单相马蹄形埋入式电极盐浴炉制造及其维护

  仪器信息网 ·  2009-08-02 21:40  ·  37105 次点击
盐浴炉是处理高速钢刀具的主要设备,其结构多样,效果不一。几十年来,我们用惯了马蹄形单相埋入式,现将设计、制造和维护几方面技术简介如下,仅供参考。
一、炉体设计
炉体设计分炉膛、主电极、辅极,引出柄和电极柄五部分。在设计前一定要了解待淬火工件的形状、大小,选好磁性调压器(变压器)。
1.炉膛设计
炉膛设计主要依据变压器功率大小,每小时加热工件的重量,工件的形状、尺寸,热处理工艺规范及所用夹具而定。我厂主要对复杂刀具进行淬火,根据这一实际情况,我们将设备分成通用和长拉刀两条淬火线,每条淬火线有6台炉子组成,即烘烤、预热、加热、冷却、等温和回火。通用淬火线预热、加热、冷却炉分别选用100kW、125kW、100kW变压器,炉膛尺寸分别为400mm×350mm×600mm、340mm×320mm×600mm、450mm×400mm×600mm;长拉刀淬火线预热、加热、冷却炉分别选用160kW、200kW、160kW变压器,炉膛尺寸分别为400mm×350mm×1510mm、340mm×320mm×1510mm、450mm×400mm×1510mm。在确定炉膛尺寸时,有几个数据比较关键:
(1)熔盐表面与炉口的距离约50mm。
(2)全淬工件的上端与熔盐表面的距离≥50mm。
(3)工件与炉膛内壁的距离约50mm。
(4)电极下端距炉底的距离一般在50mm以上。
考虑到使用两个月后电极肯定会烧损,炉膛会增大,所以设计时不可满负荷,只能按85%~90%设计,这样,会大大延长电炉的使用寿命。
2.主电极设计
电极材料选用Q235A,主电极结构见附图。由于设计计算比较繁琐,人们往往凭经验行事。在这里特别指出的是,对于长拉刀炉,国内大部分厂家仍采用陈旧的插入式或半埋半插,极个别厂家采用三相四极侧埋式(直条形)。而我们则设计为顶埋式,经4个多月的运行,非常成功,不仅升温速度快,而且炉温均匀,在长1300mm试样上的不同部位看金相、测硬度,无明显差异。
3.引出柄
将主电极接到炉面上,这一部分人们习惯上称为引出柄,选用80mm厚的Q235A钢板,长度和高度视具体炉子而定。
4.电极柄
连接引出柄和铜排的构件称之为电极柄。选用厚度为80mmQ235A钢板。其截面积和主电极截面之比大约为1∶0.8,如主电极截面为80mm×120mm,那么电极柄截面积应为80mm×150mm,其他依此类推。为了不使铜排和变压器发热,在电极柄与铜排连接处应钻深孔,通水冷却。
5.辅助电极(启动电极)
选用18~20mmQ235A钢棒绕制成螺旋状或蛇管状,螺旋直径120~150mm,螺距25~30mm,设4~6圈。通用炉设2组螺旋,长拉刀设2~3组。
辅助电极应尽量靠近主电极,引出柄的截面积即辅助电极截面积=4~5∶1较妥,这样启动时引出柄不会因为强大的二次电流而烧坏。
二、筑炉工艺
筑炉有两种方法:成型砖砌和耐火材料捣打,我们采用后者,具体操作如下:
(1)40%颗粒6~15mm低铝石+30%颗粒2~6mm低铝石+30%低铝细纷,外加9.2%~9.5%工业磷酸。
(2)炉料应搅拌均匀,其标准是用手捏紧,以松后先成团后部分散开为佳。
(3)将搅拌好的炉料堆积,用草袋覆盖24~28h,使其充分反应,以便捣实。
(4)为便于拆炉,可在炉底铺厚5~8层电极纸,然后加上炉料,每次加35~40mm,用空压机电锤打实。
(5)打到一定深度,放上木模芯(也可用钢模),设法使模芯固定,以防因捣打而上浮。
(6)打到规定位置吊入电极,要摆平放正,固定位置,继续加料捣打。
(7)捣打完工前,在表面撒一层低铝细纷,再轻轻打实,目的是得到一个光洁的表面。
(8)捣打第三天放火烧掉模芯。
(9)烘炉时用电阻丝或电加热管均可,其工艺为:300~400℃烘3~5天,500~600℃烘5~8天。首次烘炉切忌高温,因为高温会使炉体开裂,需缓慢烘干。
三、电炉维护
电炉设计制造以后,并非万事大吉,必须正确使用并注意维护保养,才能确保炉子高寿命。
(1)正确使用和操作。新炉第一次开炉启动时,应先将辅助电极置于炉膛底部,并使辅极电极柄与电极柄接触,然后加入适量的盐通电熔化,不可将螺旋露出;随着通电时间的延长和控制电流的加大,将固态盐加至低与炉口约100mm处,待温度升到合适时,取出辅助电极,调节控制电流,让主电极工作;在停炉后将辅助电极按要求放入炉内,以便下次开炉再启动。
(2)使用合适的盐。要购买符合国家标准的热处理用盐,特别是BaCl2。要把好进盐关,不能让劣质盐毁掉炉子。
(3)按工艺要脱氧捞渣。
(4)规范操作,反对蛮干。
(5)不要让炉子超温服役,不准将带有酸、硝盐的工件带入盐炉中。

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