热处理炉型的选择和设计
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热处理炉型的选择和设计
热处理炉型的选择,以往通常是以工艺要求、工件形状和尺寸以及生产批量为依据的,但是,自从热处理节能作为一个重要问题提出来之后,还应考虑炉子的形状、可能达到的热效率以及密封性能等诸多因素。
就一般而言,当工件批量足够大时,使用连续式炉比使用周期式炉节能。
而如果从炉子的形状考虑,则在相同炉膛容积下,圆柱形炉比方形炉节能,方形炉又比长方形炉节能。
由此可见,炉型和炉子结构与节能也密切相关。
1.不同炉型的能耗
在箱式、井式、输送带式和震底式四种电炉中,井式炉和震底炉具有较高的热效率。
其中井式炉的热效率高是因为密封性好,散热面积小,而震底炉则是由于没有夹具、料盘等的加热损失,所以从节能角度考虑,应尽可能选用震底炉、推杆式炉和井式炉。
2.不同外形加热炉的能耗
加热炉是通过外壁向周围大气散失热量的,因而外壁的表面积越大,散热面积也就越大。
然而散热面积仅仅是散热的一个条件,而它的另一个条件是外壁温度。
只有外壁面积小,壁面温度又低,才能起到明显的节能效果。
实验和研究均已表明,在相同的炉膛容积、相同炉衬材料条件下,圆形炉与箱形炉比较,圆形炉外表面积减小将近14%,因而使炉壁散热减少约20%,炉衬蓄热减少2%,热处理工件的单位能耗降低7%,因此从形状考虑,圆形炉对节能是最有利的,所以在可能的条件下,应尽量利用圆形炉的这些特点,为节能创造更为有利的条件
3.加强炉子密封性
一般热处理炉的热损失中,因炉子密封不严而漏损的只占5%左右,因而不易引起入们的重视。
但这却是一项不能忽视的浪费。
现有各种热处理电阻炉的炉门、炉盖、热电偶的引出孔和电热元件的引出孔等处的密封性都不好,这些部位最易产生漏损,据有关资料介绍,空气通过密封不良处侵入炉内会使炉温降低,一个10cm2的小孔,3小时侵入炉内的空气量可达10m3。
由此可见,炉子密封不严或炉门、炉盖不严会造成大量的热损失。
大孔的热损失则更为严重。
因此加强炉门和其它引出孔的密封性,对节能有很大的效果。
4.扩大电阻炉的均温区
由于炉口、炉门密封不严,散热量较大,其温度要比炉膛中心温度低,如果被加热工件的温差范围要求控制在时,则零件加热区域就势必要缩小,相应的炉膛有效面积也要缩小,炉子不能满负荷工作,造成能源和工时的浪费,产品的单耗也就随之增加,所以必须尽量扩大均温区。
具体
方法有:
(1)炉门加装电热元件,这样可以提高炉口处的温度,改善炉子的温度均匀性;
(2)沿炉子长度方向,合理布置功率,可在炉口处增加一些功率(可在电阻丝节距上进行适当的调整)。
也可采用分组分区控制方法;
(3)设置风扇,强制炉气对流,这样可以极大地提高炉温均匀性。
5.改善炉子外壳的油漆颜色
物体颜色不同,其辐射系数也不同。
根据实验,炉子外壳喷涂银灰色油漆,炉子外层向空间的散热可下降4%,所以炉子外壳一定要尽量喷涂银灰色漆,以便减少炉子外壳的散热
损失。