熱處理爐爐型及所用耐火材料

　　熱處理爐爐型及所用耐火材料

熱處理爐是冶金工廠和機(jī)械制造工廠熱處理車間的基本設(shè)備。

在冶金工廠，熱處理的主要對(duì)象是金屬的錠、板、管、絲以及型材、鋼軌、車輪等。在機(jī)械制造廠，熱處理的對(duì)象是各種零件、刀具、量具以及鍛件、鑄件等。

一、熱處理工藝要求

熱處理工藝要求如下：

（1）改變工件的機(jī)械性能、加工性能，或獲得某種使用性能。

（2）使工件內(nèi)部成分均勻化，消除內(nèi)應(yīng)力。

（3）化學(xué)熱處理可改變工件表面成分，從而使工件獲得特殊性能。

熱處理工藝有淬火、退火、正火、回火和化學(xué)熱處理。無論是哪種處理，從熱工角度看，都是由加熱、保溫、冷卻3個(gè)階段所組成。不同的只是加熱溫度、加熱速度、冷卻速度及爐內(nèi)氣氛等不同組合罷了。

二、熱處理爐分類

由于熱處理工藝種類多，工件形狀尺寸繁多，因此便產(chǎn)生各式各樣的熱處理爐型和構(gòu)造。所以，熱處理爐的分類方法也多。其分類方法可有下列幾種：

按溫度分，有高溫?zé)崽幚頎t，爐溫大于1000℃；中溫?zé)崽幚頎t，爐溫為650~1000℃；低溫?zé)崽幚頎t，爐溫小于650℃。

按熱源分，以燃料為熱源的有燃煤爐、燃油熱處理爐和燃煤氣的熱處理爐。以電能為熱源的有電阻爐、感應(yīng)加熱裝置等。

按作業(yè)方式分，有周期作業(yè)熱處理爐和連續(xù)作業(yè)熱處理爐。榮盛耐材13937170928為您提供的技術(shù)支持。

按熱處理工藝分，有淬火爐、回火爐、退火爐、正火爐、滲碳爐。

按加熱工藝分，有直接加熱的熱處理爐和間接加熱的熱處理爐——如馬弗爐、輻射管爐等。

按爐內(nèi)加熱介質(zhì)分，有以氣體作加熱介質(zhì)的。如空氣、煙氣、控制氣氛、真空等；有以液體為加熱介質(zhì)的，如熔鹽、熔鉛爐；還有以固體作加熱介質(zhì)的，如流動(dòng)粒子爐。

按機(jī)械化方式分，有臺(tái)車爐、輥底爐、鏈?zhǔn)綘t、轉(zhuǎn)底爐、振底爐、罩式爐等。

三、熱處理爐的工作環(huán)境

通常來說，熱處理工藝有淬火、問火、退火、正火、滲碳、滲氧等。對(duì)工件的加熱都包括升溫、保溫、降溫3個(gè)基本過程。加熱的高溫度是決定于處理工藝以及工件的材質(zhì).總的來說，從加熱溫度看，熱處理爐分為：高溫?zé)崽幚頎t，爐溫在1000-1300℃；中溫?zé)崽幚頎t，爐溫在650-1000℃、低溫?zé)崽幚頎t，爐溫小于650℃。

鋼材在空氣中或爐氣中加熱時(shí)，在高溫下，鋼中的鐵和碳會(huì)與氣氛起化學(xué)反應(yīng)，發(fā)生氧化-還原、脫碳-滲碳等反應(yīng)。對(duì)一般鋼材或零件，氧化脫碳會(huì)增加金屬的消耗量。對(duì)于表面要求嚴(yán)格的鋼材或零件，氧化脫碳會(huì)造成表面嚴(yán)重的缺陷。對(duì)一些工件表面質(zhì)量要求高的熱處理爐內(nèi)采用可控氣氛。可控氣氛分為兩類：保護(hù)氣氛和化學(xué)活性氣氛，保護(hù)氣氛是保護(hù)工件表面成分不發(fā)生變化，一般加熱后表面仍保持金屬光澤，故也稱光亮熱處理；而化學(xué)活性氣氛能在加熱過程中對(duì)工件表面進(jìn)行滲碳或滲氮等化學(xué)熱處理。

四、熱處理爐用耐火材料

鋼鐵熱處理爐爐溫小于1300℃，—般用高鋁質(zhì)和硅酸鋁質(zhì)的燒成制品或不定形耐火材料砌筑爐襯即可。榮盛耐材為您提供質(zhì)耐火材料。

若爐內(nèi)實(shí)行可控氣氛作業(yè)，則爐襯要求在高溫下不與可控氣氛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，宜采用含F(xiàn)e2O3特別少的抗?jié)B碳磚作爐襯，此時(shí)的含量要低于1%。

由于熱處理爐工藝的影響，在同樣生產(chǎn)率的情況下，熱處理爐爐襯面積和體積比加熱爐大，因而爐襯散熱損失和蓄熱損失要大得多：如連續(xù)加熱爐散熱損失占總熱量的3%?5%，在熱處理爐一般占20%；連續(xù)加熱爐不考慮蓄熱損失。周期作業(yè)的熱處理爐蓄熱損失常占蓄熱量的30%~40%。因此對(duì)熱處理爐減少爐襯熱損失以提高爐子熱效率起著十分重要的作用。

在滿足工作溫度和爐內(nèi)氣氛的情況下，減少蓄熱損失就應(yīng)選擇體積密度小和比熱小的爐襯材料；減少散熱損失就應(yīng)選擇熱導(dǎo)率小的爐襯材料。例如，300kW電熱罩式爐，以硅酸鋁耐火纖維替代輕質(zhì)粘土磚（容重1.3t/m3）后，可節(jié)電能為38.3%。

下表列出熱處理爐常用的砌爐材料及其性能，供選用。

五、耐火磚磚型尺寸選擇

爐膛尺寸應(yīng)力求緊湊，減少爐內(nèi)無用空間，以利于爐內(nèi)溫度均勻和提高熱效率，如井式爐常采用圓柱形爐膛而不采用方形爐膛。

使用可控氣氛熱處理時(shí)，爐襯的厚度要比爐內(nèi)為空氣時(shí)的厚度要厚，因?yàn)榭煽貧夥諢釋?dǎo)率比空氣大，如以空氣的熱導(dǎo)率為1的話，NH3分解氣則為5.5，H2則為7。我們可以熱損失小，經(jīng)濟(jì)效益大，返本期短等原則，列出有關(guān)熱工、經(jīng)濟(jì)方面函數(shù)，用化方法求得爐襯佳厚度。