在氮化炉中降低加热炉热损失的方法包括:
为了减少氮化炉炉壁散热,提高炉衬材料的隔热能力,减少其蓄热量,增加炉体的密封性,减少输送部件、料篮、料盘带走的热量。
1.减少加热炉散热的**个有效方法是减少加热炉的表面积。当其他条件相同时,炉的热损失与炉壁的表面积成正比。圆筒炉外表面比箱式炉小近14%,外壁温度低10℃,可减少炉壁散热约20%,减少炉衬蓄热,降低被加工工件单位能耗7%。
因此,*新的周期性和连续加热炉已改为圆柱形。
2.减少炉衬蓄热的方法是采用低质量热容和低密度的隔热耐火材料。陶瓷纤维俗称硅酸铝纤维,是一种理想的新型节能耐火材料。由于陶瓷纤维的导热系数较低,在相同的炉型和炉衬尺寸以及相同的炉温下,炉外壁温度远低于重质砖和轻质耐火砖。陶瓷纤维炉衬的加热时间仅为轻质砖和粘土炉衬的五分之一到六分之一。当加热炉经常间歇运行时,使用陶瓷纤维炉衬显然特别有利。一方面,炉温的快速上升缩短了辅助时间,另一方面,它大大减少了蓄热量,大大降低了能耗。采用陶瓷纤维炉衬可使空炉加热时间缩短六分之一,节油50%。
3.对于各种类型的加热炉,加热夹层、料盘和料篮所需的热能比例为18%~29%。因此,减轻夹具和托盘的重量对提高加热效率具有重要意义。减轻重量的方法之一是改进夹具和托盘的结构;二是材料的合理选择。实践证明,采用耐热钢制作夹具和托盘,从延长使用寿命和节约能源的角度来看,是经济有效的。例如,日本日立工程机械厂对密封箱式炉的料盘结构进行了改进,减轻了重量,从每盘200个轴件增加到每盘300个轴件,节电20%。节省500千克丙烷。改进后,经美国TRW公司处理的工件与料盘重量比达到300%。
氮化炉的特性:
(1)加工温度低,加工时间短,工件变形小。
(2)在不受钢种限制的情况下,碳钢、低合金钢、工具和模具钢、不锈钢、铸铁和铁基粉末非冶金材料可进行软氮化处理。软氮化后工件表面硬度与氮化工艺和材料有关。
(3)可显著提高工件的疲劳强度、耐磨性和耐腐蚀性。在干摩擦条件下,它还具有抗划伤和抗咬合性能。
(4)由于软氮化层不存在脆性,因此氮化层具有一定的韧性,不易剥离。
因此,在生产中,软氮化已广泛应用于模具、量具、刀具(如高速钢刀具)、曲轴、齿轮、缸套和机械结构件等耐磨工件的处理。
液体氮化炉适用于各种渗氮钢的空气预热、液体渗氮和液体氧化工艺。氮化炉具有处理温度低、时间短、工件变形小的特点。其性能是高疲劳极限和良好的耐磨性。