高温箱式渗碳炉的节能技术.pptx

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1、会计学1高温箱式渗碳炉的节能技术高温箱式渗碳炉的节能技术概概 述述 可控气氛高温箱式多用炉可控气氛高温箱式多用炉可控气氛高温箱式多用炉可控气氛高温箱式多用炉（以下简称高温多用炉）（以下简称高温多用炉）是一种周期式的热处理设备，可与周期式高温回火是一种周期式的热处理设备，可与周期式高温回火炉、低温回火炉、箱式清洗机、自动移动式料车、炉、低温回火炉、箱式清洗机、自动移动式料车、备料台等设备组成多用炉生产线，可完成在可控气备料台等设备组成多用炉生产线，可完成在可控气氛下，工件的高温渗碳、碳氮共渗、光亮淬火、正氛下，工件的高温渗碳、碳氮共渗、光亮淬火、正火、退火、固溶处理（包括不锈耐热钢）等多种热火、

2、退火、固溶处理（包括不锈耐热钢）等多种热处理工艺。处理工艺。第2页/共17页一、高温多用炉的结构设计：一、高温多用炉的结构设计：一、高温多用炉的结构设计：一、高温多用炉的结构设计：高高温温多多用用炉炉由由冷冷却却室室(前前室室)、加加热热渗渗碳碳室室(后后室室)、淬淬火火油油槽槽室室、搅搅拌拌装装置置、加加热热装装置置、前前室室风风冷冷装装置置、循循环环风风冷冷装装置置、供气、控制、操作、报警系统等构成。供气、控制、操作、报警系统等构成。冷却室冷却室(前室）前室）淬火油槽室淬火油槽室 加热渗碳室加热渗碳室(后后室室 第3页/共17页一、高温多用炉的结构设计：一、高温多用炉的结构设计：采用高品质

3、纤维复合炉衬。重点解决好节能炉衬在长期高温下的隔热保温性能、最小的收缩性、最好的密封性、安装结构及长期稳定性。结合已有的无马弗圆形加热共渗室等专利技术，对炉内耐热钢结构件(包括底座、导轨、风叶等)进行系统优化和局部特殊加强等措施，确保了炉内结构件在更高温度和渗碳气氛下的持久稳定性。高温加热辐射管、底座、导轨、炉气循环风机、料盘等关键件优选特种材料和可靠的结构及安装方式。使加热元件的使用寿命比JB/T8195.10的规定高100%。并解决了高温风机发热、震动、变形等技术难题，确保循环风机在高温下长期运行。第4页/共17页序号项 目技术指标1炉温均匀度（7001100）52炉温稳定度 1 3碳势控

4、制精度0.01%C4碳势稳定度0.02%C5碳势均匀度0.04%C 6渗碳有效硬化层深（CD）0.58.0 7装炉量4505000Kg2.1 2.1 主要质量特性：主要质量特性：主要质量特性：主要质量特性：二、高温多用炉的性能分析：二、高温多用炉的性能分析：第5页/共17页2.22.2炉温和炉气均匀性的保证炉温和炉气均匀性的保证炉温和炉气均匀性的保证炉温和炉气均匀性的保证：二、高温多用炉的性能分析：二、高温多用炉的性能分析：依据炉内温度场的分布特点进行设计，实现加热功率的优化布置。依据炉内温度场的分布特点进行设计，实现加热功率的优化布置。采用高效大风量风机，改进系统气流流向及风道的设计。采用高

5、效大风量风机，改进系统气流流向及风道的设计。2.32.3温度控制温度控制温度控制温度控制：在炉膛内设置主控、监控热电偶，并设置相应热电偶作为联控，可控硅PID调节控制各加热区的加热温度。监控热电偶与记录仪实现各温度的超温联锁保护。联控热电偶与温控仪实现供气系统的安全联锁保护。2.42.4碳势控制碳势控制碳势控制碳势控制：为确保一炉数吨工件的渗碳质量和长达几十个小时的高温渗碳工艺过程可靠运行，对设备配置了两套以上的控制系统，采用氧探头加远红外气体分析等两套系统，形成了两套系统任选作碳势的主控加辅控。第6页/共17页二、高温多用炉的性能分析：二、高温多用炉的性能分析：由单参数控制扩展为多参数控制，

6、对由单参数控制扩展为多参数控制，对O2O2、CO2CO2、O2+COO2+CO、CO2+COCO2+CO形成可选择切换运行的四种不同控制方式。形成可选择切换运行的四种不同控制方式。2.52.5渗碳介质及控制渗碳介质及控制渗碳介质及控制渗碳介质及控制：采用氮甲醇作载气，异丙醇（或丙酮、丙烷等）作富化气。氮甲醇采用电磁阀和计量泵定比定量供给，使炉内形成稳定的保护气氛，只需准确调节供给的富化气便可获得稳定的碳势。富化气和调节碳势的空气采用PID调节模拟量控制，使碳势的控制更加准确稳定。2.62.6计算机管理和控制计算机管理和控制计算机管理和控制计算机管理和控制：采用渗碳专家系统和管理系统软件的计算机

7、控制系统，可实现高温渗碳工艺仿真设计和在线动态实时控制；可实现生产现场的生产组织管理和质量管理；运用计算机网络功能，实现了对多台多用炉的集群控制和远程信息化管理。第7页/共17页三、设备运行使用经济效益分析：三、设备运行使用经济效益分析：1 1、高温多用炉，根据不同用户提出的工件形状、一次最大、高温多用炉，根据不同用户提出的工件形状、一次最大装炉量、允许装机容量来配置不同的加热功率，以炉装炉量、允许装机容量来配置不同的加热功率，以炉壁温升和积蓄热的损失来界定热耗性能。壁温升和积蓄热的损失来界定热耗性能。按炉壁表面温升由按炉壁表面温升由5050降至降至3535、热损失以、热损失以0.166kw/

8、m20.166kw/m2计算，高温多用炉（装炉量计算，高温多用炉（装炉量3.53.5吨）炉壁表面积约吨）炉壁表面积约4545，设备年运行时间以设备年运行时间以72007200小时小时(300(300天）计，只此一项一年天）计，只此一项一年可减少炉壁热损失电耗约可减少炉壁热损失电耗约5.45.4万度。万度。对高温多用炉除炉底因承重需采用耐火保温砖砌筑外，对高温多用炉除炉底因承重需采用耐火保温砖砌筑外，将炉墙由传统的耐火保温砖砌筑结构改为抗渗碳砖和将炉墙由传统的耐火保温砖砌筑结构改为抗渗碳砖和纤维复合结构。采用全耐火砖砌筑，炉墙积蓄热高达纤维复合结构。采用全耐火砖砌筑，炉墙积蓄热高达890KW89

9、0KW，改为复合纤维砌筑，炉墙积蓄热只有，改为复合纤维砌筑，炉墙积蓄热只有443KW443KW。按设备年运行时间按设备年运行时间300300天、每天天、每天1 1炉次计，只此一项一炉次计，只此一项一年可减少积蓄热热损失电耗约年可减少积蓄热热损失电耗约13.413.4万度。万度。第8页/共17页三、设备运行使用经济效益分析：三、设备运行使用经济效益分析：2 2、常规渗碳工艺渗碳温度多为、常规渗碳工艺渗碳温度多为930930以下，碳势多小于以下，碳势多小于1.1%C1.1%C。采用高温多用炉由于大大地提高了温度控制和。采用高温多用炉由于大大地提高了温度控制和碳势控制的精度和完善的控制方式，在炉体设

10、计上采碳势控制的精度和完善的控制方式，在炉体设计上采用了一系列耐高温结构设计，使工件在较高温度和较用了一系列耐高温结构设计，使工件在较高温度和较高碳势下进行渗碳处理，不仅保证了产品的质量，而高碳势下进行渗碳处理，不仅保证了产品的质量，而且可显著缩短渗碳工艺时间，节省大量的能源。且可显著缩短渗碳工艺时间，节省大量的能源。例例1 1、17CrNiMo617CrNiMo6钢钢 CD=2 CD=2 930 930 1.1%C 1.1%C 渗碳工艺时间为渗碳工艺时间为16h16h 980-1050 980-1050 1.45%C 1.45%C 渗碳工艺时间为渗碳工艺时间为6h6h 炉温平均提高炉温平均提

11、高100100，碳势提高，碳势提高0.35%C0.35%C，渗碳工艺时间，渗碳工艺时间减减 少少1010小时，缩短工艺周期约小时，缩短工艺周期约63%63%。第9页/共17页三、设备运行使用经济效益分析：三、设备运行使用经济效益分析：例例2 2、20CrNiMo20CrNiMo钢钢 CD=3 CD=3 930 930 1.1%C 1.1%C 渗碳工艺时间为渗碳工艺时间为33h33h 980-1050 980-1050 1.45%C 1.45%C 渗碳工艺时间为渗碳工艺时间为13h13h 炉温平均提高炉温平均提高100100，碳势提高，碳势提高0.35%C0.35%C，渗碳工艺时间减，渗碳工艺时

12、间减少少2020小时，缩短工艺周期约小时，缩短工艺周期约60%60%。从以上实例分析可知，渗碳温度和碳势提高后，总工艺周期至少可缩短60%以上，使设备使用效率大大提高，用电时间缩短，用电量减少40%以上。第10页/共17页四、高温多用炉的鉴定成果：四、高温多用炉的鉴定成果：有些人会担心温度提高以后，材料的晶粒度会变粗有些人会担心温度提高以后，材料的晶粒度会变粗？美国的？美国的Metals handbookMetals handbook对对AISI1117AISI1117、10181018等不同钢种等不同钢种在在925925、980980、10401040温度下渗碳，在不同渗碳时间温度下渗碳，在

13、不同渗碳时间渗碳后晶粒度的变化进行了试验和比较，得出了渗碳渗碳后晶粒度的变化进行了试验和比较，得出了渗碳后细晶粒钢可于降温后直接淬火，而采用适当的工艺后细晶粒钢可于降温后直接淬火，而采用适当的工艺处理，并经过二次加热淬火，所有钢种都能保持细晶处理，并经过二次加热淬火，所有钢种都能保持细晶粒。粒。所以只要设备设计合理、性能满足；高温渗碳的所以只要设备设计合理、性能满足；高温渗碳的可行性根本不用担心。可行性根本不用担心。第11页/共17页四、高温多用炉的鉴定成果：四、高温多用炉的鉴定成果：我公司的高温多用炉经过这两年的使用运行，通过了验证，该系列设备的技术结构不仅满足高温渗碳长时间使用的要求，而且控制系统先进，可对炉内工件实现高温渗碳过程的精密控制，填补了该类设备在国内的空白，创造了很好的经济效益和社会效益。得到了用户和专家们的一致认可；第12页/共17页四、高温多用炉的鉴定成果：四、高温多用炉的鉴定成果：第13页/共17页四、高温多用炉的鉴定成果：四、高温多用炉的鉴定成果：第14页/共17页四、高温多用炉的鉴定成果：四、高温多用炉的鉴定成果：第15页/共17页谢谢大家!第16页/共17页感谢您的观看！感谢您的观看！第17页/共17页