热处理炉的安全控制系统和热处理炉的制作方法

本发明涉及钢管热处理的，尤其涉及一种热处理炉的安全控制系统和热处理炉。

背景技术：

1、零脱碳且表面光亮的碳钢合金钢管主要应用于汽车、航空领域，如用于制作汽车转向轴，这类产品对脱碳层厚度和光亮度的要求非常严格。钢管用作汽车转向轴时，会因为驾驶过程中的成千上万次扭转动作造成金属疲劳，脱碳会导致产品金属疲劳寿命变短，表面脱碳的钢管用作汽车转向轴极易发生故障造成重大事故，是不允许的。

2、现有技术中，要达到钢管表面光亮，通常是在正火工序后进行酸洗，以去除钢管表面的氧化层，但酸洗工艺对环境污染严重，废水治理与排放是一大难题。

3、关于“脱碳”，主要是指不锈钢管在热处理过程中，钢管表面的碳原子获得足够的能量从钢管表面逃逸到热处理炉的炉膛中去了，导致材料的含碳量被动的降低。造成的结果就是硬度低，硬度不均匀。脱碳是c与氧化性气氛发生反应，使表面出现脱碳的现象。脱碳是一个扩散过程，一方面炉气中的氧向钢内扩散，另一方面钢中的碳向外扩散。扩散结果使钢件表层变成含碳量低的脱碳层。

4、可以看出，要控制好“脱碳”，关键在于控制好炉膛内的“氧化性气氛”。此外，当热处理炉内部的氧气含量过高时，热处理炉也容易炸炉，故如何有效控制热处理炉在热处理时炉内的氧气含量以实现安全生产是钢管生产中的关键问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种热处理炉的安全控制系统和热处理炉，以解决如何有效控制热处理炉在热处理时炉内的氧气含量以实现安全生产的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种热处理炉的安全控制系统，用于热处理炉，所述热处理炉包括处理炉主体，所述热处理炉的安全控制系统包括氧含量监测件、气氛模块、氮气模块和控制模块；

3、所述氧含量监测件用于监测所述处理炉主体内部的氧气含量；

4、所述气氛模块用于输出或切断输出还原性气体至所述处理炉主体内部；

5、所述氮气模块用于输出或切断输出氮气至所述处理炉主体内部；所述还原性气体和所述氮气组成所述处理炉主体内部的发生气氛；

6、所述控制模块的输入端与所述氧含量监测件电连接，所述控制模块的输出端分别与所述气氛模块和所述氮气模块电连接，所述控制模块用于实时获取所述氧气含量，实时获取所述处理炉主体的工作状态，基于所述氧气含量和所述工作状态控制所述气氛模块和所述氮气模块，以使所述还原性气体输出或切断输出至所述处理炉主体内部，并使所述氮气输出或切断输出至所述处理炉主体内部。

7、在本发明的可选实施例中，所述氮气模块包括工艺氮气子模块，所述工艺氮气子模块用于输出或切断输出工艺氮气至所述处理炉主体内部；

8、所述控制模块具体用于：在所述处理炉主体的所述工作状态为开炉时，确定所述氧气含量是否高于预设含氧阈值，若所述氧气含量高于所述预设含氧阈值，控制所述工艺氮气子模块输出所述工艺氮气至所述处理炉主体内部，且在所述氧气含量小于或等于所述预设含氧阈值时控制所述气氛模块将所述还原性气体输出至所述处理炉主体内部。

9、在本发明的可选实施例中，所述氮气模块包括安全氮气子模块，所述安全氮气子模块用于输出或切断输出安全氮气至所述处理炉主体内部；

10、所述控制模块具体用于：在所述处理炉主体的所述工作状态为生产时，确定所述氧气含量是否高于预设含氧阈值，若所述氧气含量高于所述预设含氧阈值，控制所述气氛模块切断所述还原性气体输出至所述处理炉主体内部，并控制所述安全氮气子模块输出所述安全氮气至所述处理炉主体内部，直至所述氧气含量小于或等于所述预设含氧阈值，且在所述氧气含量小于或等于所述预设含氧阈值时控制所述气氛模块将所述还原性气体输出至所述处理炉主体内部以使所述处理炉主体继续生产。

11、在本发明的可选实施例中，所述热处理炉的安全控制系统还包括可燃气体监测件，所述可燃气体监测件用于监测所述处理炉主体内部的可燃气体含量，所述氮气模块包括安全氮气子模块，所述安全氮气子模块用于输出或切断输出安全氮气至所述处理炉主体内部；

12、所述控制模块具体用于：在所述处理炉主体的所述工作状态为停炉时，控制所述气氛模块切断所述还原性气体输出至所述处理炉主体内部，控制所述安全氮气子模块输出所述安全氮气至所述处理炉主体内部，并获取可燃气体含量，确定所述氧气含量是否高于预设含氧阈值以及所述可燃气体含量是否小于预设可燃气体含量阈值，在所述氧气含量小于或等于所述预设含氧阈值且所述可燃气体含量小于或等于所述预设可燃气体含量阈值时控制所述处理炉主体启动降温。

13、在本发明的可选实施例中，所述还原性气体包括氢气、一氧化碳和烃类可燃气体的一种或多种。

14、在本发明的可选实施例中，所述处理炉主体包括快冷段，所述热处理炉的安全控制系统还包括风机，所述风机设置在所述快冷段内；

15、所述控制模块与所述风机电连接，所述控制模块还用于在所述处理炉主体的所述工作状态为开炉或停炉时控制所述风机以第一转速运行，所述工作状态为生产时控制所述风机以第二转速运行，其中，所述第一转速低于所述第二转速。

16、在本发明的可选实施例中，所述处理炉主体包括炉口和用于启闭所述炉口的炉门，所述热处理炉的安全控制系统还包括炉门高度调节装置，所述炉门高度调节装置用于调节所述炉门的开启高度；

17、所述控制模块与所述炉门高度调节装置电连接，所述控制模块还用于在所述处理炉主体的所述工作状态为开炉或停炉时，控制所述炉门高度调节装置关闭所述炉门；

18、和/或，所述控制模块还用于在所述处理炉主体的所述工作状态为生产且所述氧气含量高于预设含氧阈值时控制所述高度调节装置关闭所述炉门。

19、在本发明的可选实施例中，所述热处理炉的安全控制系统还包括开度标尺，所述开度标尺用于指示所述炉门的开启高度；

20、所述控制模块还用于：获取物料尺寸，并基于所述物料尺寸控制所述炉门高度调节装置调整所述炉门的开启高度。

21、在本发明的可选实施例中，所述热处理炉的安全控制系统还包括火帘装置和自动引火烧嘴装置，所述自动引火烧嘴装置用于点燃所述火帘装置，以使所述火帘装置在所述炉口处形成火焰隔离带；

22、和/或，所述热处理炉的安全控制系统还包括排烟罩和排烟风机，所述排烟罩设置在所述炉口上方，所述排烟风机用于使所述排烟罩产生负压；所述排烟罩具有进气口和排烟口，所述进气口朝向所述炉口，所述排烟口连通有排气歧管。

23、根据本发明的另一方面，提供了一种热处理炉，该热处理炉包括处理炉主体和本发明任一实施例所述的热处理炉的安全控制系统。

24、本发明实施例的技术方案，通过设置氧含量监测件监测处理炉主体内部的氧气含量，然后通过控制模块实时获取氧气含量，实时获取处理炉主体的工作状态；基于氧气含量和工作状态控制气氛模块和氮气模块，以使还原性气体输出或切断输出至处理炉主体内部，并使氮气输出或切断输出至处理炉主体内部，从而能够有效的对处理炉主体内部的发生气氛和氧气含量进行控制，降低氧气造成的脱碳和表面氧化，也防止氧气过高造成炸炉，解决了如何有效控制热处理炉在热处理时炉内的氧气含量以实现安全生产的问题，同时能得到表面光亮且无新增脱碳层的钢管产品，无需进行酸洗，对环境友好。

25、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。