真空炉
vacuum furnace
炉膛内的压力能抽成低于大气压力的工业炉。真空炉用电加热,被加热的工件表面不氧化,不脱碳,变形小,机械性能好。用真空炉熔炼金属有利于除去杂质,成品针孔少,偏析小、质量好。真空炉适用于高质量、高纯度、难熔金属的熔炼和加热,例如用于钨、钼、钽、铌、钛、耐热合金钢的冶炼和磁性材料,电工材料、高强钢、不锈钢、工具钢、模具钢等的热处理。
真空炉出现于20世纪30年代前后。1927年美国制成电工材料真空退火炉。1953年真空自耗电弧炉在工业上已用于熔炼海绵钛。50年代前后真空感应炉在工业上得到广泛应用。1960年美国研制成油淬真空炉。
真空炉一般由炉膛、电热装置、密封炉壳、真空系统、供电系统和控温系统等组成。密封炉壳用碳钢或不锈钢焊成,可拆卸部件的接合面用真空密封材料密封。为防止炉壳受热后变形和密封材料受热变质,炉壳一般用水冷或气冷降温。炉膛位于密封炉壳内。根据炉子用途,炉膛内部装有不同类型的加热元件,如电阻、感应线圈、电极和电子枪等。熔炼金属的真空炉炉膛内装有坩埚,有的还装有自动浇注装置和装卸料的机械手等。真空系统主要由真空泵、真空阀门和真空计等组成。
真空炉按加热元件分为真空电阻炉、真空感应炉、真空电弧炉、真空自耗电弧炉、电子束炉(又称电子轰击炉)和等离子炉等。
台车式炉
car-bottom type furnace
炉膛固定、炉底可以移出炉外的室状工业炉(见图)。装有行走机构的炉底由牵引机构沿地面上的轨道拉出或拖入炉膛,便于在炉外装卸工件。台车式炉适用于不便在室式炉内加热的大型钢锭、钢坯、钢板的锻压前加热和大型铸件、锻件、焊接件的热处理加热。台车式炉可用气体或液体作燃料,也可用电加热。使用气体或液体燃料时,烧嘴多布置在炉膛两侧。
台车式炉按用途分为台车式加热炉和台车式热处理炉。台车式加热炉的炉温变化范围为600~1250℃;台车式热处理炉的炉温变化范围为300~1100℃。 台车式炉的炉温是按规定的加热制度变化的。炉温可逐渐上升,不易引起热应力,对保证合金钢和大型工件的加热质量有利。由于炉底需要移动,台车与炉墙间留有一定的间隙,保温性差,热损失较大。
台车式炉的炉门较大,炉门和门框在结构上要保证一定的刚性,以避免受热变形。大型炉门采用型钢焊接框架并在四周镶有铸铁镶边。框架内衬有耐火和绝热材料,炉门用电动或液压升降机构启闭。台车由车架、行走机构和砌体组成。常用的行走机构有车轮式、滚柱式和滚球式3种。 移动台车所用的牵引机构有钝齿轮销齿条式、钢丝绳卷扬机式和电动链条式等类型。
60年代以来,随着核发电设备的发展,出现了特大型台车式炉,台车宽度达11米,长度达40米。为了适应工业发展的需要,现代的台车式炉还采用高速烧嘴,以强化炉内对流换热,促进炉气循环,提高炉温均匀程度,并采用包括程序控制在内的自动控制系统,以提高操作水平。 |