GKT2-20型輥底式保護氣氛真空鎖氣式雙層球化退火爐

杭州駿馬軸承有限公司技術(shù)質(zhì)保部 （浙江 311113） 孫欽賀

為了進一步提高軸承鍛件球化退火質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。我公司購進杭州金舟電爐有限公司生產(chǎn)的GKT2—20型輥底式保護氣氛真空鎖氣式雙層球化退火爐作為新的軸承鍛件球化退火設備。投入使用至今，經(jīng)過三年多生產(chǎn)實踐表明，該設備性能穩(wěn)定，退火質(zhì)量可靠，耗電在150～170kW·h/t。由于采用了保護氣氛，沒有氧化皮，改善了車加工環(huán)境，節(jié)省了原材料，降低了生產(chǎn)成本。

1. 設備組成及工藝介紹

（1）設備組成 雙層（上進下出或下進上出） 料臺，雙層（上進下出或下進上出）真空室，退火爐爐體，預抽真空系統(tǒng)，電控，溫控及自動控制系統(tǒng)，氮氣控制系統(tǒng)，丙烷氣體控制系統(tǒng)，碳勢控制系統(tǒng)等組成。

（2）工藝流程（下層與上層相同） 進料→前真空換氣室→冷熱交換室（余熱利用）→升溫→保溫→快冷→等溫→緩冷→冷熱交換室（余熱利用）→后真空換氣室→出料。

2. 生產(chǎn)線的主要特點

（1）傳動方式 雙層輥底式保護氣氛全電加熱等溫球化退火爐由許多等中心距傳動輥棒提供傳輸力，傳動輥等速轉(zhuǎn)動。料筐以正常的速度走完冷熱交換區(qū)、升溫區(qū)、保溫區(qū)、快冷區(qū)（設有風機攪拌）、等溫區(qū)、緩冷區(qū)、后冷熱交換區(qū)（設有風機攪拌）、上下層共14個區(qū)。除了料筐的排料、卸料、吊裝由人工完成外，料筐進入真空室抽氣和充入氮氣、退火預熱、升溫加熱、保溫、快冷、等溫、緩冷和快速冷卻等過程全部按工藝程序自動完成。工件傳送采用變頻器調(diào)速，速度無級可調(diào)，直接顯示工藝時間，方便直觀。

（2）加熱方式 退火爐采用電輻射管加熱，輻射管水平均布于傳動輥的上下層面上。輻射管結(jié)構(gòu)先進合理，電控、溫控采用移相觸發(fā)技術(shù)，能有效地保護功率調(diào)功器的使用壽命，完全滿足球化退火工藝要求。加熱采用上下輻射管，有利于爐溫均勻，輻射管從側(cè)面插入，維修方便，在不停爐時就可實現(xiàn)維修。加熱區(qū)根據(jù)生產(chǎn)和工藝要求，設計合理的長度。由于采用雙層加熱的方式上層進料，下層出料，上層的冷料和下層的熱料通過離心風機冷熱交換，達到節(jié)能的效果。另一邊上層出料，下層進料，同樣通過風機攪拌，實現(xiàn)冷熱交換。由于整條生產(chǎn)線控溫系統(tǒng)采用模塊化，無觸點浪涌控制技術(shù)，實現(xiàn)了平穩(wěn)加熱。

（3）控制系統(tǒng) 包括電控、溫控、氣氛控制、過程控制系統(tǒng)，集中安裝在控制柜中，并采用計算機控制，具備工藝設定、存儲、數(shù)據(jù)顯示和記錄、歷史數(shù)據(jù)查詢、生產(chǎn)管理等功能。電控、溫控系統(tǒng)采用具備人工智能PID自整定調(diào)節(jié)功能的儀表，單偶雙芯雙表，一點控溫，一點檢測，保證爐溫準確、可靠?？刂葡到y(tǒng)較多采用了先進、可靠的傳感技術(shù)。爐門的升降、料筐的進出，過程均按設定程序自動完成。加熱爐內(nèi)設有氧探頭，提供氧勢信號給碳勢儀表，并對爐內(nèi)氧勢（碳勢）控制。

3. 生產(chǎn)應用

（1）球化退火工藝 工藝曲線見圖1。

（2）球化退火質(zhì)量 鍛件退火后的硬度88～92HRB，同一批退火后硬度差不大于2HRB。金相顯微組織：碳化物顆粒圓整度好，顆粒大小分布均勻。退火后金相顯微組織按JB/T1255—2001標準評定為2～3級。圖2為使用該爐進行球化退火后的32011內(nèi)圈金相顯微組織圖片，按JB/T1255—2001標準第一級別圖評定為2級。脫碳層：在通入氮氣和丙烷氣，保證爐內(nèi)碳勢在0.8%以上時，脫碳層深度為0.10mm左右。

圖1 球化退火工藝曲線

圖2

（3）能耗 退火后的每噸鍛件耗電在150～170kW·h，與目前國內(nèi)軸承行業(yè)退火爐每噸耗電250kW·h左右相比，耗電減少30%左右。

4. 結(jié)語

由于對退火過程中的余熱進行了有效利用，熱效率明顯提高，能耗明顯降低，經(jīng)濟效益顯著。在加熱過程中，爐內(nèi)在抽真空的基礎上再通入氮氣及丙烷氣體，并通過氣氛控制系統(tǒng)對爐內(nèi)碳勢進行有效控制，實現(xiàn)保護氣氛加熱。球化退火后的工件表面光潔整潔，沒有氧化皮產(chǎn)生，脫碳層也大大減少，給車加工帶來較大方便，改善了車加工環(huán)境。同時，由于沒有氧化皮和較少的脫碳層，鍛件留量可以適當減少，在一定程度上減少了材料消耗。球化退火實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高效、低耗及連續(xù)生產(chǎn)目標，符合目前國家倡導的務實高效、節(jié)能減排、持續(xù)改進的產(chǎn)業(yè)政策。