一种用于热处理燃气炉的垫铁制造技术

本发明专利技术公开了一种用于热处理燃气炉的垫铁，垫铁由不锈钢骨架和碳化硅抗结皮浇注料组成，碳化硅抗结皮浇注料采用浇注方式包裹住不锈钢骨架，所述的垫铁设置有两个起吊孔。本发明专利技术的垫铁结构在高温的反复加热下，内部受到不锈钢骨架的支撑，基体所用的碳化硅抗结皮浇注料抗高温性能优越，不产生氧化脱碳，不产生较大变形，使用寿命大大增加，多次使用后，平整的垫铁结构大大避免了工件加热时在垫铁上的变形，自身吸热量小，提高了热利用率，减小了能耗，节省了成本。

A kind of sizing block for heat treatment gas furnace

【技术实现步骤摘要】
一种用于热处理燃气炉的垫铁
本专利技术属于热处理辅助设备
，涉及一种用于热处理燃气炉的垫铁。
技术介绍
热处理燃气炉是热处理
一种比较常见且不可或缺的加热设备，其通过将工件置于燃气炉膛内，利用燃气炉腔内的火焰喷嘴进行加热，通过热传导加热工件。燃气炉内为了避免火焰喷嘴直烧工件，必须在炉腔台车面上放置一定高度的垫铁，然后将工件放置在垫铁上，使得火焰从垫铁之间的缝隙中通过，达到均匀加热工件的目的。一般垫铁的高度应高于火焰直喷的垂直高度，其是燃气炉中不可或缺的重要组成部分，由于垫铁位于炉腔内经常受到800℃-1000℃的高温加热，属于易耗损件。当前企业为了节省成本一般选用ZG25进行垫铁的铸造，该材质在一定程度内虽可耐受高温加热，但其热膨胀系数大，热导率小，吸热大，存在脱碳、变形的情况，垫铁的变形和烧损会导致工件在垫铁上放置不稳，跟随其在加热过程中一起变形，这也是造成工件在热处理过程中发生变形的一个重要原因，所以经过一段时间的使用就必须对垫铁进行更换。另外，垫铁在炉内放置数量较多，对加热炉内的热量吸收也较大，热利用率低，造成额外的能源浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于热处理燃气炉的垫铁，解决了现有技术使用的ZG25垫铁，在加热过程中脱碳变形严重，更换频繁，成本大，能源浪费大；另一方面，工件在加热时，由于垫铁的变形导致工件的变形，增加了工件热处理后续的校直频率的问题。本专利技术采用的技术方案是，一种用于热处理燃气炉的垫铁，由不锈钢骨架和碳化硅抗结皮浇注料组成，碳化硅抗结皮浇注料采用浇注方式包裹住不锈钢骨架。本专利技术的用于热处理燃气炉的垫铁，其特征还在于：所述的不锈钢骨架采用材质为0Cr18Ni9Ti的耐热不锈钢圆棒。所述的不锈钢骨架采用的耐热不锈钢圆棒直径为所述的垫铁的外廓尺寸为1900mm*400mm*250mm，不锈钢骨架的框架搭建尺寸为1800mm*300mm*150mm。所述的垫铁设置有两个起吊孔。本专利技术的有益效果是，不仅解决了常规垫铁在加热过程中脱碳变形严重，更换频繁，经济花费大，能源浪费大的问题；还减少了工件在加热时，由于垫铁的变形导致的工件变形，从而降低了工件热处理后的校直频率，也减轻了工人的劳动强度。附图说明图1为现有垫铁在燃气炉内的安装位置示意图；图2a是现有垫铁实施例的前视图，图2b是图2a中的A-A截面示意图，图2c是图2a的俯视图；图3是现有技术使用的ZG25垫铁铸造流程图；图4为本专利技术垫铁的内部结构示意图。图中，1.垫铁；2.火焰喷嘴；3.工件；4.台车；5.不锈钢骨架；6.起吊孔；7.碳化硅抗结皮浇注料。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。如图1，现有技术中，多个垫铁1依次间隔排列安装在燃气炉内的台车4上，相邻垫铁1之间的空间位置配置有火焰喷嘴2，工件3搁置在多个垫铁1之上，在火焰喷嘴2的喷射加热下，使得工件3升温，而垫铁1作为一种工装辅具被长期反复加热，会发生轻微的变形，使得搭置在多个垫铁1之上工件3出现变形，对于变形的工件3还必须进行后期的整形处理。如图2a、图2b、图2c，现在行业内使用的垫铁1均为铸钢件，普遍选用的材质为ZG25，该材质主要化学成分为C≤0.3％，Si≤0.5％，Mn≤0.5％，P和S≤0.04％，Cr≤0.35％，Ni≤0.3％，Mo≤0.2％。该材质制作垫铁时需要通过造型、冶炼、浇铸等一系列工序，首先，制作出垫铁尺寸的砂型型腔，将铁矿石原料利用精炼炉加热至1550℃左右熔化后进行浇筑，最后再进行相关的后期清理与检测，期间哪道工序如果操作不当，还会存在一定的返修概率，造成更多的成本消耗和工期的延长，具体制备流程见图3。上述铸钢件的垫铁在随工件反复加热时，由于该材质的键强度较低致使其具有较大的线膨胀系数，受热后垫铁单位体积内的变形就更大，为了有效控制变形，在浇铸垫铁时还需在中间制作多个通孔，用以适当均匀变形应力。该材质的比热容为502J/℃，热传导系数为10W/(m.k)，炉腔内一般需要放置数个垫铁，在有效的空间内工件和垫铁共同加热时，垫铁会吸收掉部分热能，从而降低了热能的有效利用率。热处理淬火加热时，工件放置于垫铁之上，当垫铁经过多次反复加热之后，表面产生大量氧化皮，数个垫铁自身都出现不同规则的弯曲变形，工件局部位置与垫铁之间不能完全贴实而出现间隙，加热时该位置会出现凹陷造成变形。所以热处理后的变形工件必须再次进行校直，从而增加了工人的劳动强度，也增大了校直时工件出现断裂的风险。在使用寿命上来说，上述材质的垫铁反复高温加热次数一般在100-150炉次，之后就无法再正常使用，必须重新制作，每次的制作费用也较大，造成热处理工件的成本上升。如图4，本专利技术的垫铁在结构组成上分为两部分，由不锈钢骨架5和碳化硅抗结皮浇注料7组成，碳化硅抗结皮浇注料7采用浇注方式包裹住不锈钢骨架5。其中，不锈钢骨架5采用材质为0Cr18Ni9Ti的耐热不锈钢圆棒，优选直径根据需要使用的垫铁外廓尺寸(例如采用长1900mm*宽400mm*高250mm)将不锈钢圆棒折弯点焊为略小于垫铁外廓尺寸的框架形状(例如框架搭建尺寸为长1800mm*宽300mm*高150mm)，随后用铸造模型制作出垫铁尺寸的长方体内腔，并预留出一对起吊孔6，用以起吊移动。将搭建好的框架置于长方体内腔之中，随后用碳化硅抗结皮浇注料7浇筑空腔，边浇边搅拌并压实；浇筑完成后不锈钢骨架5被完全包裹在碳化硅抗结皮浇注料7中，相当于置于整体垫铁1的内部，起到了支撑定型的作用。整个制作过程方便快捷，框架焊接只需要进行较小量的工作，而浇注操作也比较简单环保，从经济花费来说也比较廉价。不锈钢骨架5采用0Cr18Ni9Ti材料，该材质属于奥氏体不锈钢种类，在市场上较为常见，例如上海御钢实业有限公司的该种材料，其圆棒直径在0.5mm-800mm范围内可供选择。该材料在高温下原子结构为面心立方，具有较高的尺寸稳定性和耐蚀耐高温性，主要化学成分为：C≤0.07％，Si≤1.0％，Mn≤2.0％，P和S≤0.03％，Cr：17-19％，Ni：8-11％，Ti：0.5-0.7％。比热容：0.5×1000J(kg.k)，热导率：0.15×100W/(cm.k)，该材料的分子键强度较大，热膨胀系数较小，受高温加热后的变形程度较小，高温氧化脱碳较少，采用尺寸较小的该不锈钢圆棒镶在垫铁内，对热量的吸收也较小。在高温阶段具有良好的使用性能，经受高温而不发生较大的变形，也没有较多的氧化脱碳层，能保证不锈钢骨架5在垫铁1内部有效支撑，使得垫铁1整体不发生变形损坏。碳化硅抗结皮浇注料7是一种高铝碳化硅制品，同样属于现有技术产品，如郑州信科耐火材料有限公司所生产的这类抗结皮浇注料就是比较理想的选择对象，其化学成分：Al2O3≥65％，SiC≥15％，Cr≥8，在1100℃加热24h，耐压强度为100MPa，在1100℃加热3h的线变化率为±0.4，莫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于热处理燃气炉的垫铁，其特征在于：由不锈钢骨架(5)和碳化硅抗结皮浇注料(7)组成，碳化硅抗结皮浇注料(7)采用浇注方式包裹住不锈钢骨架(5)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于热处理燃气炉的垫铁，其特征在于：由不锈钢骨架(5)和碳化硅抗结皮浇注料(7)组成，碳化硅抗结皮浇注料(7)采用浇注方式包裹住不锈钢骨架(5)。


2.根据权利要求1所述的用于热处理燃气炉的垫铁，其特征在于：所述的不锈钢骨架(5)采用材质为0Cr18Ni9Ti的耐热不锈钢圆棒。


3.根据权利要求1所述的用于热处理燃气炉的垫铁，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭元飞，李文，
申请(专利权)人：中冶陕压重工设备有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61