一种用于斜轧穿孔工艺前镁棒的均匀加热及保温装置的制作方法

本发明属于镁合金棒材加热领域，尤其是涉及一种特用于镁合金管材斜轧穿孔工艺前，集镁合金棒材的均匀加热功能以及棒材出炉后的保温功能于一体的多功能加热装置。

背景技术：

斜轧穿孔工艺作为一种先进、高效的镁合金无缝管财生产工艺，在穿轧镁合金无缝管的过程中，对始轧温度以及棒材坯料温度的均匀性要求极为苛刻。目前，加工过程中所使用的加热炉多为高温电炉，其采用热电偶的测温方式，普遍存在难以满足斜轧穿孔工艺技术要求的问题，具体内容如下：

首先，在穿轧过程中，要求镁合金棒材的始轧温度大约在400℃～520℃之间，在操作工艺中，需要加热时电阻丝的温度高于棒材的出炉温度约50℃～100℃，而这一温度接近镁合金的燃点600℃～630℃；而传统的加热方式棒材表面离电阻丝的距离不受控制，且该工艺温度范围多位于传统工业用炉的控温精度较低的区间，加热过程中冲温现象明显，温度波动较大，极易导致镁棒燃烧，发生安全隐患；同时，现有的加热方式，在棒材加热时，存在温度不均现象。

其次，镁合金散热极快，尤其是在和金属类刚体接触时。在斜轧穿孔过程中，允许的工艺温度区间极窄；常规的搬运方式，导致镁合金棒材出炉后，到穿孔机前温度以低于需用的工艺温度范围；导致棒材穿轧时发生轧卡现象；同时，于镁合金作为热应力敏感材料，不同温度下，变形抗力差值较大，易引发镁合金棒材穿轧过程出现热偏心现象，严重束缚产品的成材率。

另外，如对加热炉整体改造，提高加热炉在中低温的控温精度，对现有设备改造费用昂贵，且难以满足大规模工业生产使用要求。

技术实现要素：

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种用于斜轧穿孔工艺前镁棒的均匀加热及保温装置，其可有效保证镁合金斜轧穿孔工艺前加热工序的控温精准、安全高效，以及出炉保温性能。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供一种用于斜轧穿孔工艺前镁棒的均匀加热及保温装置，包括：衬管、定心衬板、隔热端板，上、下耐热导轨、电阻丝、炉体、炉门、炉门导轨、炉架和自动格挡装置；其中，衬管内壁周向上均布有6组定心衬板，衬管与定心衬板间采用焊接的连接方式，当镁棒放入衬管内后，由定心衬板自动定心；衬管的左、右两端装有隔热端板，但隔热端板上的槽口与定心衬板间滑动配合以保证隔热端板的对中性，且隔热端板与衬管内壁间保留有一定间隙，隔热端板与定心衬板间采用滑动的配合方式；炉体左右两侧铆装有耐热导轨，衬管可在耐热导轨上滚动；由电阻丝组成的加热带包括四组：上加热带、下加热带、左加热带和右加热带，分别安装在炉体的上、下、左、右四侧内壁上，电阻丝距离衬管的左右两端以及外表面的距离为50mm～80mm；炉体的前后两侧装有炉门导轨，炉门导轨安放在前、后炉门出口靠近炉体外壁处，并通过炉门导轨保证炉门的上下滑动；炉体整体安放在炉架上；自动格挡装置放在炉体上侧靠近出口处。

所述耐热导轨导轨在衬管的轴向方向上设有轴肩，限制衬管以半径为轴的旋转运动，保证衬管只可以做沿耐热导轨长度方向上的平动。

所述定心衬板的形状为等腰梯形，周向上均布的六组导板在衬管的出入口处，形成喇叭口状的对中空腔。

所述自动格挡装置安装在炉体上表面上，其包括：左支座、右支座、伺服电机、滑动导轨平台、左滑动齿条、右滑动齿条、齿轮、齿轮轴、钢丝绳组、钢丝挂钩及挡块；其中，伺服电机固定在位于炉体上表面的左支座上，并带动齿轮轴转动；齿轮轴左、右两端通过轴孔配合，套装在左、右支座的轴孔上；齿轮轴上装有齿轮，齿轮轴和齿轮之间通过键连接；齿轮的前、后两侧装有左右滑动齿条，齿轮转动带动滑动齿条上下平动，滑动齿条的其他方向位移被固定在炉体上表面的滑动导轨平台进行滑动约束。左、右滑动齿条上分别装有钢丝挂钩和挡块；齿轮转动带动左滑动齿条向上运动时，钢丝挂钩通过钢丝绳组拉动炉门开启，于此同时，齿轮的转动也带动右滑动齿条向下运动，挡块与衬管的外表面接触，实现对衬管的格挡功能，避免一次滑落多根棒料，影响生产节奏。

优选的，炉体相对于地面采用倾斜的布置方式，倾斜角度约为10°到15°之间。

优选的，出口和入口的炉门上均装有电动开启装置，具有两端同开同闭、左开右闭以及右开左闭三种工位。

此外，本申请所提供的技术方案中，衬管和隔热端板自带热态回收-循环利用-二次装料装置，可实现衬管和隔热端板带问循环利用，同时衬管和隔热端板的循环过程中可增设对衬管和隔热端板的预热保温装置。

本发明的有益效果是：镁棒套装在衬管内，且衬管左右两端装有隔热端板；在棒材加热过程中，电阻丝的直接热辐射被衬管和隔热端板隔绝，利用金属自身导热性能优异的特性，迅速的形成周向的均匀加热腔，通过衬管和隔热端均热后，间接的将热量传递给镁棒，避免了电阻丝直接加热镁棒加热过程中局部过热现象的产生,从而提高棒材整体的许可加热温度，可实现镁棒550℃的出炉温度；在棒材出炉过程中，衬套和隔热端板的钢铁类材料在空气中起到保温罩的作用；同时，衬套和隔热端板的使用，避免了镁棒和穿孔机导轨（金属类刚体）的直接接触，起到了很好的隔热作用；当衬套、隔热端板和镁棒三者组成的整体运送到穿孔机前时，穿孔机上的送料推杆，推动后隔热端板带动镁棒和前隔热端板向前运动（此时衬管被穿孔机上的导向环阻隔停留在原处），前端的隔热端板滑出衬管后，受重力作用下落到回收装置中，镁棒及后隔热端板继续向前运动完成镁棒的喂入工序，整个过程无间断完成，极大缩短镁棒的喂入时间，进一步控制散热量。

附图说明

图1镁合金棒材的均匀加热及保温装置总装图；

图2炉体内腔装置示意图；

图3炉体内电阻丝布置方式示意图；

图4隔热装置示意图；

图5隔热装置的剖面示意图；

图6自动格挡装置部件图一；

图7自动格挡装置部件图二；

图8自动格挡装置格挡工位示意图；

图中：1、炉体；2、炉门导轨；3、炉架；4、炉门；5、钢丝绳组；6、吊耳；7、电阻丝；8、衬管；9定心衬板；10、隔热端板；11、镁棒；12、耐热导轨；13、伺服电机；14、左滑动齿条；15、右滑动齿条；16、钢丝挂钩；17、滑动导轨平台；18、齿轮；19、齿轮轴；20、挡块。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本发明中的方案，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它方案，都属于本发明保护的范围。

下面将结合附图对本发明进行说明，如图1～8所示，本发明提供一种特用于镁合金管材斜轧穿孔工艺前，集镁合金棒材的均匀加热功能以及棒材出炉后的保温功能于一体的多功能加热装置，它主要包括，炉体1、炉门导轨2、炉架3、炉门4、钢丝绳组5、吊耳6、电阻丝7、衬管8、定心衬板9、隔热端板10、镁棒11、耐热导轨12和自动格挡装置。其中自动格挡装置由伺服电机13、左滑动齿条14、右滑动齿条15、钢丝挂钩16、滑动导轨平台17、齿轮18、齿轮轴19、挡块20、左支座21、右支座22。

如图1所示，炉体1安放在炉架3上，炉体1的出入口处安装有炉门导轨2，炉门导轨2和炉体1之间采用螺钉固定；炉门导轨2的轨槽与炉门4之间滑动配合，炉门4上放装有吊耳，通过钢丝绳组5与安放在炉体1上侧的自动格挡装置串联。

如图2、3所示，炉体1内腔的四周装有电阻丝7，左右两侧的上装有耐热导轨12，衬管8可在耐热导轨12上滑动。指得强调的是，耐热导轨导轨在衬管8的轴向方向上设有轴肩，限制衬管8以半径为轴的旋转运动，保证衬管8只可以做沿耐热导轨12长度方向上的平动。

如图4、5所示，衬管8内壁周向上均布有6组定心衬板9，衬管8与定心衬板9间采用焊接的连接方式，当镁棒11放入衬管8内后，由定心衬板8自动定心；并在镁棒11两端安装隔热端板10；隔热端板10与定心衬板9间采用滑动的配合方式。指得强调的是，定心衬板9的形状为等腰梯形，周向上均布的六组导板在衬管的出入口处，形成喇叭口状的对中空腔。

如图6～8所示，自动格挡装置主要包括，钢丝绳组5、伺服电机13、左滑动齿条14、右滑动齿条15、钢丝挂钩16、滑动导轨平台17、齿轮18、齿轮轴19、挡块20、右支座22、以及左支座21。伺服电机13固定在左支座21上，并带动齿轮轴19转动；齿轮轴19左右两端通过轴孔配合，套装在左支座21和右支座22的轴孔上；齿轮轴19上装有齿轮18，齿轮轴19和齿轮18之间通过键连接；齿轮18的两侧装有左滑动齿条14和右滑动齿条15，使滑动齿条上下平动，滑动齿条的其他方向位移被滑动导轨平台约束。左滑动齿条14和右滑动齿条15上分别装有钢丝挂钩16和挡块20；齿轮18转动带动左滑动齿条14向上运动时，钢丝挂钩16通过钢丝绳组5拉动炉门开启，于此同时，齿轮18的转动也带动右滑动齿条15向下运动，完成对衬管8的格挡功能，避免一次滑落多根棒料，影响生产节奏。

本发明的具体工作原理：镁棒11经推送装置送入衬管8内，并通过定心衬板9完成自动对心，两端加盖隔热端板10；此后后侧炉门4打开，一次装入多根处理完成的镁棒11，镁棒外套装的衬管8，受重力作用在耐热导轨12的轨道上滑动，由下向上依次呈阶梯形排布；镁棒11装炉完成后，后侧炉门4关闭；炉体1四壁上的电阻丝7开始工作，电阻丝7的产生的热量辐射到衬管8和隔热端板10外侧，形成均热的环形加热腔，将热量均匀的传递给镁棒11。当温度达到要求温度并保温一定时间后，伺服电机13启动，通过齿轮轴19带动齿轮18转动，左滑动齿条14向上运动，并带动钢丝挂钩16向上运动，由钢丝绳组5拉动前侧炉门4开启，靠近炉体1出口处的第一根镁棒11开始下落；与此同时，齿轮18带动右滑动齿条15向下运动，使挡块20插入炉体1内阻挡靠近炉体出口处的第二根镁棒11受重力作用的下落趋势（如图8示）；第一根镁棒11下落完成后，伺服电机13反转，左滑动齿条14向下运动，并带动钢丝挂钩16向下运动，前侧炉门4在重力作用下闭合；与此同时，齿轮18带动右滑动齿条15向上运动，挡块20收回，靠近炉体出口处的第二根镁棒11受重力作用下落到炉体1出口处。

当第一根镁棒11下落后，经穿孔机上的导轨滑落到穿孔机的导向槽内，穿孔机上的气缸启动，推动隔热端板10以及镁棒11向前运动，衬管8被导向环卡落在原地。推动一定距离后位于推动方向前侧的隔热端板10滑落到回收槽内，后侧的隔热端板10继续推动镁棒11向前运动，完成斜轧穿孔时镁棒的一次咬入工序。