井式气体渗碳炉设计原则.docx

1、井式气体渗碳炉设计原则井式气体渗碳炉设计原则我公司设计的井式气体渗碳炉已形成系列。功率设计范围从35KW到900KW，零件加热有效尺寸直径从300到4000mm。深度从450到6000mm，但由于目前设计因人而异，没有统一的规范、规格、品种过多，给工厂制造带来很大难度。另外，由于设计的不规范，现场安装、调试工作量加大，并造成较大的经济损失。为了今后设计有所依据，特制定此设计原则，希望大家设计时参照执行。1. 零件有效尺寸、导流筒、马弗罐、炉衬之间尺寸的确定。零件有效尺寸在直径方向与导流筒之间距离为100300mm，导流筒与马弗罐之间距离为200300mm，马弗罐与炉衬之间的距离300400mm

2、，有效尺寸高度方向，上面和下面应增加200500mm。一般情况零件有效尺寸加热区大时取上限，有效加热区小时取下限。2. 炉衬尺寸的确定。2.1. 炉体的炉衬分两种结构。其一为复合结构；其二为全硅酸铝纤维结构。复合结构内层为耐火砖，外加一层厚度为2040mm，比重为0.2g/cm3硅酸铝纤维毡。外层为硅酸铝纤维棉或珍珠岩散料。耐火砖的厚度为90120mm，电阻丝结构取90mm，电阻带取120mm，耐火砖的比重为0.81.3g/cm，小炉子取下限，大炉子取上限。复合结构炉衬厚度为300400mm，全纤维结构为300mm。2.2. 炉盖的炉衬为两种。一种在保温箱体内填充厚度为20mm，比重为0.2g

3、/cm3毡，另一种为折叠块打结结构，折叠块的厚度为350mm，且表面涂刷日本进口的固化剂。全纤维炉衬均可以挂电阻带和电阻丝。2.3. 炉底衬结构有效尺寸在15002000mm时，底炉衬结构，下面三层是比重为1.0g/cm3粘土砖，上面二层比重为2.2g/cm3抗渗碳砖。有效尺寸大于2000mm，下面二层比重为1.8 g/cm3的高铝砖，第三层比重为2.2g/cm3抗渗碳砖，最上面一层是160180mm抗渗碳的打结料。3. 炉盖3.1. 保温包结构。有效尺寸小于1500mm，保温包用耐热材料制作，内填硅酸铝纤维毡，有效尺寸大于1500mm，用折叠块结构。有效尺寸小于1200mm时，保温包结构形式

4、参照图一。R35为手工制作。图一有效尺寸在1500至1200mm之间，保温包结构形式。参照图二图二R45、R30、R35用模具压制成形，但设计用统一模具。有效尺寸大于1500mm统一用鼠笼式结构，具体结构形式如图三所示图三3.2. 炉面板结构。炉面板结构为分二种：有效尺寸小于1500mm时，加一圈水套。有效尺寸1500mm以上，则炉面板上加两圈以上水套炉面板上的水冷套多少由炉盖大小决定，少则一个多则几个，具体由设计者合理确定，炉盖密封电机原则上应设计在炉面板上面。3.3. 炉面板上孔位布置原则。炉面板上设有滴注孔、氧探头孔与热电偶孔、试样孔、排气孔等。但在设计时，氧探头孔与滴注孔、排气孔应尽量

5、远离。其角度大于90，主要考虑炉气不受影响。另外，考虑到变形影响，这些孔的耐热管不要设计成通管，而设计成套管，如图四所示 图四3.4. 炉盖上导风罩吊挂方式导风罩吊挂方式有二种，有效尺寸小于1500mm采用图5结构但件1必须打坡口一定焊牢。图五有效尺寸大于1500mm时采用图六结构，即为吊挂式图六3.5. 炉盖耐热钢管优选尺寸383 423 573 604 644763 893 1026 1084 11441335 15953.6. 炉盖折叠块选型渗碳炉炉盖折叠块选高纯型硅酸铝纤维，利润高，应选伊索耐火材料，利润抵者选山东鲁阳耐火材料。3.7. 炉盖风机轴设计有效尺寸在2000mm以下，设一个

6、密封电机。有效尺寸在2000mm以上，设计三个密封电机，且均布。优选风机轴尺寸55、60、75、80、90及100mm。3.8. 导风罩结构导风罩采用多块扇形结构，有效尺寸小于1500mm时，采用单圈吊挂结构。大于1500mm时，采用双圈吊挂结构。4. 马弗罐4.1. 马弗罐水冷马弗罐上法兰水冷原则上采用开式水冷。4.2. 马弗罐结构马弗罐结构分三层，上层采用耐热钢厚度为1014mm，炉子大时取上限，炉子小时取下限。中间层采用耐热钢厚度46mm，炉子小时取下限，炉子大时取上限，可依据用户要求选择直筒或波纹。另外，对于有效尺寸大于1500mm时，应在马弗罐下端采用收口结构。插入油封部分，材料可采

7、用1Cr18Ni9Ti，其厚度为810mm，马弗罐上层在高度800mm附近外面铺设一层厚度20mm硅酸铝纤维毡，且用1mm电热合金丝捆绑牢靠。4.3. 有效尺寸大于2000mm的马弗罐在上端100mm处增加一圈加强筋，厚度为1012mm，另外，在挂导流筒处增加一圈加强筋，厚度为1012，高度为150mm左右。5. 导流筒有效尺寸在1500mm到2000mm，导流筒应设计成波纹形状，且上面用槽钢形加强。导流筒在2000mm至3000mm，除了用槽钢形加强外，还必须用型钢来加强，且为吊挂型。在3000mm以上，则设计成底座式结构，加强筋形式与2000mm至3000mm相同。6. 提升机构有效尺寸在

8、2000mm以内，采用单臂梁提升结构，用蜗轮减速机或液压缸升降，旋转采用手动旋开或闭合。炉盖有效尺寸在2000mm以上，采用二种结构，第一种采用框式悬臂梁结构，用电动推杆可以提升和下降炉盖，旋转采用电机、减速机加链轮结构，可以旋开或闭合炉盖。第二种采用平移车结构。采用电机、蜗轮、蜗杆、链条等，提升或下降炉盖，通过车平移把炉盖移开或闭合。7. 炉壳 有效尺寸在1000mm以内，炉筒厚度为56mm，有效尺寸在10002000mm，炉筒厚度为810mm，有效尺寸大于2000mm，炉壳筒厚度过1012mm，且炉壳外面有型钢来加强。7.1. 提升机构安装板结构尺寸设计有效尺寸在2000mm以内，提升机构

9、安装结构如图七所示：图七 提升机构安装尺寸7.2. 油封尺寸确定有效尺寸在2000mm以内，油封上端之间距离为40mm，油封下端单边宽度为175mm，有效尺寸在10002000mm之间，油封上端之间距离为50mm，油封下端单边宽度为250mm，有效尺寸在2000mm以上，油封上端之间距离为80mm，油封下端单边宽度为300mm。7.3. 油封水冷结构确定有效尺寸在2000mm以内，则水冷结构为单面水冷，有效尺寸在2000mm以上，水冷结构为三面水冷结构。如果用户有特定要求，则油封内还可以加水冷。8. 水冷系统渗碳炉有三路水冷，即炉盖水冷、马弗水路、油封水路。炉盖水冷最多分三路，必须把密封电机水

10、冷，炉面板水冷和其它水冷（如滴注、排气、试样孔等）分开，但上水为一路，下水为一路，上水为2，下水为2，其余为1/2焊接钢管，炉面板水冷上水为1/2，下水自己设计。油封上水为1/2，下水为1/2。所有水路必须设计成管件连接，制造时必须横平竖直，走的整齐、漂亮。9. 快冷系统及排风系统（此系统根据用户要求选择）有效尺寸在2000mm以下，下面用一台型号为1号的风机，风从四路，从炉底下面通入炉内马弗罐和炉衬之间。2000mm以上，风机选2号，从炉底分68路通入炉衬和马弗罐之间。排风系统在炉子上面，有效尺寸在2000mm以下，通过68个排风孔，排到车间。有效尺寸在2000mm以上，是把68个孔集中到一

11、根管道通过一个孔排到车间外面，并且在距管道35米处，安装一个电磁阀。10. 配气系统渗碳炉配气系统一般有六路，即甲醇、异丙醇、降碳势、烧碳黑、参比气，开启炉盖时，用户要求防爆时，则必须有一路纯氮保护。渗碳炉如果应用N2甲醇气氛，渗碳炉除上面六路外，还必须增加二路气体，一路为冲洗氮气，一路为工艺氮气。每一路必须安装日本进口电磁阀和流量计，同时，安装一个并联旁路用球阀开闭，流量计刻度大小根据炉膛容积大小而确定，气体流量计，流量大时必须有导向机构，以防打碎玻璃管。配气屏设计时，必须提供所有管子和接头尺寸和数量，制造时尽量不要焊接连接，而用管路配件连接。管子优选尺寸：甲醇、异丙醇、参比气、降碳势、烧碳黑，选的不锈钢管尺寸101，121。马弗环幕氮气，冲洗N2、工艺氮气、选1/2管子和接头。编制：李邦熙 2004-4-27