专利名称：对金属工件进行热处理的热处理炉及其工艺的制作方法
此项发明首先涉及到一种对金属工件进行热处理的热处理炉。这种热处理炉由以下部分组成一个用于高温区的环状圆隧道炉和/或者一个用于低温区的环状圆隧道炉;一个环绕着隧道炉转动的回转炉底，炉底被分成若干个与热处理站相适应的退火件接收台，随着回转炉底有节律的程序转动，每个退火件接收台均可以装料。此外，热处理炉装有将回转炉底分隔开的隔墙和一个可以关闭的用于装、卸退火件的装料口。
通过DE3427716C1号专利，人们已经熟悉了这样的热处理炉，例如用这种热处理炉对可锻铸铁进行热处理。对此用于热处理的工件要通过被移动的隔板分成若干个不同热处理区的隧道炉。每一个热处理区一种炉内气氛。问题是在高温情况下，仍然要使隔板移动，将造成很大的机械损耗。尽管需要这么大的损耗，仍然能够观察到较小的伴随着温度反馈的温度跃变。而这种温度跃变，比如说对白心可锻铸铁的结构损害是相当严重的。
此项发明的任务是，研制本文开头所描述的热处理炉。这种热处理炉一方面在建造时占地面积小，另一方面又能有效地避免温度反馈。
解决这个问题的方法是，隔墙始终有敞开的有型开口，而开口基本上与用来热处理的工件的外型一致;在承载着用来热处理的工件的第一个终端站和承载着已经热处理完的工件的最后一个装料站之间规定有3个空站。
在一种有益的炉体结构上规定，高温炉和低温炉两炉的装料口相对排列安装，在两个炉子中间安装一台中央装料机为两个炉子不间断地装料;而另外一种炉体结构则规定，几个高温炉和几个低温炉相互排列安装成一行，通过一个中央装料机不间断地为这些炉子装料。通过以上措施，便创造了一种热处理炉，它既省去了连续式炉篦，又省掉了卸料门。由于是圆体结构，因此炉子只需要一个共同的装料口装用来退火的工件和卸下已经退过火的工件。
为了使隧道炉中的惰性气体气氛在装料和卸料时由于打开装料口而不受干扰，做了如下规定在炉子的装料口安装有火焰幕喷管和氮气喷嘴。
此项发明的另一项任务是，创造一种工艺。采用这种工艺，在装退火件时可以采用简单的方法而又不产生温度跃变。同时在规定的热处理时间内能够保证温度不变。
解决这个问题的方法是，在始端位的3个空站中的中间一个要直接位于装料口。回转炉底反向转动一个退火件接收台，此时第一个空站位于装料口，新装上的用于热处理的工件放到第一个空站上。然后回转炉底向前转动3个接收台，这时要卸料的接收台中的第一个接收台位于装料口卸料。当第一个热处理完的工件从隧道炉中取出后，回转炉底再反向转动一个接收台。此时又有3个空站位于装料口，它们中的中间一个紧挨在装料口的后面。
通过以上措施创造了这样一种工艺，采用这种工艺时，在装退火料的低温开始端和在同一个装料口卸料的高温终端之间形成了一个温度桥(缓冲)。这个温度桥(缓冲)保证了最后一个热处理站能保持所要求的温度，而在它的前面装上了用来进行热处理的冷料，但却避免了温度跃变。
也就是说本发明提出了一种对金属工件进行热处理的热处理炉，它由以下部分组成一个用于高温区的环状隧道炉和/或一个用于低温区的环状隧道炉;一个在隧道炉内环绕其转动的回转炉底，回转炉底被分成若干个与热处理站相适应的退火件接收台，随着炉底有节律的程序转动，每个退火件接收台均可以装料，此外，热处理炉还装有将回转炉底分隔开的隔墙和一个可以关闭的用于装、卸退火件的装料口，这种热处理炉的特点是隔墙始终有一个有型开口，开口的形状与退火件的外形基本一致;在承载着热处理件的第一个终端站和承载着已经热处理过的工件的后面一个装料站之间规定有3个空站。
位于装料口处的回转炉底退火件接收台和与其相邻的两个接收台构成空站。
圆隧道炉用燃气射流加热管或者用电间接加热。
环状圆隧道炉的装料口装有火焰幕喷管和惰性气体喷管。
几个环状的圆隧道炉以及与其相配套的位于炉子外部的装料台、卸料台和调质处理站均能由一个中央装料机进行装、卸料。
一个高温炉和一个低温炉相对排列安装，即两个炉子的装料口相对。中央装料机位于两个炉子中间。因此两个炉子均能不间断地装料，并且通过一个隔离室相互连接在一起。
若干个高温炉和低温炉相互排列在一起，并且能够用一个在轨道装置上行走的装料机不间断地装料。
对金属工件进行热处理的工艺流程，特别是由一个环状的高温隧道炉和一个环状的低温隧道炉组成的热处理炉的工艺流程。这种热处理炉装有环绕着隧道炉转动的回转炉底，回转炉底被分成若干个接收台用于承接装有退火料的装料筐。随着回转炉底有节律的行程转动，回转炉底上的每个接收台均可装料。此外，隧道炉中装有将回转炉底分隔开的隔墙和可以关闭的用于装、卸退火件的装料口。特别是按以上所述的工艺流程，其特点是位于始端位的3个空站中的中间一个直接位于装料口。回转炉底反向转动一个接收台，此时第一个空站位于装料口。随后将用来退火的工件放到第一个空站上，然后将回转炉底顺着转动方向向前转动3个接收台，这时应该卸料的接收台中的第一个位于装料口卸料。当第一个退过火的工件从隧道炉中取出来后，回转炉底向后转动一个接收台。此时又有3个空站位于装料口。3个空站中的中间一个紧挨在装料口的后面。
退火件在一个热处理站的停留过程中，为了均衡退火温度，可以向前或者向后转动一个接收台的宽度。
热处理炉可以使用一种保护气体退火。
这项发明将借助于附上的图纸以实例加以阐述和说明。这些图纸是
图1是一个由一个高温炉、一个低温炉和一台安装在两炉中间的装料机组成的热处理炉的正视图。
图2是图1中所示的热处理炉的顶视图。
图3是一种热处理炉的顶视图。这种热处理炉由两对各由一个高温回转炉底隧道炉和一个低温回转炉底隧道炉安装排列在一起的热处理装置组成。隧道炉由一个在轨道装置上行走的装料机装料。
图4是图3中所示的热处理炉的前视图，部分剖视。
图5A至图5D是根据发明的要求，为避免温度跃变所进行装料、卸料行程的图表说明。在装、卸料过程中，回转炉底转动4个不同的位置。
图1和图2中所示的热处理炉10，首先由一个高温炉(HT-炉)11和一个低温炉(NT-炉)12组成。在两个炉子之间装有一个中央装料机，即自动装料机13。
如图2所示，高温炉11和低温炉12各由一个圆形的隧道15组成，每个隧道均有一个装料口36。两个装料口36相对排列，每个装料口均由一个上下移动的门31关闭。
如图1所示，高温炉11和低温炉12各装有一个同心的旋转连接装置14，例如一个大型的滚珠轴承旋转连接装置。在旋转连接装置上，由转动架16a支撑的旋转托架16可以转动。旋转托架16上沿半径向外的方向是一个环状的回转炉底28。在回转炉底的上面是一个被封闭起来的固定的环状退火室43。
退火室43是由圆隧道15，一个底部敞开的耐火粘土隔焰炉26和将耐火粘土隔焰炉26从底部封闭的回转炉底28组成。为了使耐火粘土隔焰炉26与回转炉底28之间密封，圆隧道15安装2个同心的密封杯25和25a。径向外的密封杯25由与环状回转炉底28同心的密封支座17固定，而径向外的密封杯25a则由炉子外壳47固定。
圆隧道15和回转炉底28是由耐火材料制做的。回转炉底28被分成若干个回转炉底退火件接收台48。炉底退火件接收台48与热处理站37相吻合。在炉底退火件接收台48上可以成对的摆放若干个栅格状的装有退火件23的筐式装料集装架35。旋转托架16由安装在炉子11和12下面的回转炉底传动站18驱动。
在高温炉11和低温炉12之间安装中央自动装料机13。中央自动装料机13带有一个装料平台21和一个电葫芦20。电葫芦在一个能够转动360°的吊车轨19上前进和后退。这个可以转动的吊车轨19悬挂在转动连接装置46上，由一个装有支座27的轨道架49固定。
在电葫芦20上安装一个装料叉22，其大小与筐式装料集装架35和热处理站37吻合。装料叉22和电葫芦20可以在装料圆周34内自动到达一个装料台41、高温炉11内的空站38、安装在炉子11和12外部的调质处理站44和45、低温炉12内的空站38和一个卸料台42，并且将装有退火件23的筐式装料集装架35装炉。
为了使退火件23与含有氧气的外部大气环境隔离，安装有火焰幕喷管32和惰性气体喷嘴33。因此当炉门31打开的时候，在装料口36的前面从底部向上形成了一个图中没有表示的火焰幕和一个图中同样没有表示的惰性气体幕。使用的惰性气体主要是氮气，火焰幕喷管32使用天然气。
如图1所示，火焰幕喷管32安装在装料口36的下面，而惰性气体喷嘴33安装在装料口36的侧面，以便使喷嘴将氮气或另外一种惰性气体在装料口36前沿切线方向吹动。
关闭装料口36的炉门31安装在垂直的炉门导轨40内，并且可以在导轨内上下移动。如图1所示，为了用装料叉22给高温炉11取下或放上筐式装料集装架35，炉门31在垂直的炉门导轨40内可以向上移动。与此同时，点燃火焰幕喷管32，打开惰性气体喷嘴。这样便在装料口36的外面形成了一个屏障。此时，在圆隧道15内形成了一种超压的惰性气体气氛。由于超压，氧气便不能进到隧道炉内。
当打开装料口36放进装着冷退火料23的筐式装料集装架35的时候，为了避免各热处理站37的温度损失，在圆隧道15内径向安装有若干个有型密封(隔墙)29。有型密封(隔墙)29带有有型开口30，开口的外部尺寸与筐式装料集装架35的外部尺寸基本一致。当回转炉底28按程序有节奏地转动，各热处理站37通过圆隧道15的退火室43的时候，筐式装料集装架35将做为隔板的密封(隔墙)29密封。
由有型密封(隔墙)29相互隔开的单个退火室43用燃气射流加热管24间接加热。根据冶金处理的要求，各退火室43的温度可以一样，也可以不一样。当退火件在一个热处理站37停留的时候，为了使各自的退火温度均衡，退火件可以向前或者向后转动一个站。热处理结束后，装着热处理过的金属件23的筐式装料集装架35从最后一个终端站39上取下来，这个终端站此时正在炉门31后面的空站38的位置上。然后用中央自动装料机13将这个筐式装料集装架放到低温炉12的第1个空站38上。
在高温炉11进行热处理和随后在低温炉12内进行的回火并形成铁素体的处理过程中间，热处理过的退火件可以在调质站44和45进行调质处理。在调质站44和45可以用水，淬火油或者空气流进行调质处理。
调质处理结束后，中央自动装料机13在装料圆周34内移动到卸料台42中的一个，将热处理完的退火件放到卸料台上待运走。中央自动装料机13可以继续转动到装料台41开始新的一轮装料。
如图2所示，为中央自动装料机13配有两个装料台41。在这两个装料台上交替放上装满准备热处理的工件23的筐式装料集装架35。随后可以将集装架分别装进炉子11和炉子12中。为了将集装架装炉，固定在电葫芦20上的装料叉22径向向里移动，然后在装料圆周34上移向待装料的炉子11和12的装料口36。
图3中是两对纵向排列的炉子装置10a和10b。每一对炉子装置10a和10b均由一个高温炉11和一个低温炉12组成。在炉子11，11a，12和12a的炉门31前面有一个轨道装置50。如图4所示，装料机51在车间52中的轨道装置上纵向移动。
炉子装置组10a和10b各有一个共同的加热燃气接点53和一个氮气接点54。同样还有一个共同的供电系统55。炉子11和12各有一个废气接点56。
热处理站就设在炉门31处，例如空气冷却站57。为准备好要进行热处理的退火件，设有缓冲站58。在缓冲站可以为筐式装料集装架35做装料准备。
如图4所示，在车间52中的吊车轨道19上纵向行走的吊车20a，通过一个电葫芦20可以移向整个炉子装置组10a和10b。
图5A至图5D所描述的，是按照此项发明给炉子11和12的装料方法，即所谓三进一退往复式装、卸料。以图5A所示位开始，在箭头所示的炉门31前是一个空站L3，空站L2和L4在它的两侧。对着旋转方向59，紧靠着空站的是终端站E1和E0;而顺着旋转方向59，靠着空站的是装料站B5和B6。每一个空站“L”(Leerstation)、终端站“E”(Endstation)和装料站“B”(Beladestation)均与回转炉底28的一个退火件接收台48一致。
装料如图5B所示，回转炉底28对着旋转方向59向后退一个站，站“4”便直接到了炉门31的后面装料。因此站“4”由一个空站L4变成了一个装料站B4。在高温的终端站E1和刚刚装过料而温度还很低的装料站B4之间，此时有两个空站L3和L2。
如图5C所示，关闭炉门31后，回转炉底28顺着旋转方向59向前转动了3个站。因此E1位便到了炉门31的后面，打开炉门31后就可以卸料。这样终端站E1又成了空站L1。
如图5D所示，关闭炉门31后，回转炉底28对着旋转方向59向后退一个站。此时空站L2移到了关闭着的炉门31的后面。因此在刚才装料而温度还低的装料站B4和新的空站L1之间又有3个空站，即L1、L2和L3。相对于开始位图5A来说，整个回转炉底28顺着旋转方向59向前转动了一个站，重新装料一个站，卸料一个站。以上借助于高温炉11所描述的装、卸料过程，在低温炉12中也是如此。
在退火过程中，通过这种往复式装、卸料方法，由3个空站“L”保证了在新装在第1个热处理站“B”上的低温退火料23和在后面终端站“E”上的退好火的高温退火料23之间，始终有一个足够的温度隔离区。因此不用耗很多的技术和设计费，例如设计隔板，便可以有效地避免冷桥和其它的各退火室43之间的相互影响。
10，10a，10b 炉子装置组11，11a 高温炉12，12a 低温炉13 自动装料机14 旋转连接装置15 圆隧道16 旋转托架16a 转动架17 密封支座18 回转炉底传动站19 吊车轨道20 电葫芦20a 吊车21 装料平台22 装料叉
23 退火料24 燃气射流加热管25，25a 密封杯26 耐火粘土隔焰炉27 吊车轨道支座28 回转炉底29 密封(隔墙)30 有型开口31 炉门32 火焰幕喷射管33 惰性气体喷嘴34 装料圆周35 筐式装料集装架36 装料口37 热处理站38 空站39 终端站40 炉门导轨41 装料台42 卸料台43 退火室44 调质处理站45 调质处理站46 旋转连接装置47 炉壳
48 回转炉底退火料接收台49 吊车轨道架50 轨道装置51 装料机52 车间53 燃气加热装置54 氮气接点55 供电系统56 废气接点57 空气冷却站58 缓冲站59 旋转方向
权利要求
1.对金属工件进行热处理的热处理炉由以下部分组成一个用于高温区的环状隧道炉和/或一个用于低温区的环状隧道炉；一个在隧道炉内环绕其转动的回转炉底，回转炉底被分成若干个与热处理站相适应的退火件接收台，随着炉底有节律的程序转动，每个退火件接收台均可以装料，此外，热处理炉还装有将回转炉底分隔开的隔墙和一个可以关闭的用于装、卸退火件的装料口，这种热处理炉的特点是隔墙(29)始终有一个有型开口(30)，开口的形状与退火件(23)的外形基本一致；在承载着热处理件(23)的第一个终端站(39)和承载着已经热处理过的工件(23)的后面一个装料站(37)之间规定有3个空站(38)。
2.如权利要求1所述热处理炉，其特点是位于装料口(36)处的回转炉底退火件接收台(48)和与其相邻的两个接收台(48)构成空站(38)。
3.如权利要求1或2所述热处理炉，其特点是圆隧道炉(11，12)用燃气射流加热管(24)或者用电间接加热。
4.如权利要求1至3之一所述热处理炉，其特点是环状圆隧道炉(11，12)的装料口(36)装有火焰幕喷管(32)和惰性气体喷管(33)。
5.如权利要求1至4之一所述热处理炉，其特点是几个环状的圆隧道炉(11，12)以及与其相配套的位于炉子外部的装料台(41)、卸料台(42)和调质处理站(44，45)均能由一个中央装料机(13)进行装、卸料。
6.如权利要求1至5之一所述热处理炉，其特点是一个高温炉(11)和一个低温炉(12)相对排列安装，即两个炉子的装料口(36)相对，中央装料机(13)位于两个炉子中间，因此两个炉子(11，12)均能不间断地装料，并且通过一个隔离室相互连接在一起。
7.如权利要求1至5之一所述热处理炉，其特点是若干个高温炉(11，11a)和低温炉(12，12a)相互排列在一起，并且能够用一个在轨道装置(50)上行走的装料机(51)不间断地装料。
8.对金属工件进行热处理的工艺流程，特别是由一个环状的高温隧道炉和一个环状的低温隧道炉组成的热处理炉的工艺流程，这种热处理炉装有环绕着隧道炉转动的回转炉底，回转炉底被分成若干个接收台用于承接装有退火料的装料筐，随着回转炉底有节律的行程转动，回转炉底上的每个接收台均可装料，此外，隧道炉中装有将回转炉底分隔开的隔墙和可以关闭的用于装、卸退火件的装料口，特别是按第1项至第7项要求的工艺流程，其特点是位于始端位的3个空站中的中间一个直接位于装料口，回转炉底反向转动一个接收台，此时第一个空站位于装料口，随后将用来退火的工件放到第一个空站上，然后将回转炉底顺着转动方向向前转动3个接收台，这时应该卸料的接收台中的第一个位于装料口卸料，当第一个退过火的工件从隧道炉中取出来后，回转炉底向后转动一个接收台，此时又有3个空站位于装料口，3个空站中的中间一个紧挨在装料口的后面。
9.如权利要求8所述工艺，其特点是退火件在一个热处理站的停留过程中，为了均衡退火温度，可以向前或者向后转动一个接收台的宽度。
10.如权利要求8或9所述工艺，其特点是热处理炉可以使用一种保护气体退火。
全文摘要
对金属工件进行热处理的热处理炉由下列部分组成一个高温隧道炉，一个低温隧道炉，可以在整个隧道炉中移动的热处理件接收台，用于装、卸热处理件的可以关闭的装、卸料口。高温炉和低温炉的结构为环状。每个炉子只有一个用一个炉门关闭的装料口。热处理件接收台由坐落在一个旋转连接装置上的同心转动的回转炉底承载。接收台环绕着炉子转动。
文档编号F27B9/02GK1091821SQ9410108
公开日1994年9月7日 申请日期1994年1月21日 优先权日1993年2月9日
发明者卡尔-汉斯·弗雷德利克 申请人:Iob工业炉建造有限公司