热处理浴炉PPT学习教案

1、会计学1热处理浴炉热处理浴炉教学提示教学提示教 学 要 求教 学 要 求 ：热处理浴炉是一种以液态物质作为加热介质的炉子。热处理浴炉是一种以液态物质作为加热介质的炉子。优点：加热速度快，无氧化，无脱碳且可局部加热工件等优点。优点：加热速度快，无氧化，无脱碳且可局部加热工件等优点。 第三单元第三单元 热处理浴炉热处理浴炉 ：了解浴炉类型及各类结构特点，使用特点；掌握电极盐浴：了解浴炉类型及各类结构特点，使用特点；掌握电极盐浴炉的结构设计、尺寸确定、功率确定。了解插入式及埋入式盐浴炉的炉的结构设计、尺寸确定、功率确定。了解插入式及埋入式盐浴炉的电机设计、变压器的选用原则；电机设计、变压器的选用原则

2、；第1页/共31页模块一模块一 热处理浴炉的分类及电阻加热浴炉热处理浴炉的分类及电阻加热浴炉浴炉的特点浴炉的特点1 1、液体作为介质加热（或冷却）工件，、液体作为介质加热（或冷却）工件，工件氧化脱碳少工件氧化脱碳少 ；2 2、工作温度宽、工作温度宽(60-1350(60-1350););能满足特殊工艺（形状复杂、表能满足特殊工艺（形状复杂、表 面质量要求高）；工件变形小面质量要求高）；工件变形小3 3、加热速度快，便于对工件局部加热和高温短时快速表面加、加热速度快，便于对工件局部加热和高温短时快速表面加 热；热；4 4、装料少；液体介质消耗多；污染大；散热大、装料少；液体介质消耗多；污染大；散

3、热大; ;5 5、脱氧处理、特殊方式启动，增加了辅助时间；、脱氧处理、特殊方式启动，增加了辅助时间；6 6、操作技术要求高；需要配置辅助设备、操作技术要求高；需要配置辅助设备优优点点缺缺点点第2页/共31页一、按热源分类一、按热源分类能力知识点能力知识点1 热处理浴炉的分类热处理浴炉的分类燃料炉燃料炉电炉电炉电阻加热浴炉电阻加热浴炉电极加热浴炉电极加热浴炉第3页/共31页二、按工作温度分类二、按工作温度分类能力知识点能力知识点1 热处理浴炉的分类热处理浴炉的分类低温炉（工作温度低温炉（工作温度150550）高温炉（工作温度高温炉（工作温度10001350）中温炉（工作温度中温炉（工作温度550

4、1000）第4页/共31页三、按加热方式分类三、按加热方式分类能力知识点能力知识点1 热处理浴炉的分类热处理浴炉的分类外热式浴炉外热式浴炉内热式浴炉内热式浴炉电阻加热式浴炉电阻加热式浴炉电极加热式浴炉电极加热式浴炉第5页/共31页能力知识点能力知识点1 热处理浴炉的分类热处理浴炉的分类三、按加热方式分类三、按加热方式分类第6页/共31页四、按浴剂种类分类四、按浴剂种类分类能力知识点能力知识点1 热处理浴炉的分类热处理浴炉的分类盐浴炉盐浴炉碱浴炉碱浴炉油浴炉油浴炉铅浴炉铅浴炉第7页/共31页四、按浴剂种类分类四、按浴剂种类分类液体介质选择液体介质选择根据浴炉的工作温度与热处理工艺。例如：低于根据

5、浴炉的工作温度与热处理工艺。例如：低于300的回火，主要采的回火，主要采用矿物油作加热介质，浴炉工作温度为用矿物油作加热介质，浴炉工作温度为6501000时，常用氯化盐或氯时，常用氯化盐或氯化盐的混合物作介质；高温盐炉（化盐的混合物作介质；高温盐炉（1350）一般采用氯化钡盐液作加热介）一般采用氯化钡盐液作加热介质等。质等。能力知识点能力知识点1 热处理浴炉的分类热处理浴炉的分类第8页/共31页 1 1、工作特点：是将液体介质放入坩埚中，电热元件装置放在坩埚外进行、工作特点：是将液体介质放入坩埚中，电热元件装置放在坩埚外进行加热的浴炉。加热的浴炉。 2 2、加热介质：可以是熔盐、油类或铅等熔融

6、金属。、加热介质：可以是熔盐、油类或铅等熔融金属。 3 3、特点、特点: :优点：不需要变压器，启动操作方便；缺点：必须用金属坩埚优点：不需要变压器，启动操作方便；缺点：必须用金属坩埚；热效率低；温度均匀性差；只限于各种液体介质的化学热处理，如；热效率低；温度均匀性差；只限于各种液体介质的化学热处理，如液体渗液体渗碳、液体氮碳碳、液体氮碳共渗。共渗。一、外热式一、外热式电阻加热浴炉电阻加热浴炉能力知识点能力知识点2 电阻加热浴炉电阻加热浴炉第9页/共31页（1）工作特点：将管状加热器浸埋在加热介质内的浴炉。工作温度）工作特点：将管状加热器浸埋在加热介质内的浴炉。工作温度550以下，适用于工件的

7、回火及等温冷却等。以下，适用于工件的回火及等温冷却等。（2 2）优点：结构简单，加热器安装方便，热效率高。）优点：结构简单，加热器安装方便，热效率高。 缺点：只能在较低温度下工作，主要用于油浴炉、硝盐炉和碱浴炉。缺点：只能在较低温度下工作，主要用于油浴炉、硝盐炉和碱浴炉。（3 3）管状加热器：金属管内装入电热元件，并用绝缘的导热性较好的耐）管状加热器：金属管内装入电热元件，并用绝缘的导热性较好的耐火材料填充，制成各种形状等结构形式。火材料填充，制成各种形状等结构形式。二、内热式电阻加热浴炉二、内热式电阻加热浴炉能力知识点能力知识点2 电阻加热浴炉电阻加热浴炉第10页/共31页定义定义：当电热原

8、件不是金属电阻丝而是液态的各种盐类，这就是电极盐浴：当电热原件不是金属电阻丝而是液态的各种盐类，这就是电极盐浴炉，其在热处理浴炉中应用最广。炉，其在热处理浴炉中应用最广。应用：应用：主要用于中温特别是小型工件的高温淬火加热，是低温回火、等主要用于中温特别是小型工件的高温淬火加热，是低温回火、等温淬火、分级淬火，小型工件的等温退火、球化退火及索氏体等温热处理温淬火、分级淬火，小型工件的等温退火、球化退火及索氏体等温热处理设备。设备。模块二模块二 电极盐浴炉电极盐浴炉第11页/共31页1 1、结构、结构 炉体、坩锅、电极等组成。热源布置在导电介质中。炉体、坩锅、电极等组成。热源布置在导电介质中。2

9、 2、工作原理、工作原理 交流电经过变压器降压后，输入电极，流经熔盐，形成电加热回路。交流电经过变压器降压后，输入电极，流经熔盐，形成电加热回路。由于熔盐的电阻远大于金属电极，所以熔盐主要起发热体作用。由于熔盐的电阻远大于金属电极，所以熔盐主要起发热体作用。能力知识点能力知识点1 电极盐浴炉的工作原理及特点电极盐浴炉的工作原理及特点第12页/共31页3 3、工作特点、工作特点 （1 1）以熔盐作为发热体；）以熔盐作为发热体； （2）传热的主要形式是）传热的主要形式是当有较大电磁力驱动盐液循环流动时，对流换热量起很大的作用。当有较大电磁力驱动盐液循环流动时，对流换热量起很大的作用。 （3）盐液面

10、热损失大。）盐液面热损失大。 （4）热量不均匀，分布集中在电极间。）热量不均匀，分布集中在电极间。 （5）需要特殊方式启动）需要特殊方式启动 熔盐电阻率随温度降低而迅速增大。纯净固态盐电阻率很大，在炉子熔盐电阻率随温度降低而迅速增大。纯净固态盐电阻率很大，在炉子正常工作电压作用下不能导通。正常工作电压作用下不能导通。导热和对流换热；导热和对流换热；能力知识点能力知识点1 电极盐浴炉的工作原理及特点电极盐浴炉的工作原理及特点第13页/共31页4 4、分类、分类 电极盐浴炉电极盐浴炉按炉温按炉温可分为低温可分为低温( (650)650)、中温、中温(650(6501000 1000 ) )和高和高

11、温温(1000(10001300)1300)三种。低温炉常用于高速钢的分级淬火和回火，坩锅用低碳三种。低温炉常用于高速钢的分级淬火和回火，坩锅用低碳钢板焊成为好，也可用耐火材料砌成。中温炉用于碳钢、低合金钢件的淬火加钢板焊成为好，也可用耐火材料砌成。中温炉用于碳钢、低合金钢件的淬火加热、高速钢的淬火预热和化学热处理。高温炉主要用于高速钢和高合金钢件的热、高速钢的淬火预热和化学热处理。高温炉主要用于高速钢和高合金钢件的淬火加热。中、高温炉的坩锅一般都用耐火材料砌成。淬火加热。中、高温炉的坩锅一般都用耐火材料砌成。能力知识点能力知识点1 电极盐浴炉的工作原理及特点电极盐浴炉的工作原理及特点第14页

12、/共31页插入式电极盐浴炉插入式电极盐浴炉1 1坩锅；坩锅；2 2炉膛；炉膛；3 3炉胆；炉胆；4 4电极；电极；5 5电极柄；电极柄；6 6汇流板；汇流板；7 7冷却水管；冷却水管；8 8炉盖炉盖（1 1）电极布置特点：电极从坩锅上方垂直插入熔盐电极布置特点：电极从坩锅上方垂直插入熔盐 电极浸入介质的方式电极浸入介质的方式，电极浴炉分为插入式和埋入式两种。，电极浴炉分为插入式和埋入式两种。插插入入式式电电极极浴浴炉炉：第15页/共31页插入式电极浴炉插入式电极浴炉：（2 2）优点：结构简单；）优点：结构简单；可随意调节电极间距；可随意调节电极间距；（3 3）缺点：电极占据液）缺点：电极占据液

13、面较大位置，热效率低；液面较大位置，热效率低；液面上的电极易受空气和盐蒸面上的电极易受空气和盐蒸汽氧化腐蚀。炉温均匀性比汽氧化腐蚀。炉温均匀性比较差，会出现较差，会出现“炉底斜坡炉底斜坡”现象现象 第16页/共31页埋入式电极浴炉埋入式电极浴炉：（1 1）电极布置方式：电电极布置方式：电极从坩锅侧壁插入，埋在坩极从坩锅侧壁插入，埋在坩锅砌体中，只有一面与熔盐锅砌体中，只有一面与熔盐接触。接触。（2 2）优点：电极不占据）优点：电极不占据液面位置，提高炉膛利用率液面位置，提高炉膛利用率。电极寿命长；炉温较均匀。电极寿命长；炉温较均匀（3 3）缺点：结构复杂，无法）缺点：结构复杂，无法更换和调节间

14、距。更换和调节间距。第17页/共31页根据生产率根据生产率p确定熔盐质量确定熔盐质量G（kg）tt1GP; GP (kg);2 V3 VVAB HtG、熔盐质量中温炉： (23)高温炉： (1.52)、熔盐体积、浴槽的尺寸 注：注：（1）插入式电极所占的体积是预估的，需要校核。）插入式电极所占的体积是预估的，需要校核。 （2）浴槽的实际深度）浴槽的实际深度L比熔盐高度比熔盐高度H大，确保盐液不外溢。大，确保盐液不外溢。 （3）尽可能缩小盐液面积，减少液面辐射损失。）尽可能缩小盐液面积，减少液面辐射损失。一、浴槽尺寸的确定一、浴槽尺寸的确定- -经验计算法经验计算法模块三模块三 电极盐浴炉的设计

15、电极盐浴炉的设计第18页/共31页二、电极盐浴炉功率的确定二、电极盐浴炉功率的确定（一）电极浴炉功率与熔盐体积的关系（一）电极浴炉功率与熔盐体积的关系0t0tPP V KWPV（）每升熔盐所需功率；熔盐体积；模块三模块三 电极盐浴炉的设计电极盐浴炉的设计第19页/共31页（二）影响浴炉实发功率的因素（二）影响浴炉实发功率的因素电极盐浴炉的设计电极盐浴炉的设计2sssssUPUIRIUsRRF sF流经熔盐的电极；电极间电压；电极间熔盐电阻（ ； 熔盐的电阻率；电极间距； 电极间熔盐导电面积；）第20页/共31页（二）影响浴炉实发功率的因素（二）影响浴炉实发功率的因素电极盐浴炉的设计电极盐浴炉的

16、设计1、调节电压；、调节电压；2、改变电极间距；、改变电极间距；3、电极间熔盐导电面积；、电极间熔盐导电面积；4、改变浴炉工作温度或用盐。、改变浴炉工作温度或用盐。第21页/共31页二、炉体材料的设计二、炉体材料的设计炉壳侧壁炉壳侧壁:2.53.5mm钢板，炉底钢板，炉底用用45mm钢板，炉架用角钢制造。钢板，炉架用角钢制造。浴炉常设有炉盖和抽风罩等装置。浴炉常设有炉盖和抽风罩等装置。坩锅：用重质耐火砖、高铝砖或耐坩锅：用重质耐火砖、高铝砖或耐火混凝土。火混凝土。炉胆：炉胆一般用炉胆：炉胆一般用6-12mm6-12mm钢板焊接钢板焊接而成。对侧埋电极的浴炉，炉胆后壁而成。对侧埋电极的浴炉，炉胆

17、后壁每一电极引出处都应留有电极引出孔每一电极引出处都应留有电极引出孔。保温层：有时用粉状保温材料填充保温层：有时用粉状保温材料填充，但侧埋式电极引出部位必须用成形，但侧埋式电极引出部位必须用成形砖砌筑。砖砌筑。第22页/共31页（一）插入式电极（一）插入式电极1 1、电极布置方案、电极布置方案常为棒状电极常为棒状电极电极间距一般较小，电极导电区与工作区分开。工作区无电流通过，熔盐受电极间距一般较小，电极导电区与工作区分开。工作区无电流通过，熔盐受电磁力作用教大，循环流动较好，但电磁力作用教大，循环流动较好，但炉膛利用率较低，炉内温度均匀性较差炉膛利用率较低，炉内温度均匀性较差，电极对面一侧和炉

18、膛下部温度常较低。，电极对面一侧和炉膛下部温度常较低。四、电极设计四、电极设计第23页/共31页7 72 2 电极盐浴炉的设计电极盐浴炉的设计2 2、电极参数确定、电极参数确定应满足炉子功率要求，保证其正常工作和较长应满足炉子功率要求，保证其正常工作和较长寿命。寿命。插入式电极浴炉常可采用改变电极间距的办法来调节炉子功率，因插入式电极浴炉常可采用改变电极间距的办法来调节炉子功率，因此，常不对其进行精确计算，一般可以采用经验方法或直接由表选取此，常不对其进行精确计算，一般可以采用经验方法或直接由表选取。第24页/共31页（二）、（二）、埋入式埋入式盐浴炉的电极设计盐浴炉的电极设计电极盐浴炉的设计电极盐浴炉的设计侧埋入式电极结构和布置侧埋入式电极结构和布置 第25页/共31页电极盐浴炉的设计电极盐浴炉的设计直条形直条形 三相直角块状三相直角块状 马蹄形马蹄形 直角形直角形 三相块状三相块状 第26页/共31页电极参数确定电极参数确定电极固定在坩埚内，在使用中，功率不可通过间距改变进行调整电极固定在坩埚内，在使用中，功率不可通过间距改变进行调整。因此应较准确的确定电极尺寸，常用的方法有理