一种侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉的制作方法

本发明涉及热处理设备领域，尤其涉及一种用于改善软磁磁芯元件的磁性能的侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉。

背景技术：

目前，软磁非晶行业普遍采用施加横向永磁高磁场下进行350-560℃退火以改善软磁磁芯元件的磁性能，例如，受到磁极和炉罐高度的限制，使用了外热式的扁平隧道式纯氮保护退火炉。但是，外热式炉型的主要缺点是在加热过程中，被加热工件的内外温差过大，特别是在被加热工件材质具有晶化发热现象的情况(例如非晶材料)，工件内部元件温度往往高出外部元件温度达160℃之多，极不均匀，过烧导致不良品增加。在常规采用的外热式、无气体流动的加热条件下，其传热效率很低，工件由外向内慢速热传导，内外温差很大。

如中国发明专利，申请号为：200910039582.3，其公开了一种在横向磁场下软磁卷绕铁心的热处理设备及方法，它包括一纵向隧道式退火炉，该炉的均温区段的被加热工件上方和下方分别设置有带钕铁硼磁极的n极板和s极板，在n极板和s极板之间产生由n至s的沿垂直方向的强力磁力线，上下两个磁极板的外侧可以通过纯铁磁轭理解成外磁路，该磁极整体设置在隧道炉表面上下方，隧道炉内还设置有用于安放卷绕铁心工件的密封马弗罐，马弗罐内通有防氧化的氮气。然而这种常规外热式加热方式的热惰性严重，由执行机构加热器开始加热，需要经过不锈钢马弗罐和工件周围的空气传导才能传到工件热电偶，热惰性时间很大，容易产生超温和控温波动现象，尤其在工件材质具有晶化发热现象的情况(例如非晶材料)下，过热超温导致工件报废情况经常发生。

因此，研制出一种能够解决以上问题的内热式隧道纯氮保护退火炉是本领域技术人员所急需解决的难题。

技术实现要素：

本发明提供了一种侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉，可使工件均匀加热，降低工件内外温差，改善工件的退火质量，提高了磁芯元件的退火处理效率，且设备占用空间小，应用范围广。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉，包括一横向设置的不锈钢马弗罐，在所述不锈钢马弗罐的外侧中部包覆有一圈保温层，不锈钢马弗罐的内部中间放置有被加热工件，所述被加热工件的两侧对称设有绝热挡板；所述不锈钢马弗罐的底部设有开口，不锈钢马弗罐的底部开口外侧通过风机外绝热墙包围形成一腔体，在所述腔体内纵向对称布置有风机左内绝热墙和风机右内绝热墙，所述风机左内绝热墙和风机右内绝热墙的下方分别纵向安装有左密封加热管和右密封加热管；在所述风机外绝热墙的底部中间安装有水冷密封轴，所述水冷密封轴的上端设有耐热离心风机，下端连接外部马达，所述耐热离心风机位于左密封加热管和右密封加热管之间；所述风机左内绝热墙和风机右内绝热墙分别与风机外绝热墙内壁之间形成热风左出口和热风右出口，风机左内绝热墙和风机右内绝热墙之间还设有回风口，腔体内的热风左出口、热风右出口、回风口与不锈钢马弗罐内部形成热气流循环风道。

进一步地，所述不锈钢马弗罐的左、右两端安装有密封法兰盖，所述密封法兰盖与不锈钢马弗罐的连接处设有密封圈。

进一步地，所述不锈钢马弗罐的内部且靠近被加热工件的位置上设有温控热电偶测温点。

优选的，所述温控热电偶的测温点用于检测和控制炉内靠近被加热工件的温度，温控热电偶还与温控仪表和加热器形成闭环，以便控制炉温达到所要求的温度。

优选的，所述保温层设置在不锈钢马弗罐的外侧中部，且两端至少延伸超过绝热挡板。

优选的，所述绝热挡板中的至少一个可沿不锈钢马弗罐内壁左右移动或抽拉，以便于工件的装炉和出炉。

优选的，所述风机左内绝热墙和风机右内绝热墙的前后两端与风机外绝热墙的内壁连接。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

通过上述本发明的技术方案，施加风机强制气体循环，将工件的传热方式由接触传导传热改为对流传热方式，热气体流动速度很快，使传热效率提高的同时大大降低了工件的内外温差；由于采用了将外热式改为内热式加热，高速风机强制气体流动，热气流在工件中的循环次数很高，局部热气可达每分钟数百次循环，使工件部位的热电偶温度传感器与执行机构加热器之间反应时间很短，几乎没有热惰性，使工件的温度控制非常准确，大大减少了工件过热超温报废的发生；从工件两侧的两个热风出风口，同时向工件内部方向强制流动加热，提高了均温效果，循环热气流风道位于炉体外侧，风阻较小容易设计，不占用马弗罐体的高度空间。

本发明实际是采用内热式以及强制侧风循环的方式进行纯氮保护气加热，以达到工件均匀加热的目的，可达到降低工件内外温差，改善工件的退火质量，提高磁芯元件的退火处理效率的技术效果，本设备同时也适用于工件步进式连续磁退火的工艺要求，扩大了应用范围。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉的正面横向剖切示意图；

图2是本发明实施例提供的一种侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉的仰视图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图2所示，为本发明实施例提出的一种侧风循环内热式隧道纯氮保护退火炉，包括一横向设置的不锈钢马弗罐3，在不锈钢马弗罐3的外侧中部包覆有一圈保温层5，不锈钢马弗罐3的内部中间放置有被加热工件6，被加热工件6的两侧对称设有绝热挡板4；不锈钢马弗罐3的底部设有开口，不锈钢马弗罐3的底部开口外侧通过风机外绝热墙17包围形成一腔体，在腔体内纵向对称布置有风机左内绝热墙16和风机右内绝热墙10，风机左内绝热墙16和风机右内绝热墙10的下方分别纵向安装有左密封加热管15和右密封加热管11。

进一步地，在风机外绝热墙17的底部中间安装有水冷密封轴14，水冷密封轴14的上端设有耐热离心风机12，下端连接外部马达13，耐热离心风机12位于左密封加热管15和右密封加热管11之间；风机左内绝热墙16和风机右内绝热墙10分别与风机外绝热墙17内壁之间形成热风左出口18和热风右出口9，风机左内绝热墙16和风机右内绝热墙10之间还设有回风口，腔体内的热风左出口18、热风右出口9、回风口与不锈钢马弗罐3内部形成热气流循环风道。

在具体实施过程中，不锈钢马弗罐3的左、右两端还安装有密封法兰盖1，密封法兰盖1与不锈钢马弗罐3的连接处设有密封圈2。

为了实时监测不锈钢马弗罐3内的温度，防止内部温度超过预设温度阈值，避免热量聚集，内部温度不均，产生过烧现象，通过在不锈钢马弗罐3的内部且靠近被加热工件的位置上设有温控热电偶7的测温点，可避免这个问题的发生。

作为本发明一种可选或优选地实施方式，温控热电偶7的测温点用于检测和控制炉内靠近被加热工件的温度，温控热电偶7还与温控仪表和加热器形成闭环，以便控制炉温达到所要求的温度。

优选的，保温层5设置在不锈钢马弗罐3的外侧中部，且两端至少延伸超过绝热挡板4，这样做的目的在于，在保证不锈钢马弗罐3内部热量不会散失的同时，尽量降低保温材料的用量，降低生产成本。

在实际工作中，为了方便退火后的工件从罐体内取出，设计绝热挡板4中的至少一个可沿不锈钢马弗罐3内壁左右移动或抽拉，以便于工件的装炉和出炉。

进一步地，风机左内绝热墙16和风机右内绝热墙10的前后两端与风机外绝热墙17的内壁连接。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

通过上述本发明的技术方案，施加风机强制气体循环，将工件的传热方式由接触传导传热改为对流传热方式，热气体流动速度很快，使传热效率提高的同时大大降低了工件的内外温差；由于采用了将外热式改为内热式加热，高速风机强制气体流动，热气流在工件中的循环次数很高，局部热气可达每分钟数百次循环，使工件部位的热电偶温度传感器与执行机构加热器之间反应时间很短，几乎没有热惰性，使工件的温度控制非常准确，大大减少了工件过热超温报废的发生；从工件两侧的两个热风出风口，同时向工件内部方向强制流动加热，提高了均温效果，循环热气流风道位于炉体外侧，风阻较小容易设计，不占用马弗罐体的高度空间。

本发明实际是采用内热式以及强制侧风循环的方式进行纯氮保护气加热，以达到工件均匀加热的目的，可达到降低工件内外温差，改善工件的退火质量，提高磁芯元件的退火处理效率的技术效果，本设备同时也适用于工件步进式连续磁退火的工艺要求，扩大了应用范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。