一种热处理工艺用回火炉的制作方法

1.本发明属于回火炉技术领域，具体涉及一种热处理工艺用回火炉。


背景技术：

2.随着科学技术的发展，生产设备的不断进步，人们对热处理工艺的要求也越来越高，进而对热处理设备的要求也越来越高，回火作为一种热处理工艺，需要在回火炉中进行回火处理，回火炉供一般金属机件在空气中进行回火以及铝合金压铸件、活塞、铝板等轻合金机件淬火、退火、时效热处理之用，可分为高温回火、中温回火和低温回火；
3.而目前在中温回火过程当中，工件因回火使张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀，包括回火初期工件会析出碳化物会有若干收缩、雪明碳铁凝聚过程会大量收缩、残留沃斯田铁变态成麻田散铁会膨胀、残留沃斯田铁变态成变韧铁会膨胀等，而大部分的回火炉没有加压设备，会导致炉内压强在回火过程中达不到要求，导致工件产生回火变形；
4.鉴于此，提出了一种热处理工艺用回火炉，用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：中温回火过程当中，工件因回火使张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀，包括回火初期工件会析出e碳化物会有若干收缩、雪明碳铁凝聚过程会大量收缩、残留沃斯田铁变态成麻田散铁会膨胀、残留沃斯田铁变态成变韧铁会膨胀等，而大部分的回火炉没有加压设备，会导致炉内压强在回火过程中达不到要求，导致工件产生回火变形的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.本发明提供一种热处理工艺用回火炉，包括回火炉主体，回火炉主体内开设有回火腔，回火腔内设置有底座，所述回火炉主体包括：排烟管，所述排烟管一端贯穿回火炉主体并与回火腔连通，用于将回火腔中的烟气排出；
8.其特征在于所述回火炉主体还包括：
9.反应单元，所述反应单元与排烟管另一端连通，接收排烟管排出的烟气；
10.加压单元，所述加压单元位于反应单元下方，与反应单元连通相配合，并且与回火腔连通，向回火炉中加压。
11.优选的，所述反应单元包括：
12.反应室，所述反应室与排烟管一端连通，且在连通处固定密封连接；
13.进料管，所述进料管一端与反应室连通，且在连通处固定密封连接，向反应室内提供反应料；
14.排气管，所述排气管一端与反应室连通，且在连通处固定密封连接，在反应室反应结束后向外排气。
15.电控阀门，所述电控阀门电连接有浓度感应器，所述排烟管、进料管和排气管与反应室连通口处均设置有电控阀门和浓度感应器。
16.优选的，所述加压单元包括：
17.加压管，所述加压管一端与反应室连通，另一端贯穿回火炉主体并与回火腔连通，在两端连通处固定密封连接，所述加压管与回火腔连通口处设有单向阀；
18.固定杆，所述固定杆与加压管靠近管口一端内壁固定连接；
19.拉簧，所述拉簧上端与固定杆固定连接；
20.活塞，所述活塞上端面与拉簧下端固定连接，所述活塞与加压管内壁滑动密封连接；
21.进气管，所述进气管位于活塞下方，与加压管连通，并在连通处固定密封连接，所述进气管与加压管连通口处设有单向阀。
22.优选的，所述固定杆和拉簧为耐高温材料。
23.优选的，所述耐高温弹性材料可为耐热钢。
24.优选的，所述回火腔内还包括叶轮，所述叶轮与底座转动连接，且叶轮顶端位置与加压管与回火腔连通口对应。
25.优选的，所述底座上表面转动连接有滑动座，所述滑动座与叶轮转轴固定连接。
26.优选的，所述滑动座上表面开设有凹槽，所述凹槽围绕叶轮转轴均匀分布。
27.优选的，所述滑动座最高点低于叶轮最低点。
28.优选的，所述回火炉主体外套设有保温层。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
30.1.本发明提供了一种热处理工艺用回火炉，通过设置反应单元，烟气进入反应单元后反应生成大量热量推动加压单元运动，从而通过加压单元向回火腔内加压；
31.2.同时，由于在反应单元内发生反应的所需温度处于中温回火范围内，并且回火排出的烟气温度近乎与回火温度相同，所以反应单元中发生反应时无需添加额外热源，对回火炉产生的热量再利用，减小能源消耗；并且回火产生的烟气通过在反应单元中的反应室发生反应，使得烟气中的有害物质，如氮氧化物，被转化为无害气体，再通过排气管排出，减小烟气带来的危害。
附图说明
32.图1为本发明整体结构示意图；
33.图2为本发明图1中右视图；
34.图3为本发明剖视结构示意图；
35.图4为本发明图1中左视局部示意图；
36.图5为本发明图3中底座俯视结构示意图。
37.图中：底座1、排烟管2、反应单元3、反应室31、进料管32、排气管33、电控阀门34、加压单元4、加压管41、固定杆42、拉簧43、活塞44、进气管45、叶轮5、滑动座6、凹槽 7。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。
39.现有技术中热处理工艺用回火炉存在的缺陷是，在中温回火过程当中因回火使张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀，包括回火初期析出e碳化物会有若干收缩、雪明碳铁凝聚过程会大量收缩、残留沃斯田铁变态成麻田散铁会膨胀、残留沃斯田铁变态成变韧铁会膨胀等，导致产生回火变形的问题。
40.为解决上述问题，本实施例采用的主要构思为：回火产生的高温烟气通过排烟管进入反应单元，并在反应单元内发生反应从而生成大量热量，使得气体膨胀，从而推动加压单元运动，使得加压单元向回火腔内加压，避免了在回火过程中，工件张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀的现象，防止产生回火变形。
41.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图1-5以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明：
42.本发明提供的一种热处理工艺用回火炉，包括回火炉主体，回火炉主体内开设有回火腔，回火腔内设置有底座1，所述回火炉主体包括：排烟管2，所述排烟管2一端贯穿回火炉主体并与回火腔连通，用于将回火腔中的烟气排出。
43.其特征在于所述回火炉主体还包括；
44.反应单元3，所述反应单元3与排烟管2另一端连通，接收排烟管2排出的烟气；
45.加压单元4，所述加压单元4位于反应单元3下方，与反应单元3相配合，并且与回火腔连通，向回火炉中加压。
46.工件经淬火油淬火后要在回火炉内进行回火处理，在回火的过程中会持续产生大量的烟气，产生的烟气通过排烟管2进入到反应单元3内，在反应单元3内发生催化还原反应，在反应过程中会产生大量热量，使得气压上升，从而推动加压单元4运动，加压单元4从而对回火腔内压入空气，使得回火腔内气压升高，避免了在回火过程中，工件张应力消除而收缩、压应力的消除而膨胀的现象，防止因为压力减小，工件产生回火变形；
47.与现有技术相比，本发明在反应单元3内发生反应的所需温度处于中温回火范围内，并且回火排出的烟气温度近乎与回火温度相同，所以反应单元3中发生反应时无需添加额外热源，对回火炉产生的热量再利用，减小了能源消耗，结构简单。
48.作为本发明的一种实施方式，所述反应单元3包括：
49.反应室31，所述反应室31与排烟管2一端连通，且在连通处固定密封连接；
50.进料管32，所述进料管32一端与反应室31连通，且在连通处固定密封连接，向反应室 31内提供反应料；
51.排气管33，所述排气管33一端与反应室31连通，且在连通处固定密封连接，在反应室 31反应结束后向外排气。
52.电控阀门34，所述电控阀门34电连接有浓度感应器，所述排烟管2、进料管32和排气管33与反应室31连通口处均设置有电控阀门34和浓度感应器；
53.所述加压单元4包括：
54.加压管41，所述加压管41一端与反应室31连通，另一端贯穿回火炉主体并与回火腔连通，在两端连通处固定密封连接，所述加压管41与回火腔连通口处设有单向阀；
55.固定杆42，所述固定杆42与加压管41靠近管口一端内壁固定连接；
56.拉簧43，所述拉簧43上端与固定杆42固定连接；
57.活塞44，所述活塞44上端面与拉簧43下端固定连接，所述活塞44与加压管41内壁滑动密封连接；
58.进气管45，所述进气管45位于活塞44下方，与加压管41连通，并在连通处固定密封连接，所述进气管45与加压管41连通口处设有单向阀。
59.当烟气进入到反应室31内时，排气管33口的电控阀门34处于关闭状态，通过进料管 32向反应室31内注入常温下的氨气氧气混合物，当反应室31内烟气浓度和氨气浓度高于排烟管2口处和进料管32口处的浓度感应器的预设值时，两管中的电控阀门34关闭，停止向反应室31内通入烟气和氨气氧气混合物，由催化还原反应的化学方程式：
60.4no 4nh3 o2→
4n2 6h2o；
61.6no 4nh3→
5n2 6h2o；
62.6no2 8nh3→
7n2 12h2o；
63.2no2 4nh3 o2→
3n2 6h2o；
64.可知，烟气中的氮氧化物与氨气氧气混合物发生反应并且随之产生大量热量，使得气体膨胀，气压升高；
65.当反应室31内烟气中的氮氧化物发生催化还原反应产生大量热量时，气压升高，由于加压管41与反应室31连通，加压管41中的活塞44在压力作用下向下移动，使得加压管41内位于活塞44下方的气体在气压作用下通过单向阀进入回火腔内，使得回火腔内压强上升，从而对回火腔内加压，解决了回火变形的问题；
66.随着反应进行，烟气中氮氧化物被消耗，当氮氧化物浓度低于排气管33口处浓度感应器预设值时，排气管33口处电控阀门34打开，反应后的烟气被排出，当排气管33向外排气时，加压管41中的活塞44不再受到压力，由于拉簧43上端与固定杆42固定连接，活塞44在拉簧43的弹力作用下，向上运动，并且因为活塞44与加压管41内壁滑动密封连接，使得活塞 44向上运动时，外部空气能够通过进气管45中的单向阀进入到加压管41内，防止活塞下方的加压管内产生负压；
67.当反应室内烟气浓度低于排烟管2口处和进料管32口处的浓度感应器的预设值时，排烟管2口打开，重新向反应室31内注入烟气，此时反应室31内气压大于上一次反应室31内的气压，排烟管2口处电控阀门关闭，随着进料管32口处的电控阀门34打开，加入氨气氧气混合物，进行加压，在反应再次加压后，向回火腔内加入的气体压力大于上一次加入的气体压力，使得回火腔中的压强再次上升，并重复上述流程；
68.与点燃烟气，使得烟气得到充分燃烧产生热量，从而对回火腔内加压相比，本发明通过烟气中的氮氧化物与氨气发生催化还原反应产生热量，规避了因直接点燃烟气而带来的潜在爆炸风险，更为安全，同时随着烟气中氮氧化物与氨气发生催化还原反应，使得氮氧化物被还原为无毒气体而排出，减小了烟气排出后的污染问题。
69.作为本发明的一种实施方式，所述固定杆42和拉簧43为耐高温材料，如耐热钢。
70.由于在反应室31内的反应会产生大量热量，为了拉簧43和固定杆42在温度较高的环境下能够保证较高的强度，所以将固定杆42和拉簧43设为耐高温材料，如耐热钢。
71.作为本发明的一种实施方式，所述回火腔内还包括叶轮5，所述叶轮5与底座1转动连接，且叶轮5顶端位置与加压管41与回火腔连通口对应。
72.通过设置叶轮5，且叶轮5顶端位置与加压管41与回火腔的连通口对应，当加压管
41 向回火腔中压入气体时，叶轮5被带动转动，使得回火腔内的气体能够更好的流通，加强了回火性能的同时，还可以更好的将烟气吹进排烟管2中。
73.作为本发明的一种实施方式，所述底座1上表面转动连接有滑动座6，所述滑动座6与叶轮5转轴固定连接。
74.由于滑动座6与叶轮5转轴固定连接，当叶轮5转动时，同时带动滑动座6开始转动，所以放置于滑动座6上的工件能够更好的接触热量，加强了回火效果。
75.作为本发明的一种实施方式，所述滑动座6上表面开设有凹槽7，所述凹槽7围绕叶轮5 转轴均匀分布。
76.通过在滑动座6上表面开设有凹槽7，且凹槽7围绕叶轮5转轴均匀分布，可以将工件放置于凹槽7中，防止在滑动座6转动时，工件脱落。
77.作为本发明的一种实施方式，所述滑动座6最高点低于叶轮5最低点。
78.为了避免滑动座6过高而影响叶轮5转动，且过高也会影响工件的回火效果，所以将滑动座6的最高点设置为低于叶轮5的最低点。
79.作为本发明的一种实施方式，所述回火炉主体外套设有保温层8。
80.当回火炉主体外套设有保温层8时，能够更好的对回火炉主体进行一个保温作用，防止热量散发，进一步加强回火效果。
81.工作原理：当烟气进入到反应室31内时，排气管33口的电控阀门34处于关闭状态，通过进料管32向反应室31内注入常温下的氨气氧气混合物，当反应室31内烟气浓度和氨气浓度高于排烟管2口处和进料管32口处的浓度感应器的预设值时，两管中的电控阀门34关闭，停止向反应室31内通入烟气和氨气氧气混合物，由催化还原反应的化学方程式：
82.4no 4nh3 o2→
4n2 6h2o；
83.6no 4nh3→
5n2 6h2o；
84.6no2 8nh3→
7n2 12h2o；
85.2no2 4nh3 o2→
3n2 6h2o；
86.可知，烟气中的氮氧化物与氨气氧气混合物发生反应并且随之产生大量热量，使得气体膨胀，气压升高；
87.当反应室31内烟气中的氮氧化物发生催化还原反应产生大量热量时，气压升高，由于加压管41与反应室31连通，加压管41中的活塞44在压力作用下向下移动，使得加压管41内位于活塞44下方的气体在气压作用下通过单向阀进入回火腔内，使得回火腔内压强上升，从而对回火腔内加压，解决了回火变形的问题；
88.随着反应进行，烟气中氮氧化物被消耗，当氮氧化物浓度低于排气管33口处浓度感应器预设值时，排气管33口处电控阀门34打开，反应后的烟气被排出，当排气管33向外排气时，加压管41中的活塞44不再受到压力，由于拉簧43上端与固定杆42固定连接，活塞44在拉簧43的弹力作用下，向上运动，并且因为活塞44与加压管41内壁滑动密封连接，使得活塞 44向上运动时，外部空气能够通过进气管45中的单向阀进入到加压管41内，防止活塞下方的加压管内产生负压；
89.当反应室内烟气浓度低于排烟管2口处和进料管32口处的浓度感应器的预设值时，排烟管2口打开，重新向反应室31内注入烟气，此时反应室31内气压大于上一次反应室31内的气压，排烟管2口处电控阀门关闭，随着进料管32口处的电控阀门34打开，加入氨气
氧气混合物，进行加压，在反应再次加压后，向回火腔内加入的气体压力大于上一次加入的气体压力，使得回火腔中的压强再次上升，并重复上述流程；
90.与点燃烟气，使得烟气得到充分燃烧产生热量，从而对回火腔内加压相比，本发明通过烟气中的氮氧化物与氨气发生催化还原反应产生热量，规避了因直接点燃烟气而带来的潜在爆炸风险，更为安全，同时随着烟气中氮氧化物与氨气发生催化还原反应，使得氮氧化物被还原为无毒气体而排出，减小了烟气排出后的污染问题。
91.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。