井式Ⅱ型气体渗碳电阻炉改进措施
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摘 要: 目前一般使用的井式气体渗碳电阻炉,因设计时间久远,于现今的科研,生产不相适应,时代的发展,科学技术的要求产品的质量越来越高,现在的设备已跟不上时代的发展,这就需要我们更新设备,改进设备,达到时代的发展,满足科研、生产的需要,根据各单位的科研,生产实际情况,更新设备,改进设备,让年代久远的老设备,发挥新的作用。
关键词: 井式; 改进; 设备
中图分类号: TK175文献标识码: A文章编号: 1009-8631(2010)03-0073-01
目前在一般中小型热处理厂,车间使用井式Ⅱ型气体渗碳电阻炉。因使用年代久远,存在许多与现生产科研不相适应的缺点,在实践中多有不便,广大热处理工作者对这种跟不上时代要求的炉型作了很多改进,取得了显著的成果。
一、井式Ⅱ型气体渗碳电阻炉,风扇轴密封原设计是采用石墨石棉绳盘根作为气体蜜封圈,由于风扇轴长期处于高温下运转,又无一定的冷却装置,因此风扇轴常发生弯曲变形,而使石墨石棉盘根松动,造成风扇轴处严重漏气,炉罐内几乎没有正压,严重影响渗碳质量。
1. 改进措施:将原风扇轴密封装置改为“迷宫式”密封装置,外加水冷套,由于“迷宫”即在风扇轴与轴承支座上装一对具有较小公差间隙的凹凸形转动付,增加了风扇轴的密封性,水冷套保证了轴不易变形弯曲“迷宫”能正常运转,同时可使轴承位置下降,支承力加大,因此轴的稳定性好,采用“迷宫式”密封装置,炉内气体正气压有了很大提高,可达几十毫米水柱,轴也很少弯曲变形,存在的缺点是“迷宫式”密封装置加工制造,安装维修均较麻烦。
2. 改进措施:后将风扇轴密封改为活塞环式密封装置,其结构是装六只φ100毫米铸铁活塞环,装在活塞环座内,紧压在风扇轴上,作为气体密封圈,外加水冷套,并装风扇轴直径加工成φ55毫米,经生产考验,这一结构基本解决了风扇轴漏气和由此造成的质量不稳定现象,而且活塞环式蜜封装置结构简单,制造和维修都很方便。
二、井式Ⅱ型气体渗碳电阻炉25千瓦、35千瓦是一区控制,60千瓦、75千瓦、90千瓦、105千瓦均为两区控制,原设计工率分配不合理,常显得上部功率不足在升温阶段,一般上区较下区迟到温约1-1.5小时,而且炉子上区散热较快,而降温阶段上区先降到温,如此一迟一先,延长了渗碳周期,而且也造成了上区下区的不均匀,对渗碳层要求薄的工艺影响更大。炉子功率是按升温阶段的要求设计的,渗碳保温阶段时所需的功率很小,一般均不到额定功率的四分之一,通常采用断两位按制温度通电“也就是通电时间很短,而断电时间很长”此现象下区尤为严重,形成大的“热震”,这不仅增大了炉温控制的波动范围,而且对电阻丝,炉罐的寿命均存严重影响,特别若控制失灵,在很短时间内就跑高温,易造成大的设备事故。
1. 改进措施:改进电炉的功率分布,适当增大上区的功率,炉盖部分增强保温绝热措施,减少热损失,提高炉罐内温度均匀性,及尽量减少升温阶段上、下区不一致的时差,为减少“热震”及防止跑温,应采用改变电阻丝的接线方法或采用可控硅等方法调节电炉功率,适应升温及保温阶段不同的功率要求,为防止跑温可按装报警电铃。
2. 改进措施:60千瓦井式式Ⅱ型渗碳电阻炉上、下区电阻丝均各为一组星形(λ)连接,升温阶段按原接线星形(λ)全功率供电,到保温阶段将三相星形(λ)连接,改为单相串边供电,则功率仅为原有的三分之一,改变接线仅需装一只换相开关即可,因电流较大,换相时必须先断电再换相,否则要烧环开关。
三、炉盖密封及启闭机构,Ⅱ型电炉盖与炉罐的密封原设计是在沟槽中压石棉绳并用镙栓固紧,此法密封性是好的,且可防止风扇电机震动而产生的景响,但操作很费事,炉盖处温度高,劳动条件不好,固紧镙栓易拆断,启闭机构所用手动油泵易漏油,手动油泵炉盖升起慢,而且比较费劲。
1. 改进措施:将固紧镙栓拆除,采用砂封,生产实践也许明了操锻造方便,效果良好,但是要求风扇电机的震动要小,否则炉盖易浮动,不能保证密封(要用重质,细矿砂)炉盖启闭机构,形式多样,各有特点。电动机蜗轮减速箱,传动升降,操作灵活方便,但设计时要考虑到电封建思想机出故障或停电时,可在蜗杆处用手动摇柄,启闭炉盖,也可将手动油泵改为汽缸,用压缩空气启闭炉盖,结构简单、操作方便、启闭迅速,在有压缩空气的车间可应用,存在的缺点是升降不够平稳,在气阀控制处,需作适当调整,求得平稳。
2. 改进措施:炉盖启闭采用手葫芦机构,在炉壳转轴的横上装一个手动葫芦提升炉盖到适当高度,然后转动过去,这结构很简单,省工省料,因陋就简土法上马,启闭结构多种多样,适应生产,满足需要就可。
四、冷却桶:Ⅱ型炉的冷却桶,原设计为一空桶,桶盖密封不好,不能通保护气体,渗碳工件在桶中冷却时间很长,因此渗碳件在冷却桶中冷却时表面形成贫脱碳和氧化,严重影响渗碳件的表面质量。
改进措施:在冷却桶外加一层80毫米厚的冷却套,由下部进,上部出循环自来水,大大增加了冷却速度,如原来一炉渗碳件冷却需8小时,加水套后只要2-3小时即可冷却下来,为防止氧化脱碳,在渗碳件入冷却桶时先向桶内倒入约半公斤甲醇,并在渗碳件降到600温度以上时一时滴入适量的甲醇来保护气体,效果很好。冷却后渗碳件的表面很光洁,贫脱碳现象也较轻。
五、炉气循环系统井式Ⅱ型炉气循环是靠导风板及料筐导向的,操作时风扇向板难以正好将料筐顶盖严,几只料筐也难完全对准,常因此造成炉气循环短路,影响渗碳均匀性。
改进措施:根据各厂,车间的实际生产品情况,可将风扇导向板拆下,直接盖在顶层的料筐上,以保证起来的导向作用,为防止风扇碰环,另装一个环加以保护,可用低碳钢板做成带许多小孔的专用夹具,每一层夹具相互支承的顶面上,用耐热钢点焊一些小堆,以防止碳钢在高温下粘连,也可根据渗碳炉马弗罐的大小做一个,1 Cr18 Ni 9 Ti的不锈钢制成的导向筒,渗碳件不装在料筐内,而挂面吊具上,这样操作方便,炉气循环也好。
六、进、排气管:原设计排气管具径较小,不能迅速地排除入炉阶段炉内的空气,滴油管尺寸也小,又不易垂直,因此滴油往往沿管壁流下,不能直接滴入炉罐内,影响气化质量,此外进、排气管又无水冷套,炉气在700-400温度阶段缓慢冷却易拆出碳黑,影响畅通排气及滴油,对取样分析正确性也有影响。
改进措施:就需要加大进排气管尺寸,并外加水冷却套,排气管直径为φ30毫米,外加φ60毫米的水冷却套,在排气管上装一些个调节阀,入炉排气阶段开到最大处,使其迅速排除炉内空气,也可在排气阶段滴入甲醇赶除空气,效果也很好。
目前一般使用的井式气体渗碳电阻炉,因设计时间久远,于现今的科研,生产不相适应,时代的发展,科学技术的要求产品的质量越来越高,现在的设备已跟不上时代的发展,这就需要我们更新设备,改进设备,达到时代的发展,满足科研、生产的需要,根据各单位的科研、生产实际情况,更新设备,改进设备,让年代久远的老设备,发挥新的作用。