山东金冠特钢有限公司
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热处理 离不开工装夹具,但各种类型加热炉用夹具、料盘、料筐、料架等都要随同工件一起加热,有时它所带走的热量等于或大于工件的热量,约占总热量的18%~29%,这无疑增加了热处理 成本。
日本统计的各种类型电炉连续运转时的热效率如表1所示。从表1中的数据可以看出,井式炉吊具热能消耗量 ,箱式炉和输送带式炉次之,输送带式炉的输送带很长,加热后冷却又重新入炉加热,无效热能损失大。而震底式炉的炉底板一直在炉膛做往复运动,因炉内不使用料盘,故没有这方面损失。因此,尽可能用震底式炉、辊底式炉和网带炉代替链板炉或铸链炉,免除料盘的热损失,降低成本。
热处理用料盘、夹具等耐热构件与工件一起在炉内加热,随工件冷却后,重新装上工件再次加热。这是 付出的能量消耗,但在保证其强度和寿命的前提下,如能 地减轻其重量,就可以减少用于料盘、夹具上的能源消耗,可多装工件,提 率,显著降低能源。从这个角度,采用 、较昂贵的耐热合金钢,甚至金属间隙化合物材料、碳/碳复合材料、石墨材料使料盘、夹具轻量化还是经济的。有采用 合金减轻料盘、夹具重量有节电20%的记录。
通过精心设计,选用多功能、轻质的工装夹具,不仅可以减少工装夹具费用支出,还可以节约加热用能源,缩短 周期,特别是批量 的间歇式炉,整个炉子要经过加热和冷却的循环周期,因此炉子热区工装夹具的设计对于减少热量损失是十分重要的, 典型的例子就是真空淬火炉。真空炉用钼棒代替耐热钢可减少2/3的工装重量,使加热时间缩短25%。目前已有一些真空炉用碳/碳复合材料、石墨材料代替耐热钢制造工装。
一、减轻工装夹具重量的途径
减轻工装夹具重量的途径,一是改善结构,二是选用 材料。在对工装夹具减重而不缩短寿命的条件下进行轻量化设计与制造,其具体措施与途径如表2所示。
尽量减少热处理工装夹具(料盘、料钩等)在炉外停留的时间或设置防止过度降温的保护措施,以减少其自炉内带出的热量损失。目前,市场上推广了一种料筐不出炉膛的往返式推杆炉。这些炉子的所有加料、出料都在密封状态下进行,因此具有减少热能损耗、节约气氛等优点。由于密封性好、炉气稳定、单位面积 率大大提高,两排或三排导轨上可进行不同周期的热处理,炉子加热区外的机构得以简化。