一种有色金属局部退火设备及控制方法与流程

本发明涉及一种局部退火设备，特别是一种有色金属局部退火设备及控制方法。

背景技术：

1、目前热处理行业中局部退火所使用的设备主要为硝盐炉，其具体采用亚硝酸钠与硝酸钾1:1混合作为加热介质，由于工件始终处于盐液内加热，因此具有加热速度快、温度均匀的优点，同时工件出炉时表面会附有一层盐膜，起到了防止工件表面氧化和脱碳的效果。但是硝盐炉具有高污染、高损耗、有腐蚀性等缺点，会对操作人员的身体造成损害。

2、现有除了硝盐炉这种类型的局部退火设备以外，还有感应加热式的局部退火设备，即采用夹具夹持工件进行局部退火，当有多个工件时，需要多个夹具同时夹持各工件，并通过传送链条对夹具板进行驱动，从而带动工件移动，直至工件按照设计速度进入感应器来进行局部退火。然而这种退火方式具备以下缺陷：(1)要想对工件进行局部加热退火，主要是采用夹具夹持，一旦同时对多个工件进行退火，那就需要设置多个工件，另外还要设置驱动链条驱动，不仅导致结构复杂，成本提高，而且占地面积大；(2)采用感应器进行退火，一方面感应器加热属于辐射热，会导致加热不均匀；另一方面，在局部退火时需要注意热传导的影响，因此对感应器的设计非常关键，如果处理不好，就会造成工件整体退火报废。

3、再者，其他的退火炉均是将有色金属置于炉体内进行整体退火，并不是局部退火，因此与本发明的技术构思不同。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，成本低，退火效率高的有色金属局部退火设备及控制方法。

2、本发明的技术方案是：

3、本发明之一种有色金属局部退火设备，包括：

4、炉体，所述炉体内设有热风循环气道、加热器和风机；所述热风循环气道包括上循环气道、下循环气道、加热腔室和风机室；所述加热器设于加热腔室内，所述风机设于风机室内；

5、盛具，设于所述上循环气道内且靠近炉盖设置，盛具为使气流进出的格栅结构；

6、炉盖，盖于炉体上，与盛具之间通过高度调节机构连接，且炉盖上设有用于穿过工件的多个插孔，工件的一部分穿过炉盖进入盛具内，在加热器和风机的作用下进行局部退火；

7、控制系统，用于对加热器进行温度调节，以及对风机进行风量调节。

8、进一步，所述盛具设计为通用型，炉盖的插孔尺寸与工件的尺寸相适配，使用时盛具跟相匹配的炉盖组合，进行不同工件的局部退火。

9、进一步，所述加热腔室设于上循环气道和下循环气道之间，风机室设于一侧，上循环气道的尺寸大于下循环气道，且上循环气道与盛具之间设有导向板，导向板沿上循环气道向盛具的底面倾斜。

10、进一步，所述加热器包括设于盛具正下方的横向管式加热器和设于加热腔室两侧面的侧面管式加热器；所述侧面管式加热器距离盛具底面的垂直高度小于横向管式加热器距离盛具底面的垂直高度。

11、进一步，所述风机为高温风机，包括风轮，风轮经电机轴连接电机，风轮设于风机室的上部，与上循环气道同水平方向设置；电机设于炉体外，电机轴的长度不小于200mm。

12、进一步，所述炉体、热风循环气道、盛具及炉盖全部选用cr25ni20-3105耐热不锈钢。

13、进一步，所述盛具为料框，料框的侧壁和底面均为格栅结构，工件的上部分暴露于炉盖外部，下部分则伸入料框内，使得炉盖与料框配合所形成的腔体高度小于工件的高度。

14、本发明之一种有色金属局部退火设备的控制方法，包括以下步骤：

15、s1：设置工艺参数及加热曲线；

16、s2：开启风机，调节至目标风量；

17、s3：根据工件型号选择与工件适配的炉盖，安装至炉体上；

18、s4：开启加热器，由控制系统根据加热器的设定目标温度与实际加热温度的温差进行自动计算，输出不同运行时间段内的加热输出功率控制信号，进行温度调节；

19、s5：待达到目标温度后，将工件经炉盖上的插孔插入盛具内，在风机的作用下，是热风循环进入盛具内对工件进行局部退火；

20、s6：完成退火，出炉。

21、进一步，步骤s4中，当设定温度与实际加热温度的温差大于10～30℃时，输出加热控制功率为80％-100％；当温差小于10～30℃时，输出加热控制功率为0-30％。

22、进一步，步骤s5中，热风循环时，热空气从下循环气道流动，经风机进入上循环气道，上循环气道的热空气在导向板作用下从盛具的侧面和底面进入盛具内腔对工件进行局部退火，并经过加热腔室再次进入下循环气道，如此循环。

23、本发明的有益效果：

24、(1)通过将盛具与炉盖相结合，将料框设计为通用型，适用于所有工件的局部退火，使用时只需跟相匹配的炉盖组合，炉盖上的插孔形状可根据不同的工件进行设计，大大提高适用广泛性，且能够实现局部退火；而且这种设计结构简单，不需要设置驱动链条带动工件移动，也不需要多个夹具来夹持工件，大大减小占地面积，降低成本；

25、(2)通过将盛具的侧面和底面设计成格栅结构，能够使热风沿格栅进入盛具内对工件进行局部退火，大大提高退火效率；盛具与炉盖之间设置高度调节机构，能够适用于不同工件的局部退火，并且能够很大程度上减少热量向上散发而造成的损耗；

26、(3)通过设置热风循环气道，不仅提高了结构的紧凑性；而且能够进行强对流循环，大大提高局部退火的效率；以及在上循环气道两侧设置导向板，能够使气流在导向板的导向作用下强制进入盛具内，进一步提高退火效率，并且相对于现有采用感应器加热而言，能够保证工件受热的均匀性；

27、(4)通过对风机进行设计，能够保证电机在热传递下不会损坏，而且风机轴设计成加长结构，可便于散热，防止传入电机温度过高，从而大大提高风机的使用寿命；

28、(5)本发明的控制方法，可保证仪表控温精度达到±1℃，炉内控温精度达到±5℃；而且采用空气加热，避免了环境污染和加热后可能存在的斑点等质量问题；产能提升50％，升温阶段的加热成本降低46.4％，工艺参数更加精准可控，质量控制更加完善。

技术特征：

1.一种有色金属局部退火设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的有色金属局部退火设备，其特征在于，所述盛具设计为通用型，炉盖的插孔尺寸与工件的尺寸相适配，使用时盛具跟相匹配的炉盖组合，进行不同工件的局部退火。

3.根据权利要求1所述的有色金属局部退火设备，其特征在于，所述加热腔室设于上循环气道和下循环气道之间，风机室设于一侧，上循环气道的尺寸大于下循环气道，且上循环气道与盛具之间设有导向板，导向板沿上循环气道向盛具的底面倾斜。

4.根据权利要求1所述的有色金属局部退火设备，其特征在于，所述加热器包括设于盛具正下方的横向管式加热器和设于加热腔室两侧面的侧面管式加热器；所述侧面管式加热器距离盛具底面的垂直高度小于横向管式加热器距离盛具底面的垂直高度。

5.根据权利要求1所述的有色金属局部退火设备，其特征在于，所述风机为高温风机，包括风轮，风轮经电机轴连接电机，风轮设于风机室的上部，与上循环气道同水平方向设置；电机设于炉体外，电机轴的长度不小于200mm。

6.根据权利要求1所述的有色金属局部退火设备，其特征在于，所述炉体、热风循环气道、盛具及炉盖全部选用cr25ni20-3105耐热不锈钢。

7.根据权利要求1所述的有色金属局部退火设备，其特征在于，所述盛具为料框，料框的侧壁和底面均为格栅结构，工件的上部分暴露于炉盖外部，下部分则伸入料框内，使得炉盖与料框配合所形成的腔体高度小于工件的高度。

8.一种有色金属局部退火设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述有色金属局部退火设备的控制方法，其特征在于，步骤s4中，当设定温度与实际加热温度的温差大于10～30℃时，输出加热控制功率为80％-100％；

10.根据权利要求8所述有色金属局部退火设备的控制方法，其特征在于，步骤s5中，热风循环时，热空气从下循环气道流动，经风机进入上循环气道，上循环气道的热空气在导向板作用下从盛具的侧面和底面进入盛具内腔对工件进行局部退火，并经过加热腔室再次进入下循环气道，如此循环。

技术总结
一种有色金属局部退火设备及控制方法，其中局部退火设备包括：炉体，所述炉体内设有热风循环气道、加热器和风机；热风循环气道包括上循环气道、下循环气道、加热腔室和风机室；加热器设于加热腔室内，风机设于风机室内；盛具，设于上循环气道内且靠近炉盖设置，盛具为使气流进出的格栅结构；炉盖，盖于炉体上，与盛具之间通过高度调节机构连接，且炉盖上设有用于穿过工件的多个插孔，工件的一部分穿过炉盖进入盛具内，在加热器和风机的作用下进行局部退火。本发明还包括一种有色金属局部退火设备的控制方法。本发明可保证仪表控温精度达到±1℃，炉内控温精度达到±5℃；而且采用空气加热，避免了环境污染和加热后可能存在的斑点等质量问题。

技术研发人员：展勇冬,黄红格,张吉友,张吉林,付宇航
受保护的技术使用者：湖南云箭集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13