双层u型退火炉及退火方法
阅读说明：本技术 双层u型退火炉及退火方法 (Double-layer U-shaped annealing furnace and annealing method ) 是由 孙钦贺 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种双层U型退火炉,包括：设有由隔热隔板分隔构成的下层炉膛和设有加热器的上层炉膛的炉体,两个分设于上层炉膛两端的隔热门,与上层炉膛右端、下层炉膛右端分别连通且设有右门和左门的双层真空室,置于双层真空室右侧的进料台、出料台,装于炉体左端的双层升降室,穿设于上层炉膛、双层真空室、进料台中的上电动辊筒组,穿设于下层炉膛、双层真空室、出料台中的下电动辊筒组,其特征是,所述的双层U型退火炉还包括：两个一一对应设于下层炉膛的两个侧板上的通气门组,多个设于隔热隔板上,两侧端与下层炉膛的两个侧板通过左右向滑轨一一对应滑动连接的隔热滑板,设于隔热滑板上的个数与上通孔个数相同的下通孔,滑板驱动装置。(The invention relates to a double-layer U-shaped annealing furnace, which comprises: furnace body with be equipped with by the upper furnace of the lower floor furnace that thermal-insulated baffle partition constitutes and be equipped with the heater, the insulated door at upper furnace both ends is located to two branches, with the upper furnace right-hand member, the double-deck real empty room that the lower floor furnace right-hand member communicates respectively and is equipped with right door and left door, arrange the feed table on double-deck real empty room right side in, go out the material platform, adorn in the double-deck lift room of furnace body left end, wear to locate upper furnace, double-deck real empty room, last electric roller group in the feed table, wear to locate lower floor furnace, double-deck real empty room, lower electric roller group in the material platform, characterized by, double-deck U type annealing stove still include: two one-to-one ventilation door groups are arranged on two side plates of the lower-layer hearth, a plurality of thermal insulation partition plates are arranged on the thermal insulation partition plates, two side ends and the two side plates of the lower-layer hearth are connected with thermal insulation sliding plates in a sliding mode through left and right sliding rails in one-to-one correspondence, lower through holes and sliding plate driving devices are arranged on the thermal insulation sliding plates, the number of the lower through holes is the same as that of the upper through holes, and the number of the lower through holes is the same as that of the upper through holes.)
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，尤其是一种双层U型退火炉及退火方法。
背景技术
高碳铬轴承钢制作的轴承工件在锻造后需要退火；轴承钢退火炉的结构可从中国专利申请号202020642750.X的实用新型公开的一种轴承钢退火炉获得了解；传统的轴承钢退火炉存在退火效率较低，退火质量不够稳定，退火余热不利用的不足；因此，设计一种退火效率较高，退火质量稳定，利用退火余热预热工件的双层U型退火炉及退火方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前的轴承钢退火炉存在退火效率较低，退火质量不够稳定，退火余热不利用的不足，提供一种退火效率较高，退火质量稳定，利用退火余热预热工件的双层U型退火炉及退火方法。
本发明的具体技术方案是：
一种双层U型退火炉，包括：控制器，设有由隔热隔板分隔构成的下层炉膛和设有加热器的上层炉膛的炉体，两个分设于上层炉膛两端的隔热门，与上层炉膛右端、下层炉膛右端分别连通且设有右门和左门的双层真空室，置于双层真空室右侧的进料台、位于进料台下侧的出料台，装于炉体左端的双层升降室，穿设于上层炉膛、双层真空室、进料台中的上电动辊筒组，穿设于下层炉膛、双层真空室、出料台中的下电动辊筒组，两个一一对应设于下层炉膛设有的两个侧板上的通气门组，多个设于隔热隔板上且左右排列的上通孔，置于隔热隔板下侧且两侧端与下层炉膛的两个侧板通过左右向滑轨一一对应滑动连接的隔热滑板，设于隔热滑板上的个数与上通孔个数相同且一一对应的下通孔，滑板驱动装置；加热器为电加热器；初始位置时下通孔与上通孔不连通。
作为优选，所述的双层U型退火炉还包括炉气换热装置；炉气换热装置包括：若干个设有多个穿设于上层炉膛设有的顶板中的换热管且与顶板连接的热风循环风机。
作为优选，所述的双层U型退火炉还包括保护气氛控制装置；保护气氛控制装置包括：多个穿设于一个侧板中的氮气管，若干个装于顶板上的氮气浓度检测仪。
作为优选，所述的上层炉膛设有的顶板和下层炉膛设有的底板上均装有多个冷却风机。
作为优选，所述的上层炉膛设有的顶板和下层炉膛设有的底板上均装有多个热电偶。
作为优选，所述的双层升降室包括：右端与上层炉膛左端、下层炉膛左端分别连通的室体，与室体的两侧端通过竖向导轨一一对应滑动连接的转运筐，装于室体上端且吊索与转运筐上端连接的卷扬机，装有电磁换向阀且与室体左端连接的转运气缸；转运气缸的活塞杆与下层炉膛左端相对。
作为优选，所述的滑板驱动装置包括：装有电磁换向阀且与隔热隔板下端连接的驱动气缸，分别与隔热滑板右端和驱动气缸的活塞杆连接的连接板。
一种双层U型退火炉的退火方法，所述的双层U型退火炉为上述的双层U型退火炉，步骤一，将需要退火的工件叠放在料筐中并吊运到进料台上；步骤二，料筐在上电动辊筒组驱动下按设定的节拍从右向左运动，开启右门，下料筐进入双层真空室，关闭右门，双层真空室抽真空后，开启左门，料筐进入上层炉膛，重复以上动作将料筐逐个装入上层炉膛后，关闭隔热门，从氮气管充入氮气，工件在氮气保护气氛下按退火工艺要求加热、保温；步骤三，开启隔热门，上层炉膛中的料筐进入转运筐并随转运筐下降，转运气缸的活塞杆将料筐推入下层炉膛，料筐在下电动辊筒组驱动下按设定的节拍从左向右运动，重复以上动作将料筐逐个推入下层炉膛；同时，按步骤二，将料筐逐个装入上层炉膛后关闭隔热门，驱动气缸的活塞杆驱动隔热滑板运动，使下通孔与上通孔连通，下层炉膛中工件和料筐散发的热量对上层炉膛中的工件和料筐进行预热后，隔热滑板复位；下层炉膛中的工件按退火工艺要求冷却；退火工艺需要时，可以开启通气门组和/或装于下层炉膛设有的底板上的冷却风机加快冷却速度；从氮气管充入氮气，上层炉膛中的工件在氮气保护气氛下按退火工艺要求加热、保温；步骤四，开启左门和右门，下层炉膛中的装有完成退火的工件的料筐在下电动辊筒组驱动下按设定的节拍逐个从左向右运动到出料台并被吊运走；重复步骤三、步骤四直至完成退火。
作为优选，所述的需要退火的工件为高碳铬轴承钢工件；退火工艺包括：（1）在上层炉膛中且在氮气保护气氛下工件加热到780℃，升温时间250min，升温后保温360min；（2）在上层炉膛中，工件在60min内快冷至730℃，接着依次慢冷至725℃，慢冷时间120min，慢冷至715℃，慢冷时间120min，然后缓冷至580℃，缓冷时间180min，再在150min内冷却到500℃；（3）退火后工件的用金相分析系统在（1000×）下评定，达到高碳铬轴承钢金相检验图谱标准的3级，显微组织为细小、均匀分布的球状珠光体；工件退火后硬度为179HBW～207HBW（压痕直径4.5mm～4.2mm）或HRB88-94，能够使退火后的轴承锻件质量达到《GB/T34891-2017 滚动轴承 高碳铬轴承钢制轴承零件热处理技术条件》国家标准的要求，满足工件退火质量要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述的双层U型退火炉，工件叠放在料筐中，在上层炉膛中的工件按退火工艺要求加热、保温的同时，在上层炉膛中的工件按退火工艺要求冷却，驱动气缸的活塞杆驱动隔热滑板运动，使下通孔与上通孔连通，上层炉膛中工件和料筐散发的热量对下层炉膛中的工件和料筐进行预热，通过热风循环风机使上层炉膛中的温度均匀，通过热电偶监测上层炉膛和下层炉膛的炉温，退火效率较高，退火质量稳定，利用退火余热预热工件。从保护气氛控制装置的氮气管充入干燥氮气，通过氮气浓度检测仪检测氮气浓度，工件在氮气保护气氛下按退火工艺要求加热、保温，利于防止氧化，防止水汽影响工件质量。冷却风机利于退火完成后炉体快速冷却；退火工艺需要时，可以开启通气门组和/或装于下层炉膛设有的底板上的冷却风机加快冷却速度。双层升降室结构简单实用，利于料筐从下层炉膛快捷方便地转运到上层炉膛。
附图说明
图1是本发明双层U型退火炉的一种结构示意图。
图中：控制器1，隔热隔板2，下层炉膛3，上层炉膛4，炉体5，隔热门6，右门7，左门8的双层真空室9，料筐10，进料台11，出料台12，双层升降室13，上电动辊筒组14，下电动辊筒组15，侧板16，通气门组17，上通孔18，左右向滑轨19，隔热滑板20，下通孔21，顶板22，换热管23，热风循环风机24，氮气管25，氮气浓度检测仪26，底板27，冷却风机28，热电偶29，室体30，竖向导轨31，转运筐32，卷扬机33，转运气缸34，驱动气缸35，连接板36。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
如附图1所示：一种双层U型退火炉，包括：控制器1，设有由隔热隔板2分隔构成的下层炉膛3和设有加热器（未图示）的上层炉膛4的炉体5，两个分设于上层炉膛4两端的隔热门6，与上层炉膛4右端、下层炉膛3右端分别连通且设有右门7和左门8的双层真空室9，置于双层真空室9右侧的进料台11、位于进料台11下侧的出料台12，装于炉体5左端的双层升降室13，穿设于上层炉膛4、双层真空室9、进料台11中的上电动辊筒组14，穿设于下层炉膛3、双层真空室9、出料台12中的下电动辊筒组15，两个一一对应设于下层炉膛3设有的两个侧板16上的通气门组17，多个设于隔热隔板2上且左右排列的上通孔18，置于隔热隔板2下侧且两侧端与下层炉膛3的两个侧板16通过左右向滑轨19一一对应滑动连接的隔热滑板20，设于隔热滑板20上的个数与上通孔18个数相同且一一对应的下通孔21，滑板驱动装置；加热器为电加热器；初始位置时下通孔21与上通孔18不连通。
所述的双层U型退火炉还包括炉气换热装置；炉气换热装置包括：七个设有多个穿设于上层炉膛4设有的顶板22中的换热管23且与顶板22螺接的热风循环风机24。
所述的双层U型退火炉还包括保护气氛控制装置；保护气氛控制装置包括：多个穿设于一个侧板16中的氮气管25，一个装于顶板22上的氮气浓度检测仪26。
所述的上层炉膛4设有的顶板22和下层炉膛3设有的底板27上均装有多个冷却风机28。
所述的上层炉膛4设有的顶板22和下层炉膛3设有的底板27上均装有多个热电偶29。
所述的双层升降室13包括：右端与上层炉膛4左端、下层炉膛3左端分别连通的室体30，与室体30的两侧端通过竖向导轨31一一对应滑动连接的转运筐32，装于室体30上端且吊索与转运筐32上端连接的卷扬机33，装有电磁换向阀（未图示）且与室体30左端螺接的转运气缸34；转运气缸34的活塞杆与下层炉膛3左端相对。
所述的滑板驱动装置包括：装有电磁换向阀（未图示）且与隔热隔板2下端螺接的驱动气缸35，分别与隔热滑板20右端和驱动气缸35的活塞杆螺接的连接板36。
所述的电加热器、上电动辊筒组14、下电动辊筒组15、热风循环风机24、氮气浓度检测仪26、冷却风机28、热电偶29、卷扬机33、转运气缸34、驱动气缸35、电磁换向阀分别与控制器1电性连接。
一种双层U型退火炉的退火方法，所述的双层U型退火炉为上述的双层U型退火炉，步骤一，将需要退火的工件叠放在料筐10中并吊运到进料台11上；步骤二，料筐10在上电动辊筒组14驱动下按设定的节拍从右向左运动，开启右门7，下料筐10进入双层真空室9，关闭右门7，双层真空室9抽真空后，开启左门8，料筐10进入上层炉膛4，重复以上动作将料筐10逐个装入上层炉膛4后，关闭隔热门6，从氮气管25充入氮气，工件在氮气保护气氛下按退火工艺要求加热、保温；步骤三，开启隔热门6，上层炉膛4中的料筐10进入转运筐32并随转运筐32下降，转运气缸34的活塞杆将料筐10推入下层炉膛3，料筐10在下电动辊筒组15驱动下按设定的节拍从左向右运动，重复以上动作将料筐10逐个推入下层炉膛3；同时，按步骤二，将料筐10逐个装入上层炉膛4后关闭隔热门6，驱动气缸35的活塞杆驱动隔热滑板20运动，使下通孔21与上通孔18连通，下层炉膛3中工件和料筐10散发的热量对上层炉膛4中的工件和料筐10进行预热后，隔热滑板20复位；下层炉膛3中的工件按退火工艺要求冷却；退火工艺需要时，可以开启通气门组17和/或装于下层炉膛3设有的底板27上的冷却风机28加快冷却速度；从氮气管25充入氮气，上层炉膛4中的工件在氮气保护气氛下按退火工艺要求加热、保温；步骤四，开启左门8和右门7，下层炉膛3中的装有完成退火的工件的料筐10在下电动辊筒组15驱动下按设定的节拍逐个从左向右运动到出料台12并被吊运走；重复步骤三、步骤四直至完成退火。
所述的需要退火的工件为高碳铬轴承钢工件；退火工艺包括：（1）在上层炉膛4中且在氮气保护气氛下工件加热到780℃，升温时间250min，升温后保温360min；（2）在上层炉膛3中，工件在60min内快冷至730℃，接着依次慢冷至725℃，慢冷时间120min，慢冷至715℃，慢冷时间120min，然后缓冷至580℃，缓冷时间180min，再在150min内冷却到500℃；（3）退火后工件的用金相分析系统在（1000×）下评定，达到高碳铬轴承钢金相检验图谱标准的3级，显微组织为细小、均匀分布的球状珠光体；工件退火后硬度为179HBW～207HBW（压痕直径4.5mm～4.2mm）或HRB88-94，能够使退火后的轴承锻件质量达到《GB/T34891-2017 滚动轴承 高碳铬轴承钢制轴承零件热处理技术条件》国家标准的要求，满足工件退火质量要求。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。
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