变功率深井炉及其杆变速淬油装置的设计与应用
变功率深井炉及其杆变速淬油装置的设计与应用 Design and A pplication of Speed Change E qmpment for Oil Q uenching of B ar- p ar ts in W ell F u r na ce 张光玉 ( 山东省地质探 矿机械 厂 ， 山东济南250100 ) 中图分类号 ： TG 155 文献标识码 ： B 文章编 号： 1001． 3814(2006) 18 0072． 02 行之有效的热处理工艺是借助于适宜的设备 和必要的机械设施或工装的配合来实现的。针对 钻杆、钎杆及长度 4． 5nl 以内的轴类零件的淬火 回火 ， 专门设计制作 了一 台节能 、 高效的变功率深 井炉及其杆件变速淬油装置 ，应用效果良好 。现 介绍如下 。 1 炉体 结构 炉子的有效尺寸为 ~ b 750 mm~4 891 IlllTI， 若 包 括 炉 口深 度 可 达 到 5 159 rllrll ； 外 形 尺 寸 ( 不计 炉盖) 为 1 800 mm~5 800 IlllTI；最高工作 温度 950℃， 功率 180kW ， 空炉升到最高工作温度所需 时间不 超过 2 h。 为提高热效率 ， 减少热损失及炉衬的蓄热量 ， 采用了密度小 、 气孔率大、 热导率小的新型的飘珠 砖和硅酸铝耐火纤维。在炉衬结构上 ，在安放电 阻丝 的阶砖外 面 和炉壳 的内壁 上都 放有 约 20 IlllTI 厚的硅酸铝耐火纤维 ，使炉子 的保温性能进 步提高 ， 升温速度加快。炉体结构如图 1所示。 采用手压杆式回转对分炉盖 ，炉盖体 内部叠 放上 数 层耐火 纤 维 ．下 面用 耐热 钢板 条 与不锈 钢 一图 1 炉体结构 螺 栓牢 固连 接 。 这样 不仅 减轻 了炉盖 体 的重量 ． 也 增 加 了保温 性 能 。这 种形 式 的炉 盖 ， 结 构 简单 ， 重 量轻 ， 保温性好 ， 便于工件用吊挂方式装炉。 2功率分配及 变换 炉 子 的深 度深 ， 长径 比大 (4 891／ 800=6． 1) ． 为 了避免因炉 口散热 和炉底 吸热而造成 的炉温不 均 ， 在功率分布上采用两端分 布较大的分式 ． 上段 炉 壁 单 位 面 积 负 荷 为 19 kW ， m ，下 段 为 16． 77 kW／ m2， 平 均 l5． 83 kW ， m 。 电阻丝选用 4,4． 5 IlllTI 的 0Cr25A 15，其表面 负荷选择较低 。通常 0Cr25A 15 电阻丝在表面温 度 1 000℃ 时 的表 面 负荷 可达 1． 6W／ cnl ，为 减 少 更换电阻丝的次数仅选用了 1． 04W／ m 。虽然多用 了一些电阻丝 ， 但在功率不变( 180 kW ) 发热量不 变的前提下并不影响使用温度和升温速度 ，而且 大大延长了炉丝寿命 ， 降低 了维修次数。 为了提高加热速度，也为满足淬火和回火不 同加热特点的需要 ， 采用了变功率的加热方法。 因 指示仪表指示 的温度 实际上是热 电偶头部 的温 度 ， 如果大功率加热用在低温加热场合 ， 由于升温 速度快 ， 热惯性较大 ， 炉温不均匀 ； 而用低功率加 热 ， 加热速度慢 ， 相对来说热惯性较小 ， 炉温则较 稳定 。 所以， 大功率加热一般不用于回火。 既高效 又经济实用的变功率方法是 由“△” 连接实现快速 加热 ， 而“Y ”连接实现均温。故而 ， 我们采用“△甘 Y ” 变换 ，将功率在 180 kW 到 60 kW 间进行变 换 。该炉 采用 四段 控 温 五个 控制 柜 ， “Ac= ~ Y ”变 换 用三 相交 流接 触器 装于 一个 控制 柜 中完成 。 “Ac= ~ Y ”变换采用三相交流接触器来完成 ． 主 线路 的实 际接线 所 示 。两个 接触 器在 不 工作时处于断路状态 ， 按需要启动任何一个即可。 72 (《 热加工工艺 2006 年第 35 卷第 18期 维普资讯
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