核心結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1. 模塊化爐體結(jié)構(gòu)
爐體通常由多個(gè)獨(dú)立的功能模塊拼接而成,布局清晰,便于維護(hù)和升級。
預(yù)熱區(qū) (Preheating Zone):工件從室溫進(jìn)入,在此區(qū)域進(jìn)行初步加熱,減少溫差應(yīng)力,同時(shí)回收來自冷卻區(qū)的余熱,節(jié)約能源。
加熱區(qū) / 固溶區(qū) (Heating/Solution Zone):這是核心工作區(qū),通常分為 2-4 個(gè)獨(dú)立溫區(qū)。
特點(diǎn):每個(gè)溫區(qū)都配備獨(dú)立的加熱元件(如電阻絲、電阻帶)和熱電偶,采用 PID 精確控溫,確保爐內(nèi)形成穩(wěn)定、均勻的溫度場,滿足固溶處理對溫度精度的苛刻要求(通常要求 ±5℃)。
冷卻區(qū) (Quenching Zone):工件完成固溶后,立即進(jìn)入此區(qū)域進(jìn)行快速冷卻。
特點(diǎn):
強(qiáng)制風(fēng)冷:對于大多數(shù)鋁合金,采用強(qiáng)力風(fēng)機(jī)和高效換熱器,實(shí)現(xiàn)快速均勻的冷卻。
水霧冷卻:對于冷卻速度要求更高的合金,會(huì)采用霧化噴嘴進(jìn)行冷卻。
水淬槽:在某些設(shè)計(jì)中,推桿會(huì)將工件直接推入一個(gè)密閉的水淬槽中,實(shí)現(xiàn)最快速的冷卻。
出料區(qū) (Unloading Zone):冷卻后的工件被推桿推出爐體,在這里進(jìn)行卸載,然后轉(zhuǎn)運(yùn)至下一道工序(如時(shí)效處理)。
2. 精密的推送與傳動(dòng)系統(tǒng)
這是設(shè)備連續(xù)運(yùn)行的 “心臟”,確保工件按精確的節(jié)拍移動(dòng)。
推桿機(jī)構(gòu):由液壓缸或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),推桿頭部裝有耐磨材料。其動(dòng)作平穩(wěn)、推力大,能克服多料盤在爐內(nèi)的摩擦力。
料盤與導(dǎo)軌:
料盤:承載工件的載體,通常由耐熱鋼(如 310S)制成,強(qiáng)度高、變形小。
導(dǎo)軌:安裝在爐膛底部,引導(dǎo)料盤直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌設(shè)計(jì)需考慮高溫下的熱膨脹,并確保料盤運(yùn)行順暢,無卡滯。
進(jìn)出料端:
進(jìn)料端:設(shè)有料盤等待位和自動(dòng) / 半自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。
出料端:設(shè)有緩沖位和卸料機(jī)構(gòu)。兩端通常配備簡易的門或簾幕,以減少爐內(nèi)熱損失和冷空氣侵入。
3. 高效的加熱與熱循環(huán)系統(tǒng)
加熱元件:多采用 U 型或 W 型電阻帶,安裝在爐膛兩側(cè)和頂部,熱效率高,壽命長。在一些高端設(shè)備中,會(huì)采用更先進(jìn)的紅外加熱管,升溫更快更均勻。
熱風(fēng)循環(huán):在每個(gè)加熱區(qū),都配備有耐高溫循環(huán)風(fēng)機(jī)。
作用:強(qiáng)制爐內(nèi)熱空氣流動(dòng),打破工件表面的熱邊界層,極大地提高了傳熱效率和爐溫均勻性。這是保證所有工件(無論位于料盤中心還是邊緣)都能均勻受熱的關(guān)鍵。
余熱回收:冷卻區(qū)排出的高溫氣體(約 200-400°C)通過管道和熱交換器,將熱量傳遞給進(jìn)入預(yù)熱區(qū)的冷空氣,實(shí)現(xiàn)能量的高效利用,可節(jié)能 20%-30%。
4. 可靠的密封與隔熱系統(tǒng)
良好的密封和隔熱是保證工藝質(zhì)量和操作安全的前提。
爐門密封:雖然是連續(xù)爐,但在進(jìn)料和出料口,以及爐體各模塊的連接處,都設(shè)計(jì)有高性能的密封結(jié)構(gòu)(如多層陶瓷纖維繩、金屬迷宮密封)。
料盤間隙密封:在料盤與爐體側(cè)壁和頂部之間,也存在微小間隙。一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)會(huì)采用石墨刷或砂封等方式進(jìn)行密封,最大限度地減少爐內(nèi)熱氣體的泄漏和冷空氣的滲入。
高效保溫層:爐襯采用多層復(fù)合結(jié)構(gòu),內(nèi)層為高密度陶瓷纖維模塊,外層為輕質(zhì)隔熱材料,大大降低了爐壁的熱損失,使?fàn)t體外壁溫度控制在安全范圍內(nèi)(<60°C)。