专利名称：一种气氛控制网带式电阻炉及其气氛控制方法
技术领域：
本发明涉及一种气氛控制网带式电阻炉及其气氛控制方法。
背景技术：
电阻炉是利用电流通过高电阻电热合金使其发热，从而对工件或物料加热的工业 炉。工业生产中广泛使用网带式电阻炉对金属材料进行热处理加工，金属材料的不同的热 处理工艺，采用不同的气氛，工件淬火采用甲醇裂解气氛、氮气+甲醇气氛或氨分解气氛等 气氛；渗碳采用甲醇+富化气气氛或氮气+甲醇+富化气气氛等；碳氮共渗采用甲醇+富化 气+氨气气氛、氮气+甲醇+富化气+氨气气氛等。热处理过程中的气氛控制直接影响产 品的性能和质量，因此，控制气氛的合理配置是保证产品质量的关键。
发明内容
本发明的目的即是提供一种能够合理配置气氛的气氛控制网带式电阻炉及其气 氛控制方法。为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案一种气氛控制网带式电阻炉，包 括炉体、炉体内部的输送网带和加热辐射管，其特征在于，所述炉体的加热室按所述输送网 带行进方向分成连续的第一、第二、第三、第四和第五温控区，每个温控区的炉顶中间部位 均设有热电偶和偶数个气氛滴注器，所述第二温控区和所述第四温控区的炉顶分别设有风 机，所述第二、第三、第四和第五温控区的炉顶分别设有氧探头。优选的，所述热电偶连接所述炉体外部的温控仪，所述温控仪依次连接控制器、电 源，所述电源连接所述辐射管。优选的，所述控制器为功率控制器或固态继电器。优选的，所述各温控区均设有数个气体流量计。优选的，所述各温控区的热电偶位于一条直线上。一种网带式电阻炉的气氛控制方法，其特征在于，分别向每个温控区内注入气氛， 其中第一温控区注入氮气N2,对工件进行保护加热； 第二温控区注入氮气N2和甲醇CH3OH裂解气，使用氧探头检测区内碳势，控制区内 碳势为0. 6，工件进行渗碳和碳氮共渗；第三温控区注入甲醇CH3OH裂解气和富化气，使用氧探头检测区内碳势，控制区内 碳势为1.0-1. 2，工件进行渗碳；第四温控区注入氮气N2、甲醇CH3OH裂解气和丙烷C3H8气，使用氧探头检测区内碳 势，控制区内碳势为0. 8-0. 9，工件进行碳氮共渗；第五温控区注入氮气N2、甲醇CH3OH裂解气和丙烷C3H8气，使用氧探头检测区内碳 势，控制区内碳势为0. 8-0. 9，工件进行碳氮共渗。优选的，所述第二温控区内氮气N2和甲醇CH3OH裂解气的流量比为1 1。
优选的，所述第三温控区内富化气为丙烷C3H8气、乙醇C2H70H、丙酮C3H5OH气和苯 C6H6中的一种。优选的，所述第三温控区内富化气为丙烷C3H8气，其流量占该区内气氛总流量的
3 %。
优选的，所述第四和第五温控区内丙烷C3H8气流量占1. 5 %，氮气N2流量占60 %， 其余为甲醇CH3OH裂解气。本发明使气氛在电阻炉炉膛内合理流动，气氛节约效果明显；热处理工件表面不 会发生氧化、脱碳，渗碳均勻，工件颜色光亮，质量稳定；炉膛内不产生大量结碳，炉膛更洁 净，减少了炉内结碳对氧探头的寿命的不利影响。
图1为本发明的一种气氛控制网带式电阻炉的结构示意图。
图2为图1中的温控区的俯视示意图。图中1-炉体，2-第一温控区，3-第二温控区，4-第三温控区，5-第四温控区，6-第 五温控区，7-热电偶，8-气氛滴注器，9-风机，10-辐射管，11-网带。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。参见图1，一种气氛控制网带式电阻炉，包括炉体1、炉体1内部的输送网带11和 加热辐射管10，炉体1的加热室按输送网带11行进方向分成连续的第一 2、第二 3、第三4、 第四5和第五温控区6，每个温控区的炉顶中间部位均设有热电偶7和偶数个气氛滴注器 8，第二温控区3和第四温控区5的炉顶分别设有风机9，第二 3、第三4、第四5和第五温控 区6的炉顶分别设有氧探头(未图示)，以检测炉内的碳势。通过风机9强迫炉内气体循环 流动，加强对流传热，使炉内气氛和温度均勻。热电偶7连接炉体1外部的温控仪(未图示)，温控仪依次连接控制器(未图示)、 电源(未图示)，电源连接辐射管10。热电偶7检测到炉内的温度后，与温控仪的设定值进 行比较，将温度偏离程度传递到控制器，控制器控制电源的通断，以控制辐射管10，实现炉 内的温控。控制器为功率控制器或固态继电器，运行都很稳定。各温控区均设有数个气体流量计(未图示)，其数量与注入温控区的气氛数量相 对应，每条气氛管道对应设置一个流量计，以检测气体流量。各温控区的热电偶7位于一条直线上，同时处于每个温控区的炉顶中间部位，即 检测到的温度均来自各温控区的相同部位，减小了测量位置误差对温度测量的影响。进行热处理时，工件进入炉体1内，沿网带11向前行进，依次通过第一 2、第二 3、 第三4、第四5和第五6温控区，通过每个温控区的气氛滴注器8向温控区内注入气氛，气氛 在炉膛内合理流动。本发明还提供一种网带式电阻炉的气氛控制方法，分别向每个温控区内注入气 氛，其中第一温控区注入氮气N2,对工件进行保护加热；
第二温控区注入氮气N2和甲醇CH3OH裂解气，使用氧探头检测区内碳势，控制区内 碳势为0. 6，工件进行渗碳和碳氮共渗；第三温控区注入甲醇CH3OH裂解气和富化气，使用氧探头检测区内碳势，控制区内 碳势为1.0-1. 2，工件进行渗碳；第四温控区注入氮气N2、甲醇CH3OH裂解气和丙烷C3H8气，使用氧探头检测区内碳 势，控制区内碳势为0. 8-0. 9，工件进行碳氮共渗；第五温控区注入氮气N2、甲醇CH3OH裂解气和丙烷C3H8气，使用氧探头检测区内碳 势，控制区内碳势为0. 8-0. 9，工件进行碳氮共渗。第二温控区内氮气N2和甲醇CH3OH裂解气的流量比为1:1。第三温控区内富化气为丙烷C3H8气、乙醇C2H70H、丙酮C3H5OH气和苯C6H6中的一 种。第三温控区内富化气为丙烷C3H8气，其流量占该区内气氛总流量的3%。第四和第五温控区内丙烷C3H8气流量占1. 5 %，氮气N2流量占60 %，其余为甲醇 CH3OH裂解气。实施例规格为1000*7600的网带式电阻炉，网带宽度1000mm，有效加热室长度7600mm，分 为五个温控区，加热功率400Kw，热处理工件的产量为1000Kg/h，炉膛容积8. Om3,换气次数 2. 5次/h，炉气氛消耗量20m3/h。第一温控区，通入氮气N2,流量为3. 5m3/h。第二温控区，通入氮气N2+甲醇CH3OH裂解气，气氛总耗量4m3/h，其中N2为2m3/h， 甲醇裂解气为2m3/h，该区内碳势0. 6。第三温控区，通入甲醇CH3OH裂解气+丙烷C3H8气，为强渗区，该区内碳势为 1. 0-1. 2，气氛总耗量 4. 5m3/h，其中 C3H8 占 3%，CH3OH 为 4. 4m3/h。第四温控区，通入氮气N2+甲醇CH3OH裂解气+丙烷C3H8气，气氛总耗量4m3/h，其 中C3H8占1.5%，N2占60%，其余为甲醇CH3OH裂解气，为扩散区，碳势为0. 8-0.9。第五温控区同第四温控区，通入氮气N2+甲醇CH3OH裂解气+丙烷C3H8气，气氛 总耗量4m3/h，其中C3H8占1.5%，N2占60%，其余为甲醇CH3OH裂解气，为扩散区，碳势为 0. 8-0. 9。该电阻炉内的气氛节约效果明显好于普通电阻炉；热处理的工件表面不会发生氧 化、脱碳的现象，渗碳均勻，工件颜色光亮，质量稳定；使用后炉膛内不会产生大量结碳，炉 膛洁净，减少了炉内结碳对氧探头的寿命的不利影响。以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为 限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权 利要求书中记载的保护范围内。
权利要求
1.一种气氛控制网带式电阻炉，包括炉体、炉体内部的输送网带和加热辐射管，其特征 在于，所述炉体的加热室按所述输送网带行进方向分成连续的第一、第二、第三、第四和第 五温控区，每个温控区的炉顶中间部位均设有热电偶和偶数个气氛滴注器，所述第二温控 区和所述第四温控区的炉顶分别设有风机，所述第二、第三、第四和第五温控区的炉顶分别 设有氧探头。
2.根据权利要求1所述的气氛控制网带式电阻炉，其特征在于，所述热电偶连接所述 炉体外部的温控仪，所述温控仪依次连接控制器、电源，所述电源连接所述辐射管。
3.根据权利要求2所述的气氛控制网带式电阻炉，其特征在于，所述控制器为功率控 制器或固态继电器。
4.根据权利要求1所述的气氛控制网带式电阻炉，其特征在于，所述各温控区均设有 数个气体流量计。
5.根据权利要求1所述的气氛控制网带式电阻炉，其特征在于，所述各温控区的热电 偶位于一条直线上。
6.使用根据权利要求1所述的气氛控制网带式电阻炉的气氛控制方法，其特征在于， 分别向每个温控区内注入气氛，其中第一温控区注入氮气N2,对工件进行保护加热；第二温控区注入氮气N2和甲醇CH3OH裂解气，使用氧探头检测区内碳势，控制区内碳势 为0.6，工件进行渗碳和碳氮共渗；第三温控区注入甲醇CH3OH裂解气和富化气，使用氧探头检测区内碳势，控制区内碳势 为1.0-1. 2，工件进行渗碳；第四温控区注入氮气N2、甲醇CH3OH裂解气和丙烷C3H8气，使用氧探头检测区内碳势， 控制区内碳势为0. 8-0. 9，工件进行碳氮共渗；第五温控区注入氮气N2、甲醇CH3OH裂解气和丙烷C3H8气，使用氧探头检测区内碳势， 控制区内碳势为0. 8-0. 9，工件进行碳氮共渗。
7.根据权利要求6所述的网带式电阻炉的气氛控制方法，其特征在于，所述第二温控 区内氮气N2和甲醇CH3OH裂解气的流量比为1 1。
8.根据权利要求6所述的网带式电阻炉的气氛控制方法，其特征在于，所述第三温控 区内富化气为丙烷C3H8气、乙醇C2H70H、丙酮C3H5OH气和苯C6H6中的一种。
9.根据权利要求6所述的网带式电阻炉的气氛控制方法，其特征在于，所述第三温控 区内富化气为丙烷C3H8气，其流量占该区内气氛总流量的3%。
10.根据权利要求6所述的网带式电阻炉的气氛控制方法，其特征在于，所述第四和第 五温控区内丙烷C3H8气流量占1. 5 %，氮气N2流量占60 %，其余为甲醇CH3OH裂解气。
全文摘要
本发明的一种气氛控制网带式电阻炉，包括炉体、炉体内部的输送网带和加热辐射管，所述炉体的加热室按所述输送网带行进方向分成连续的第一、第二、第三、第四和第五温控区，每个温控区的炉顶中间部位均设有热电偶和偶数个气氛滴注器，所述第二温控区和所述第四温控区的炉顶分别设有风机，所述第二、第三、第四和第五温控区的炉顶分别设有氧探头。一种网带式电阻炉的气氛控制方法，分别向每个温控区内注入气氛。本发明使气氛在电阻炉炉膛内合理流动，气氛节约效果明显；热处理工件表面不会发生氧化、脱碳，渗碳均匀，工件颜色光亮，质量稳定；炉膛内不产生大量结碳，炉膛更洁净，减少了炉内结碳对氧探头的寿命的不利影响。
文档编号F27B9/04GK102003879SQ20101054901
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者卢为忠, 徐益民 申请人:苏州工业园区热处理设备厂有限公司