[实用新型]大型真空退火炉

说明书

技术领域

本发明属于热处理设备，尤其涉及一种钛、锆等稀有金属的大型真空退火炉。

背景技术

退火是将金属材料或工件按工艺要求加热到一定温度，经过保温一段时间，然后根据适宜速度冷却，改变金属组织结构和性能（改变晶粒结构、细化组织、消除应力和软化材料）的一种金属热处理工艺。目的是将经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的金属材料或工件软化，改善塑性和韧性，使其化学成分均匀化，去除内部残余应力，充分发挥金属材料潜能，达到用户要求，延长金属材料使用寿命。

真空退火是国内外航空制造业用于去除钛、锆等稀有金属合金氢的唯一工艺方法，以降低氢含量浓度并使之达到安全水平，从而保证钛、锆等稀有金属合金结构在其寿命期间的安全可靠性。

对于钛、锆等稀有金属，他们在高温下性质活泼，易受到与其接触的耐火材料等的污染，更易与碳、氧、氮、氢化合，所以这些材料的高温加热最好始终在真空环境中进行；故真空退火的目的是在退火的同时减少氧化和除氢，并降低残余应力。

由钛、锆等稀有金属的性能决定了要求钛、锆等稀有金属的退火真空度的控制要稳定，工件温度要均匀，加热环境要整洁，温度的控制要精确，均温性要好。

随着航空、航天、国防、核电等尖端工业的发展，钛、锆等稀有金属得到了广泛应用，不仅使数量的需求量增多，单根长度也由3M—6M增加到10—16M，甚至更长，这就需要超长和大容量的真空退火炉。

而目前的真空退火设备难以满足钛、锆等稀有金属的真空退火。较为突出的缺陷是：

1、现国内最长为15米管材的真空退火炉，均温区为15M，加热器为Π字形结构，不封闭，工作温度常用于800℃，轴向、径向最大温差为±10℃；

2、进料机构多为整体料架，受热时容易产生较大变形，使进出炉体驱动困难以及进料时未达到理想的料位要求。且不能适应不规则形状原料的送料，堆叠在一起，致使原料受热不均，不能全部达到工艺要求，极大的影响退火生产的效率及品质。

另外，对于亟待开发研制的超长和大容量的真空退火炉设备需要配套的冷却系统跟进。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型真空退火炉，其送料机构能适应不同尺寸规格的原料且可随意组装，加热装置温度均匀性好，整机性能优良。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种大型真空退火炉，由炉体、加热装置、送料系统、真空系统、冷却系统和电控系统组成；所述的加热装置置于炉体的炉胆内；所述的送料机构，包括有送料台车、牵引小车、料架及供料架沿其往复行走的导轨，全程导轨由送料台车上带有的导轨和炉体内的导轨组合构成，送料台车上的导轨可与炉体内导轨实现对接，送料台车在行走机构的作用下沿铺设于炉门前的钢轨前后移动；所述料架经滚轮排于导轨上行走，该滚轮排由若干平行排列的滚轮组成，各滚轮由轴和滚轮排架连为一体；所述的真空系统用于维持炉体内退火各阶段的真空度；所述的冷却系统至少包括有为各组加热器冷却的冷却水系统；所述的加热装置由若干组相互活接的加热器组成，顺序安装于炉胆内，在各组加热器与炉胆内壁间设有若干层隔热屏；所述供料架沿其往复行走的导轨上安置一组可拆卸的分段料架，各分段料架间采用活性连接。

所述的加热器采用Cr20Ni80电阻加热带，每组电阻加热带盘成圆环形鼠笼状。

所述的每组加热器为相互独立的可调温区，每区内均设控温及测温装置。

所述每区内的控温装置为带通讯的温控仪，测温装置为测温的热电偶，还配有带输出控制的真空计。

在所述供料架沿其往复行走的导轨上放有滚轮排，滚轮排由若干平行排列的滚轮组成，各滚轮由轴和滚轮排架连为一体，所述的分段并活性连接的料架经其下面焊有的导轨放在滚轮排上前后自如的运动。

所述的各分段料架为由若干立柱及底板组成的框架式组装结构，其中，底板为“井”字网格形状，并在底板上均匀设有用于安装立柱的结构单元。

在立柱上放置至少一层活动横梁。

对应各独立的加热器可调温区，均配置一套气体快速冷却系统，由交换器、磁流体、快冷风机及为快冷风提供输送通道的接管组成。

本发明的优点是：

（1）系统设计能够满足钛、锆等稀有金属管材真空退火工艺和控制要求,真空和温度控制精度高, 炉温均匀性好，可以满足钛、锆管材退火的苛刻要求；

（2）每组加热器均为圆环形鼠笼状，加热覆盖面积大，对称均匀性好；加热器材料升温快，能够减少能耗，延长使用寿命，且采用分段独立控温，可以满足各种应用的需求；