金属氮化炉的制作方法
金属氮化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属冶炼炉，尤其是金属氮化炉。
【背景技术】
[0002]氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
[0003]氮化的方法是将工件置于金属氮化炉内，利NH3气直接输进500?550°C的氮化炉内，保持20?100小时，使NH3气分解为原子状态的(N)气与(H)气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02?0.02m/m，其性质极硬Hv 1000?1200，又极脆，NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成一层氮化渗层。
[0004]目前的氮化炉在对工件进行氮化时，是将工作置于料架上，但是由于料架是固定不动的，炉体内的热量不均匀，会对工件氮化造成一定影响，使工作氮化不均匀，并且现有的料架装载量过小，为了提高装载量，通常是将多个支架高低交错固定在料架上，增加料架上的支架数量，从而增加料架上承装的物料量，然而方法虽然能够增加物料的装载量，但是同时也增加了料架的整体体积及加工成本。同时，现有的氮化炉加热速度慢，炉内的炉胆长期处在高温高压的工作环境中，且炉胆受热不均匀，当炉胆承受反复急速升温次数过多后，会导致炉胆容易变形，影响使用寿命的情况发生。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种金属氮化炉，该金属氮化炉的炉胆具有预热功能，可以自动对炉胆进行加热保温，防止炉胆在冷却后受急剧升温的温度造成炉胆变形的情况发生，并且炉胆可以旋转进行均匀受热。并且，金属氮化炉的料架不仅装载量大，而且具有旋转扰流的作用，可以使炉膛内的热量更均匀，氮化效果更好。
[0006]本实用新型金属氮化炉所采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型金属氮化炉，包括炉体、进气管、排气管和上盖，进气管和排气管分别设置在炉体的左右两侧，上盖设置在炉体上部，所述炉体包括上顶板、下底板、第一保温密封层、第二保温密封层、保温隔热层、加热层和支腿，所述第一保温密封层设置在上顶板下部，第二保温密封层设置在下底板上部，保温隔热层设置在第一保温密封层和第二保温密封层边部之间，支腿设置在下底板下部；所述上顶板中部设置有炉膛开口，第一保温密封层为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同；所述保温隔热层包括由内至外依次设置的珍珠岩层和泡沫玻璃层，所述加热层包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层表面均匀设置有加热电阻丝。
[0008]氮气从进气管进入到炉体内，废气从排气管排出，上盖可打开闭合以允许工件置入取出。通过将炉体设置成包括上顶板、下底板、第一保温密封层、第二保温密封层、保温隔热层、加热层和支腿的结构形式，支腿用于对炉体进行支撑，第一保温密封层、第二保温密封层和保温隔热层形成一个中空的密闭保温腔，加热层用于对炉体内部进行加热，以使炉体内达到合格温度进行氮化处理，上顶板和下底板起到对保温密封层的保护作用。珍珠岩层和泡沫玻璃层均具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生。镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800°C )和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。镁碳砖具有良好的耐高温性能，其抗渣能力强并且高温蠕变低，这样的特性使得炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命，通过设置加热电阻丝，加热电阻丝用于对炉体内部进行加热，从而使炉体在高温环境下对工件进行氮化。
[0009]作为本实用新型的优选方案，在炉体内设置有料架，料架吊挂在上盖下方且位于炉体内的炉膛中部，所述料架包括减速电机、传动轴和至少三个料盘，减速电机的输出轴与传动轴相连接，料盘套置在传动轴上并可相对于传动轴上下活动设置；所述料盘包括定位套、内凹的环形料网、弧形支撑筋、内环管、外环圈和扰流片，内环管套置在传动轴上，内环管通过弧形支撑筋与外环圈相连接，内凹的环形料网设置在弧形支撑筋上，扰流片的数量至少三个，三个扰流片均匀环形阵型在外环圈的外侧，定位套套置在传动轴上，且定位套自上方对内环管进行锁紧固定。通过将料架设置成包括减速电机、传动轴和至少三个料盘的结构形式，减速电机可以带动传动轴转动，从而带动位于传动轴上的料盘转动，使位于料盘内的工件受热均匀。通过将料盘设置成包括定位套、内凹的环形料网、弧形支撑筋、内环管、外环圈和扰流片的结构形式，内环管、外环圈和弧形支撑筋共同形成料盘的骨架，内凹的环形料网置于弧形支撑筋上，待氮化的工件放置在内凹的环形料网上，以防止工件掉落。由于内环管可相对于传动轴上下移动，从而可以调整料盘在传动轴上的上下位置，以根据工件的大小来调整各料盘之间的间隙，并通过定位套进行锁紧固定在传动轴上。
[0010]作为本实用新型的优选方案，所述扰流片为多边形或螺旋形扇叶。通过在料盘外侧设置扰流片，当减速电机带动传动轴转动时带动料盘转动，从而带动扰流片转动，扰流片转动过程中可以对热气流进行搅拌均匀，使炉体内温度均匀，提高工件的氮化效果。
[0011]作为本实用新型的优选方案，在炉体内设置有炉胆，所述炉胆包括炉胆本体、炉胆支架、支撑底柱和变频电机，炉胆支架设置在炉胆本体外侧上部，支撑底柱一端固定设置在炉胆本体底部中心，支撑底柱的另一端穿过第二保温密封层和下底板与变频电机相连接；所述炉胆本体包括外胆、内胆、测温头、温控器和陶瓷发热管，在外胆和内胆之间设置有加热腔，所述加热腔内填充有导热油，陶瓷发热管成螺旋状均布在加热腔内，测温头插入在导热油内，测温头通过温控器与陶瓷发热管相连接。通过在炉体内设置炉胆，炉胆可以对炉膛内温度进行集热，并且可以对炉膛进行预热，提高了炉膛了升温速度。支撑底柱一方面用于对炉胆本体进行支撑，另一方面与变频电机连接，变频电机启动时带动支撑底柱转动，从而带动与支撑底柱相连接的炉胆本体转动，使炉胆本体受热均匀。
[0012]作为本实用新型的优选方案，所述内胆和外胆由碳纤维、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。通过将内胆和外胆设置成由碳纤维、石墨粉和碳化硅混合制成，其耐热性能好。
[0013]作为本实用新型的优选方案，所述外胆的胆壁为波浪形，在外胆胆壁的外侧设置有传热翅片。通过将外胆的胆壁设置为波浪形，可以提高外胆的吸热效率，通过设置传热翅片可以进一步提尚外胆的传热效率。
[0014]作为本实用新型的优选方案，所述炉胆支架包括环形抱箍、斜拉杆和环形轨道，环形抱箍卡在炉胆本体上部外侧，环形轨道设置在第一保温密封层上，斜拉杆两端一端与环形抱箍固定连接，在斜拉杆的另一端设置有滚珠，滚珠置于环形轨道内。当炉胆本体跟支撑底柱转动时，带动斜拉杆在环形轨道内旋转。
[0015]综上所述，本实用新型金属氮化炉的优点是，具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生，炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命。金属氮化炉的炉胆具有预热功能，可以自动对炉胆进行加热保温，防止炉胆在冷却后受急剧升温的温度造成炉胆变形的情况发生，并且炉胆可以旋转进行均匀受热。并且，金属氮化炉的料架不仅装载量大，而且具有旋转扰流的作用，可以使炉膛内的热量更均匀，氮化效果更好。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型金属氮化炉的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型金属氮化炉的炉胆本体的结构示意图。
[0018]图3是本实用新型金属氮化炉图1的局部放大图。
【具体实施方式】
[0019]如附图所示，本实用新型金属氮化炉，包括炉体、进气管2、排气管3和上盖4，进气管2和排气管3分别设置在炉体的左右两侧，上盖4设置在炉体上部。氮气从进气管2进入到炉体内，废气从排气管3排出，上盖4可打开闭合以允许工件置入取出。
[0020]炉体包括上顶板1-1、下底板1-2、第一保温密封层1-3、第二保温密封层1-4、保温隔热层1-5、加热层1-6和支腿1-7，所述第一保温密封层1-3设置在上顶板1-1下部，第二保温密封层1-4设置在下底板1-2上部，保温隔热层1-5设置在第一保温密封层1-3和第二保温密封层1-4边部之间，支腿1-7设置在下底板1-2下部；所述上顶板1-1中部设置有炉膛开口，第一保温密封层1-3为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同。通过将炉体I设置成包括上顶板1-1、下底板1-2、第一保温密封层1-3、第二保温密封层1-4、保温隔热层1-5、加热层1-6和支腿1-7的结构形式，支腿1-7用于对炉体I进行支撑，第一保温密封层1-3、第二保温密封层1-4和保温隔热层1-5形成一个中空的密闭保温腔，加热层1-6用于对炉体I内部进行加热，以使炉体I内达到合格温度进行氮化处理，上顶板1-1和下底板1-2起到对保温密封层的保护作用。
[0021]所述保温隔热层1-5包括由内至外依次设置的珍珠岩层1-5-1和泡沫玻璃层1-5-2，所述加热层1-6包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层1-6-1表面均匀设置有加热电阻丝1-6-2ο珍珠岩层1-5-1和泡沫玻璃层1-5-2均具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生。
[0022]镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800°C)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。镁碳砖具有良好的耐高温性能，其抗渣能力强并且高温蠕变低，这样的特性使得炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命。通过设置加热电阻丝1-6-2，加热电阻丝1-6-2用于对炉体内部进行加热，从而使炉体在高温环境下对工件进行氮化。
[0023]在炉体内设置有料架，料架吊挂在上盖4下方且位于炉体内的炉膛中部，所述料架5包括减速电机5-1、传动轴5-2和至少三个料盘5-3，减速电机5-1的输出轴与传动轴
5-2相连接， 料盘5-3套置在传动轴5-2上并可相对于传动轴5-2上下活动设置。通过将料架5设置成包括减速电机、传动轴和至少三个料盘的结构形式，减速电机5-1可以带动传动轴5-2转动，从而带动位于传动轴5-2上的料盘5-3转动，使位于料盘5-3内的工件受热均匀。
[0024]所述料盘5-3包括定位套5-3-1、内凹的环形料网5_3_2、弧形支撑筋5_3_3、内环管5-3-4、外环圈5-3-5和扰流片5-3-6，内环管5_3_4套置在传动轴5_2上，内环管5_3_4通过弧形支撑筋5-3-3与外环圈5-3-5相连接，内凹的环形料网5-3-2设置在弧形支撑筋
5-3-3上，扰流片5-3-6的数量至少三个，三个扰流片5-3-6均匀环形阵型在外环圈5_3_5的外侧，定位套5-3-1套置在传动轴5-2上，且定位套5-3-1自上方对内环管5_3_4进行锁紧固定。通过将料5-3盘设置成包括定位套、内凹的环形料网、弧形支撑筋、内环管、外环圈和扰流片的结构形式，内环管5-3-4、外环圈5-3-5和弧形支撑筋5-3-3共同形成料盘5_3的骨架，内凹的环形料网5-3-2置于弧形支撑筋5-3-3上，待氮化的工件放置在内凹的环形料网5-3-2上，以防止工件掉落。由于内环管5-3-4可相对于传动轴5-2上下移动，从而可以调整料盘5-3在传动轴5-2上的上下位置，以根据工件的大小来调整各料盘5-3之间的间隙，并通过定位套5-3-1进行锁紧固定在传动轴5-2上。
[0025]所述扰流片5-3-6为多边形或螺旋形扇叶。通过在料盘5-3外侧设置扰流片
5-3-6，当减速电机5-1带动传动轴5-2转动时带动料盘5-3转动，从而带动扰流片5_3_6转动，扰流片5-3-6转动过程中可以对热气流进行搅拌均匀，使炉体内温度均匀，提高工件的氮化效果。
[0026]在炉体内设置有炉胆，所述炉胆包括炉胆本体6-1、炉胆支架6-2、支撑底柱6-3和变频电机6-4，炉胆支架6-2设置在炉胆本体6-1外侧上部，支撑底柱6-3 —端固定设置在炉胆本体6-1底部中心，支撑底柱6-3的另一端穿过第二保温密封层1-4和下底板1-2与变频电机6-4相连接。通过在炉体I内设置炉胆，炉胆可以对炉膛内温度进行集热，并且可以对炉膛进行预热，提高了炉膛了升温速度。支撑底柱6-3 —方面用于对炉胆本体6-1进行支撑，另一方面与变频电机6-4连接，变频电机6-4启动时带动支撑底柱6-3转动，从而带动与支撑底柱6-3相连接的炉胆本体6-1转动，使炉胆本体6-1受热均匀。
[0027]炉胆本体6-1包括外胆6-1-1、内胆6-1-2、测温头、温控器和陶瓷发热管6_1_3，在外胆6-1-1和内胆6-1-2之间设置有加热腔，所述加热腔内填充有导热油，陶瓷发热管
6-1-3成螺旋状均布在加热腔内，测温头插入在导热油内，测温头通过温控器与陶瓷发热管6-1-3相连接。当测温头检测到导热油的温度过低时，将信号传输给温控器，由温控器控制陶瓷发热管6-1-3进行加热，从而对炉胆进行预热。
[0028]所述内胆6-1-2和外胆6-1-1由碳纤维、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。具有耐腐蚀、高模量的特性，同时碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，热膨胀系数小且具有各向异性，并具有良好的导电导热性能。
[0029]石墨粉的地质软在隔绝氧气条件下，其熔点在3000°C以上，是最耐温的矿物之一。
[0030]碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木肩(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。又称碳硅石，在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。
[0031]因此通过将内胆6-1-2和外胆6-1-1设置成由碳纤维、石墨粉和碳化硅混合制成，其耐热性能好，可以防止炉胆变形，延长了炉胆的使用寿命。
[0032]所述外胆6-1-1的胆壁为波浪形，在外胆6-1-1胆壁的外侧设置有传热翅片
6-1-4。通过将外胆6-1-1的胆壁设置为波浪形，可以提高外胆6-1-1的吸热效率，通过设置传热翅片6-1-4可以进一步提高外胆6-1-1的传热效率。
[0033]炉胆支架6-2包括环形抱箍6-2-1、斜拉杆6_2_2和环形轨道6_2_3，环形抱箍
6-2-1卡在炉胆本体6-1上部外侧，环形轨道6-2-3设置在第一保温密封层1_3上，斜拉杆
6-2-2两端一端与环形抱箍6-2-1固定连接，在斜拉杆6-2-2的另一端设置有滚珠，滚珠置于环形轨道6-2-3内。当炉胆本体6-1跟支撑底柱6-3转动时，带动斜拉杆6-2-2在环形轨道6-2-3内旋转。
[0034]以上结合附图对本实用新型的优选实施方式做了详细说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种金属氮化炉，包括炉体、进气管(2)、排气管(3)和上盖(4)，进气管(2)和排气管(3)分别设置在炉体的左右两侧，上盖(4)设置在炉体(I)上部，其特征在于:所述炉体包括上顶板(1-1 )、下底板(1-2)、第一保温密封层(1-3)、第二保温密封层(1-4)、保温隔热层(1-5)、加热层(1-6)和支腿(1-7)，所述第一保温密封层(1-3)设置在上顶板(1-1)下部，第二保温密封层(1-4)设置在下底板(1-2)上部，保温隔热层(1-5)设置在第一保温密封层(1-3)和第二保温密封层(1-4)边部之间，支腿(1-7)设置在下底板(1-2)下部；所述上顶板(1-1)中部设置有炉膛开口，第一保温密封层(1-3)为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同；所述保温隔热层(1-5)包括由内至外依次设置的珍珠岩层(1-5-1)和泡沫玻璃层(1-5-2)，所述加热层(1-6)包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层(1-6-1)表面均匀设置有加热电阻丝(1-6-2)。2.根据权利要求1所述的金属氮化炉，其特征在于:在炉体内设置有料架，料架吊挂在上盖(4)下方且位于炉体(I)内的炉膛中部，所述料架包括减速电机(5-1)、传动轴(5-2 )和至少三个料盘(5-3 )，减速电机(5-1)的输出轴与传动轴(5-2 )相连接，料盘(5-3 )套置在传动轴(5-2)上并可相对于传动轴(5-2)上下活动设置。3.根据权利要求2所述的金属氮化炉，其特征在于:所述料盘(5-3)包括定位套(5-3-1)、内凹的环形料网(5-3-2)、弧形支撑筋(5-3-3)、内环管(5-3-4)、外环圈(5-3-5)和扰流片(5-3-6)，内环管(5-3-4)套置在传动轴(5-2)上，内环管(5_3_4)通过弧形支撑筋(5-3-3)与外环圈(5-3-5)相连接，内凹的环形料网(5-3-2)设置在弧形支撑筋(5_3_3)上，扰流片(5-3-6)的数量至少三个，三个扰流片(5-3-6)均匀环形阵型在外环圈(5-3-5)的外侧，定位套(5-3-1)套置在传动轴(5-2 )上，且定位套(5-3-1)自上方对内环管(5-3-4)进行锁紧固定。4.根据权利要求3所述的金属氮化炉，其特征在于:所述扰流片(5-3-6)为多边形或螺旋形扇叶。5.根据权利要求1所述的金属氮化炉，其特征在于:在炉体内设置有炉胆，所述炉胆包括炉胆本体(6-1)、炉胆支架(6-2 )、支撑底柱(6-3 )和变频电机(6-4 )，炉胆支架(6-2 )设置在炉胆本体(6-1)外侧上部，支撑底柱(6-3) —端固定设置在炉胆本体(6-1)底部中心，支撑底柱(6-3)的另一端穿过第二保温密封层(1-4)和下底板(1-2)与变频电机(6-4)相连接。6.根据权利要求5所述的金属氮化炉，其特征在于:所述炉胆本体(6-1)包括外胆(6-1-1)、内胆(6-1-2)、测温头、温控器和陶瓷发热管(6-1-3)，在外胆(6-1-1)和内胆(6-1-2)之间设置有加热腔，所述加热腔内填充有导热油，陶瓷发热管(6-1-3)成螺旋状均布在加热腔内，测温头插入在导热油内，测温头通过温控器与陶瓷发热管(6-1-3)相连接。7.根据权利要求6所述的金属氮化炉，其特征在于:所述内胆(6-1-2)和外胆(6-1-1)由碳纤维、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。8.根据权利要求6所述的金属氮化炉，其特征在于:所述外胆(6-1-1)的胆壁为波浪形，在外胆(6-1-1)胆壁的外侧设置有传热翅片(6-1-4)。9.根据权利要求5所述的金属氮化炉，其特征在于:所述炉胆支架(6-2)包括环形抱箍(6-2-1)、斜拉杆(6-2-2 )和环形轨道(6-2-3 )，环形抱箍(6-2-1)卡在炉胆本体(6_1)上部外侧，环形轨道(6-2-3)设置在第一保温密封层(1-3)上，斜拉杆(6-2-2)两端一端与环形抱箍(6-2-1)固定连接，在斜拉杆(6-2-2)的另一端设置有滚珠，滚珠置于环形轨道(6-2-3)内。
【专利摘要】本实用新型公开了一种金属氮化炉，包括炉体、进气管、排气管和上盖，所述炉体包括上顶板、下底板、第一保温密封层、第二保温密封层、保温隔热层、加热层和支腿，第一保温密封层为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同；所述保温隔热层包括由内至外依次设置的珍珠岩层和泡沫玻璃层，所述加热层包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层表面均匀设置有加热电阻丝。本实用新型金属氮化炉具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生，炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命。
【IPC分类】C23C8/24
【公开号】CN204702799
【申请号】CN201520361499
【发明人】刘小春
【申请人】刘小春
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月1日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种金属冶炼炉，尤其是金属氮化炉。
【背景技术】
[0002]氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
[0003]氮化的方法是将工件置于金属氮化炉内，利NH3气直接输进500?550°C的氮化炉内，保持20?100小时，使NH3气分解为原子状态的(N)气与(H)气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02?0.02m/m，其性质极硬Hv 1000?1200，又极脆，NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成一层氮化渗层。
[0004]目前的氮化炉在对工件进行氮化时，是将工作置于料架上，但是由于料架是固定不动的，炉体内的热量不均匀，会对工件氮化造成一定影响，使工作氮化不均匀，并且现有的料架装载量过小，为了提高装载量，通常是将多个支架高低交错固定在料架上，增加料架上的支架数量，从而增加料架上承装的物料量，然而方法虽然能够增加物料的装载量，但是同时也增加了料架的整体体积及加工成本。同时，现有的氮化炉加热速度慢，炉内的炉胆长期处在高温高压的工作环境中，且炉胆受热不均匀，当炉胆承受反复急速升温次数过多后，会导致炉胆容易变形，影响使用寿命的情况发生。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种金属氮化炉，该金属氮化炉的炉胆具有预热功能，可以自动对炉胆进行加热保温，防止炉胆在冷却后受急剧升温的温度造成炉胆变形的情况发生，并且炉胆可以旋转进行均匀受热。并且，金属氮化炉的料架不仅装载量大，而且具有旋转扰流的作用，可以使炉膛内的热量更均匀，氮化效果更好。
[0006]本实用新型金属氮化炉所采用的技术方案如下:
[0007]本实用新型金属氮化炉，包括炉体、进气管、排气管和上盖，进气管和排气管分别设置在炉体的左右两侧，上盖设置在炉体上部，所述炉体包括上顶板、下底板、第一保温密封层、第二保温密封层、保温隔热层、加热层和支腿，所述第一保温密封层设置在上顶板下部，第二保温密封层设置在下底板上部，保温隔热层设置在第一保温密封层和第二保温密封层边部之间，支腿设置在下底板下部；所述上顶板中部设置有炉膛开口，第一保温密封层为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同；所述保温隔热层包括由内至外依次设置的珍珠岩层和泡沫玻璃层，所述加热层包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层表面均匀设置有加热电阻丝。
[0008]氮气从进气管进入到炉体内，废气从排气管排出，上盖可打开闭合以允许工件置入取出。通过将炉体设置成包括上顶板、下底板、第一保温密封层、第二保温密封层、保温隔热层、加热层和支腿的结构形式，支腿用于对炉体进行支撑，第一保温密封层、第二保温密封层和保温隔热层形成一个中空的密闭保温腔，加热层用于对炉体内部进行加热，以使炉体内达到合格温度进行氮化处理，上顶板和下底板起到对保温密封层的保护作用。珍珠岩层和泡沫玻璃层均具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生。镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800°C )和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。镁碳砖具有良好的耐高温性能，其抗渣能力强并且高温蠕变低，这样的特性使得炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命，通过设置加热电阻丝，加热电阻丝用于对炉体内部进行加热，从而使炉体在高温环境下对工件进行氮化。
[0009]作为本实用新型的优选方案，在炉体内设置有料架，料架吊挂在上盖下方且位于炉体内的炉膛中部，所述料架包括减速电机、传动轴和至少三个料盘，减速电机的输出轴与传动轴相连接，料盘套置在传动轴上并可相对于传动轴上下活动设置；所述料盘包括定位套、内凹的环形料网、弧形支撑筋、内环管、外环圈和扰流片，内环管套置在传动轴上，内环管通过弧形支撑筋与外环圈相连接，内凹的环形料网设置在弧形支撑筋上，扰流片的数量至少三个，三个扰流片均匀环形阵型在外环圈的外侧，定位套套置在传动轴上，且定位套自上方对内环管进行锁紧固定。通过将料架设置成包括减速电机、传动轴和至少三个料盘的结构形式，减速电机可以带动传动轴转动，从而带动位于传动轴上的料盘转动，使位于料盘内的工件受热均匀。通过将料盘设置成包括定位套、内凹的环形料网、弧形支撑筋、内环管、外环圈和扰流片的结构形式，内环管、外环圈和弧形支撑筋共同形成料盘的骨架，内凹的环形料网置于弧形支撑筋上，待氮化的工件放置在内凹的环形料网上，以防止工件掉落。由于内环管可相对于传动轴上下移动，从而可以调整料盘在传动轴上的上下位置，以根据工件的大小来调整各料盘之间的间隙，并通过定位套进行锁紧固定在传动轴上。
[0010]作为本实用新型的优选方案，所述扰流片为多边形或螺旋形扇叶。通过在料盘外侧设置扰流片，当减速电机带动传动轴转动时带动料盘转动，从而带动扰流片转动，扰流片转动过程中可以对热气流进行搅拌均匀，使炉体内温度均匀，提高工件的氮化效果。
[0011]作为本实用新型的优选方案，在炉体内设置有炉胆，所述炉胆包括炉胆本体、炉胆支架、支撑底柱和变频电机，炉胆支架设置在炉胆本体外侧上部，支撑底柱一端固定设置在炉胆本体底部中心，支撑底柱的另一端穿过第二保温密封层和下底板与变频电机相连接；所述炉胆本体包括外胆、内胆、测温头、温控器和陶瓷发热管，在外胆和内胆之间设置有加热腔，所述加热腔内填充有导热油，陶瓷发热管成螺旋状均布在加热腔内，测温头插入在导热油内，测温头通过温控器与陶瓷发热管相连接。通过在炉体内设置炉胆，炉胆可以对炉膛内温度进行集热，并且可以对炉膛进行预热，提高了炉膛了升温速度。支撑底柱一方面用于对炉胆本体进行支撑，另一方面与变频电机连接，变频电机启动时带动支撑底柱转动，从而带动与支撑底柱相连接的炉胆本体转动，使炉胆本体受热均匀。
[0012]作为本实用新型的优选方案，所述内胆和外胆由碳纤维、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。通过将内胆和外胆设置成由碳纤维、石墨粉和碳化硅混合制成，其耐热性能好。
[0013]作为本实用新型的优选方案，所述外胆的胆壁为波浪形，在外胆胆壁的外侧设置有传热翅片。通过将外胆的胆壁设置为波浪形，可以提高外胆的吸热效率，通过设置传热翅片可以进一步提尚外胆的传热效率。
[0014]作为本实用新型的优选方案，所述炉胆支架包括环形抱箍、斜拉杆和环形轨道，环形抱箍卡在炉胆本体上部外侧，环形轨道设置在第一保温密封层上，斜拉杆两端一端与环形抱箍固定连接，在斜拉杆的另一端设置有滚珠，滚珠置于环形轨道内。当炉胆本体跟支撑底柱转动时，带动斜拉杆在环形轨道内旋转。
[0015]综上所述，本实用新型金属氮化炉的优点是，具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生，炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命。金属氮化炉的炉胆具有预热功能，可以自动对炉胆进行加热保温，防止炉胆在冷却后受急剧升温的温度造成炉胆变形的情况发生，并且炉胆可以旋转进行均匀受热。并且，金属氮化炉的料架不仅装载量大，而且具有旋转扰流的作用，可以使炉膛内的热量更均匀，氮化效果更好。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型金属氮化炉的结构示意图。
[0017]图2是本实用新型金属氮化炉的炉胆本体的结构示意图。
[0018]图3是本实用新型金属氮化炉图1的局部放大图。
【具体实施方式】
[0019]如附图所示，本实用新型金属氮化炉，包括炉体、进气管2、排气管3和上盖4，进气管2和排气管3分别设置在炉体的左右两侧，上盖4设置在炉体上部。氮气从进气管2进入到炉体内，废气从排气管3排出，上盖4可打开闭合以允许工件置入取出。
[0020]炉体包括上顶板1-1、下底板1-2、第一保温密封层1-3、第二保温密封层1-4、保温隔热层1-5、加热层1-6和支腿1-7，所述第一保温密封层1-3设置在上顶板1-1下部，第二保温密封层1-4设置在下底板1-2上部，保温隔热层1-5设置在第一保温密封层1-3和第二保温密封层1-4边部之间，支腿1-7设置在下底板1-2下部；所述上顶板1-1中部设置有炉膛开口，第一保温密封层1-3为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同。通过将炉体I设置成包括上顶板1-1、下底板1-2、第一保温密封层1-3、第二保温密封层1-4、保温隔热层1-5、加热层1-6和支腿1-7的结构形式，支腿1-7用于对炉体I进行支撑，第一保温密封层1-3、第二保温密封层1-4和保温隔热层1-5形成一个中空的密闭保温腔，加热层1-6用于对炉体I内部进行加热，以使炉体I内达到合格温度进行氮化处理，上顶板1-1和下底板1-2起到对保温密封层的保护作用。
[0021]所述保温隔热层1-5包括由内至外依次设置的珍珠岩层1-5-1和泡沫玻璃层1-5-2，所述加热层1-6包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层1-6-1表面均匀设置有加热电阻丝1-6-2ο珍珠岩层1-5-1和泡沫玻璃层1-5-2均具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生。
[0022]镁碳砖是以高熔点碱性氧化物氧化镁(熔点2800°C)和难以被炉渣侵润的高熔点碳素材料作为原料，添加各种非氧化物添加剂。用炭质结合剂结合而成的不烧炭复合耐火材料。镁碳砖具有良好的耐高温性能，其抗渣能力强并且高温蠕变低，这样的特性使得炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命。通过设置加热电阻丝1-6-2，加热电阻丝1-6-2用于对炉体内部进行加热，从而使炉体在高温环境下对工件进行氮化。
[0023]在炉体内设置有料架，料架吊挂在上盖4下方且位于炉体内的炉膛中部，所述料架5包括减速电机5-1、传动轴5-2和至少三个料盘5-3，减速电机5-1的输出轴与传动轴
5-2相连接， 料盘5-3套置在传动轴5-2上并可相对于传动轴5-2上下活动设置。通过将料架5设置成包括减速电机、传动轴和至少三个料盘的结构形式，减速电机5-1可以带动传动轴5-2转动，从而带动位于传动轴5-2上的料盘5-3转动，使位于料盘5-3内的工件受热均匀。
[0024]所述料盘5-3包括定位套5-3-1、内凹的环形料网5_3_2、弧形支撑筋5_3_3、内环管5-3-4、外环圈5-3-5和扰流片5-3-6，内环管5_3_4套置在传动轴5_2上，内环管5_3_4通过弧形支撑筋5-3-3与外环圈5-3-5相连接，内凹的环形料网5-3-2设置在弧形支撑筋
5-3-3上，扰流片5-3-6的数量至少三个，三个扰流片5-3-6均匀环形阵型在外环圈5_3_5的外侧，定位套5-3-1套置在传动轴5-2上，且定位套5-3-1自上方对内环管5_3_4进行锁紧固定。通过将料5-3盘设置成包括定位套、内凹的环形料网、弧形支撑筋、内环管、外环圈和扰流片的结构形式，内环管5-3-4、外环圈5-3-5和弧形支撑筋5-3-3共同形成料盘5_3的骨架，内凹的环形料网5-3-2置于弧形支撑筋5-3-3上，待氮化的工件放置在内凹的环形料网5-3-2上，以防止工件掉落。由于内环管5-3-4可相对于传动轴5-2上下移动，从而可以调整料盘5-3在传动轴5-2上的上下位置，以根据工件的大小来调整各料盘5-3之间的间隙，并通过定位套5-3-1进行锁紧固定在传动轴5-2上。
[0025]所述扰流片5-3-6为多边形或螺旋形扇叶。通过在料盘5-3外侧设置扰流片
5-3-6，当减速电机5-1带动传动轴5-2转动时带动料盘5-3转动，从而带动扰流片5_3_6转动，扰流片5-3-6转动过程中可以对热气流进行搅拌均匀，使炉体内温度均匀，提高工件的氮化效果。
[0026]在炉体内设置有炉胆，所述炉胆包括炉胆本体6-1、炉胆支架6-2、支撑底柱6-3和变频电机6-4，炉胆支架6-2设置在炉胆本体6-1外侧上部，支撑底柱6-3 —端固定设置在炉胆本体6-1底部中心，支撑底柱6-3的另一端穿过第二保温密封层1-4和下底板1-2与变频电机6-4相连接。通过在炉体I内设置炉胆，炉胆可以对炉膛内温度进行集热，并且可以对炉膛进行预热，提高了炉膛了升温速度。支撑底柱6-3 —方面用于对炉胆本体6-1进行支撑，另一方面与变频电机6-4连接，变频电机6-4启动时带动支撑底柱6-3转动，从而带动与支撑底柱6-3相连接的炉胆本体6-1转动，使炉胆本体6-1受热均匀。
[0027]炉胆本体6-1包括外胆6-1-1、内胆6-1-2、测温头、温控器和陶瓷发热管6_1_3，在外胆6-1-1和内胆6-1-2之间设置有加热腔，所述加热腔内填充有导热油，陶瓷发热管
6-1-3成螺旋状均布在加热腔内，测温头插入在导热油内，测温头通过温控器与陶瓷发热管6-1-3相连接。当测温头检测到导热油的温度过低时，将信号传输给温控器，由温控器控制陶瓷发热管6-1-3进行加热，从而对炉胆进行预热。
[0028]所述内胆6-1-2和外胆6-1-1由碳纤维、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。碳纤维是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。具有耐腐蚀、高模量的特性，同时碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，热膨胀系数小且具有各向异性，并具有良好的导电导热性能。
[0029]石墨粉的地质软在隔绝氧气条件下，其熔点在3000°C以上，是最耐温的矿物之一。
[0030]碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木肩(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料通过电阻炉高温冶炼而成。又称碳硅石，在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高，节能效果好。
[0031]因此通过将内胆6-1-2和外胆6-1-1设置成由碳纤维、石墨粉和碳化硅混合制成，其耐热性能好，可以防止炉胆变形，延长了炉胆的使用寿命。
[0032]所述外胆6-1-1的胆壁为波浪形，在外胆6-1-1胆壁的外侧设置有传热翅片
6-1-4。通过将外胆6-1-1的胆壁设置为波浪形，可以提高外胆6-1-1的吸热效率，通过设置传热翅片6-1-4可以进一步提高外胆6-1-1的传热效率。
[0033]炉胆支架6-2包括环形抱箍6-2-1、斜拉杆6_2_2和环形轨道6_2_3，环形抱箍
6-2-1卡在炉胆本体6-1上部外侧，环形轨道6-2-3设置在第一保温密封层1_3上，斜拉杆
6-2-2两端一端与环形抱箍6-2-1固定连接，在斜拉杆6-2-2的另一端设置有滚珠，滚珠置于环形轨道6-2-3内。当炉胆本体6-1跟支撑底柱6-3转动时，带动斜拉杆6-2-2在环形轨道6-2-3内旋转。
[0034]以上结合附图对本实用新型的优选实施方式做了详细说明，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所属技术领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.一种金属氮化炉，包括炉体、进气管(2)、排气管(3)和上盖(4)，进气管(2)和排气管(3)分别设置在炉体的左右两侧，上盖(4)设置在炉体(I)上部，其特征在于:所述炉体包括上顶板(1-1 )、下底板(1-2)、第一保温密封层(1-3)、第二保温密封层(1-4)、保温隔热层(1-5)、加热层(1-6)和支腿(1-7)，所述第一保温密封层(1-3)设置在上顶板(1-1)下部，第二保温密封层(1-4)设置在下底板(1-2)上部，保温隔热层(1-5)设置在第一保温密封层(1-3)和第二保温密封层(1-4)边部之间，支腿(1-7)设置在下底板(1-2)下部；所述上顶板(1-1)中部设置有炉膛开口，第一保温密封层(1-3)为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同；所述保温隔热层(1-5)包括由内至外依次设置的珍珠岩层(1-5-1)和泡沫玻璃层(1-5-2)，所述加热层(1-6)包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层(1-6-1)表面均匀设置有加热电阻丝(1-6-2)。2.根据权利要求1所述的金属氮化炉，其特征在于:在炉体内设置有料架，料架吊挂在上盖(4)下方且位于炉体(I)内的炉膛中部，所述料架包括减速电机(5-1)、传动轴(5-2 )和至少三个料盘(5-3 )，减速电机(5-1)的输出轴与传动轴(5-2 )相连接，料盘(5-3 )套置在传动轴(5-2)上并可相对于传动轴(5-2)上下活动设置。3.根据权利要求2所述的金属氮化炉，其特征在于:所述料盘(5-3)包括定位套(5-3-1)、内凹的环形料网(5-3-2)、弧形支撑筋(5-3-3)、内环管(5-3-4)、外环圈(5-3-5)和扰流片(5-3-6)，内环管(5-3-4)套置在传动轴(5-2)上，内环管(5_3_4)通过弧形支撑筋(5-3-3)与外环圈(5-3-5)相连接，内凹的环形料网(5-3-2)设置在弧形支撑筋(5_3_3)上，扰流片(5-3-6)的数量至少三个，三个扰流片(5-3-6)均匀环形阵型在外环圈(5-3-5)的外侧，定位套(5-3-1)套置在传动轴(5-2 )上，且定位套(5-3-1)自上方对内环管(5-3-4)进行锁紧固定。4.根据权利要求3所述的金属氮化炉，其特征在于:所述扰流片(5-3-6)为多边形或螺旋形扇叶。5.根据权利要求1所述的金属氮化炉，其特征在于:在炉体内设置有炉胆，所述炉胆包括炉胆本体(6-1)、炉胆支架(6-2 )、支撑底柱(6-3 )和变频电机(6-4 )，炉胆支架(6-2 )设置在炉胆本体(6-1)外侧上部，支撑底柱(6-3) —端固定设置在炉胆本体(6-1)底部中心，支撑底柱(6-3)的另一端穿过第二保温密封层(1-4)和下底板(1-2)与变频电机(6-4)相连接。6.根据权利要求5所述的金属氮化炉，其特征在于:所述炉胆本体(6-1)包括外胆(6-1-1)、内胆(6-1-2)、测温头、温控器和陶瓷发热管(6-1-3)，在外胆(6-1-1)和内胆(6-1-2)之间设置有加热腔，所述加热腔内填充有导热油，陶瓷发热管(6-1-3)成螺旋状均布在加热腔内，测温头插入在导热油内，测温头通过温控器与陶瓷发热管(6-1-3)相连接。7.根据权利要求6所述的金属氮化炉，其特征在于:所述内胆(6-1-2)和外胆(6-1-1)由碳纤维、石墨粉和碳化硅的混合材料制成。8.根据权利要求6所述的金属氮化炉，其特征在于:所述外胆(6-1-1)的胆壁为波浪形，在外胆(6-1-1)胆壁的外侧设置有传热翅片(6-1-4)。9.根据权利要求5所述的金属氮化炉，其特征在于:所述炉胆支架(6-2)包括环形抱箍(6-2-1)、斜拉杆(6-2-2 )和环形轨道(6-2-3 )，环形抱箍(6-2-1)卡在炉胆本体(6_1)上部外侧，环形轨道(6-2-3)设置在第一保温密封层(1-3)上，斜拉杆(6-2-2)两端一端与环形抱箍(6-2-1)固定连接，在斜拉杆(6-2-2)的另一端设置有滚珠，滚珠置于环形轨道(6-2-3)内。
【专利摘要】本实用新型公开了一种金属氮化炉，包括炉体、进气管、排气管和上盖，所述炉体包括上顶板、下底板、第一保温密封层、第二保温密封层、保温隔热层、加热层和支腿，第一保温密封层为环状保温密封层，环状保温密封层的内环径与炉膛开口的直径大小相同；所述保温隔热层包括由内至外依次设置的珍珠岩层和泡沫玻璃层，所述加热层包括镁碳砖层，在位于镁碳砖层表面均匀设置有加热电阻丝。本实用新型金属氮化炉具有很好的保温隔热效果，防止炉体内热量流失过快，同时也防止炉体外侧温度过高对工作人员进行烫伤的情况发生，炉体耐高温性能好，延长了炉体的使用寿命。
【IPC分类】C23C8/24
【公开号】CN204702799
【申请号】CN201520361499
【发明人】刘小春
【申请人】刘小春
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2015年6月1日
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