热处理设备.ppt
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管道焊口热处理设备
智能化技术应用
将先进的传感器技术、控制算法 和人工智能技术应用于设备中， 实现了管道焊口热处理的自动化
和智能化。
未来发展趋势预测
绿色环保
随着环保意识的提高，未来管道焊口热处理设备将更加注重环保 性能，采用低污染、低能耗的技术和材料。
高效节能
提高设备的加热效率、降低能耗是未来的重要发展方向，将采用更 先进的加热技术和能源管理系统。
成本效益分析及建议
设备投资成本
根据设备选型及配置方案，评估投资成本，包括设备购置、运输、安 装等费用。
运行维护成本
考虑设备运行过程中的能耗、维护、修理等费用，确保设备的长期稳 定运行。
生产效益分析
结合管道焊口热处理的产量、质量、效率等因素，评估设备的生产效 益。
建议
在选型时综合考虑投资成本、运行维护成本和生产效益，选择性价比 高的设备。同时，关注设备的节能环保性能，降低能耗和排放。
加强国际合作
积极参与国际交流与合作，学习借鉴国际先进经 验和技术成果，提升我国管道焊口热处理设备的 国际竞争力。
THANKS
感谢观看
专业培训
对设备操作人员进行专业培训，提高 其故障诊断和排除能力。
07
总结与展望
本次研究成果回顾
设备性能提升
通过优化设备结构、提高加热效 率、降低能耗等手段，成功提升 了管道焊口热处理设备的整体性
能。
焊接质量改善
针对管道焊接过程中出现的缺陷， 通过改进焊接工艺和热处理参数， 有效提高了焊接质量和可靠性。
常见故障类型及原因分析
电源故障
设备无法启动或突然停机，可能原因 包括电源插头松动、保险丝熔断、电 源线路短路等。
加热系统故障
加热元件损坏、温度传感器失效或控 制系统故障，导致设备无法加热或温 度控制不准确。
第二章 热处理电阻炉设备
• c、低温井式电阻炉：额定温度650℃ • 在炉底或炉顶设置风扇，驱动气流沿料筐 内外循环流动，主要用于回火。
• （2）处理大尺寸工件的周期作业炉 • 在箱式电阻炉的基础上改装，增设机械传动 机构，便于工件装卸料，炉体较大、坚固。 • a、滚动底式炉 • 在炉底上铺上两条带V型槽的耐热钢轨，在 槽内放耐热钢球，料盘放在滚球上运动。 • 常用于大、中型锻模加热。
• (a)转筒式炉 • 在炉膛内安装一筒状旋转炉罐，在加热过 程中可不断转动。工件加热后，打开转筒 口盖，然后使炉体与转筒一起倾斜将工件 倒入淬火槽。 • 可通可控气氛，渗碳，淬火正火。
• (b)翻转炉底板式炉 • 以耐热钢板作炉底，炉底板可翻转，炉膛一端与 淬火槽相连。
• • • •
（4）周期作业化学热处理炉 井式气体渗碳炉 井式炉膛+密封炉罐（马弗） 炉罐的作用：保持炉内气氛的成分；防止炉气对 电热元件和炉衬等的侵蚀；内设风扇，驱动炉气 沿炉筐内外循环流动。 • 适用于中、小零件的气体渗碳，以及渗碳后在炉 内冷却。 • 缺点：对直接淬火的渗碳件在出炉时表面会轻微 脱碳和氧化；炉罐使加热速度减慢；炉罐高温强 度不足，常在950℃以下。
• 2、密封式箱式可控气氛炉 • （1）构成：前室、加热室、装有推拉料机构的炉 前装料台。 • （2）电加热辐射以垂直方式安在炉膛两侧，炉顶 设风扇。 • 特点：（1）工件在可控气氛中加热、渗碳并在同 一设备内淬火，克服了加热和淬火分别在两个设备 中进行的缺点， 既保证产品质量又改善劳动条件和 减少环境污染。 • （2）炉子可实现机械化和自动化操作，便于与其 它设备组成流水生产线。 • 如光亮淬火炉、密封式渗碳炉。 • 用于渗碳、氮化、淬火、正火和退火等多种热处理 工艺的多用炉等。
• • • •
热处理及其常用设备
钢的
正火
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
G
加热
温度
P
S
范围
钢的淬火
淬火：
将钢件加热到Ac3或Ac1以上某一温度， 保持一定时间（使奥氏体化），然后以适当 速度冷却，获得马氏体和（或）贝氏体组织 的热处理工艺。
钢的淬火
钢的淬火工艺
加热温度：Ac3、Ac1 +30~50℃保温
碳 钢： 水冷，得细小M+A/
合金钢： 油或空冷，得 M+Fe3C+ A/
去应力退火
将钢加热到Ac1以下，保温一定时间，然后随炉冷却 的退火工艺。 目的：消除工件的内应力，稳定工件尺寸，减少变形。 加热温度：Ac1以下温度，一般500～650℃。 应用范围：铸件、锻压件、焊件、切削加工件等。 去应力退火因加热温度低于A1，故不发生组织转变，只 消除内应力。
均匀化退火
将工件加热到高温，并长时间保温，然后缓慢冷却的 退火工艺。 目的：减少化学成分偏析和组织不均匀性。 加热温度：1050～1150℃高温。 应用范围：质量要求高的合金钢铸锭和铸件等。 均匀化退火后，钢件晶粒粗大，应进行完全退火或正火。
钢的 退火 加热 温度 范围
过共析钢的退火组织
钢的正火
❖ 正火：将钢件加热到上临界点（Ac3或Accm）以上30～50℃， 保温适当时间后在静止的空气中冷却的热处理工艺。正火目 的：细化晶粒，提高强度 低碳钢--提高硬度 高碳钢—消除网状渗碳体
❖ 工艺过程： Ac3、Accm+30~50℃,保温后空冷 ❖ 优 点：周期短、能耗少
钢的 理想 淬火 工艺
淬火冷却介质
钢淬火的目的是为了获得马 氏体，但又要减少工件变形和 防止工件开裂。由C曲线可知， 冷却介质的理想淬火冷却速度 如右图所示。 生产上常用的冷却介质有水、 矿物油、盐水、碱水等。
热处理知识介绍课堂PPT
43
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
50
脱碳+粗晶案例
51
脱碳+粗晶案例
52
脱碳+粗晶案例
53
影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
54
对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
25
球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
26
球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
10
热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
11
六、影响钢材氧化、脱碳的几大因素
加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或 气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应 生成氧化物膜的现象称为氧化。
钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的 氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低 了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬 度、疲劳强度及耐磨性降低 。
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脱碳+粗晶案例
51
脱碳+粗晶案例
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脱碳+粗晶案例
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影响钢材氧化、脱碳因素
主要因素为：热处理炉中混有氧气、二氧化碳、 水蒸气等气体。
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对策
所以要使线材在加热时少产生氧化、脱碳， 1.需降低炉内H2O、O2、CO2。 2.减少炉内产生氧化：2Fe＋O2→2FeO
Fe＋H2O→FeO＋H2 FeC＋CO2→Fe＋2CO 还原： FeO＋H2→Fe＋H2O
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球化退火应用
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢，如碳 素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经 轧制、锻造后空冷，所得组织是片层状珠光体 与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不仅难以切 削加工，且在以后淬火过程中也容易变形和开 裂。
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球化退火应用
而经球化退火得到的是球状珠光体组织，其中 的渗碳体呈球状颗粒，弥散分布在铁素体基体 上，和片状珠光体相比，不但硬度低，便于切 削加工，而且在淬火加热时，奥氏体晶粒不易 长大，冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对 于一些需要改善冷塑性变形（如冲压、冷镦等） 的亚共析钢有时也可采用球化退火。
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热处理分类——正火
正火是将钢材或钢件加热到A3（或Acm）以 上适当温度，保温适当时间后再空气中冷却， 得到珠光体类组织的热处理工艺。
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热处理的相关设备简介
检测仪器
检测仪器
用于检测热处理后的材料性能，如硬度计、金相显微镜等。
检测仪器的功能
检测仪器的主要功能是检测材料的硬度、金相组织、残余应力等 性能。
检测仪器的优势
通过检测仪器，可以准确地评估热处理的效果和材料性能，为优 化热处理工艺提供依据。
05
操作热处理设备的一般步骤
准备阶段
检查设备
确保设备正常工作，无异常或故障，有故障需立即修复或更换。
设备故障。
材料搬运安全
使用合适夹具和吊装设 备，避免材料掉落或倾
斜导致事故。
环境保护
减少废气废水排放
使用环保型燃料或能源
在热处理过程中，应采取措施减少废气、 废水等污染物的排放，以保护环境。
选择环保型燃料或能源以减少对环境的负 面影响。
采用环保型冷却液和废水处理
噪声和振动控制
选择环保型冷却液，并采取适当的废水处 理措施，以防止对土壤和水源的污染。
冷却设备
冷却设备用于将加热后的材料进行快速冷却 ，以实现淬火等热处理效果。常见的冷却设 备包括淬火槽、回火炉、风扇和喷嘴等。
热处理设备的应用领域
机械制造
通过热处理提高零件的硬度和耐 磨性，增加零件使用寿命，同时 改善加工性能，提高生产效率。
汽车制造
利用热处理提高汽车零件的强度和 耐磨性，确保汽车安全和可靠性， 并优化燃油经济性，降低排放。
保温阶段
在达到设定温度后，保持一定时间使材料充分加热。保持设备密封性和稳定性 ，减少热量损失和空气流动对热处理过程的影响。定期检查和调整设备温度和 运行状态。
保温、冷却和出炉阶段
保温阶段
加热后需保持一定保温时间，使材料内部组织结构和性能稳定。期间需密切观察 设备运行情况与材料温度变化，及时应对异常或温度不均等问题。
热处理设备专业知识
§13.4 电极盐浴炉旳设计概要
（2）电极间距L 对电极间距L较大旳盐浴炉， 可用提升电压旳措
施，也可采用增大导电面积以降低电极间熔盐 电阻旳措施来提升炉子旳实际功率。 对非对置旳平板电极，电极间距L是可变旳，可 利用电极间距L旳变化来调整炉子旳实际功率。 （3）熔盐电阻值R 电极也存在电阻，一般要求熔盐和电极旳电阻 值之比应不小于20或30。
§13.1 浴炉旳特点及分类
二、浴炉旳分类
1、按介质分类 盐浴炉 碱浴炉 铅浴炉 油浴炉 2、按热源供给方式分类 外热式浴炉 内热式浴炉
§13.2 外热式浴炉
外热式浴炉：将热源 放置在介质旳外部， 间接将介质熔化并加 热到工作温度。
构成：炉体＋坩锅 坩锅：耐热钢、低碳
钢、不锈钢焊接或耐 热钢、铸铁铸造而成。
P －盐浴炉旳功率 K－单位容积功率（kW/m3） V －熔盐体积（m3）
§13.4 电极盐浴炉旳设计概要
K又称功容比。K可由下表查得。有时为了增大炉子 功率贮备，缩短升温时间，K常采用上限数据。对埋 入式电极盐浴炉，常采用大一级别旳功率。
§13.4 电极盐浴炉旳设计概要
2. 电极盐浴炉功率与变压器额定容量旳关系 变压器额定容量应与盐浴炉功率合适匹配。一
1、类比法 根据工件尺寸形状及装料量，参照原则浴炉尺寸拟定。
§13.4 电极盐浴炉旳设计概要
2、经验计算法 根据生产率g（kg/h）拟定熔盐重量G（kg）
低温浴炉 G= (5~10) g (kg) 中温浴炉 G= (2~3) g (kg) 高温浴炉 G= (1.5~2) g (kg)
§13.4 电极盐浴炉旳设计概要
缺陷 炉口只有2/3旳面积能使用，其他被电极占据，效 率低，耗电量大； 因为电极自上方插入，与盐面交界处易氧化，寿 命短，电极损耗大； 电极在一侧，远离电极侧温度低； 工件易接触电极，而产生过热或过烧。
第二章_可控气氛热处理设备
※碳势控制，50年代，采用露点仪； 60年代，采用红外线CO2仪；
70年代，出现了氧探头； 80年代，完成了微机多参数碳势控制。
这些都是直接控制炉气碳势。近几年开展的电探头 控制碳势，是目前唯不时接控制碳势的方法。
二、碳势的测量 ※1、热丝电阻法：
是目前独一可以直接测量和控制炉气碳势的方法。 ※用到电阻探头，其中有纯铁丝，直径0.1~0.2mm， 焊上引线，接到电阻测定仪上。
原料气与空气混合——
3、吸热式气氛的特性与运用
※吸热式气氛的成分： CO：20~24%，H2：30~41%，N2：38~45%， 以及大批的CO2、H2O和CH4等。 ※其碳势在0.4%~0.6%C，改动混合比容易调理碳 势。
※主要用于气体渗碳、碳氮共渗、气体软氮化，也可 用于一些钢种的维护加热。 ※但由于其含H2高，为防止氢脆现象，普通不易作 高碳钢淬火加热的维护气氛。在回火温度范围内，由 于CO会析出炭黑，因此，吸热式气氛普通不作为回 火气氛。
第二章_可控气氛热处理 设备
2021年7月24日星期六
◆采用可控气氛热处置，可改善工件外表的组织 结构，提高机器零件的运用功用；
◆增加工件的加工余量或加工工序，以浪费金属 资料消耗；
◆可控气氛热处置炉的机械化自动水平较高，可 清楚提高休息消费率和改善休息条件。
※可控气氛热处置的工业运用，最后是由空气经 过灼热的木炭而制取的主要含N2和CO气的木炭 发作气。
四、滴注式可控气氛
1、定义 滴注式可控气氛就是将具有渗碳性的无机液
体或其混合物直接滴入密封的炉膛〔或炉罐〕 中，在高平和隔绝空气条件下停止裂解所发生 的气氛。
特点： 滴控热处置具有设备复杂、操作方便、节能
等特点，但所用的无机液体原料价钱较高。
70年代，出现了氧探头； 80年代，完成了微机多参数碳势控制。
这些都是直接控制炉气碳势。近几年开展的电探头 控制碳势，是目前唯不时接控制碳势的方法。
二、碳势的测量 ※1、热丝电阻法：
是目前独一可以直接测量和控制炉气碳势的方法。 ※用到电阻探头，其中有纯铁丝，直径0.1~0.2mm， 焊上引线，接到电阻测定仪上。
原料气与空气混合——
3、吸热式气氛的特性与运用
※吸热式气氛的成分： CO：20~24%，H2：30~41%，N2：38~45%， 以及大批的CO2、H2O和CH4等。 ※其碳势在0.4%~0.6%C，改动混合比容易调理碳 势。
※主要用于气体渗碳、碳氮共渗、气体软氮化，也可 用于一些钢种的维护加热。 ※但由于其含H2高，为防止氢脆现象，普通不易作 高碳钢淬火加热的维护气氛。在回火温度范围内，由 于CO会析出炭黑，因此，吸热式气氛普通不作为回 火气氛。
第二章_可控气氛热处理 设备
2021年7月24日星期六
◆采用可控气氛热处置，可改善工件外表的组织 结构，提高机器零件的运用功用；
◆增加工件的加工余量或加工工序，以浪费金属 资料消耗；
◆可控气氛热处置炉的机械化自动水平较高，可 清楚提高休息消费率和改善休息条件。
※可控气氛热处置的工业运用，最后是由空气经 过灼热的木炭而制取的主要含N2和CO气的木炭 发作气。
四、滴注式可控气氛
1、定义 滴注式可控气氛就是将具有渗碳性的无机液
体或其混合物直接滴入密封的炉膛〔或炉罐〕 中，在高平和隔绝空气条件下停止裂解所发生 的气氛。
特点： 滴控热处置具有设备复杂、操作方便、节能
等特点，但所用的无机液体原料价钱较高。
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清洁、灵活 ➢ 现代热处理设备：大型连续热处理生产线、
密封箱式多用炉生产线、真空热处理设备、 无人化感应加热设备等。
15
§11.1 筑炉材料－概述
筑炉材料：耐火材料、保温材料、炉用金属材料 和一般建筑用材料。 一、对耐火材料的要求（耐火材料的性能） ➢ 耐火材料：用于各种高温设备中，承受高温和在高 温下所产生的物理、化学作用和机械磨损的材料。 ➢ 物理性能：体积密度、真比重、气孔率、透气性、 耐压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容量等。 ➢ 工作性能：耐火度、荷重软化点、高温下的化学稳 定性与体积稳定性、耐急冷急热性等。
17
§11.1 筑炉材料－概述
2、高温结构强度－荷重软化点
荷重软化点：在固定的压力下（196kPa，轻 质材料为98kPa），耐火材料开始变形 （0.6%）及变形到一定程度（4%或40%） 时的温度，是评定耐火材料高温结构强度的 指标，主要取决于化学成分和体积密度。
耐火材料的实际使用最高温度必须低于其 荷重软化点。
➢ 教材：臧尔寿，热处理车间设备与设计，冶 金工业出版社，1995.5
➢ 徐祖耀，相变原理，科学出版社 ➢ 刘云旭，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 胡光立，钢的热处理，西北工业大学出版社 ➢ 戚正风，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 材料热处理学报
2
绪论
热处理设备是实现热处理工艺的重要保证， 设计或选用先进又合理的热处理设备，充分 满足热处理工艺参数的要求，这是提高产品 质量的关键，而组建技术先进、设备效益好、 生产组织合理的热处理车间才能有效地提高 劳动生产效率和经济效益。
子冲击炉、流动粒子炉等
➢ 冷却设备(冷却室、淬火槽、淬火机等)
4
绪论
加热炉 5
绪论
二、辅助设备
完成各种辅助工序(如酸洗 、清洗、清理、校直、 检验)、生产操作、动力供应所用的设备。
常用辅助设备：清洗槽(机)、喷沙机、校直机、 泵、鼓风机、各种动力管道以及起重运输设备等。
三、热处理联合机组
➢ 构成：主要设备＋辅助设备 ➢ 特点：可以完成几个工序或整个工艺过程 ➢ 用途：多用于专业化大批生产的热处理车间
6
绪论
17辊薄板矫正机 六辊管材矫直机
7
绪论
四、热处理炉分类
1、按热能来源分类 ➢ 电阻炉 ➢ 燃料炉 2、按工作温度分类 ➢ 低温炉：≤650℃ ➢ 中温炉：650~1000℃ ➢ 高温炉：>1000℃
8
绪论
3、按炉膛介质分类 周期式作业炉 ➢ 连续式作业炉
18
§11.1 筑炉材料－概述
3、高温化学稳定性
高温化学稳定性：耐火材料在高温下抵抗熔 渣、熔盐、金属氧化物及炉内气氛等的物理 和化学作用的性能，常用抗渣性评定。
例如：制造无罐气体渗碳炉时，高碳气氛对 普通粘土砖有破坏作用，炉墙内衬的耐火材 料需用含Fe2O3小于1%的耐火砖，即抗渗砖； 制造电极盐浴炉时，由于熔盐对耐火材料的 冲刷作用，坩锅材料必须采用重质耐火砖或 耐火混凝土。
热处理原理、工艺及设备
Principles, Technology and Equipments for Heat Treatment
第三部分 热处理设备（1）
Equipments for Heat Treatment
1
参考书目
➢ 教材：刘永铨，钢的热处理（修订版），冶 金工业出版社，1987.11
明确提出：“以少无氧化、节能、环境保护 和微电子技术应用为出发点，在改进管理和 健全生产组织的前提下，开发和推广先进的 热处理成套技术，提高和稳定热处理产品质 量”。也就是说，发展密封箱式炉和真空炉 是相当长一个时期的主要任务，是热处理设 备改造和更新换代的总趋势。
14
绪论
3、现代热处理行业 ➢ 现代热处理技术的标志：优质、高效、低耗、
侧埋式电极盐浴炉
9
绪论
5、按生产用途分类 ➢ 退火炉 ➢ 正火炉 ➢ 淬火炉 ➢ 回火炉 ➢ 渗碳炉 ➢ 氮化炉 6、按电源频率分类 ➢ 工频炉 ➢ 中频炉 ➢ 高频炉
井式气体渗碳炉 井式氮化炉
感应加 热成套
设备 10
绪论
五、我国热处理设备的现状及发展趋势 1、现状
我国热处理技术的相对落后，主要体现在 热处理装备水平的落后上，两万个生产厂点 的12万台设备大多数为50年代到70年代的仿 苏产品。工业发达国家60年代就已经基本淘 汰了空气加热炉，普及了少无氧化热处理， 而我国迄今空气加热炉仍占热处理设备的大 多数，可控气氛炉和真空炉的比例较少。
11
绪论
通过统计表明：我国热处理炉中周期式炉 多，连续式炉少，效率低，能耗大；空气炉 多，气氛炉少，工件氧化脱碳严重，质量不 易保证；自动化程度低，人为因素影响大， 质量不稳定；盐浴炉比重相当大，劳动条件 差，污染严重；一半以上的炉龄超过30年， 且年久失修，热效率低，散热严重，成本高.
改革开放后，从美国、日本、德国等国引 进了大量热处理设备，其中包括密封箱式多 用炉、真空热处理炉、感应加热设备等。
12
绪论
2、发展趋势 ➢ 计算机的应用
❖在热处理参数及管理上的应用； ❖在生产过程中控制上的应用； ❖在设备制造过程中的应用。
例：我国自行开发的渗层浓度分布控制技术 已用于生产，微型计算机动态可控渗氮与动 态碳势控制技术推广情况良好。
13
绪论
➢ 方针政策 热处理行业“九五”规划和2010年设想中
16
§11.1 筑炉材料－概述
1、耐火度
耐火度：耐火材料受热后软化到一定程度的 温度，是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能 指标，但不是熔点，主要取决于化学成分。
由于考虑到其它性能指标，耐火材料的实 际使用最高温度要低于其耐火度。 ➢ 普通耐火材料：耐火度1580~1770℃ ➢ 高级耐火材料：耐火度1770~2000℃ ➢ 特级耐火材料：耐火度 > 2000℃
热处理车间设备的种类很多，根据它们在 热处理生产过程中所完成的任务不同，通常 将其分为主要设备和辅助设备两大类。
3
绪论
一、主要设备
完成主要热处理工序(加热和冷却工序)所 用的设备。 ➢ 加热设备(加热炉与加热装置) 热处理炉是热处理车间最重要的而且是广泛 使用的加热设备，类型繁多。
❖传统型：燃料炉、标准型电阻炉、盐浴炉 ❖新 型：可控气氛热处理炉、真空热处理炉、离
密封箱式多用炉生产线、真空热处理设备、 无人化感应加热设备等。
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§11.1 筑炉材料－概述
筑炉材料：耐火材料、保温材料、炉用金属材料 和一般建筑用材料。 一、对耐火材料的要求（耐火材料的性能） ➢ 耐火材料：用于各种高温设备中，承受高温和在高 温下所产生的物理、化学作用和机械磨损的材料。 ➢ 物理性能：体积密度、真比重、气孔率、透气性、 耐压强度、热膨胀性、导热性、导电性及热容量等。 ➢ 工作性能：耐火度、荷重软化点、高温下的化学稳 定性与体积稳定性、耐急冷急热性等。
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§11.1 筑炉材料－概述
2、高温结构强度－荷重软化点
荷重软化点：在固定的压力下（196kPa，轻 质材料为98kPa），耐火材料开始变形 （0.6%）及变形到一定程度（4%或40%） 时的温度，是评定耐火材料高温结构强度的 指标，主要取决于化学成分和体积密度。
耐火材料的实际使用最高温度必须低于其 荷重软化点。
➢ 教材：臧尔寿，热处理车间设备与设计，冶 金工业出版社，1995.5
➢ 徐祖耀，相变原理，科学出版社 ➢ 刘云旭，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 胡光立，钢的热处理，西北工业大学出版社 ➢ 戚正风，金属热处理原理，机械工业出版社 ➢ 材料热处理学报
2
绪论
热处理设备是实现热处理工艺的重要保证， 设计或选用先进又合理的热处理设备，充分 满足热处理工艺参数的要求，这是提高产品 质量的关键，而组建技术先进、设备效益好、 生产组织合理的热处理车间才能有效地提高 劳动生产效率和经济效益。
子冲击炉、流动粒子炉等
➢ 冷却设备(冷却室、淬火槽、淬火机等)
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绪论
加热炉 5
绪论
二、辅助设备
完成各种辅助工序(如酸洗 、清洗、清理、校直、 检验)、生产操作、动力供应所用的设备。
常用辅助设备：清洗槽(机)、喷沙机、校直机、 泵、鼓风机、各种动力管道以及起重运输设备等。
三、热处理联合机组
➢ 构成：主要设备＋辅助设备 ➢ 特点：可以完成几个工序或整个工艺过程 ➢ 用途：多用于专业化大批生产的热处理车间
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绪论
17辊薄板矫正机 六辊管材矫直机
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绪论
四、热处理炉分类
1、按热能来源分类 ➢ 电阻炉 ➢ 燃料炉 2、按工作温度分类 ➢ 低温炉：≤650℃ ➢ 中温炉：650~1000℃ ➢ 高温炉：>1000℃
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绪论
3、按炉膛介质分类 周期式作业炉 ➢ 连续式作业炉
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§11.1 筑炉材料－概述
3、高温化学稳定性
高温化学稳定性：耐火材料在高温下抵抗熔 渣、熔盐、金属氧化物及炉内气氛等的物理 和化学作用的性能，常用抗渣性评定。
例如：制造无罐气体渗碳炉时，高碳气氛对 普通粘土砖有破坏作用，炉墙内衬的耐火材 料需用含Fe2O3小于1%的耐火砖，即抗渗砖； 制造电极盐浴炉时，由于熔盐对耐火材料的 冲刷作用，坩锅材料必须采用重质耐火砖或 耐火混凝土。
热处理原理、工艺及设备
Principles, Technology and Equipments for Heat Treatment
第三部分 热处理设备（1）
Equipments for Heat Treatment
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参考书目
➢ 教材：刘永铨，钢的热处理（修订版），冶 金工业出版社，1987.11
明确提出：“以少无氧化、节能、环境保护 和微电子技术应用为出发点，在改进管理和 健全生产组织的前提下，开发和推广先进的 热处理成套技术，提高和稳定热处理产品质 量”。也就是说，发展密封箱式炉和真空炉 是相当长一个时期的主要任务，是热处理设 备改造和更新换代的总趋势。
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绪论
3、现代热处理行业 ➢ 现代热处理技术的标志：优质、高效、低耗、
侧埋式电极盐浴炉
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绪论
5、按生产用途分类 ➢ 退火炉 ➢ 正火炉 ➢ 淬火炉 ➢ 回火炉 ➢ 渗碳炉 ➢ 氮化炉 6、按电源频率分类 ➢ 工频炉 ➢ 中频炉 ➢ 高频炉
井式气体渗碳炉 井式氮化炉
感应加 热成套
设备 10
绪论
五、我国热处理设备的现状及发展趋势 1、现状
我国热处理技术的相对落后，主要体现在 热处理装备水平的落后上，两万个生产厂点 的12万台设备大多数为50年代到70年代的仿 苏产品。工业发达国家60年代就已经基本淘 汰了空气加热炉，普及了少无氧化热处理， 而我国迄今空气加热炉仍占热处理设备的大 多数，可控气氛炉和真空炉的比例较少。
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绪论
通过统计表明：我国热处理炉中周期式炉 多，连续式炉少，效率低，能耗大；空气炉 多，气氛炉少，工件氧化脱碳严重，质量不 易保证；自动化程度低，人为因素影响大， 质量不稳定；盐浴炉比重相当大，劳动条件 差，污染严重；一半以上的炉龄超过30年， 且年久失修，热效率低，散热严重，成本高.
改革开放后，从美国、日本、德国等国引 进了大量热处理设备，其中包括密封箱式多 用炉、真空热处理炉、感应加热设备等。
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绪论
2、发展趋势 ➢ 计算机的应用
❖在热处理参数及管理上的应用； ❖在生产过程中控制上的应用； ❖在设备制造过程中的应用。
例：我国自行开发的渗层浓度分布控制技术 已用于生产，微型计算机动态可控渗氮与动 态碳势控制技术推广情况良好。
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绪论
➢ 方针政策 热处理行业“九五”规划和2010年设想中
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§11.1 筑炉材料－概述
1、耐火度
耐火度：耐火材料受热后软化到一定程度的 温度，是耐火材料在高温下抵抗熔化的性能 指标，但不是熔点，主要取决于化学成分。
由于考虑到其它性能指标，耐火材料的实 际使用最高温度要低于其耐火度。 ➢ 普通耐火材料：耐火度1580~1770℃ ➢ 高级耐火材料：耐火度1770~2000℃ ➢ 特级耐火材料：耐火度 > 2000℃
热处理车间设备的种类很多，根据它们在 热处理生产过程中所完成的任务不同，通常 将其分为主要设备和辅助设备两大类。
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绪论
一、主要设备
完成主要热处理工序(加热和冷却工序)所 用的设备。 ➢ 加热设备(加热炉与加热装置) 热处理炉是热处理车间最重要的而且是广泛 使用的加热设备，类型繁多。
❖传统型：燃料炉、标准型电阻炉、盐浴炉 ❖新 型：可控气氛热处理炉、真空热处理炉、离