真空退火爐的制作方法
【專利摘要】一種真空退火爐，包括爐膽、爐蓋，爐蓋與爐膽之間設(shè)有密封圈，形成真空內(nèi)腔，第1加熱元件安裝在爐膽的外壁或內(nèi)壁以及底部外側(cè)上，爐膽為開口向上的桶狀結(jié)構(gòu)，在爐蓋中部設(shè)有至少1個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽，該桶狀內(nèi)膽的空腔裝有第2加熱元件及其溫度調(diào)節(jié)裝置，爐膽與桶狀內(nèi)膽之間形成放料區(qū)。本真空退火爐從工件的外圍區(qū)域和工件的中部區(qū)域同時(shí)對退火工件進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)雙向傳熱，大大縮短退火工件之間的傳熱距離，各工件整體受熱均勻，提高了整體退火工件的品質(zhì)。由于爐蓋與桶狀內(nèi)腔之間采用懸掛式結(jié)構(gòu)，因而簡化了爐膽結(jié)構(gòu)，方便了工件的裝料和出料。
【專利說明】真空退火爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料退火設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種真空退火爐。
【背景技術(shù)】
[0002]真空熱處理是指工件在真空狀態(tài)下進(jìn)行加熱、保溫或降溫的熱處理過程。真空熱處理可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有的常規(guī)熱處理所能涉及的熱處理工藝，但熱處理質(zhì)量卻大大提高。與常規(guī)熱處理相比，真空熱處理可同時(shí)實(shí)現(xiàn)無氧化、無脫碳、無滲碳，從而達(dá)到工件表面光亮凈化的效果。
[0003]傳統(tǒng)的金屬材料熱處理所采用的真空退火爐有內(nèi)熱式和外熱式，所謂內(nèi)熱式是指將加熱元件安裝于爐膽內(nèi)壁直接對工件加熱；外熱式是指將加熱元件安裝于爐膽外壁隔著爐膽壁對工件加熱。這兩種形式的傳熱途徑皆為由工件外圍周邊逐漸向中心傳熱的加熱方式，當(dāng)為了提高產(chǎn)量，將爐膽做得較大時(shí)其傳熱距離也較長，比如:爐膽內(nèi)腔直徑大到Φ 900mm以上時(shí)其傳熱距離達(dá)450mm以上，假如工件熱處理溫度為800°C，也就是當(dāng)外邊周圍工件溫度達(dá)到800°C時(shí)，中心工件溫度可能只有500°C左右，待中心工件溫度慢慢升到800°C時(shí)，此時(shí)外邊周圍工件溫度在800°C下已保溫二小時(shí)以上，這樣周邊工件與中心工件在800°C的保溫時(shí)間、溫差就大不一樣，造成各工件實(shí)際的熱處理效果也就大不一樣。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，總是要求同一爐中每個(gè)工件的熱處理效果是一致的，現(xiàn)有的真空退火爐難以達(dá)到此效果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種真空退火爐，它能從工件的外圍區(qū)域和工件的中部區(qū)域同時(shí)對退火工件進(jìn)行加熱，實(shí)現(xiàn)雙向傳熱，大大縮短退火工件之間的傳熱距離，各工件整體受熱均勻，提高了整體退火工件的品質(zhì)。
[0005]本發(fā)明所提出的技術(shù)解決方案是這樣的:一種真空退火爐，包括爐膽1、爐蓋2、加熱元件及其溫度調(diào)節(jié)裝置，爐蓋2與爐膽I之間設(shè)有密封圈，形成真空內(nèi)腔，設(shè)有第I加熱元件31安裝在爐膽I的外壁或內(nèi)壁以及爐膽I底部外側(cè)上，所述爐膽I為開口向上的桶狀結(jié)構(gòu)，所述爐蓋2中部設(shè)有至少I個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽，設(shè)有第2加熱元件32安裝在所述桶狀內(nèi)膽的空腔內(nèi)，所述爐膽I與桶狀內(nèi)膽之間形成放料區(qū)5。
[0006]可以在爐蓋2中央設(shè)有I個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽4，該桶狀內(nèi)膽4 一端與爐蓋2固定連接，桶狀內(nèi)膽4的中軸線與爐蓋2中軸線和爐膽I中軸線三者相互重合。也可以采用另一種桶狀內(nèi)膽的布排結(jié)構(gòu)，即在爐蓋2中部等半徑的圓周上均布有三個(gè)形狀、結(jié)構(gòu)、大小相同且開口向下的第I桶狀內(nèi)膽4-1、第2桶狀內(nèi)膽4-2和第3桶狀內(nèi)膽4-3，該三個(gè)桶狀內(nèi)膽一端分別與爐蓋2相應(yīng)處固定連接。在爐膽I膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)、爐膽I的底部外側(cè)分區(qū)布排有第I加熱元件31及一組熱電偶6，與相應(yīng)的測溫控溫器組成第I加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。在桶狀內(nèi)膽4膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)裝有一組熱電偶6，與安裝在該桶狀內(nèi)膽4內(nèi)腔內(nèi)的第2加熱元件32及相應(yīng)的測溫控溫器組成第2加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。另一種布排方式是在設(shè)有三個(gè)桶狀內(nèi)膽4-1、4-2、4-3的膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)分別裝有一組熱電偶6，該三個(gè)桶狀內(nèi)膽4-1、4-2、4-3內(nèi)分別裝有第2加熱元件32，與相應(yīng)的測溫控溫器組成三組第2加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。所述第I加熱元件31和第2加熱元件32均采用電熱絲。
[0007]本發(fā)明的關(guān)鍵技術(shù)是在爐膽中部增設(shè)加熱腔結(jié)構(gòu)，使真空退火爐除了從爐膽外側(cè)或內(nèi)側(cè)以及其底部的兩個(gè)加熱面以外，也同時(shí)在退火工件的中心部增加一個(gè)或三個(gè)加熱裝置，使退火工件由傳統(tǒng)的外圍往中心單向傳熱改變?yōu)樵谕鈬行膫鳠岬耐瑫r(shí)中心也向外圍傳熱，即雙向傳熱，這樣工件之間的傳熱距離可以大大縮短至原來的二分之一或更短，有效縮短了退火工件達(dá)到保溫溫度的加熱時(shí)間，縮小了放料區(qū)中內(nèi)、外工件之間的溫度差。由于各工件傳熱距離短、受熱均勻，大大地提高了整爐工件的退火質(zhì)量。當(dāng)爐膽空間直徑大于Φ IlOOmm時(shí)，可選用3個(gè)桶狀內(nèi)膽結(jié)構(gòu)，目的都是縮短各工件之間傳熱距離，使各工件受熱均勻，提高整爐工件的退火質(zhì)量。由于本真空退火爐的桶狀內(nèi)膽與爐蓋之間采用懸掛式結(jié)構(gòu)，因而簡化了爐膽結(jié)構(gòu)，方便了工件的裝料和出料。同時(shí)，本真空退火爐采用多段加熱元件以及熱電偶的對應(yīng)排布，提高了退火爐內(nèi)部的溫度監(jiān)測精度，通過獨(dú)立控制調(diào)整對應(yīng)位置的加熱元件發(fā)熱量，使退火爐內(nèi)的工件受熱更加均勻，從而保證了工件的退火質(zhì)量。本發(fā)明的真空退火爐結(jié)構(gòu)緊湊，加熱傳熱迅速、均勻，溫度控制精度高，工件退火質(zhì)量好。
[0008]本發(fā)明特別適用于矽鋼片鐵芯的真空退火處理。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明第I個(gè)實(shí)施例的一種真空退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是圖1去 掉爐蓋后的俯視不意圖。
[0011]圖3是圖1所示真空退火爐的結(jié)構(gòu)分解圖。
[0012]圖4是本發(fā)明第2個(gè)實(shí)施例的一種真空退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中第1、第2、第3桶狀內(nèi)膽所布排的熱電偶未畫出。
[0013]圖5是圖4去掉爐蓋后的俯視不意圖。
[0014]圖6是圖4所示真空退火爐的結(jié)構(gòu)分解圖，圖中第1、第2、第3桶狀內(nèi)膽所布排的熱電偶未畫出。
[0015]圖中:1、爐膽；2、爐蓋；31、第I加熱元件；32、第2加熱元件；4、桶狀內(nèi)膽；4_1、第I桶狀內(nèi)膽；4_2、第2桶狀內(nèi)膽；4-3、第3桶狀內(nèi)膽；5、環(huán)形放料區(qū)域；5_1、中央內(nèi)腔；6、熱電偶。
【具體實(shí)施方式】
[0016]通過下面實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0017]實(shí)施例1
參見圖1-3所示，一種真空退火爐由爐膽1、爐蓋2、第I加熱元件31及其溫度調(diào)節(jié)裝置、第2加熱元件32及其溫度調(diào)節(jié)裝置和桶狀內(nèi)膽4組成。在爐蓋2與爐膽I之間設(shè)有密封圈，使?fàn)t內(nèi)形成真空內(nèi)腔，其真空度可達(dá)I~0.0Olpa。第I加熱元件31安裝在爐膽I的外壁或內(nèi)壁以及爐膽I底部外側(cè)上，爐膽I為開口向上的桶狀結(jié)構(gòu)，在爐蓋2中部設(shè)有至少I個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽，第2加熱元件32安裝在所述桶狀內(nèi)膽的空腔內(nèi)，爐膽I與桶狀內(nèi)膽之間形成放料區(qū)5。[0018]本實(shí)施例只在爐蓋2中央設(shè)有I個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽4，該桶狀內(nèi)膽4 一端與爐蓋2固定連接，成為懸掛式結(jié)構(gòu)，桶狀內(nèi)膽4的中軸線與爐蓋2中軸線和爐膽I中軸線相互重合。在爐膽I膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)、爐膽I的底部外側(cè)分三個(gè)區(qū)布排有第I加熱元件31及一組熱電偶6，與相應(yīng)的測溫控溫器組成第I加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。第I加熱元件31在爐膽I的膽壁外側(cè)或內(nèi)側(cè)布排有上、中、下三區(qū)第I加熱元件31，中區(qū)的高度與爐內(nèi)所裝工件的高度相匹配，爐膽I底部外側(cè)裝有一段第I加熱元件31，與裝在爐膽I的膽壁外側(cè)或內(nèi)側(cè)下部的第I加熱元件31組成下區(qū)第I加熱元件31。桶狀內(nèi)膽4膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)裝有一組熱電偶6，與安裝在該桶狀內(nèi)膽4內(nèi)腔內(nèi)的第2加熱元件32及相應(yīng)的測溫控溫器組成第2加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。第I加熱元件31和第2加熱元件32均采用電熱絲。
[0019]本實(shí)施例的真空退火爐的尺寸為爐膽I內(nèi)徑約Φ900_，爐膽I深約為1500_，桶狀內(nèi)膽4直徑約為Φ 340mm ;第I加熱元件31的排布方式為:在爐膽I外側(cè)分三個(gè)區(qū)(爐膽1底部及爐膽I下部合為下區(qū)、爐膽I中部為中區(qū)、爐膽I上部為上區(qū))，桶狀內(nèi)膽4所裝第2加熱元件32對應(yīng)于爐膽I同樣設(shè)有上、中、下三區(qū)，爐膽1、內(nèi)膽4中各區(qū)加熱功率分布依爐膽尺寸大小不同而不同，可以采用均勻或不均勻分布。各區(qū)單獨(dú)控溫。熱電偶6的測溫端伸入到被加熱工件壁。
[0020]實(shí)施例2
本實(shí)施例的真空退火爐是在爐蓋2中部等半徑的圓周上均布有三個(gè)形狀、結(jié)構(gòu)、大小相同且開口向下的第I桶狀內(nèi)膽4-1、第2桶狀內(nèi)膽4-2和第3桶狀內(nèi)膽4-3，這三個(gè)桶狀內(nèi)膽4-1、4-2、4-3 —端分別與爐蓋2相應(yīng)處固定連接，成為懸掛式結(jié)構(gòu)。三個(gè)桶狀內(nèi)膽4-1、
4-2、4-3所形成的中央內(nèi)腔5-1內(nèi)亦用于放置工件，以增加產(chǎn)能，其傳熱效果亦佳。在爐膽I膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)、爐膽I的底部外側(cè)分三個(gè)區(qū)布排有第I加熱元件31及一組熱電偶6，與相應(yīng)的測溫控溫器組成第I加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。在所述第I桶狀內(nèi)膽4-1、第2桶狀內(nèi)膽4-2和第3桶狀內(nèi)膽4-3的膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)分別裝有一組熱電偶6，該三個(gè)桶狀內(nèi)膽4-1、4-2、4-3內(nèi)分別裝有第2加熱元件32，與相應(yīng)的測溫控溫器組成三組第2加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。第I加熱元件31和第2加熱元件32均采用電熱絲。本真空退火爐的其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相同。
[0021]本實(shí)施例的真空退火爐的尺寸為爐膽I內(nèi)徑約Φ 1200mm，爐膽I深約為1500mm，第I桶狀內(nèi)膽4-1、第2桶狀內(nèi)膽4-2和第3桶狀內(nèi)膽4-3均布在爐蓋2中央直徑約為Φ 500mm的圓周上。加熱元件的排布方式為:在爐膽I外側(cè)分三個(gè)區(qū)(爐膽I底部及爐膽I下部合為下區(qū)、爐膽I中部為中區(qū)、爐膽I上部為上區(qū))，三個(gè)桶狀內(nèi)膽4-1、4-2、4-3的第2加熱元件32對應(yīng)于爐膽I同樣設(shè)有上、中、下三區(qū)，該三個(gè)內(nèi)膽相同高位的加熱元件由同一測溫溫控器控制，爐膽I及三個(gè)內(nèi)膽各區(qū)加熱功率分布依爐膽尺寸大小不同而不同，可以采用均勻或不均勻分布。各區(qū)單獨(dú)控溫。熱電偶6的測溫端伸入到被加熱工件壁。
【權(quán)利要求】
1.一種真空退火爐，包括爐膽(1)、爐蓋(2)、加熱元件及其溫度調(diào)節(jié)裝置，爐蓋(2)與爐膽(1)之間設(shè)有密封圈，形成真空內(nèi)腔，設(shè)有第I加熱元件(31)安裝在爐膽(1)的外壁或內(nèi)壁以及爐膽(1)底部外側(cè)上，其特征在于:所述爐膽(1)為開口向上的桶狀結(jié)構(gòu)，所述爐蓋(2)中部設(shè)有至少I個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽，設(shè)有第2加熱元件(32)安裝在所述桶狀內(nèi)膽的空腔內(nèi)，所述爐膽(1)與桶狀內(nèi)膽之間形成放料區(qū)(5 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空退火爐，其特征在于:所述爐蓋(2)中央設(shè)有I個(gè)開口向下的桶狀內(nèi)膽(4)，該桶狀內(nèi)膽(4)一端與爐蓋(2)固定連接，所述桶狀內(nèi)膽(4)的中軸線與爐蓋(2)中軸線和爐膽(1)中軸線重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空退火爐，其特征在于:所述爐蓋(2)中部等半徑的圓周上均布有三個(gè)形狀、結(jié)構(gòu)、大小相同且開口向下的第I桶狀內(nèi)膽(4-1)、第2桶狀內(nèi)膽(4-2)和第3桶狀內(nèi)膽(4-3)，該三個(gè)桶狀內(nèi)膽一端分別與爐蓋(2)相應(yīng)處固定連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空退火爐，其特征在于:所述爐膽(I)膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)、爐膽(I)的底部外側(cè)分區(qū)布排有第I加熱元件(31)及一組熱電偶(6)，與相應(yīng)的測溫控溫器組成第I加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空退火爐，其特征在于:所述桶狀內(nèi)膽(4)膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)裝有一組熱電偶(6)，與安裝在該桶狀內(nèi)膽(4)內(nèi)腔內(nèi)的第2加熱元件(32)及相應(yīng)的測溫控溫器組成第2加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真空退火爐，其特征在于:在所述第I桶狀內(nèi)膽(4-1)、第2桶狀內(nèi)膽(4-2)和第3桶狀內(nèi)膽(4-3)的膽壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)分別裝有一組熱電偶(6)，該三個(gè)桶狀內(nèi)膽內(nèi)分別裝有第2加熱元件(32)，與相應(yīng)的測溫控溫器組成三組第2加熱元件溫度調(diào)節(jié)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空退火爐，其特征在于:所述第I加熱元件(31)和第2加熱元件(32 )均采用電熱絲。
【文檔編號】C21D1/773GK103924046SQ201410186404
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】張希望 申請人:佛山市南海矽鋼鐵芯制造有限公司