金属工件热处理用的甑式炉制造技术

为了提高使用价值以及为了提高用于热处理金属工件的甑式炉（Ｉ．１，ＩＩ．１，ＩＩＩ．１），所述甑式炉包括管形的曲颈甑（Ｉ．３，ＩＩ．３，ＩＩＩ．３），该曲颈甑被炉罩（Ｉ．２，ＩＩ．２，ＩＩＩ．２）包围，按第一变体，物料的重量于曲颈甑（Ｉ．３）脱接；按第二变体，第二翻转装置（ＩＩ．１８．２）设置用于曲颈甑（ＩＩ．３）的加热元件（ＩＩ．６）；并且按第三变体，曲颈甑（ＩＩＩ．３）的底部（ＩＩＩ．９）装备有第二底部（ＩＩＩ．９．１）和／或调节阀门（ＩＩＩ．２０，ＩＩＩ．２１），上述三种变体的组合为甑式炉（Ｉ．１，ＩＩ．１，ＩＩＩ．１）的多样化的构造创造了前提条件，所述甑式炉提高金属工件的热处理的效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
该专利技术涉及一种热处理用的电气加热甑式炉，例如用于金属工件的光亮退火、氮气退火或者氮气/氢气退火、氮化或者氮碳共渗，对此甑式炉包含一个炉罩和曲颈甑、一个加热装置和翻转装置，其结构也存在多种用于提高热处理效率的组合变体。
技术介绍
这一类的金属工件热处理甑式炉根据当前的技术水平，例如根据DE-AS 2 010 433,DE-OS 27 54 034,DE 30 28 952 C2、DE 31 43 532AUDE 36 31 389C2 和 DE 103 38 431 Al已经公开了多种结构。该专利技术优选使用水平甑式炉，该甑式炉在本质上包含平躺的管状曲颈甑，包围曲颈甑的隔热炉罩和用于加热曲颈甑的装置，但也可以使用其他结构类型的甑式炉，如含立式曲颈甑的甑式炉。通常，曲颈甑拥有一个用于容纳保护气体和反应气体的、可密封用作工件(例如 物料)热处理的处理室或者物料室和用对物料进行定位和容纳/支撑的相应支架。甑式炉中热处理的复杂过程始终包含对包裹在工件四周的气体的冷却过程。其薄弱环节会显著影响热处理的效率，因此需要对其影响的原因进行更进一步的研究。1.在进行热处理时，最高650摄氏度的加热过程本质上通过对流加以支持。在曲颈甑内炉内气体进行翻转，以便实现快速加热，且加热过程包裹整个工件。对此需要使用安装在曲颈甑区域的翻转装置和气体输送辅助装置。尤其是在热处理时，曲颈甑受到较高的负载。由于形状稳定性的需要，其壁厚至少为8毫米。至少对于上述类型的甑式炉而言会因为物料重量和容纳支架的支撑元件在水平曲颈甑的下部形成点状负载。其缺点在于，该负载会随着物料重量的增加而上升，相反甑式炉材料的可负载性会随着炉温的上升而降低。因此这一类甑式炉工件热处理的装料能力和效率受到限制，且工件热处理的效率相对较低。专业人士已经开始研究避免甑式炉在对金属工件进行热处理有害负载的方案。但这一类的解决方案仅涉及垂直安装的曲颈甑底部的去负载问题，即通过支架和/或者支撑装置支撑在外壳上，例如DE 2 054666 A中所述的方案。对此，尽管对曲颈甑因物料重量以及其容纳支架的负载作了考虑，但无法提高热处理的效率。此外，平衡器技术(IHU)已经在垂直甑式炉结构中作了公开，对于该甑式炉而言， 所有的物料重量都位于混凝土制成的耐热支座上，并通过该支座加以支撑。其装料支架通过平衡器加以补偿的曲颈甑已经可以使用较薄的壁厚，其寿命也因为负载较低而得到延长。除了不明显的优点以外，该解决方案还存在以下缺点，例如-该解决方案无法用于水平的甑式炉结构。-支座以及其陶瓷绝缘材料和支架可能会对随后的过程产生有害的湿气。-平衡器因为结构的原因相对较大，因此成本较高；平衡器会形成热桥，造成热量损失。-底部的该结构有助于过渡至较低的温度，并形成冷凝水，冷凝水比水蒸气更难从曲颈甑中去除。2.由于需要对曲颈甑内部的待处理工件均勻地进行加热，因此甑式炉中的加热装置和翻转装置具有特别重要的意义。这一类的甑式炉一般可以使用电气加热元件或者气体燃烧器进行加热。加热装置通常位于炉罩和曲颈甑之间的夹室内，炉罩的内侧具有隔热层。对于类似的气体燃烧器而言，在炉罩和曲颈甑之间的夹室内形成火焰和气流；由于该气流，通过辐射和对流对曲颈甑进行加热，由此可以实现对曲颈甑的均勻加热。对于电气加热的甑式炉而言，电气加热元件同样也位于炉罩和曲颈甑之间的夹室内。例如加热元件为波纹状，以便在曲颈甑的炉室内将待处理的工件均勻加热至期望的 650摄氏度。加热元件向曲颈甑的热传递仅通过辐射进行，因而电气加热时缺少气体加热时对加热均勻性有决定性意义的对流部分。为了对曲颈甑内的炉内气体进行强力且遍及整个处理物的翻转，使用高效的翻转装置，该翻转装置和加热装置必须共同作用，相互协调。根据目前的技术水平比较有利的是在曲颈甑的炉室内对炉内气体实施翻转。因此仅在曲颈甑内使用相应的装置，例如翻转设备和气体导向装置。3.对于该甑式炉已经多次建议首先需要提高热处理的效率。但是，在甑式炉中对热处理工件均勻加热后，随后对工件进行均勻且强力的冷却也有着重要意义，由于存在非生产性的处理步骤，因此需要对其进行进一步的研究。金属工件热处理用的甑式炉包含一个被炉罩包围的曲颈甑，该曲颈甑为圆柱状， 在其末端借助底部进行密封。同时该曲颈甑拥有一个装料口，该装料口用于将需要热处理的工件送入曲颈甑中或者将热处理完毕的工件从曲颈甑中经由装料口取出。装料口借助一个优选为可摆动结构的盖子进行密封。该炉罩通常包含一个容纳室。此外，在该容纳室内安排曲颈甑，该曲颈甑提供实际上为热处理室的容纳室。此外，在由炉罩构成的容纳室内，除了曲颈甑还存在加热元件。在按规定使用甑式炉时，该加热元件用于加热曲颈甑，从而加热曲颈甑包围的处理室。工件的热处理通常在气体作用下进行。因此，曲颈甑优选在底部具有一个连接座， 该连接座可以和气体输送管道进行连接。通过该管道，可以向曲颈甑的处理室内有选择性地输送气体和/或者气体混合物。这一类的气体可以是诸如处理气体、氧化气体、冷却气体和/或者相应的混合气体。在按规定对金属工件进行热处理的处理实施过程中，通常规定工件加热的处理步骤接着一个工件保持在一个或者多个(与热处理无关的)温度水平的处理步骤，随后接着的是一个工件冷却处理步骤。不管是加热，还是冷却过程中，都力求尽可能快且均勻地实施工件加热或者冷却。 在特定温度水平的保持阶段，在一次装料过程中必需力求工件的温度尽可能均勻，同时气体也需要尽可能均勻地分布到装料的每个位置。为达到该目的，需对位于密封曲颈甑内部的气体进行翻转。翻转过程借助翻转装置进行，该翻转装置通常位于曲颈甑的内部。为了更好地进行翻转并保持炉内气体和温度的均勻性，就目前的技术水平而言， 已经公开的是使用所谓的气体输送圆柱，该导向圆柱结合翻转装置可以确保炉内气体的强制输送。根据技术水平还进一步规定，曲颈甑和至少一个气体输送管道相连，该管道借助所谓的调节阀门进行封闭。例如，在进行工件冷却时，将气体从曲颈甑通过气体输送吸走， 流经冷却装置，并通过第二个输送管道送回曲颈甑。在按规定借助甑式炉对金属工件进行热处理的过程中需要将气体输送管道和曲颈甑内室分开，以避免气体进入曲颈甑内室或者曲颈甑内部的气体通过气体输送管道排出。为了实现气体输送管道与曲颈甑内室的分离，根据技术水平公开的是所谓的调节阀门， 该调节阀门为安装在气体输送管道中的可摆动薄片。该薄片至少可以旋转90°，由此移动至打开或者关闭的位置。在关闭位置，气体输送管道的流体断面本质上是封闭的，从而可以实现气体输送管道与曲颈甑内室的分离。在打开位置，气体输送管道的流体断面本质上是打开的，从而形成气体输送管道和曲颈甑内室的流体技术的连接。尽管根据技术水平，已经公开的用于封闭与甑式炉曲颈甑连接的气体输送管道的调节阀门被证明是有效的，但仍存在改进的需求，尤其是其功能操作和热处理效率的流体技术结构方面。
技术实现思路
该专利技术的任务在于，对于本质上包含金属管状曲颈甑、包围曲颈甑的炉罩和曲颈甑加热装置的甑式炉而言，在注意物料冷却和曲颈甑装载能力的前提下提高热处理的效率。由此可以获得以下优点-降低曲颈甑的壁厚和其质量，-曲颈甑集中于气体密封的处理室或者物料室的功能，和/或者-实现气体的快速更换，避免保护气体受到污染以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于对金属工件进行热处理的甑式炉（Ｉ．１），具有一个金属管状、尤其是水平放置的曲颈甑（Ｉ．３）和一个包围曲颈甑（Ｉ．３）的炉罩（Ｉ．２），曲颈甑（Ｉ．３）包含一个容纳密封保护和反应气体的对工件进行热处理的处理室或者物料室（Ｉ．１０）以及对物料进行定位的容纳支架（８），其特征在于，ａ）物料和容纳支架（Ｉ．８）的重量从曲颈甑（Ｉ．３）中分离出来，ｂ）容纳支架（Ｉ．８）和炉罩（Ｉ．２）的支撑装置（Ｉ．５）相连，ｃ）支撑装置（Ｉ．５）以气体密封的方式穿过炉罩（Ｉ．２）外壁（Ｉ．２．１）和曲颈甑（Ｉ．３）外壁（Ｉ．３．１）的开口（Ｉ．６）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·扎勒斯，
申请(专利权)人：易普森国际有限公司，
类型：发明
国别省市：DE