一种非晶材料小型炉膛法热处理装置和方法与流程

本发明涉及一种非晶材料晶化热处理装置和方法，尤其涉及一种炉膛法晶化热处理非晶材料的装置和方法。

背景技术：

众所周知，非晶材料性能好坏与晶化热处理温度有密切关系，当前非晶材料热处理晶化的处理是在大的炉膛内加热，一般采用炉膛直径约60厘米，炉膛高约50厘米在这样一个大炉中，炉中心温度和炉周边温度差都较大，炉的上部温度与炉底的温度出存在大的温差。由于在晶化时不同位置存在大的温差，因此，产品的性能就不可能完全一致，要想产品的性能一致性好，就必须控制炉内各位置的温度差不超过30℃，目前热处理用大炉膛，要想达到这么小的温差是不可能。同时目前大炉热处理晶化加热时间长，一般在5～6小时，因此为了防止非晶产品的氧化，加热炉必须通保护气体或抽真空，因此目前热处理晶化能源消耗大，更主要产品性能一致性差。

技术实现要素：

本发明的目的是：提供一种节约能源、产品性能好的非晶材料小型炉膛法热处理装置和使用该装置处理非晶材料的方法。

本发明的技术方案是：一种非晶材料小型炉膛法热处理装置，包括：小型炉膛、炉内温度传感器、温控仪、控制器、电源、炉内发热体、非晶探测器及连接线；所述小型炉膛设有非晶材料进口和出口，以使待处理非晶材料从进口进入小型炉膛内，晶化处理完成后从出口退出小型炉膛；所述炉内发热体位于小型炉膛内，与电源的输出端连接，以通过电源的输出加热小型炉膛内的非晶材料；所述炉内温度传感器用于测量小型炉膛内非晶材料的温度，并将采集的温度数据输送给与所述炉内温度传感器相连接的温控仪；所述温控仪用于设定非晶材料的热处理温度、接收所述炉内温度传感器传输的数据、实时比较设定温度和接收的测量温度，将数据分析处理后形成的温度控制信号传输给与所述温控仪相连接的控制器；所述非晶探测器设置在小型炉膛的非晶材料出口处，与所述控制器相连，用于探测是否有晶化处理完成的产品，并将探测到的有或无产品信号传递给控制器；所述控制器接收所述温控仪、非晶探测器的信号，据此控制相连接的电源的开关及输出功率。

进一步的，本发明装置还包括设置在所述小型炉膛内壁与炉内发热体之间的金属反射屏，以增加加热温度均匀性和减少热量损失。

更进一步的，本发明装置的所述小型炉膛的尺寸尺寸在高不超过10cm、长不超过100cm、宽不超过50cm的范围内。这个尺寸明显小于现有的直径约60厘米、炉膛高约50厘米的大尺寸炉膛，因此节约加热整个炉膛内空间所需的能源。

更进一步的，本发明装置的所述炉内发热体为电阻丝、红外发热元件、硅碳棒、硅钼棒中的一种或多种，所述炉内发热体至少为两个，以从多个方向同时加热非晶材料。

更进一步的，本发明装置的所述电源为任何频率的交流电或直流电源，功率在1KW到10KW之间。

更进一步的，本发明装置的炉内温度传感器为热电偶、或铂电阻、或红外探头。

还进一步的，对于带状非晶材料的热处理，本发明装置还包括设置在小型炉膛进口处的从动滚轮和小型炉膛出口处的主动滚轮，从动滚轮上的待处理非晶材料经小型炉膛热处理完成后卷在主动滚轮上，主动滚轮在控制器控制下转动带动非晶材料在小型炉膛移动。

其工作原理如下：需处理的非晶带卷在从动滚轮上，由主动滚轮带动进入小型炉膛内，小型炉膛内的炉内发热体由电源经电源连接线提供的功率对非晶带加热。炉内反射屏是增加温度均匀性和减少热损失，炉内发热体是电阻或硅碳棒或硅钼棒或远红外加热发热体。非晶带温度由热电偶或铂电阻或红外探头等形式的炉内温度传感器测量，测得的温度由电线传送到温控仪，温控仪依照设定晶化温度和炉内温度之差发出信号给程序控制电线到达控制器，控制器依照温控仪的信号决定需要电流功率大小，信号经电线传送给电源，电源经过电源连接线连接到炉内发热体，输出加热功率。当炉内温度达到晶化温度后，控制器开始控制主动滚轮转动，主动滚轮的转动速度可以按需要设定，其根据是非晶产品晶化时间，也就是要晶化的产品在炉内停留时间，一般情况几十秒足够完成，主动滚轮不断将已处理完毕的带状产品卷到自身上，同时带动从动滚轮上的待处理非晶带不断进入小型炉膛内的炉内发热体之间，非晶探测器可以在炉内加热体工作半小时后开始工作，检查出口是否有晶化处理完成的产品经过，当非晶探测器探测不到小型炉膛出口有非晶材料时，发出报警信号，并向控制器传递信号信息，控制器控制电源等装置停止工作，这时整盘非晶带处理完成，可以更换另一盘非晶带或可以关闭总电源。

还进一步的，对于块状非晶材料的热处理，本发明装置还包括载物台、推动器、收集器；所述载物台穿过小型炉膛，用于放置非晶材料；所述推动器与所述控制器相连接，在控制器控制下推动载物台上的非晶材料进入炉膛；所述收集器用于盛放已热处理完成的产品。

其工作原理如下：成型产品或块状非晶放在载物台上，通过推动器将它送入小型炉膛内，推动器可以推动一个产品也可以推动一排，这一排可以是几个或几十个或更多成型产品同时进入小型炉膛内，进入小型炉膛内的非晶材料被炉内发热体加热，炉内发热体材料是电阻丝、硅碳棒、硅镍棒或红外加热发热体组成，在炉内加热体外面设有个反射屏，其目的是增加温度均匀性以及减少热量的对外扩散的损失，节约电能，炉内温度由热电偶或铂电阻温度计或红外探测器等形式的炉内温度传感器测量，温度信号经进电线送到温控仪，温控仪依照设定晶化温度和炉内温度之差发出信号给程序控制电线到达控制器，控制器依照温控仪的信号决定需要电流功率大小，信号经电线传送给电源，电源经过电源连接线连接到炉内发热体，输出加热功率。当炉内温度达到晶化温度后，控制器开始控制推动器连续运动，推动器的运动速度可以按需要设定，其根据是非晶产品晶化时间，也就是要晶化的产品在炉内停留时间，一般情况几十秒足够完成，晶化材料送到收集器，推动器不断向炉内输送要晶化的材料，当要晶化的材料推入完毕后，用等效阻抗的金属块替代非晶材料块，继续向小型炉膛内推动，非晶探测器可以在炉内加热体工作半小时后开始工作，检查出口是否有晶化处理完成的产品经过，当非晶探测器探测不到小型炉膛出口有非晶材料时，发出报警信号，并向控制器传递信号信息，控制器控制电源等装置停止工作，这时可以关闭总电源。

本发明还包括利用上述适用于热处理带状非晶材料的非晶材料小型炉膛法热处理装置热处理带状非晶材料的方法，包括以下步骤：

1)将待热处理的带状非晶卷在从动滚轮上，非晶材料一端穿过炉膛卷在主动滚轮上；

2)接通电源，打开控制器、温控仪、非晶探测器；

3)在温控仪中设定晶化温度、晶化时间等参数；

4)当所述主动滚轮开始滚动并带动带状非晶材料移动时，从动滚轮转动，其上的待处理非晶材料被送入小型炉膛内，从小型炉膛出口处移动出的已完成处理的产品卷在主动滚轮上；

6)当非晶探测器发出未检测到产品的报警，控制器发出停止工作时，关掉所有装置，切断总电源。

本发明还包括利用上述适用于热处理带状非晶材料的非晶材料小型炉膛法热处理装置热处理块状非晶材料的方法，包括以下步骤：

1)将成型产品或块状非晶放在载物台上；

2)接通电源，打开控制器、温控仪、推动器、非晶探测器；

3)在温控仪中设定晶化温度、晶化时间等参数；

4)推动器在控制器的信号控制下将载物台上的成型产品或块状非晶推入炉膛内；

5)待处理非晶材料块全部推入小型炉膛中后，用等效阻抗的金属块代替非晶材料块，供推动器推入小型炉膛；

6)当非晶探测器发出未检测到产品的报警，控制器发出停止工作指示时，关掉所有装置，切断总电源。

本发明的装置的方法能显著提高晶化处理后产品性能的一致性，且明显节约能源。

附图说明

附图1为用于本发明实施例1中加热块状非晶的小型炉膛法法热处理装置的结构组成示意图；

附图2为用于本发明实施例1中加热带状非晶的小型炉膛法热处理装置的结构组成示意图。

具体实施方式

实施例1：热处理内径为9mm外径为15mm高10mm环形非晶材料

如图1所示，小型炉膛2的尺寸为：高8cm、长20cm、宽20cm；将内径为9mm外径为15mm高10mm的环形非晶材料放在载物平台15上按排排好，接通总电源，各设备在等待工作状态，设定晶化温度为610℃，设定温度和实际温度不一致，则温控仪7发出信号通知控制器9，要求电源11提供1KG功率给炉内发热体3，如电阻丝，控制器9则通知电源11输出220伏5安功率加热炉内发热体3，大约10分钟，炉内温度传感器6的热电偶测得炉内温度已达610℃，温控仪7通知控制器9，开始恒温，并起动推动器16开始推动环形非晶材料进入炉内，外径15mm的环形非晶每排15个同时进入炉内，每隔1秒推进一排，每排非晶材料经过20秒钟后完成晶化从小型炉膛2的出口出来，落入收集器5中，如果处理1500个样品约25分钟就可完成，所有待处理环状非晶都被推入小型炉膛2中后，推动器16继续以相同模式将替代环状非晶的等效阻抗的金属块推入小型炉膛2中，当非晶探测器17没检测到非晶材料，则通知控制9关闭电源11、停止推动器16工作并报警。

实施例2：热处理8mm宽非晶带材

如图2所示，小型炉膛2的尺寸为：高4mm、长20mm、宽3mm，将绕有非晶带盘安在从动滚轮5上或将非晶带绕在从动滚轮5上，将非晶带穿过小型炉膛2内的炉内加热体之间，绕在卷带盘上并安在主动滚轮14上或直接卷在主动滚轮14上，接通总电源，各装置进入工作状态，将温控仪7设定晶化温度为610℃，此时炉内温度传感器6如热电偶测得炉内温度为室温，设定温度与炉内温度不同，温控仪7发出信号给控制器9，要求提供600W功率加热炉内发热体3如电阻丝，接着控制器9给电源11指令要求提供电压220伏电流3安培功率给炉内发热体3如电阻丝，电阻丝将炉内温度快速上升，约10分钟到晶化温度后，温控仪7通知控制器9，调节电源11功率保持恒温，同时程控器9控制主动滚轮14开始转动，非晶带在小型炉膛内移动，其移动速度每秒4cm，如非晶带100米长，约43分钟后非晶带非晶探测器17未检测到非晶带，发出信号给控制器9关闭电源11和停止主动滚轮14转动，同时报警。