一种水气双密封热处理气氛炉的制作方法

本发明涉及热处理工艺，具体涉及一种水气双密封热处理气氛炉以及热处理工艺。

背景技术：

现有技术中，各锅炉厂家的锅炉本体零部件在工地现场多以焊接的形式相连接，无论是在工厂内，还是在工地现场，其所进行的热处理多以去焊接应力为主要目的，热处理的时机也都在焊接以后。

对于少数特种锅炉，因设计需求及安装使用场合的限制，其部分零部件在工地现场必须以胀接的形式相连接，这时就对相连接的两种工件的硬度有了额外的要求：被胀工件的指定区域段的硬度，应低于本体工件的硬度，且在规定范围内，过高、过低都不行。

如何来控制被胀接工件指定区域段的硬度，特别是合金钢材质的工件；尤其是工件尺寸、形状等因素的影响，热处理环节中保护气体气氛的密封形式以及生产的批量性需求一直是困扰我们的难点所在。市场上各热处理厂家、热处理炉制造厂家所能进行的热处理、所生产的气氛炉都存在着一种或几种不足，限制了生产应用；如只能做整体热处理，无法对指定区域段进行局部热处理；超过3米的工件无法装炉，而定制炉型又无法满足工件尺寸、形状多样性的需求；装炉作业、逐支工件进行密封操作复杂慢，作业效率低，通常一炉只能热处理100件左右的工件端部，无法与生产快节奏有效匹配，无法适应批量性生产需求；为热处理高温而定制的密封硅胶，成本高，而且为一次性使用，对于批量性产品的日后使用消耗，成本极高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种水气双密封热处理气氛炉以及热处理工艺。

本发明的技术方案为：一种水气双密封热处理气氛炉，包括液态气瓶、安全阀、放空阀、减压阀、皮管、分布管、水密封底座、水密封罩壳、控制阀、氧量监测仪，还包括气密封电加热气氛装置，气密封电加热气氛装置包括瓶束、输气管、热电偶、电加热炉控制柜、电加热炉，瓶束设置在水密封底座、水密封罩壳组成的密封空间的外部，瓶束与电加热炉通过输气管连接，电加热炉设置在水密封底座上，电加热炉与热电偶的一端连接，热电偶的另一端与电加热炉控制柜相连。

进一步地，所述液态气瓶上设置有安全阀、放空阀、减压阀，皮管的一端连接液态气瓶，皮管的另一端连接分布管，分布管设置在水密封底座的底部，水密封底座的四周设置有凹槽，水密封罩壳设置在水密封底座上，水密封罩壳的下端部扣设在水密封底座的凹槽内，水密封底座与水密封罩壳之间为密封空间。

进一步地，所述水密封罩壳顶部的两端设置有控制阀，氧量监测仪设置在控制阀的阀口处。

进一步地，所述电加热炉控制柜设置在水密封底座、水密封罩壳组成的密封空间的外部，并靠近电加热炉放置。

进一步地，所述电加热炉包括加热片、气体分配管、缓冲板、保温棉、炉体，保温棉、加热片设置在炉体的内侧，缓冲板设置在炉内气体分配管的出气孔处。

进一步的，一种水气双密封热处理气氛炉的热处理工艺，具体步骤为：

a、将工件逐件装入电加热炉内，确保电加热炉内工件的长度距离，工件的层与层之间摆置保温棉；

b、将热电偶捆绑固定在工件上，所有间隙处用保温棉塞严、塞实，合上电加热炉门；

c、水密封底座的密封槽内灌入水，然后将水密封罩壳的端部放置在密封槽内，水密封底座与水密封罩壳形成密封空间；

d、液态气瓶内的液态保护气体经气化后，通过皮管、分布管进入水密封底座和水密封罩壳组成的密封空间内，空气通过控制阀排出；

e、采用氧量监测仪实时监测氧气浓度，当氧气浓度降低至3%以下，开始通电加热，并开始向电加热炉内充气态保护气体；

f、当加热到300℃以上的高温阶段时，根据氧量监测仪的测量结果，随时调整液态气瓶的出气量和瓶束的出气量，以确保氧气含量在0-1%的水平；

g、按工件热处理工艺参数要求，由操作工设定加温、保温和降温程序，热处理过程中按程序加温、保温和降温。

进一步地，所述工件为20g钢管，热处理温度加热到600~650℃后，然后开始保温，保温时间为1~3小时，保温时间结束后进行降温，当温度降到300℃以下时，20g钢管随炉冷却。

进一步地，所述工件为12cr1movg钢管，热处理温度加热到700~800℃后，然后开始保温，保温时间为2~4小时，保温时间结束后进行降温，当温度降到300℃以下时，12cr1movg钢管随炉冷却。

本发明的有益效果为：

1、可仅对工件进行局部热处理，热处理长度可通过控制工件伸进炉内的长度来调节，不对其余部位的材料产生任何影响。

2、工件尺寸、形状几乎不受限制，只要能放进水密封罩壳的工件，都可进行热处理。

3、装炉作业快，无须逐件工件进行密封操作，效率高，一炉的装炉量，视工件尺寸情况而定，对于常用25~50mm口径（见方）的工件，一次性可以装炉250~500件，而且可以对工件两端同时进行热处理，即一炉可以同时进行500~1000个工件端部的热处理，大大提高生产效率，适应快节奏的批量性生产需求。

4、密封仅需要水和保温棉，成本比密封硅胶大大降低，而且可以反复使用，通常做8~10炉左右才需要换一套保温棉。

5、设备扩展性强，即便遇到更大尺寸工件，仅需制作出更大尺寸水密封底座、水密封罩壳配对即可，原理功能不变的基础上，工件尺寸、形状不受限制。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示图。

图2是气密封电加热气氛装置的结构示意图。

图3是电加热炉装置的内部示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。

一种水气双密封热处理气氛炉，包括液态气瓶1、安全阀2、放空阀3、减压阀4、皮管5、分布管6、水密封底座7、水密封罩壳8、控制阀9、氧量监测仪10。

液态气瓶1上设置有安全阀2、放空阀3、减压阀4，皮管5的一端连接液态气瓶1，皮管5的另一端连接分布管6，液态气瓶1的气体通过皮管5进入分布管6。分布管6设置在水密封底座7的底部，水密封底座7的四周设置有凹槽，水密封罩壳8设置在水密封底座7上，水密封罩壳8的下端部扣设在水密封底座7的凹槽内，凹槽内注水密封，隔绝空气，使水密封底座7与水密封罩壳8之间的空间处于密封状态，分布管6将保护气体均匀分布排放到水密封底座7、水密封罩壳8组成的密封空间内。

水密封罩壳8顶部的两端设置有控制阀9，控制阀9可调节排气流量大小。氧量监测仪10设置在控制阀9的阀口处，可实时监测水密封罩壳8内的氧气含量。

如图2所示，水气双密封热处理气氛炉还包括气密封电加热气氛装置11，气密封电加热气氛装置11包括瓶束12、输气管13、热电偶14、电加热炉控制柜15、电加热炉16；瓶束12设置在水密封底座7、水密封罩壳8组成的密封空间的外部，瓶束12与电加热炉16通过输气管13连接，瓶束12内的气体通过输气管13进入电加热炉16，并通过电加热炉控制柜15对气体进行加热操作。电加热炉16设置在水密封底座7上，电加热炉16与热电偶14的一端连接，热电偶14的另一端与电加热炉控制柜15相连，热电偶14起到将炉内温度反馈给电加热炉控制柜15的作用，电加热炉控制柜15对瓶束12内的气体进行加热。电加热炉控制柜15设置在水密封底座7、水密封罩壳8组成的密封空间的外部，并靠近电加热炉16放置，电加热炉控制柜15可控制电加热炉16的加热过程。

如图3所示，电加热炉16包括加热片17、气体分配管18、缓冲板19、保温棉20、炉体21，保温棉20、加热片17设置在炉体21的内侧，起到保温和加热的作用；缓冲板19设置在炉内气体分配管18的出气孔处，可有效防止低温气体直接冲刷工件，缓冲加热后再与工件接触。

实施例一：

对于20g钢管的水气双密封热处理气氛炉的热处理工艺步骤为：

1、将20g钢管逐件装入电加热炉15内，确保电加热炉15内20g钢管的长度距离符合热处理需求，工件的层与层之间摆置保温棉20。

2、将热电偶14捆绑固定在20g钢管上，所有间隙处用保温棉20塞严、塞实，合上电加热炉15门。

3、水密封底座7的密封槽内灌入水，然后将水密封罩壳8的端部放置在密封槽内，水密封底座7与水密封罩壳8形成密封空间。

4、液态气瓶1内的液态保护气体经气化后，通过皮管5、分布管6进入水密封底座7和水密封罩壳8组成的密封空间内，空气通过控制阀9排出。

5、采用氧量监测仪10实时监测氧气浓度，当氧气浓度降低至3%以下，按照既定热处理规范，开始通电加热，并开始向电加热炉内充气态保护气体，瓶束12中的保护气体通过气体分配管18及保护气体缓冲板19的缓冲后，进入电加热炉16内部空间，起到对20g钢管的保护作用。

6、当加热到300℃以上的高温阶段时，应根据氧量监测仪10的测量结果，随时调整液态气瓶1的出气量和瓶束12的出气量，以确保氧气含量在0-1%的水平。

7、将热处理温度加热到600~650℃后，然后开始保温，保温时间为1~3小时。

保温时间结束后进行降温，当温度降到300℃以下时，20g钢管随炉冷却。

实施例二：

对于12cr1movg钢管的水气双密封热处理气氛炉的热处理工艺步骤为：

1、将12cr1movg钢管逐件装入电加热炉15内，确保电加热炉15内12cr1movg钢管的长度距离符合热处理需求，工件的层与层之间摆置保温棉20。

2、将热电偶14捆绑固定在12cr1movg钢管上，所有间隙处用保温棉20塞严、塞实，合上电加热炉15门。

3、水密封底座7的密封槽内灌入水，然后将水密封罩壳8的端部放置在密封槽内，水密封底座7与水密封罩壳8形成密封空间。

4、液态气瓶1内的液态保护气体经气化后，通过皮管5、分布管6进入水密封底座7和水密封罩壳8组成的密封空间内，空气通过控制阀9排出。

5、采用氧量监测仪10实时监测氧气浓度，当氧气浓度降低至3%以下，按照既定热处理规范，开始通电加热，并开始向电加热炉内充气态保护气体，瓶束12中的保护气体通过气体分配管18及保护气体缓冲板19的缓冲后，进入电加热炉16内部空间，起到对12cr1movg钢管的保护作用。

6、当加热到300℃以上的高温阶段时，应根据氧量监测仪10的测量结果，随时调整液态气瓶1的出气量和瓶束12的出气量，以确保氧气含量在0-1%的水平。

7、当针对钢管热处理时，将热处理温度加热到700~800℃后，然后开始保温，保温时间为2~4小时，保温时间结束后进行降温，当温度降到300℃以下时，12cr1movg钢管随炉冷却。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。