一种高效节能的420型退火炉及其控制方法与流程

    专利查询2025-06-01  88


    本发明属于金属材料热处理,具体涉及一种高效节能的420型退火炉及其控制方法。


    背景技术:

    1、目前市场上存在的退火炉多采用天然气、氢气和电阻丝加热的方式,其包括退火炉壳体、保温层和加热元件。天然气和氢气退火炉的能源转换效率相对较高,因此这类退火炉虽然能满足基本的热处理需求,但在节能、温度控制精度以及操作简便性等方面仍有待提高。

    2、退火炉的温度控制精度关系到产品的质量。现有的退火炉在控温系统上可能存在一定的局限性,如温差较大、控制响应滞后等问题,这些都影响了温度控制的精准度。现代工业生产讲究高效率和自动化,而传统的退火炉在自动化程度上可能还不够高,无法实现一键式操作和智能控制,这在一定程度上增加了生产成本和时间消耗。

    3、虽然天然气和氢气相对较为环保,但在燃烧过程中仍会产生一定量的二氧化碳等气体。而且,如果加热元件的布置或控制系统不够完善,可能会导致局部过热或温度分布不均,影响产品质量和安全性。

    4、综上而言,现有退火炉技术的主要缺点包括:1、能耗高:保温性能有限,热量损失大,导致能耗较高;2、温度控制不精准:加热元件布局不合理,温度分布不均匀,影响热处理效果;3、操作复杂:手动控制退火炉难以精确控制温度,使得操作过程较为复杂;4、产量低:400系退火炉容量小,产量低,而这些问题主要是由退火炉的设计与制造技术限制造成的。

    5、鉴于此,我们提出一种高效节能的420型退火炉及其控制方法来解决上述问题。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的是上述现有技术中的能耗高、温度控制不精准、操作复杂和提高产量的技术问题,从而提高热处理质量和生产效率。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种高效节能的420型退火炉,包括炉壳,测温仪以及炉盖,

    4、炉壳为矩形结构且炉壳的炉底以及炉壁面上均设有保温棉,炉壁面的保温棉上等距离排列开设的安装槽内设有呈模块化设置且从上到下依次排列设置的若干电阻带;

    5、测温仪位于保温棉内侧设置的安装支架上;炉盖通过若干连接板转动在侧支架上,且侧支架上安装有监测炉盖是否关闭到位的限位开关。

    6、作为优选,炉盖的内侧面也设有保温棉,保温棉采用硅酸钙板或岩棉制得。

    7、作为优选,炉底上保温棉的厚度为15-30cm,炉壁面上保温棉的厚度为20-50cm,炉盖上保温棉的厚度为10-20cm。

    8、作为优选,炉壳内侧的纵向中心线上安装有位于炉底顶部保温棉上的隔板,隔板上均布开设有若干开口槽。

    9、作为优选,炉壳内侧且位于隔板的两侧设有安装平台,安装平台上设有配合钢卷放置的鞍座。

    10、作为优选,侧支架包括连接炉壳以及l型支座的倾斜u型架、设于倾斜u型架上的轴座、固定设于轴座上且与连接板转动连接的轴杆以及设于倾斜u型架上并用于安装限位开关的水平支板。

    11、作为优选,测温仪、限位开关实时监测炉内温度、炉盖的位置并将监测到的数据转换为电信号反馈给微处理器;

    12、微处理器接收测温仪、限位开关反馈的信号,并根据预设的控制算法进行处理并根据处理结果,控制电阻带的动作,实现对炉内温度的精确控制。

    13、作为优选,炉壳的一侧安装有信号灯,信号灯、测温仪、限位开关分别与微处理器电性连接。

    14、一种高效节能的420型退火炉的控制方法,包括以下步骤:

    15、s1、启动和预热:操作人员启动退火炉的电源和配电系统,退火炉的控制系统进行自检,然后预热至工作温度;

    16、s2、升温控制:根据预设的加热曲线,退火炉的控制系统通过微处理器的控制来逐步增加电阻带的功率,使炉内温度逐渐升高至预设的工作温度;

    17、s3、恒温控制:达到工作温度后,微处理器将调整电阻带的功率,以维持退火炉炉内温度恒定;

    18、s4、冷却控制:退火完成后,控制单元将启动冷却系统,使炉内温度缓慢降至室温。

    19、与现有技术相比,本发明的技术效果和优点是:

    20、(1)该高效节能的420型退火炉及其控制方法,保温层采用高密度耐高温隔热材料,通过增加保温棉的厚度并在炉壳内侧安装隔板,减少了热量的散失,从而提高了能源利用效率。同时,优化的电阻带布置有助于提高热能转换效率。

    21、(2)保温棉上等距离排列开设的安装槽内设有呈模块化设置且从上到下依次排列设置的若干电阻带;每个安装槽内的电阻带采用模块化设计,安装槽相当于一个独立的分区,采用分区独立加热控制技术,结合智能温控系统,实现温度的均匀分布;温度均匀性得到显著提高,保证了热处理后的金属零件质量一致性;

    22、(3)使用了测温仪和微处理器或plc执行精确的控制算法(如pid控制),能够实时监测并精确控制炉内温度,确保温度控制的稳定性,提供了用户界面,操作人员可以通过界面设置参数、监控设备状态和执行紧急操作,这使得非专业人员也能轻松操作。实现精确的温度控制和自动调节;

    23、(4)控制系统的引入提高了退火炉的自动化水平,允许一键式操作和智能控制,减少了人工干预的需求。通过使用节能技术和实时监控系统,炉盖安装限位开关与退火炉电阻带连锁,炉盖不在关闭到位,系统自动断电,异常情况下的自动安全保护措施确保了操作的安全性。

    24、(5)通过自检、预热、升温控制、恒温控制和冷却控制等步骤,实现了对退火过程的精确控制,并能够记录关键数据,便于后续分析和追溯。自动化控制系统简化了操作过程,提高了生产效率。



    技术特征:

    1.一种高效节能的420型退火炉,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:炉盖(7)的内侧面也设有保温棉(2),保温棉(2)采用硅酸钙板或岩棉制得。

    3.根据权利要求1所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:炉底上保温棉(2)的厚度为15-30cm,炉壁面上保温棉(2)的厚度为20-50cm,炉盖(7)上保温棉(2)的厚度为10-20cm。

    4.根据权利要求1所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:炉壳(1)内侧的纵向中心线上安装有位于炉底顶部保温棉(2)上的隔板(11),隔板(11)上均布开设有若干开口槽(12)。

    5.根据权利要求4所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:炉壳(1)内侧且位于隔板(11)的两侧设有安装平台(13),安装平台(13)上设有配合钢卷(14)放置的鞍座(15)。

    6.根据权利要求1所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:侧支架(9)包括连接炉壳(1)以及l型支座(17)的倾斜u型架(18)、设于倾斜u型架(18)上的轴座(19)、固定设于轴座(19)上且与连接板(8)转动连接的轴杆(20)以及设于倾斜u型架(18)上并用于安装限位开关(10)的水平支板(21)。

    7.根据权利要求6所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:测温仪(5)、限位开关(10)实时监测炉内温度、炉盖(7)的位置并将监测到的数据转换为电信号反馈给微处理器;

    8.根据权利要求1所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:炉壳(1)的一侧安装有信号灯(16),信号灯(16)、测温仪(5)、限位开关(10)分别与微处理器电性连接。

    9.根据权利要求1所述的一种高效节能的420型退火炉,其特征在于:电阻带(4)通过组合式炉钉(27)安装在保温棉和炉壳上;组合式炉钉(27)从电阻带(4)的u型端口将电阻带(4)限位固定在保温棉和炉壳上;

    10.一种权利要求1-9任一项所述的高效节能的420型退火炉的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:


    技术总结
    本发明涉及金属材料热处理技术领域,且公开了一种高效节能的420型退火炉及其控制方法,包括炉壳,测温仪以及炉盖,炉壳为矩形结构且炉壳的炉底以及炉壁面上均设有保温棉,炉壁面的保温棉上等距离排列开设的安装槽内设有呈模块化设置且从上到下依次排列设置的若干电阻带;测温仪位于保温棉内侧设置的安装支架上;炉盖通过若干连接板转动在侧支架上,且侧支架上安装有监测炉盖是否关闭到位的限位开关。每个安装槽内的电阻带采用模块化设计,安装槽相当于一个独立的分区,采用分区独立加热控制技术,结合智能温控系统,实现温度的均匀分布;温度均匀性得到显著提高,保证了热处理后的金属零件质量一致性。

    技术研发人员:杨鑫江,武继权,韩波,杨洋,王骏,刘杰,孟祥坤,李帅帅,钟江桥
    受保护的技术使用者:广东广青金属压延有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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