加热冷却两用的辐射管

横笛吹雨

在下面链接中（http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=21258&extra=page%3D1）提到可通空气降温的辐射管，而本人也听说过（没见过）有通水的辐射管，用于需加热和冷却配合的工艺和设备。
1、不知有没有使用的？
2、像这种两用的辐射管除了可以少占用炉内空间外还有什么优点？
3、我看不到优点：加热时管内的水需要保持一定的循环水量，以免水沸腾气化爆裂水管，这影响热效率；而需要冷却时，虽然断开加热电源，但冷却水还是要先冷却辐射管本身，然后再冷却炉膛，不仅急冷急热对加热系统不利，也影响冷却速度。那么实际设计是如何克服这些问题的呢？

lrzjs

一种管状加热元件,在管内通入空气是使管内的脱碳速度和管外的渗碳速度平衡，从而延长了电热元件的使用寿命！但是通入空气的量十分关建，多了使元件发生氧化损坏，太少又达不到预期效果！

横笛吹雨

不太明白管内管外怎么平衡？是薄壁管？是管外渗入的碳通过管内的空气脱掉？

热火女郎

这种辐射加热管是美国Surface公司发明的,用在多用炉和井式渗碳炉上. 它是用高镍铬合金冷拔的无缝钢管做成的. 在井式炉上的管比多用炉上的直径要大许多. 多用炉上的辐射管是蛇盘状的, 井式炉是U形的. 管口的两端设计成一高一低,目的是使管内的热空气容易产生流动. 管的外壁在渗碳气氛中渗碳,而管的内壁在热空气缓慢的流动中脱碳, 这样在一定的时间内管壁保持了碳的平衡, 管壁的C%保持不变.  所以,这也是为什么Surface公司的多用炉和井式渗碳炉不需要马弗罐的原因,和使用寿命长大10年的根本保证.

横笛吹雨

谢谢回复。那么我说的那种两用的辐射管情况怎么样？

热火女郎

这种辐射加热管在加热时起到加热的作用. 但渗碳完成后,需要在淬火之前将温度降到850C左右的时候,别的厂家的设备没有别的办法,只能关掉加热元件,靠炉体的自然散热,达到降温. 而Surface公司的这种辐射加热管, 这时候关掉电源后,用一个抽风机带动,将室外的空气从辐射管的一端进入,从另一端出来,这样辐射加热管此时变成了冷却管. 可以迅速地将炉温降到850C左右. 然后工件去淬火. 这段时间只用1个小时左右, 大大的缩短了工件的周期,提高生产率. 所以说:同样吨位的设备,Surface公司的多用炉和井式渗碳炉的生产周期比别的厂家都要短将近2-3个小时, 这样一年下来的话, 生产能力比别人的设备都要多很多了.

横笛吹雨

但如何解决空气对加热元件的氧化呢？在降温开始时虽然关闭电源，但加热元件还处于高温状态的。
还有一个问题，其管内绝缘元件有何特别之处？一般绝缘体频繁急冷急热很容易损坏的。

热火女郎

该辐射加热管本身就是发热体，管内没有任何电阻丝和绝缘体。该管的材料是高镍铬的合金无缝冷拔的管，由于管外壁它在渗碳气氛中不停的渗碳，内壁在空气中不停的脱碳，脱出的碳和空气中的氧发生反映，不存在氧化的问题。

横笛吹雨

服了！到底是独特的结构设计！
但降温开始时管体还处于高温状态，会因大流量空气流入而打破管内外的渗碳脱碳平衡，从而发生较大的管内壁氧化脱碳，这大概要靠“高镍铬”来抵抗了抑或还有更精到的设计？

fcxhm

管体就是发热体，老外真是厉害，很多问题想不通的，渗碳脱碳平衡太难了。

cactuswhy1978

没见过东西，不清楚情况，挺长见识！
不过“碳平衡”好像没什么用，加热管材料应该是Cr20Ni80镍镉合金，渗碳气氛对其物理性能几乎没有影响，炉内构件经常使用这种材料。
所以我觉得多用炉降温时通空气冷却应该是最终目的，毕竟加热元件布置在最容易控制炉内温度的位置，加热和冷却通用会有效提高淬火预冷的速度。

热火女郎

今天详细地说说这种加热管， 它是美国索菲斯Surface公司的专利Prolectric辐射加热管

结构和尺寸: 直径为5英寸(125mm), 壁厚为1/8英寸(3.2mm). 由标准Prolectric加热元件同样的材料的合金板下料, 卷绕成型焊接而成U形, 两端弯到炉外,  接到风管上. 长度可达2.5米.  如果井式炉有效炉膛深度在2.5米以上, 可以布置不同高度上的两排进行双层控温.

材      质:

结构特点 :  Prolectric电加热元件是一个管状加热元件, 管腔内有 自然流通的空气流. 加热元件管子的一端向上延伸开放,  管子发热后热空气在管子内自然该口流出, 同时引进室温空气从另一端自然吸入, 造成管内有一股自然的空气流.
工作原理:  管状加热元件本身就是加热发热体, 管内没有电阻丝. 高温的加热元件处于炉内渗碳气氛中, 炉气中的碳从管子外壁不断渗入. 但是管内自然流动的气流中的氧不断 同渗入的碳化合成CO,  并被空气流带走. 这样外壁渗碳, 内壁脱碳导致碳平衡, 使加热元件的含量始终保持平衡, 即使在高渗碳气氛下也不再升高.

强制冷却:  在切断加热电源的同时, 开动风机通过加热元件管内强制循环室内空气, 对加热室进行强制冷却. 在不采用强制冷却的情况下, 切断电源使工件随加热室炉温从大约930C渗碳/扩散温度下降到大约840C的予冷温度, 大约需要90分钟. 采用上述强制冷却的功能后, 上述冷却过程可缩短为大约30分钟, 使每个渗碳热周期节省60分钟.这样每年可多处理大约93炉次, 显著提高生产率, 降低生产成本, 提高经济效益.

炉内气氛:  采用强制冷却功能时, 冷却用空气在加热元件管内循环, 对炉内气氛的成分没有影响.  但是,  炉内气氛成分不变的条件下迅速冷却时, 炉内碳势将迅速相应提高. 这时控制系统的计算机对此实现全面实时控制,包括有控制地向炉内通入工艺用空气, 使炉内碳势始终维持在预先设定的碳势水平上.

使用寿命:  根据Surface 公司许多用户的实际使用经验, 上述加热管的平均寿命, 在正常使用的情况下，合同保证在15,000小时以上. 我国戚墅堰机车车辆研究所使用的井式渗碳炉上的加热管, 连续满负荷的情况下, 使用了13年都没有报废.  

不知道说这么多，大家是否清楚了？

横笛吹雨

哈，材质不是2080，而应算作2030了。
国产的2080电阻丝是否也可以降低Ni含量，节省一些成本？

liruitu

要是把饱和电抗器控制改成变压器控制会好点

viphxing

你是高手啊aaa

excellence

看到这个帖子和刚上论坛一样兴奋，论坛确实是学习的好地方，希望类似的帖子越来越多。

ling000889

这种辐射管我不敢说没有，不过我想很难做得出来，除非冷却时用气

21st

热火女郎 发表于 2008-7-17 19:31
今天详细地说说这种加热管， 它是美国索菲斯Surface公司的专利Prolectric辐射加热管

结构和尺寸: 直径为 ...

文如其名，精彩！精彩！

fxh1000

在国内现在已经有好多井式气体渗碳炉上使用，快冷就用到上面所述的。

yangxinshan

美国索菲斯加热管 如热火所讲，德国燃气辐射管有两路空气进口，一路用于燃烧，一路可用来冷却，加快降温过程，缩短降温时间，大大提高了生产效率。