性；在爐蓋2 內通過沖壓封頭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，本發(fā)明還具有一個爐蓋提升裝置，包括固定在爐殼1側壁的軸承座71 與軸承滑套72，軸承座71與軸承滑套72上轉接有轉軸73 ；轉軸73上端連接有提升架74， 提升架74上設有升降氣缸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側壁還設有驅動轉軸73轉動的轉向氣缸78。工作原理操作人員將需要進行氧化處理的金屬工件放置到爐罐3底部的擱料架上，通過轉向氣缸78推動轉軸73使爐蓋2轉至爐罐3正上方，再通過升降氣缸75將爐蓋 2放下蓋在爐罐3上。對爐內的電阻帶通電加熱金屬工件，開啟密封電機63使風機葉輪64轉動使爐罐3內產生對流，爐罐3內溫度均勻升溫，同時對爐罐3內抽真空，通入氮氣及蒸汽對爐罐3內進行吹掃；最后結束抽真空工作，爐罐3內壓力保持-0. IMpa左右。當金屬工件加熱至850°C左右時，蒸汽管41通入蒸汽，蒸汽經過雙螺旋結構的蒸汽管41時，爐內底部的蒸汽預熱機構4工作，對蒸汽加熱至850°C，再進入蒸汽放散室51， 經過蒸汽放散室51內蓋板52上的蒸汽擴散孔521均勻進入爐罐3內，在風機葉輪64的作用下進行對流，使爐罐3內充滿高溫蒸汽，使工件表面均勻的進行氧化工藝處理。氧化工藝處理結束后，沖入氮氣并排出剩余蒸汽，在爐罐3內溫度冷卻到300°C左右時可以進行開爐。升降氣缸75將爐蓋2升起，而后通轉向氣缸78反向推動轉軸73將爐蓋2旋轉90°，操作人員可以取出爐內金屬工件。除上述優(yōu)選實施例外，本發(fā)明還有其他的實施方式，本領域技術人員可以根據本發(fā)明作出各種改變和變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應屬于本發(fā)明所附權利要求所定義的范圍。
權利要求
1.一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼(1)、爐蓋O)、置于爐殼(1)內的爐罐(3)以及用于加熱爐罐(3)內工件的加熱機構，其特征在于所述爐殼(1)底部設有與外部蒸汽源連接的蒸汽預熱機構G)，所述蒸汽預熱機構(4)與爐罐(3)底部通過蒸汽放散結構(5)相連通。
2.根據權利要求1所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述爐殼(1)對應爐罐(3)部分的壁體上設有由硅酸鋁保溫棉構成的第一保溫層(11)，對應蒸汽預熱機構(4) 的壁體上設有由保溫磚構成的第二保溫層(1 ；所述第二保溫層(1 為三層結構，內層(121)為高鋁礬土材質的保溫擱磚層，外層(123)為輕質耐火粘土材質的保溫磚層，中間(122)層為重質高鋁土材質的保溫磚層。
3.根據權利要求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.根據權利要求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熱機構 (4)包括呈螺旋結構的蒸汽管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構(5)內。
5.根據權利要求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構。
6.根據權利要求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構(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)底壁間設有蓋板(52)，蓋板(5 上分布數個蒸汽擴散孔(521)使爐罐(3)與蒸汽放散室(51)相連通。
7.根據權利要求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)內設有與蒸汽管Gl)接入端相對應的弧形擋板(53)。
8.根據權利要求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)內設有底部開口的導風筒(6)，所述導風筒(6)側壁與爐罐C3)側壁之間留有循環(huán)風道(62)，導風筒(6)的上端設有與爐蓋(2)連接的擋風板(61)，擋風板(61)上開有通風口(611)；所述爐蓋( 頂部設有密封電機(63)，通風口(611)上方設有由密封電機(6 驅動風機葉輪(64)；爐殼(1)上插裝有與爐罐(3)相連通的抽真空管(13)、保護氣管(14)、蒸汽輸送管(15)、冷卻水管(16)及控溫電偶(17)。
9.根據權利要求8所述的一種蒸汽氧化井式爐，其特征在于所述爐蓋O)內通過沖壓封頭固定有兩個絕熱箱02)。
10.根據權利要求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)側壁的軸承座(71)與軸承滑套(72)，軸承座 (71)與軸承滑套(7 上轉接有轉軸(7 ；轉軸(7 上端連接有提升架(74)，提升架(74) 上設有升降氣缸(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)側壁還設有驅動轉軸(7 轉動的轉向氣缸(78)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蒸汽氧化井式爐，包括爐殼、爐蓋、置于爐殼內的爐罐以及用于加熱爐罐內工件的加熱機構，所述爐殼底部設有與外部蒸汽源連接的蒸汽預熱機構，所述蒸汽預熱機構與爐罐底部通過蒸汽放散結構相連通。在爐罐下方增加一個獨立的蒸汽預熱機構，蒸汽經蒸汽預熱機構加熱后經蒸汽放散結構分散均勻后進入爐罐內，大大降低了爐罐內的溫度波動、減小了爐體內熱脹冷縮現象、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，四氧化三鐵含量達到90％以上。
文檔編號F27B1/14GK102297583SQ20111020996
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權日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