1、第三單元 熱處理浴爐,授課人：于永波,教學(xué)提示,教學(xué)要求,：熱處理浴爐是一種以液態(tài)物質(zhì)作為加熱介質(zhì)的爐子。優(yōu)點(diǎn)：加熱速度快，無氧化，無脫碳且可局部加熱工件等優(yōu)點(diǎn)。,第三單元 熱處理浴爐,：了解浴爐類型及各類結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用特點(diǎn)；掌握電極鹽浴爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、尺寸確定、功率確定。了解插入式及埋入式鹽浴爐的電機(jī)設(shè)計(jì)、變壓器的選用原則；,模塊一 熱處理浴爐的分類及電阻加熱浴爐,浴爐的特點(diǎn) 1、液體作為介質(zhì)加熱（或冷卻）工件，工件氧化脫碳少 ； 2、工作溫度寬(60-1350);能滿足特殊工藝（形狀復(fù)雜、表 面質(zhì)量要求高）；工件變形小 3、加熱速度快，便于對(duì)工件局部加熱和高溫短時(shí)快速表面加 熱； 4、裝料少

2、；液體介質(zhì)消耗多；污染大；散熱大; 5、脫氧處理、特殊方式啟動(dòng)，增加了輔助時(shí)間； 6、操作技術(shù)要求高；需要配置輔助設(shè)備,優(yōu) 點(diǎn),缺 點(diǎn),一、按熱源分類,能力知識(shí)點(diǎn)1 熱處理浴爐的分類,燃料爐,電爐,電阻加熱浴爐,電極加熱浴爐,二、按工作溫度分類,能力知識(shí)點(diǎn)1 熱處理浴爐的分類,低溫爐（工作溫度150550）,高溫爐（工作溫度10001350）,中溫爐（工作溫度5501000）,三、按加熱方式分類,能力知識(shí)點(diǎn)1 熱處理浴爐的分類,外熱式浴爐,內(nèi)熱式浴爐,電阻加熱式浴爐,電極加熱式浴爐,能力知識(shí)點(diǎn)1 熱處理浴爐的分類,三、按加熱方式分類,四、按浴劑種類分類,能力知識(shí)點(diǎn)1 熱處理浴爐的分類,鹽浴爐,

3、堿浴爐,油浴爐,鉛浴爐,四、按浴劑種類分類 液體介質(zhì)選擇 根據(jù)浴爐的工作溫度與熱處理工藝。例如：低于300的回火，主要采用礦物油作加熱介質(zhì)，浴爐工作溫度為6501000時(shí)，常用氯化鹽或氯化鹽的混合物作介質(zhì)；高溫鹽爐（1350）一般采用氯化鋇鹽液作加熱介質(zhì)等。,能力知識(shí)點(diǎn)1 熱處理浴爐的分類,1、工作特點(diǎn)：是將液體介質(zhì)放入坩堝中，電熱元件裝置放在坩堝外進(jìn)行加熱的浴爐。 2、加熱介質(zhì)：可以是熔鹽、油類或鉛等熔融金屬。 3、特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)：不需要變壓器，啟動(dòng)操作方便；缺點(diǎn)：必須用金屬坩堝；熱效率低；溫度均勻性差；只限于各種液體介質(zhì)的化學(xué)熱處理，如液體滲碳、液體氮碳共滲。,一、外熱式電阻加熱浴爐,能力知識(shí)

4、點(diǎn)2 電阻加熱浴爐,（1）工作特點(diǎn)：將管狀加熱器浸埋在加熱介質(zhì)內(nèi)的浴爐。工作溫度550以下，適用于工件的回火及等溫冷卻等。 （2）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加熱器安裝方便，熱效率高。 缺點(diǎn)：只能在較低溫度下工作，主要用于油浴爐、硝鹽爐和堿浴爐。 （3）管狀加熱器：金屬管內(nèi)裝入電熱元件，并用絕緣的導(dǎo)熱性較好的耐火材料填充，制成各種形狀等結(jié)構(gòu)形式。,二、內(nèi)熱式電阻加熱浴爐,能力知識(shí)點(diǎn)2 電阻加熱浴爐,定義：當(dāng)電熱原件不是金屬電阻絲而是液態(tài)的各種鹽類，這就是電極鹽浴爐，其在熱處理浴爐中應(yīng)用最廣。,應(yīng)用：主要用于中溫特別是小型工件的高溫淬火加熱，是低溫回火、等溫淬火、分級(jí)淬火，小型工件的等溫退火、球化退火及索氏

5、體等溫?zé)崽幚碓O(shè)備。,模塊二 電極鹽浴爐,1、結(jié)構(gòu) 爐體、坩鍋、電極等組成。熱源布置在導(dǎo)電介質(zhì)中。,2、工作原理 交流電經(jīng)過變壓器降壓后，輸入電極，流經(jīng)熔鹽，形成電加熱回路。由于熔鹽的電阻遠(yuǎn)大于金屬電極，所以熔鹽主要起發(fā)熱體作用。,能力知識(shí)點(diǎn)1 電極鹽浴爐的工作原理及特點(diǎn),3、工作特點(diǎn) （1）以熔鹽作為發(fā)熱體； （2）傳熱的主要形式是 當(dāng)有較大電磁力驅(qū)動(dòng)鹽液循環(huán)流動(dòng)時(shí)，對(duì)流換熱量起很大的作用。 （3）鹽液面熱損失大。 （4）熱量不均勻，分布集中在電極間。 （5）需要特殊方式啟動(dòng) 熔鹽電阻率隨溫度降低而迅速增大。純凈固態(tài)鹽電阻率很大，在爐子正常工作電壓作用下不能導(dǎo)通。,導(dǎo)熱和對(duì)流換熱；,能力知識(shí)點(diǎn)

6、1 電極鹽浴爐的工作原理及特點(diǎn),4、分類 電極鹽浴爐按爐溫可分為低溫(650)、中溫(6501000 )和高溫(10001300)三種。低溫爐常用于高速鋼的分級(jí)淬火和回火，坩鍋用低碳鋼板焊成為好，也可用耐火材料砌成。中溫爐用于碳鋼、低合金鋼件的淬火加熱、高速鋼的淬火預(yù)熱和化學(xué)熱處理。高溫爐主要用于高速鋼和高合金鋼件的淬火加熱。中、高溫爐的坩鍋一般都用耐火材料砌成。,能力知識(shí)點(diǎn)1 電極鹽浴爐的工作原理及特點(diǎn),插入式電極鹽浴爐 1坩鍋；2爐膛；3爐膽；4電極； 5電極柄；6匯流板；7冷卻水管；8爐蓋,（1）電極布置特點(diǎn)：電極從坩鍋上方垂直插入熔鹽,電極浸入介質(zhì)的方式，電極浴爐分為插入式和埋入式兩種

7、。,插 入 式 電 極 浴 爐：,插入式電極浴爐： （2）優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；可隨意調(diào)節(jié)電極間距； （3）缺點(diǎn)：電極占據(jù)液面較大位置，熱效率低；液面上的電極易受空氣和鹽蒸汽氧化腐蝕。爐溫均勻性比較差，會(huì)出現(xiàn)“爐底斜坡”現(xiàn)象,埋入式電極浴爐： （1）電極布置方式：電極從坩鍋側(cè)壁插入，埋在坩鍋砌體中，只有一面與熔鹽接觸。 （2）優(yōu)點(diǎn)：電極不占據(jù)液面位置，提高爐膛利用率。電極壽命長(zhǎng)；爐溫較均勻（3）缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法更換和調(diào)節(jié)間距。,根據(jù)生產(chǎn)率p確定熔鹽質(zhì)量G（kg）,注：（1）插入式電極所占的體積是預(yù)估的，需要校核。 （2）浴槽的實(shí)際深度L比熔鹽高度H大，確保鹽液不外溢。 （3）盡可能縮小鹽液面積，

8、減少液面輻射損失。,一、浴槽尺寸的確定-經(jīng)驗(yàn)計(jì)算法,模塊三 電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),二、電極鹽浴爐功率的確定 （一）電極浴爐功率與熔鹽體積的關(guān)系,模塊三 電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),（二）影響浴爐實(shí)發(fā)功率的因素,電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),（二）影響浴爐實(shí)發(fā)功率的因素,電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),1、調(diào)節(jié)電壓； 2、改變電極間距； 3、電極間熔鹽導(dǎo)電面積； 4、改變?cè)t工作溫度或用鹽。,二、爐體材料的設(shè)計(jì) 爐殼側(cè)壁:2.53.5mm鋼板，爐底用45mm鋼板，爐架用角鋼制造。浴爐常設(shè)有爐蓋和抽風(fēng)罩等裝置。 坩鍋：用重質(zhì)耐火磚、高鋁磚或耐火混凝土。 爐膽：爐膽一般用6-12mm鋼板焊接而成。對(duì)側(cè)埋電極的浴爐，爐膽后壁每一電極引出處都

9、應(yīng)留有電極引出孔。 保溫層：有時(shí)用粉狀保溫材料填充，但側(cè)埋式電極引出部位必須用成形磚砌筑。,（一）插入式電極 1、電極布置方案,常為棒狀電極,電極間距一般較小，電極導(dǎo)電區(qū)與工作區(qū)分開。工作區(qū)無電流通過，熔鹽受電磁力作用教大，循環(huán)流動(dòng)較好，但爐膛利用率較低，爐內(nèi)溫度均勻性較差，電極對(duì)面一側(cè)和爐膛下部溫度常較低。,四、電極設(shè)計(jì),72 電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),2、電極參數(shù)確定應(yīng)滿足爐子功率要求，保證其正常工作和較長(zhǎng)壽命。 插入式電極浴爐常可采用改變電極間距的辦法來調(diào)節(jié)爐子功率，因此，常不對(duì)其進(jìn)行精確計(jì)算，一般可以采用經(jīng)驗(yàn)方法或直接由表選取。,（二）、埋入式鹽浴爐的電極設(shè)計(jì),電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),側(cè)埋入式電極結(jié)構(gòu)和布置,電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),直條形,三相直角塊狀,馬蹄形,直角形,三相塊狀,電極參數(shù)確定 電極固定在坩堝內(nèi)，在使用中，功率不可通過間距改變進(jìn)行調(diào)整。因此應(yīng)較準(zhǔn)確的確定電極尺寸，常用的方法有理論計(jì)算法、模擬試驗(yàn)法、直接仿效法和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算法。,電極鹽浴爐的設(shè)計(jì),五、啟動(dòng) （一）常規(guī)啟動(dòng)法 啟動(dòng)電阻法：低碳鋼條繞制成螺旋形或板條制成波紋形，串接在電極間。 啟動(dòng)鹽法：凝固鹽的表面上加一層導(dǎo)電的啟動(dòng)鹽。 （二）新型啟動(dòng)法 小熔池啟動(dòng)法：利用輔助電極縮短啟動(dòng)時(shí)的電極間距，減少浴鹽電阻