一种具有多层多列炉胆水平布排的组合式退火炉的制作方法

本发明涉及金属材料退火设备技术领域，特别涉及一种具有多层多列炉胆水平布排的组合式退火炉。

背景技术：

金属材料热处理所采用的气氛保护退火炉皆为井式或箱式外热式结构，例如，对硅钢铁芯的退火处理，一般都采用井式退火炉，炉胆内可叠放重达一吨以上的几百件铁芯工件，采用外热式加热方式。所谓外热式是指将加热元件安装于炉胆外壁，隔着炉胆壁对工件加热，这种形式的传热途径皆为由工件外围周边逐渐向中心传热的加热方式。当为了提高产量，炉胆做得较大时传热距离也较长，比如：炉胆空间直径达到ø800mm以上时，其传热距离达400mm以上，假如工件热处理温度为800℃，也就是当外边周围工件温度达到800℃时，中心工件温度可能只有500℃左右，温度梯度很大；待中心工件温度慢慢升到800℃时，此时外边周围工件温度在800℃下已保温二小时以上，这样周边工件与中心工件在800℃的保温时间、温差就大不一样。且井式或箱式退火炉因炉底与炉口之间有1000mm以上的深度，热处理过程中热量是往上升的，这样，从炉底往上各断面的温度是难以控制的。这样处于炉胆内不同位置的工件实际的热处理效果就不一样。然而在实际应用中，总是要求同一炉每个工件的热处理效果是一致的，而现有的退火炉难以达到此效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有多层多列炉胆水平布排的组合式退火炉，它能使炉胆内的各个被加工工件处于温度梯度很小的环境气氛中，并获得基本相同的热处理效果，同时，还能提高处理被加工工件的的方便性和灵活性。

一种具有多层多列炉胆水平布排的组合式退火炉，包括炉体，所述炉体内设有多层多列水平布排的炉胆，各个炉胆均呈扁平长条形，各个炉胆之间以及炉胆与炉体内腔之间均具有隔热层，各个炉胆开口均位于炉体同一个外侧面上，在每个炉胆内的下部设有水平导轨，由底板和导轮组成的轨道车与所述水平导轨运动连接，炉胆开口处设有隔热密封盖，在炉胆开口与隔热密封盖之间固定装有可开、合并压紧隔热密封盖的气缸，在每个炉胆外的上、下部和左、右侧分别设有相互平行的加热元件，在同一平面上的各加热元件间等间距布排有若干热电偶，每个炉胆均设有独立的温控系统，且分别与相应的加热元件和热电偶作电气连接，在各个炉胆内均设有真空抽气及充氮组合管道，并与炉体外设的保护气氛恒压控制供给装置相连接，在各个炉胆与炉体之间的间隙内还设有冷却循环通道，并与炉体外设的降温控制系统相连接，所述降温控制系统由温度监测、反馈控制、变频风机和冷却风管组成。

进一步，所述炉胆的布排层数为2～3层，布排列数为2～5列。

进一步，所述加热元件与轨道车对应面之间的垂直间距在100mm以内。

进一步，所述加热元件是电热丝。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1.本发明的组合式退火炉采用多层多列水平布排的炉胆结构，每个炉胆开口均位于炉体的前侧面上，每个炉胆外的左、右侧和上、下部分别布装覆盖有加热元件和热电偶，左、右侧加热元件相互平行，上、下部加热元件相互平行，而且各加热元件与炉胆内所装载的各被加工工件方阵的对应面的垂直距离不大于100mm，同时，由于炉胆内各被加工工件方阵的横截面接近正方形，其边长为300～400mm左右，每个炉胆都有一个独立的温控系统，这样，炉胆内的各个被加工件（硅钢铁芯）均处于温度梯度很小的环境中，因而，对于同一炉的各个被加工工件均能获得一致的热处理效果，大大提升了产品质量。

2.本发明采用的组合式炉体、小容量炉胆及轨道车结构不但简化了炉体结构，同时也增加了处理产品的灵活性，降低了被加工工件装填工作的工作强度，提高了装卸效率。

3.由于采用在高真空后充入高纯度氮气保护气氛，不仅能确保退火气氛的纯净，同时还可利用氮气作为传热介质来提高传热效率和改善炉胆内温度的均匀性。

4.在炉胆与对应的炉体之间的间隙中设有冷却循环通道，通过降温控制系统控制变频风机的送风量，从而实现对炉胆内的被加工工件降温速度的自动控制。

本发明的组合式退火炉结构紧凑，对各被加工工件的加热迅速、均匀，温度控制精度高，被加工工件退火质量好。特别适用于体积小、数量大的环型、C形硅钢铁芯的退火处理。

附图说明

图1是本发明一个实施例的一种具有多层多列水平布排的组合式退火炉的右侧剖面结构示意图；

图2是图1的俯视剖面结构示意图；

图3是图1所述轨道车立体示意图；

图4是单个炉胆与真空抽气及充氮组合管道和降温控制系统的结构示意图。

图中：1、被加工工件；2、加热元件；3、炉体；4、热电偶；5、真空抽气及充氮组合管道；6、冷却风管；7、变频风机；8、隔热层；9、炉胆；10、炉胆开口；10-1、隔热密封盖；11、水平导轨；12、轨道车；12-1底板；12-2、导轮；13气缸；14、冷却循环通道。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

如图1～4所示，一种具有多层多列炉胆水平布排的组合式退火炉，包括炉体3，所述炉体3内设有多层多列水平布排的炉胆9，各个炉胆9均呈扁平长条形，各个炉胆9之间以及炉胆9与炉体3内腔之间均具有隔热层8，各个炉胆开口10均位于炉体3同一个外侧面上，在每个炉胆9内的下部设有水平导轨11，由底板12-1和导轮12-2组成的轨道车12与所述水平导轨11运动连接，炉胆开口10处设有隔热密封盖10-1，在炉胆开口10与隔热密封盖10-1之间固定装有可开、合并压紧隔热密封盖10-1的气缸13，在每个炉胆9外的上、下部和左、右侧分别设有相互平行的加热元件2，在同一平面上的各加热元件2间等间距布排有若干热电偶4，每个炉胆9均设有独立的温控系统，且分别与相应的加热元件2和热电偶4作电气连接，在各个炉胆9内均设有真空抽气及充氮组合管道5，并与炉体3外设的保护气氛恒压控制供给装置相连接，在各个炉胆9与炉体3之间的间隙内还设有冷却循环通道14，并与炉体3外设的降温控制系统相连接，所述降温控制系统由温度监测、反馈控制、变频风机7和冷却风管6组成。各个炉胆9独立设置的温控系统提高了整个退火炉内部的温度监控精度，通过独立控制调整各炉胆9内的加热元件2和热电偶4的加热功率和实时温度变化值，使炉胆9内各处受热均匀，被加工工件1整体受热更加均匀，从而保证了退火质量。装载被加工工件1的轨道车12可以沿炉胆9内的水平导轨11滑动。在高真空后充入高纯氮保护气氛不仅能确保退火气氛的纯净同时可利用氮气作为传热介质来提高传热效率和改善炉胆9内加热温度的均匀性。通过降温控制系统控制变频风机7的送风量，可实现硅钢铁芯降温速度的自动控制。

进一步优选的实施方式，所述炉胆9的布排层数为2～3层，布排列数为2～5列。本实施例是将炉体3内腔以隔热层8分割成两层、两列其四个水平布排的扁平长条形的炉胆9，使得热处理空间缩小，有利于进一步提高产加热品温度均匀性，也提高了处理不同规格大小产品的灵活性以及操作的方便性。

进一步优选的实施方式，布排在炉胆9外上、下、左、右侧的加热元件2与轨道车12外表面对应面之间的垂直间距在100mm以内。加热元件2设置在炉胆9的上、下、左、右侧的外壁，通过在横截面近似正方形的炉胆9上、下、左、右四周平行加热来实现其各断面被加工工件1受热温度的一致，由于退火炉的主要加热面在硅钢铁芯传热最有效的上下面，这样就能使被加工工件1由传统的圆周外围往中心单向传热改变为在硅钢铁芯的上下面平行加热，因而使沿炉胆9水平方向各断面的硅钢铁芯的升温、保温、降温过程完全一样，大大地提高了产品质量的一致性。

进一步优选的实施方式，所述加热元件2选用电热丝。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。