一种金属材料高效脱氢的装置及其使用方法与流程

本发明涉及钢铁冶金，尤其涉及一种金属材料高效脱氢的装置及其使用方法。

背景技术：

1、当金属材料中的氢含量达到一定值时，其机械性能会严重降低，甚至发生氢脆断裂，氢在金属中可能形成固溶体、氢化物、分子状态氢气，也可能与金属中的第二相进行化学反应而生成气体产物存在于金属中，从金属中的氢分析，来源可分为两种，一种是冶炼过程中及随后加工过程中吸收的氢，另一种是金属在服役环境介质中含有的氢。

2、传统金属材料脱氢的方法为使用普通加热炉进行烘烤来去除其中的氢元素，当停止烘烤，开始降温后，金属材料会因为冷却再次吸氢，造成去氢效果变差，因此需要一种能够维持真空状态的加热炉，防止金属材料因冷却吸氢造成去氢效果变差，而加热炉需要在抽真空以及加热内部介质后才能对金属材料进行加热，金属材料等待加热的时间较长，导致金属材料加热的速度较慢。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中维持真空状态的加热炉在加热金属材料前抽真空和加热介质等待的时间较长，导致金属材料加热速度较慢的问题，而提出的一种金属材料高效脱氢的装置及其使用方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种金属材料高效脱氢的装置，包括加热炉，加热炉的开口处滑动连接有炉门，加热炉的内侧底部固定连接有多个圆杆，圆杆的顶部滑动连接有加热平台，所述加热炉远离炉门的一侧安装有用于向加热炉内部通入热蒸汽的换气组件；

4、所述换气组件包括与加热炉连通的进气管，进气管远离加热炉的一端连通有加热罐，加热罐的一侧设置有一端延伸至其内部的电热棒，进气管靠近加热炉的一端连通有第一阀门，加热炉与加热罐之间连通有排气管，排气管靠近加热炉的一端设置有延迟回收组件；

5、所述延迟回收组件包括与加热炉固定连接的第一收纳箱，第一收纳箱的顶部与排气管之间连通有纵向管，排气管靠近加热炉的一端固定连接有用于将排气管分隔成上下两部分的分隔板，分隔板的顶部开设有透气口，分隔板的顶部滑动连接有折板，折板的顶部开设有与透气口相对应的穿孔。

6、优选的，所述加热炉的顶部固定连接有用于将加热炉内部抽真空的真空泵，加热炉的内壁远离炉门的一侧安装有电阻丝，加热炉远离炉门的一侧安装有用于控制真空泵和电阻丝的控制器，真空泵和电阻丝均通过导线与控制器电性连接。

7、优选的，所述排气管包括与加热炉连通的细管，细管远离加热炉的一端连通有第一方管，第一方管远离细管的一端连通有第二方管，分隔板与细管和第一方管固定连接，折板的顶部与第一方管的内侧顶部滑动连接，第一方管的高度为h1，第二方管的高度为h2，满足以下关系：

8、h1＜h2。

9、优选的，所述第二方管的内壁两侧之间滑动连接有滑板，滑板靠近分隔板的一侧固定连接有用于推动折板的推杆。

10、优选的，所述第二方管的内侧底部固定连接有第一电机，第一电机的输出端设置有一端活动贯穿滑板的第一螺纹杆。

11、优选的，所述第一收纳箱的内壁两侧之间滑动连接有推板，推板的一侧设置有一端活动延伸至第一收纳箱外部的第二螺纹杆，第二螺纹杆远离第一收纳箱的一端固定连接有把手。

12、优选的，所述加热罐靠近加热炉的一侧固定连接有支撑杆，支撑杆的顶部固定连接有与第二方管连通的第二收纳箱，第二收纳箱与加热罐之间连通有第二阀门。

13、优选的，所述加热炉靠近炉门的一侧固定连接有支撑架，支撑架的顶部固定连接有卷绕架，卷绕架的两侧之间转动连接有卷绕杆，卷绕架的一侧固定连接有用于驱动卷绕杆转动的第二电机，炉门的顶部与卷绕杆之间固定连接有牵引绳，支撑架的顶部固定连接有用于引导牵引绳移动路径的限位柱。

14、优选的，所述加热平台靠近排气管的一侧开设有贯穿加热平台的横槽，横槽的内侧底部开设有蓄水槽，加热平台的内部开设有凹槽，加热平台靠近排气管的一侧设置有一端延伸至凹槽和蓄水槽内部的对接管，对接管的内壁两侧之间固定连接有与分隔板相对应的横板，加热平台的顶部开设有与横槽连通的漏水槽，加热炉的一侧固定连接有用于向第一收纳箱内部通入空气的鼓风机。

15、一种金属材料高效脱氢的装置的使用方法，包括以下步骤：

16、步骤一，添加材料，打开炉门，将加热平台移动到加热炉外部，将需要脱氢的金属材料摆放在加热平台上，然后推动加热平台进入加热炉内部，最后关闭炉门；

17、步骤二，预加热，加热罐内部加热产生的热蒸汽通入加热炉内部，热蒸汽将加热炉内部温度较低的空气推出到加热炉外部，热蒸汽将加热平台上温度较低的金属材料预加热；

18、步骤三，余热收集，首先将加热炉内部排出的温度较低的空气排走，然后收集加热炉内部排出的热蒸汽，将热蒸汽重新排入到加热罐内部，等待加热罐将其内部的空气加热后重新排入加热炉内，最后关闭加热炉和加热罐之间的阀门，与金属材料接触的热蒸汽冷凝成水将加热炉内形成负压环境；

19、步骤四，真空加热，启动真空泵将加热炉内部抽真空，维持加热炉内部的真空环境，然后启动电阻丝对加热炉内部加热；

20、步骤五，取出材料，关闭电阻丝和真空泵，打开炉门，等待加热炉内部温度冷却，然后将加热平台移动到加热炉外部，取走加热平台上的金属材料。

21、与现有技术相比，本发明提供了一种金属材料高效脱氢的装置及其使用方法，具备以下有益效果：

22、1、本发明换气组件向加热炉内部通入热蒸汽，将加热炉内部原本温度较低的空气推出到加热炉外部，缩短了加热炉内部介质加热需要的时间，金属材料与热蒸汽接触被初步加热，由于热蒸汽的冷凝，加热炉内部形成负压环境，缩短了对加热炉内部抽真空需要的时间，实现了维持真空的加热炉在加热金属前减少抽真空和加热介质需要等待的时间的目的，加快了金属材料的加热脱氢速度；

23、2、本发明真空泵将加热炉内真空抽至合适范围后，电阻丝使加热炉内温度稳定在一个合适的范围，控制器控制加热炉内部的温度，当停止烘烤后开始降温，因为加热炉中维持在真空状态，金属材料不会因冷却吸氢造成去氢效果变差，从而达到高效脱氢的目的；

24、3、本发明加热炉内部温度较低的空气被挤入排气管，温度较低的空气穿过穿孔和透气孔进入第一收纳箱内部，而进入加热炉内部过多的蒸汽经过排气管回到加热罐内部被回收利用，能够对通入加热炉内部过多的蒸汽进行回收利用，减少热量的损失，同时防止加热炉内部温度较低的空气被回收；

25、4、本发明推板向远离加热炉的方向移动，排气管能够进入第一收纳箱内部的空气增多，能够根据需要调整延迟收集蒸汽的时间，满足不同体积的加热炉回收内部排出的蒸汽的需求，最大程度的提高回收气体中蒸汽的比例，进而提高热量的利用效率；

26、5、本发明鼓风机不断向加热平台的凹槽内部对加热平台进行降温，能够增大程度的利用蒸汽冷凝对加热炉内部形成负压，降低真空泵对加热炉抽真空的功耗，鼓风机直接向加热炉内部吹风，能够使金属和加热炉快速降低，防止加热炉打开时内部热量造成工作人员受伤，同时减少了金属自然冷却需要等待的时间。