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锻件真空球化退火炉设备组成、工作特点、控制应用

 新闻资讯     |      2021-07-28

        锻件真空球化退火炉设备球化退火质量,降低生产成本。周期式生产换热双层U型球化退火炉作为新的轴承锻件球化退火设备。该设备性能稳定,退火质量可靠。由于采用了保护气氛,没有氧化皮,改善了车加工环境。节省了原材料,降低了生产成本。

真空退火炉.JPG

1、设备组成

周期式生产换热双层U型球化退火炉由双层(上进下出)料台、双层(上进下出)真空室、退火炉炉体、预抽真空系统、电控、温控及自动控制系统、氮气控制系统、丙烷气体控制系统、碳势控制系统等组成。

2、工艺流程

佰富彩具体制定的工艺流程为:进料→上层真空换气室→上层冷热交换室(余热利用)→升温→保温→快冷→等温→缓冷→下层冷热交换室(余热利用)→下层真空换气室→出料。

3、生产线的工作特点

(1)传动方式

周期式生产换热双层U型球化退火炉传动采用变频调速电机,根据工艺要求可以调整辊棒速度。通过PLC控制自动进出料,自动进料:工件摆放好后,按进料传动按钮,减速机通过链传动带动上料台托辊,带动料架上的料筐前进触及进料台的光电开关,传动停止,排料完成。自动出料:减速机通过链传动带动下料台托辊,带动料架上工件前进触及出料台开关,传动停止,出料完成,人工卸料。

佰富彩除了料筐的排料、卸料、吊装由人工完成外,料筐进入真空室抽气和充入氮气、退火预热、升温加热、保温、快冷、等温、缓冷和快速冷却等过程全部按工艺程序自动完成。

(2)加热方式

佰富彩退火炉采用电辐射管加热,辐射管水平均布与传动辊的上下层面上。辐射管结构先进合理,电控、温控采用移项触发技术,能有效的保护功率调功器的使用寿命,完全满足球化退火工艺要求。加热采用上下辐射管,有利于炉温均匀,辐射管从侧面插入,维修方便,在不停炉时就可实现维修。加热区根据生产和工艺要求,设计合理的长度。由于整条生产线控温系统采用模块化,无触点浪涌控制技术,实现了平稳加热。

(3)控制系统

控制系统包括电控、温控、气氛控制、过程控制系统,集中安装在控制柜中,并采用计算机控制,具备工艺设定、存储、数据显示和记录、历史数据查询、生产管理等功能,如图2所示。控制系统可控制炉子按给定的工艺自动完成退火过程,并在计算机显示屏显示各区设定温度、实际温度,显示设定及实际辊速,显示过程重要工艺参数、故障、报警信息,并有物料的相对位置的模拟显示。

电控、温控系统采用具备人工智能仪表,单偶双芯双表,一点控温,一点检测,保证炉温准确、可靠。控制系统、较多采用了先进、可靠的传感技术。炉门的升降、料箱的进出,这一过程均按设定的程序自动完成。加热炉内设有氧探头,提供氧势信号给碳势仪表,并对炉内的氧势(碳势)进行自动控制。

(4)计算机控制系统

计算机控制系统具有工艺设定编程、在线控制、在线记录、生产管理、质量管理功能及追溯功能,可储存20余条工艺曲线,便于现场及时调用。保留生产过程中的主要参数、进出料数据及工艺曲线,并可查询、显示及打印。可实现工艺参数(如加热温度、时间等)的输入与更改。

(5)安全装置

佰富彩用于实现各项安全措施,设有安全切断电源及声光报警,具有故障报警显示及自诊断功能。其中包括各动力介质管网的压力、流量监测、冷却水温,炉压及保护气氧含量检测。如出现异常情况时,将发出声光报警并采取自动控制、保护措施。

4、球化退火生产应用

(1)球化退火硬度

锻件退火后的硬度88~92 HRB,同一批退火后硬度差不大于2HRB。

(2)金相显微组织

佰富彩碳化物颗粒圆整度好,颗粒大小分布均匀。退火后金相显微组织,按JB/T1255—2014标准评定为2~3级。图4为使用该炉进行球化退火后的HM518410轴承套圈金相显微组织图片,按JB/T1255—2014标准级别图评定为2级。

(3)脱碳层

在通入氮气和丙烷气,保证炉内氧势时,脱碳层深度为0、10~0、15mm。

5、能耗                                              

佰富彩退火后的每吨锻件耗电在180~200kW·h,与目前国内轴承行业退火炉,每吨耗电250kW·h左右相比耗电减少2成-3成的能耗。节能效果十分理想,实现了提优、节能环保、自动化退火的效果。

6、总结

(1)通过近一年生产实践表明,退火炉球化退火质量完全符合JB/T1255—2014 标准,球化退火质量稳定可靠。

(2)周期式生产换热双层U型球化退火炉型结构紧凑,控温精确操作简便运行可靠。同时由于对退火过程中的余热进行了有效利用。热效率明显提高,能耗明显降低。经济效益显著。

(3)设备参数都通过数字显示,全部电气循环控制,采用可编程序控制器控制。整线实行计算机控制,具备工艺设定、存储、数据显示和记录、历史数据查询,生产能力管理等功能。控制和设定过程一目了然,使输出的技术参数精确可控。

佰富彩(4)在加热过程中,炉内在抽真空的基础上再通入氮气及丙烷气体。并通过气氛控制系统对炉内碳势进行有效控制,实现保护气氛加热。球化退火后的工件光洁整洁,没有氧化皮产生,脱碳层也大大的减少。给车加工带来较大方便。改善了车加工环境。同时,由于没有氧化皮和较少的脱碳层,锻件留量可以适当减少。在一定程度上减少了材料消耗。

(5)球化退火实现了提优、低耗及连续生产目标。符合目前我们国家倡导的务实节能减排、持续改进的产业政策。

(6)由于退火炉属自动化控制,人机协调,劳动强度大为减轻。该装备已实现全自动化生产,只需要一个人协同看护生产。