一种可控气氛多用稀土渗碳炉的制作方法
发布时间：2023-12-05 作者: 可控气氛大型井式炉（XKJ产品）
本实用新型涉及一种用于金属材料热处理的渗碳炉，特别是以稀土渗剂作为催渗剂的渗碳炉。
目前在国内外广泛使用的渗碳炉由前室和后室组成，前室为冷却室，后室为加热室，可用来作无氧化加热、渗碳、氮化及软氮化。由于目前以稀土渗剂作为催渗剂的出现和广泛应用使得目前现有的渗碳炉已不适用，其主体问题包括以下几个方面1、现有的炉墙一般都会采用砖结构，其保温效果差，炉温升高速度缓慢。
2、渗剂滴注装置没有冷却器，而稀土渗剂粘度较大，在高温环境下容易堵塞滴管进而影响炉子的正常工作。
3、由于使用稀土催渗剂渗速加快，工件在炉内停滞时间较短，炉内的温度和气氛的均匀性较差。
本实用新型的目的是设计一种新型可控气氛的稀土渗碳炉，该炉的炉墙应具备比较好的保温效果，渗剂滴注装置能适用于粘度较大的稀土渗剂，以及炉温和气氛有更好的均匀性。
本实用新型可控气氛多用稀土渗碳炉是由前室1，渗碳炉炉膛2，热电偶插入孔3，渗剂滴注装置4，炉墙5，氧探头插入孔6，电辐射管7等部分所组成，本实用新型的要点是在渗碳炉炉膛2中设有导流马弗8，炉墙5采用包括多层空气夹层炉衬的多层结构，渗剂滴注装置4的渗剂滴嘴19处设有冷却装置。
采用本实用新型可控气氛多用稀土渗碳炉，可用有效的利用稀土催渗剂，提高渗速和渗碳效果，节约能源30％，降低噪声20％。
图1为本实用新型可控气氛稀土渗碳炉的结构简图；图2为本渗碳炉炉墙断面示意图。图中外壳9，填料10，多层空气夹层炉衬11，抗渗碳砖12，砖缝13，抗渗碳涂层14；图3为本渗碳炉稀土渗剂滴注装置结构图，图中15手动阀，16电磁阀，17流量计，18出水管口，19渗剂滴嘴，20密封图，21进水管口，22冷水套，23稀土催渗剂进口，24渗碳剂进口；图4为本渗碳炉导流马弗作用示意图，图中25为离心式风扇，26为渗碳工件。
图1，前室主要由淬火槽，搅拌器，可升降的淬火料架等组成；后室即加热炉，其炉膛由抗渗碳砖砌成，加热元件为电辐射管，分布在炉膛左右两侧墙旁，炉顶部安装有风扇以使炉气均匀，热电偶自炉顶插入炉内，用氧探头测炉气碳势，自炉后墙插入炉膛内，炉底设有轨道，工件放在料盘上，渗碳完毕可由后推料机将料盘由渗碳室推入前室淬火料架上，沉入淬火槽中进行淬火。下面对本渗碳炉的各个组成部分分别加以说明1、炉墙炉墙的结构如图2炉墙断面所示。它由超轻质抗渗碳砖砌筑，砖缝采用高温固化泥桨，内炉膛表面刷涂或喷涂耐热抗渗碳涂料，抗渗碳砖另一面砌有多层空气夹层炉衬作保温层。这种炉墙有如下特点1)强度离，高温固化泥桨经过920℃烧结后，各砖之间已经结成一整体，使炉膛具备极高的整体强度；2)气密性好，内炉膛表面刷涂抗渗涂料后，可将砖缝、超轻质砖表面孔洞及其它有几率存在的缝隙全部堵死，气密性显著加强；3)有利于稀土渗碳工艺的顺利进行，稀土渗碳时也许会出现过多的碳黑，如不刷涂抗渗涂料，这些碳黑将进入抗渗砖表面的孔洞，除降低保温性能外，还极度影响炉内碳势的精确自动调节，使稀土渗碳工艺的可控性降低，进而影响渗碳质量；4)特和抗渗涂料还可防止炉衬渗入稀土及氢，避免了对炉衬保温性能的破坏；5)采用图2炉墙组合，使之拥有非常良好的节能效果。
2、加热元件多用炉的加热元件有许多种，对稀土可控气氛渗碳炉来说，最宜采用电辐射管，也可采用燃气辐射管。这都可由市场购置。
3、稀土渗剂滴注装置稀土渗碳工艺最主要的特征就是要往炉内滴注稀土催渗剂。或固态稀土催渗剂。它是稀土盐配制成的，把它溶入甲醇中滴入炉内。本实用新型设计的滴入管嘴处设冷却装置，能保证在渗碳过程中不发生堵塞。即便发生堵塞也便于清理。其滴注器及滴注装置如图3所示。是带水冷套的滴注管，一般安装在炉顶风扇旁。
4、碳势控制装置1)氧探头选择带自动喷碳黑的新型氧探头。在每一工作周期喷一次碳黑，以保证氧探头的传感精度。氧探头的安装的地方一般从炉后墙插入。
2)红外线检测与控制仪碳黑对仪器工作过程不产生直接影响，但产生间接影响，因碳黑的出现，将使气氛中CH4值发生改变，进而影响CO2与炉气碳势关系曲线。这可通过实测予以修正。
5、导流马弗在炉膛内设置了如图4所示的耐热钢导流马弗。在风扇离心力的作用下，使炉内气氛产生强烈而合理的对流。它将显著改善炉温的均匀，经测试炉温偏差由未设置时的±5～7℃，降至±3.5～5℃。
为了提高耐热钢马弗的刚度及常规使用的寿命，将耐热钢马弗预先辗成波纹状，然后再作成马弗，它的截面形状如图4所示，其长度应满足前面靠近炉门，后面靠近后墙，仅比炉膛略小。待炉子砌筑完工，表面喷涂抗渗涂料之后，调试前放入炉内。
导流马弗所用材料除用耐热钢外，亦可用非金属材料制作，如碳化硅或氮化硅等。
权利要求1.一种可控气氛多用稀土渗碳炉，由前室[1]，渗碳炉炉膛[2]，热电偶插孔[3]，渗剂滴注装置[4]，炉墙[5]，氧探头插孔[6]，电辅射管[7]组成，其特征是炉膛[2]内设有导流马弗[8]，炉墙[5]采用包括多层空气夹层炉衬的多层结构，渗剂滴注装置的渗剂滴嘴[19]处设有冷却装置。
专利摘要本实用新型涉及一种可控气氛多用稀土渗碳炉，由前室和后室组成，主要特征是作为渗碳炉膛的后室的炉墙采用包括多层空气夹层炉衬的多层结构，炉膛内设置导流马弗，用于提高炉膛内的温度均匀性，渗剂滴注装置的滴嘴处设有冷却装置。本实用新型可以有效利用稀土催渗剂，提高渗速和渗碳效果，节约能源30％，降低噪声20％。