專利名稱：無馬弗罐式氣體滲氮爐的制作方法
技術領域：
本發明涉及的無馬弗罐氣體滲氮爐屬于機械制造領域 中的一種熱處理設備。二背景技術：
目前工業生產中普通使用的氣體滲氮爐均含有馬弗罐， 這種爐型的典型結構如附圖l所示，這種爐型由以下主要部件組成， 其中1:為馬弗罐蓋(石棉盤根密封或水冷橡膠密封)；2為馬弗罐； 3為爐殼；4為保溫層；5為電阻絲(電阻帶)發熱體。作業時將工 件及吊具放入馬弗罐內，蓋好馬弗罐蓋，隨后發熱體從馬弗罐外部對 馬弗罐進行加熱，其熱量通過馬弗罐壁再傳給罐內的介質和工件。冷 卻時，停止加熱，通過馬弗罐外壁與大氣的熱交換來降溫。作業時按 工藝要求將滲氮介質由進氣管通入爐內，在維持馬弗罐內微微正壓的 條件下，多余氣體從排氣管排出罐外。在滲氮過程完結成工件須降溫 至200。C以方可出爐，這一降溫過程是通過馬弗罐的外表面與大氣的 熱交換實現的。這種有馬弗罐式氣體滲氮爐有以下缺點其一、這種爐型難以提高爐壓，因為馬弗罐的工作溫度一般在 500-700。C，如何使馬弗罐(鑄造或焊接成型)長期可靠承受 100-300kpa的內壓則是一件難題。其二、這種爐型要求馬弗罐永遠要大于工件的尺寸，無論經向大 尺寸或軸向大尺寸的馬弗罐的制造都將面臨技術上的諸多難題。其三、這種爐型阻礙了氣體滲氮和氣體軟氮化連續化作業技術與 裝備的發展。
四、發明內容根據加壓氣體滲氮和加壓氣體軟氮化工藝的發展需求并針對傳統氣體滲氮 爐的諸多缺點，本發明研制出無馬弗罐式氣體滲氮爐。這一爐型的典型結構如附圖2所示，其中l為爐蓋，2為水冷橡膠密封鎖緊機構，3為爐殼，4為保溫 層，5為金屬電熱輻射管。通過附圖1、 2的對比可以明顯地看這兩種爐型的結構區別。前者滲氮的氣 體介質被密封在馬弗罐內，而后者則是將氣體介質密封在爐殼以內的空間，此 時爐殼的溫度為室溫+10-15。C，即《5(TC,因此爐殼材料采用碳素鋼即可滿足需 求，即便是長期承受100-300kpa的內壓，這對于壓力容器而言將是簡單可行的。當爐內的壓力為100-300kpa時，金屬輻射管承受的是外壓，在對應的耐熱 鋼允許使用溫度范圍(800°C ),壁厚為3-4mm的無縫管均可滿足上述使用條件。綜上所述，本發明為提高爐壓創造了有利條件。另一方面這種新爐型對設 計制造罩式氣體滲氮爐和臥式氣體滲氮爐及連續式氣體滲氮爐都將是很方便 的。本發明中金屬電熱輻射管有以下兩大特征其一該輻射管不僅為設備提供熱源，而且也是實現滲氮爐快速降溫的器 件，這一功能見附圖3，其中l為金屬輻射管，2為陶瓷阻絲托架，3陶瓷管，4 為進風管(同時為發熱體的定心管)，5為保溫材料，6為排風管，加熱時，進 風管起到將陶瓷阻托架，陶瓷管，保溫材料和電阻絲定位的作用，不論輻射管 是水平布置、垂直布置，開口朝上或朝下，這些組合件是不允許自由滑動的， 這樣確保電阻絲與輻射管之間的可靠絕緣。當降溫時，壓縮空氣由進風口的外 端吹入，到達輻射管最深處后沿管內空間反向流回到出風口排至大氣，風壓高， 風流速越大，空氣與管壁的熱交換也進行的快，從而爐溫也降的快，因而降溫
速度也可納入受控工藝參數范圍。其二本發明中的金屬輻射管的外表面涂敷了搪瓷，以避免耐熱鋼輻射管 與氨氣的接觸，從而延長輻射管的使用壽命。 五具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述附圖4為一臺井式無馬弗罐式氣體滲氮爐的結構示意圖，其中l為爐蓋，2 為爐蓋水冷橡膠密封鎖緊機構，3為爐殼，4為導風套，5為金屬電熱輻射管，6 為葉輪，7為保溫層。首先根據爐膛形狀、尺寸以及最大加熱功率進行總體設計，從而確定爐殼、 爐蓋、保溫層、輻射管的長度、數量及分布位置，導風套、葉輪等關鍵零部件 的具體參數與圖紙，并按圖分別加工。該爐型施工的要點在于保證爐殼和輻射管的質量。在爐殼、爐蓋(包括水 冷橡膠密封鎖緊機構)加工完畢后要進行水壓試驗(試驗壓力為設計工作壓力 的2倍以上)，水壓試驗后還要進行負壓下的檢漏，檢漏采用卣素檢漏儀；其后 按圖開孔(輻射管與爐殼的焊口 )，輻射管的生產包括兩項內容，其一是將輻射 管焊接成形(必須采用氬弧焊)并作內壓為0.3-0.5Mpa的氣壓檢漏，待合格后 轉入搪瓷工序，其釉面應完整地覆蓋輻射管外表面。然后轉入輻射管發熱體和 進排氣管路的裝配，每支輻射管都需要進行絕緣4企驗和進氣管、排氣管的吹風 試驗。合格的輻射管的外表面應用繪圖紙做套保護，以免碰撞掉瓷。在上述工作完畢后即進行總裝。首先按設計要求進行保溫層的裝填，然后 將輻射管由爐內插入爐殼的預留孔內，逐支用氬弧焊焊接，待輻射管全部焊接 完成后蓋上爐蓋并鎖緊，然后向爐內充入壓縮空氣^r漏，此序完結后該爐交付 電氣調試，筑爐工作完成。 五
圖1是普通使用的氣體滲氮爐爐型的典型結構圖。圖2是本發明的無馬弗罐式氣體滲氮爐爐型的典型結構圖。圖3是實現滲氮爐快速降溫的器件能圖。圖4是 一臺井式無馬弗罐式氣體滲氮爐的結構示意圖。
權利要求
1、一種無馬弗罐氣體滲氮爐，它由爐殼、爐蓋、金屬電熱輻射管和保溫層組成，該設備在0-300kpa的氣壓試驗條件下無泄漏。
2、 如權利l要求的無馬弗罐氣體滲氮爐，其金屬電熱輻射管不僅具有常規輻射 管所具有的加熱功能，同時具有快降溫功能，其結構特征見附圖1。
3、 如權利1、 2要求的無馬弗罐氣體滲氮爐，其金屬電熱輻射管的外表面涂敷 搪瓷。
全文摘要
本發明公開了一種新型氣體滲氮爐—無馬弗罐式氣體滲氮爐的結構及制造方法，這種內置金屬電熱輻射管的爐型為提高氣體滲氮、氣體軟氮化的爐壓從提高滲速和實現氣體滲氮作業的連續化，以及氣體滲氮設備的大型化提供了方便。
文檔編號C23C8/24GK101397646SQ200710061319
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月30日 優先權日2007年9月30日
發明者張元增 申請人:天津市天瑞硬化工程有限公司