天然氣鋁合金固溶淬火爐

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   鋁合金快速固溶（淬火）爐  

      

鋁合金淬火爐是由加熱爐罩和移動式底架、燃燒系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成的。方形（或圓形）爐罩頂裝有起重機，通過鏈條和掛鉤可將料筐吊至爐膛。爐罩由型鋼支起，底部有氣動（或電動）操作的爐門。位于爐罩下方的底架可沿軌道移動、定位，底架上面載有淬火水槽和料筐。

結構及用途

鋁合金淬火爐適用于對大、中型鋁合金產品零部件的固溶熱處理及時效處理。生產時，將底架上的料筐移至爐罩正下方，打開爐門，放下鏈條及掛鉤將料筐吊入爐膛，關閉爐門后進行加熱。淬火是先將爐底下的水槽移至爐罩正下方，然后打開爐門，放下鏈條，將料筐（工件）淬入水中。主要技術參數(shù)

額定溫度　650　℃

控溫精度　?1　℃

有效工作尺寸　由用戶提供要求

淬火轉移時間　6-10　秒（可調）

淬火槽容積　根據(jù)用戶要求設計

淬火液溫度60～90　℃　（可調）

設備結構

鋁合金淬火爐是由爐體、爐體鋼支架、可拆式爐頂、爐襯、燃燒系統(tǒng)、循環(huán)風機、導風板、爐底對開式爐門、雙速升降機構、料架、淬火槽、運料車、控制系統(tǒng)及配電柜/控制柜、液壓系統(tǒng)等組成。爐體外殼框架采用型鋼焊接成型，內壁采用1Cr18Ni9Ti耐熱鋼板，內襯采用優(yōu)質全纖維結構，爐殼內表面貼附一層橡膠石棉板，起到隔熱作用并保護爐殼表面不被腐蝕。燃燒系統(tǒng)：固溶爐共 4 臺，燒嘴分別按裝于爐體頂部。燃燒室與工作室是完全隔開的。燃燒出的火焰通過耐熱鋼圓筒，并在圓筒相關的位置留有數(shù)個交錯的散熱孔，這樣屏蔽筒就成為一個無明火散熱快的加熱體，通過風扇的循環(huán)將燃燒所發(fā)出的熱量混合攪拌后通過風道的作用均勻帶入工作室內。該燃燒方式為爐內直接燃燒方式，其優(yōu)點節(jié)能明顯。

燃燒后的多余廢氣由每個區(qū)域的廢氣排放口，并可調節(jié)它的排放量，集中通過管道將熱廢氣排出爐外至室外。

燃燒裝置由主燃氣管道和分燃氣管道和助燃風機組成，主燃氣管道上裝有手動碟閥、壓力表、過濾器、減壓閥、燃氣電磁閥、安全溢流閥、高低壓保護開關等執(zhí)行元件。分管道上裝有監(jiān)測電較、火焰檢測及點火程序控制器及變壓器、點火電較、空燃比例閥、空氣電動執(zhí)行器、燒嘴、助燃風機等執(zhí)行元件，燒嘴的燃料為天然氣，燒嘴按裝在爐體頂部，依靠執(zhí)行元件的共同作用完成對爐內工件的加熱�；鹧娴娜紵�設計在指定的燃燒筒內燃燒，滿足工件加熱的要求，燃燒系統(tǒng)的主要元件均采用四支美國NORTH AMERICAN 4723-3 輻射管瓦斯燃燒機，每支燃燒機可產生85500kcal/hr的發(fā)熱量，每支燃燒機安裝直接點燃系統(tǒng)，燃燒機是以比例大小火控制，依溫度的變化來控制大小火，將包括上列燃燒系統(tǒng)所需要的控制閥、壓力檢測裝置、過濾器、安全切斷閥、調整器等等，使本固溶熱處理燃燒機控制閥組是按美國FM的標準設計，變有Honeywell RA890G 保護電驛做火焰監(jiān)控，燃燒風量為9M?/min,靜壓為1055mm WC, 10HP馬達驅動。

 

對每臺燃燒系統(tǒng)正常點火、熄火信號由 PLC 可編程集中處理。燒嘴的點火開關設置在主控電氣柜面板上。

   溫度控制熱電偶安裝于爐殼外部，測溫點設在爐膛內的對流壁內里30mm處，由于強熱風循環(huán)，測溫點與有效工作區(qū)的溫度非常接近，設在此處的控溫點可減小溫度慣性，提高溫度穩(wěn)定度。

 

。熱風循環(huán)裝置由通風機裝置和導風板組成，通風機裝置安放在爐體頂部，風扇采用1Cr18Ni9Ti耐熱鋼制作成離心式風葉。導風板采用1Cr18Ni9Ti耐熱鋼制成，通過若干個擱桿固定于爐膛內壁上，將電阻帶包裹在里面，通過熱風循環(huán)系統(tǒng)將電阻帶散發(fā)的熱量進行熱循環(huán)，使爐內溫度均勻。通風裝置按爐膛容積制作，確保熱風循環(huán)次數(shù)在40次/分鐘以上。

底座架是供擱置爐件用的，采用型鋼焊接而成。

爐門殼件采用鋼材焊接成型，內襯采用優(yōu)質全纖維結構。

爐門與爐體的密封采用硅酸鋁耐火纖維材料。

電爐配有兩輛小車。提升機構由卷揚機、裝料框、提升鉸鏈、滾動輪等組成。卷揚機安裝于底座架一側，采用低速比減速器，且?guī)в凶枣i裝置，可確保裝料框在任何位置停留及減速運行，防止裝料框下降時快速撞擊淬火槽。裝料框根據(jù)用戶要求，由型鋼制作。提升裝置架采用鋼纜牽引。

淬火水池高層度超過裝料框1.5倍，可確保工件在淬火池得到淬火冷卻，淬火水池內另采用電加熱管進行加熱。并通過測溫儀表自動控制。水池有進水口，可冷卻水溫，池內設有循環(huán)水泵進行熱水噴射循環(huán)，使溫度均勻。爐口四周嵌有耐火纖維棉砂封刀，爐門關閉后與爐口的插刀貼緊，確保無熱量散發(fā)。加熱元件采用帶狀電熱元件，分別布置在爐膛兩側，材質為0Cr2高等L5合金絲，使用壽命長。

電爐各機械傳動部分采用連鎖控制，即爐門打開后自動切斷通風機裝置和加熱件電源。爐門關閉到位后，才能接通通風機裝置和加熱元件的電源，防止誤操作而發(fā)生故障和事故。系統(tǒng)具有聲光啟動緊急信號功能。溫控系統(tǒng)采用PID過零觸發(fā)可控硅，智能表控溫。另采用上海大華儀表廠多點自動記錄儀記錄溫度和超溫啟動緊急信號雙重控制，確保工件不超溫，該控溫儀還設置了通訊口，可與中點控制計算機通訊，工藝過程的溫度控制數(shù)值、保溫時間等參數(shù)由中點控制計算機統(tǒng)一編程、管理。

設備特點

    （1）溫度均勻度

實現(xiàn)用戶要求的溫度均勻度，是以循環(huán)風機、導風罩板、爐膛結構、電熱功率的分配及電熱元件的布置、控制方式與過程、爐門結構等關聯(lián)設計來保證。

（2）先進的機械系統(tǒng)

系統(tǒng)的先進性由設計、元器件選型及質量、加工制造質量來保證的。機械系統(tǒng)運行平穩(wěn)、可靠，設備處于低噪音、低振動工作狀態(tài)。

（3）完善的控制系統(tǒng)

體現(xiàn)在100～650℃均可實現(xiàn)確定控溫、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、操作簡便、避免人為誤操作、功能齊全等方面。

（4）淬火轉移時間迅速、可調

爐底對開式爐門、倍速升降機構、先進的機械系統(tǒng)，使得淬火轉移迅速、可靠，時間可以根據(jù)用戶工藝要求調整。

淬火及冷卻

鋁合金淬火爐之淬火時的冷卻速度必須確保過飽和固溶體被固定下來不分解。防止強化相析出，降低淬火時效后的力學性能。因此淬火時的冷卻速度越快越好。但是冷卻速度越大，淬火制品的殘余應力和殘余變形也越大，因此冷卻速度要根據(jù)不同的合金和不同形狀、尺寸的制品來確定。

一般合金的淬火對冷卻速度敏感性強的，選擇的冷卻速度要大。如2A11，2A12合金淬火冷卻速度應在50℃/S以上，而7A04合金對冷卻速度非常敏感，其淬火冷卻速度要求在170℃/S以上。

對于形狀、尺寸大小不同的制品應采用不同的冷卻速度，通常主要靠調整淬火介質的溫度來實現(xiàn)。對于形狀簡單、中小型、棒材可用室溫水淬火（水溫一般L0～35℃），對于形復雜、壁厚差別非常大的型材，可用40～50℃的水淬火。而對于特別易產生變形的制品，甚至可以將水溫升至75～85℃進行淬火。試驗證明隨著水溫升高使其淬火制品的力學性能和抗蝕性能有所降低。

鋁合金淬火爐之鋁合金常用的淬火介質是水。因為水的粘度小、熱容量大，蒸發(fā)熱快，冷卻能力強，而且使用非常方便、經濟。但是它的缺點是在加熱后冷卻能力降低。淬火加熱的制品在水中冷卻可以分為三個階段：一階段為膜狀沸騰階段。當熾熱制品與冷水剛接觸時，在其表面立即形成一層不均勻的過熱蒸汽薄膜，它很牢固，導熱性不好，使制品的冷卻速度降低。第二階段為氣泡沸騰階段。當蒸汽薄膜破壞時，靠近金屬表面的液體產生劇烈的沸騰，發(fā)生強烈的熱交換。第三階段為熱量對流階段，冷卻水的循環(huán)，或制品左右擺動、或上下移動，增加制品表面與水產生對流的熱交換，以提高冷卻速度。

根據(jù)上面分析，為了很快打破一階段，迸一步冷卻，保證淬火制品冷卻均勻，需要在淬火水槽中裝有壓縮空氣管，以便攪拌，同時制品入水槽后要作適當?shù)臄[動。另外為保證水溫不會升高太多，淬火槽應有足夠的容量（一般應為淬火制品總體積的20倍以上）。而且冷卻水應有循環(huán)裝置。

除了調節(jié)水溫來控制鋁合金淬火爐的淬火冷卻速度外，還可以在冷卻水中加入不同的溶劑來調節(jié)水的冷卻能力。通常采用聚乙醇水溶液作為冷卻介質，同時還可以調節(jié)聚乙醇水溶液濃度來控制制品淬火的冷卻速度。一般易變形的制品，經常用這種聚乙醇水溶液來淬火。