辊底式炉
1、辊底式炉炉型特征及用途
辊底式炉是在直通的炉膛底部设有许多横向旋转辊子,带动放在辊棒上的炉料沿辊道移动。炉料在加热过程中连续移动,与辊道没有固定的接触点,因此加热均匀、无碰伤、变形小。由于辊棒始终在炉内,热能消耗相对较少,炉子热效率高。
这种炉子不但适用于处理大型板件和棒料,而且Φ90~Φ1000mm的轴承圈也可直接摆在辊子上,直径小于Φ90mm的套圈及Φ40mm以上的滚动体可装盘进行热处理。这种炉子对热处理件有较好的适应性,主要缺点是,对辊棒要求较高,造价高。
2、辊底式炉炉型结构
图1为用于轴承圈光亮淬火的生产线。该生产线由炉前清洗机、清洗机前后升降台、淬火加热炉、 淬 火油槽、输料小车、后清洗机、双层辊底式 回火护、回火炉前后升降台等组成,形成门型生产线,可完成整个轴承套圈的加热、淬火、清洗、回火等工艺过程。该生产线回火炉加热功率为90kW,分4区控制,有8台风机。通过调整炉料在双层辊子上的运动时间,可实现不同的回火工艺要求。
图1 棍底式光亮淬火生产线
a)生产线的立面示意图 b)生产线的平面示意图
1—油冷却器 2—输料车 3—淬火冷却 油槽 4—热油槽 5一 淬火炉6一前清洗7一升降台
8—后清洗 9—升降台 10—双层回火炉 11—升降台
辊底式炉生产线也有用于 渗碳热处理,与 推杆式炉生产线比较,认为有如下优点:
1)对渗碳室的气氛干扰较小,因该生产线设燃烧脱脂室。作为前室,温度达800℃,与渗碳室的温度(930℃)相差不大。因比,当打开前室与渗碳室的隔门时,两室间的气流串通量比常规推杆式炉的小,
2)易调整不同处理件的工艺,通常推杆式炉要更替产品工艺时,须将炉内的处理件全部推出,方可执行另一种工艺,而辊底式炉则不必,只需调整不同炉段转辊的速度,即可实现工艺的交替。
3)无料盘加热的能量消耗,推杆式炉常需要料盘,且停炉前,须推人空料盘(有时还需装人废料),造成热能消耗,而辊底式炉一般不必用料盘,即使要用料盘,料盘质量也比较小。
3、辊底式炉辊子
辊子两端穿过炉壁伸出炉外支靠在轴承上。电动机通过驱动机构,使辊子旋转,图2为辊子结构形式。
炉温低于950℃时。可采用带水冷轴头和不带水冷轴头的圆筒形辊;当炉温在1000℃-1100℃时,常采用水冷轴的空腹辊。由于冷却水带走热量很大,有的对1000—1500℃的炉子改用Cr23Ni20SiZ钢制作无水冷炉辊,其结构是炉辊辊身两端分别焊接在主动轴和被动轴上,在两轴的中心打上30mm孔,增加轴的散热面积,降低轴的工作温度,采用高温耐火纤维作为轴心填充料进行绝热,同时将炉辊砖整休型改为组合型,便于沪辊调换。高温辊子常用的材料有ZG3Cr24Ni7SiNRE、ZG4Cr25Ni20Si2, ZG4Cr25Ni35Si2、ZG4Cr28Ni48W5Si2 ,采用离心铸造成形。
图2 辊底式炉辊子结构形式
a)带散热片辊 b)圆简形辊 c)带翅的棍子
a)中:1—链轮 2—螺钉 3—轴承 4—弹簧 5—隔热片 6—散热片7一辊子
辊子的主要参数是辊径和壁厚,它与辊子的辊距、加热条件、工件状况、炉辊转速和载荷等因素有关,设计辊子主要计算辊子的弯曲应力,辊子有两个基本要求,既要求辊子的承载能力强、使用寿命长,又希望炉辊自重轻、造价低。辊子的承载除与炉料载荷外,还与辊子自身的质备有关,因此应合理选择辊径。根据载荷,计算出所需的壁厚。有理论计算表明。增大炉辊外径。可以相应减薄壁厚,可使炉辊质量减轻,有如下相对关系:
外径(rnm) 180 200 220 240
壁厚(mm) I2 10 9 8
自重〔kg) 167 158 157 154
辊子间距应保证放在辊子上的炉料能平稳运行。炉料的重心应始终在支承辊之内,一般要求有三根辊子支承着炉料。辊子的间距还应与传动链配合,应取链条节距的倍数。
辊底式炉也有用非金属辊子,应用于载荷较轻,温度较高的条件下,非金属辊子的材质有Al2O3质和碳化硅质。
4、辊底式炉炉膛结构
辊底式炉的炉膛划分为不同区段,各区段的热工特性应尽可能相对独立,各区段间常设拱隔墙,大型炉设吊挂隔墙。
炉膛结构应与加热元件的安里和支排方法一起考虑。电热元件应尽可能布置在炉膛辊子的上下两面,使炉料和辊子温度均匀。即使采用两面加热,由于炉底辊道的屏蔽作用,底部的加热效果比上部差.易造成加热的不对称。
当炉气氛对电热元件有腐蚀作用时,辊底式炉多用辐射管加热,无腐蚀作用的常将电阻丝缠绕在耐热陶瓷棒上,支架在沪墙上,或其他方式,图3为炉膛宽度较大时电热元件的一种支撑方式。
图3 辊底式炉电阻丝安装方式
a)炉顶电阻丝安装b)炉底电阻丝安装
1—吊挂砖 2—电阻丝支承管 3—电阻丝 4—碳化硅板 5—底砖
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