1100度井式熱處理爐技術方案

文件號：STR-JS-2025-001

版本號：V1.0

發布日期：2025年11月6日

編制單位：洛陽賽特瑞

文件適用：僅限內部學習與技術交流使用

概述簡介

本方案針對洛陽賽特自主研制的1100℃井式熱處理爐（爐膛尺寸Φ600×1000mm，可通氮氣保護），系統闡述其設計依據、技術性能、結構組成、操作流程及售后保障。該設備采用全纖維節能爐襯、K型熱電偶、PID智能控溫、陶瓷纖維加熱模塊，具備溫場均勻、升溫快、能耗低、壽命長、操作安全等特點，適用于高速鋼、模具鋼、不銹鋼、銅合金、鈦合金等金屬材料在保護氣氛下的淬火、退火、時效、燒結等熱處理工藝。

遵循標準

用途

1. 高速鋼、模具鋼、不銹鋼的淬火、回火、退火。
2. 銅合金、鈦合金、鎳基合金的時效、固溶、燒結。
3. 需要氮氣保護的精密零件光亮熱處理。
4. 實驗室及小批量生產場合的材料熱處理工藝研發。

工作原理

設備采用電阻加熱原理：陶瓷纖維加熱模塊內嵌Cr20Ni80高溫電阻絲，通電后產生熱量，通過輻射與對流方式傳遞給爐膛及工件；爐膛密封蓋與爐口采用陶瓷纖維盤根+水冷法蘭雙重密封，可通入高純氮氣（99.999%）排除爐內氧氣，形成保護氣氛，防止工件氧化脫碳；K型熱電偶實時采集爐溫信號，傳輸至PID智能溫控儀，與設定值比較后輸出4-20mA信號控制SSR固態繼電器通斷，實現高精度閉環控溫；爐襯采用多層陶瓷纖維板+輕質高鋁磚復合結構，大幅降低熱慣性與表面溫升，節能20%以上。

主要技術參數

可增選配置

1. 物料工裝
2. 氧含量在線分析儀（0-1000 ppm）
3. 爐內循環風機（改善溫場均勻性至±3℃）
4. 快速冷卻系統（內置不銹鋼風冷套，風機外置）
5. 工控觸摸屏+PLC+上位機軟件（遠程監控、記錄、導出報表）
6. 紅外測溫儀（1100-1600℃）用于工件表面溫度比對
7. 雙熱電偶冗余控溫（提高可靠性）

結構特點

1. 爐殼模塊：采用3 mm Q235B鋼板卷圓，表面噴塑，兩側設可拆吊耳，底部設叉車槽，整體承重≥2 t。

2. 爐襯模塊：由內向外：1600型陶瓷纖維板（30 mm）+ 1400型陶瓷纖維毯（50 mm）+ 輕質高鋁磚（65 mm），熱面涂高溫固化劑，壽命≥5年。

3. 加熱模塊：陶瓷纖維成型槽內嵌Cr20Ni80電阻絲，螺旋繞制，線徑Φ2.5 mm，表面負荷≤1.8 W/cm2，分區3段獨立控溫，可單獨更換。

4. 爐蓋模塊：雙層水冷法蘭，中間填陶瓷纖維，蓋體設觀察窗（Φ60 mm石英玻璃）、防爆膜（Φ100 mm，0.05 MPa爆破）、手動快速夾鉗6套。

5. 氣氛模塊：爐蓋設進氣口（Φ12 mm卡套接頭）、出氣口（Φ12 mm帶截止閥）、安全泄壓閥（0.02-0.08 MPa可調）、氧含量采樣口。

6. 電控模塊：獨立落地式電控柜，門板設三色燈、急停、USB接口；內部含斷路器、SSR、PID、互感器、散熱風扇；與爐體采用航空插頭連接，防護等級IP54。

標準配置清單

易損件與壽命

售后質保

1. 整機質保12個月（易損件除外），自出廠之日起計算。
2. 質保期內因制造質量免費維修或更換零部件，響應時間24 h，到場時間國內72 h。
3. 終身提供技術支持與備件供應，質保外僅收取成本費。
4. 提供現場安裝調試及操作培訓（2人次，3天）。
5. 軟件終身免費升級。

包裝運輸

1. 電控柜、備件等小件采用木箱，內襯防震泡沫，外貼防潮膜。
2. 爐體采用纏繞膜+塑料護角+膠合板簡易包裹，底部加木托，適合叉車裝卸。
3. 運輸方式：汽運（國內），出廠裝車，運費需方承擔；出口采用膠合板熏蒸箱，符合ISPM15。

使用環境要求

1. 海拔≤1000 m，環境溫度5-40℃，相對濕度≤85%RH，無導電粉塵、無易燃易爆氣體。
2. 地面平整度≤3 mm/m，承重≥2 t，預留≥1 m維護空間。
3. 電源：三相五線制 380 V ±10%，50 Hz，配32 A斷路器，獨立接地電阻≤4 Ω。
4. 冷卻水：壓力0.2-0.4 MPa，流量≥6 L/min，溫度≤30℃，硬度≤60 mg/L（CaCO3）。
5. 氮氣：純度≥99.999%，入口壓力0.1-0.5 MPa，流量≥30 L/min，管路需脫脂。

使用注意事項（含加熱元件）

1. 首次使用或停爐>7天，需以≤5℃/min升溫至200℃保溫2 h排潮，再繼續升溫。
2. 嚴禁在≤300℃時快速通入大流量氮氣，防止溫差炸裂及電阻絲脆斷。
3. 爐膛內不得含有鹵素、鉛、鋅、鋁蒸汽等腐蝕介質，以免損壞電阻絲。
4. 工件應置于耐熱鋼料筐內，距爐壁≥50 mm，距加熱元件≥80 mm，避免碰撞。
5. 升溫過程中若電流波動>10%，立即停機檢查電阻絲及接線端子。
6. 爐溫高于800℃時禁止打開爐蓋，防止冷空氣導致加熱元件熱震斷裂。
7. 每月檢查電阻絲引出棒緊固情況，發現氧化松動及時更換不銹鋼墊片。
8. 停爐后保持小流量氮氣（5 L/min）至300℃以下，防止氧化皮剝落污染爐膛。

操作方法參考（SOP級）

步驟1：開機前檢查
a) 確認電源、冷卻水、氮氣連接正常，壓力表讀數符合要求。
b) 檢查爐蓋密封盤根完好，夾鉗鎖緊無松動。
c) 檢查熱電偶插入深度≥爐膛中心，補償導線無破損。

步驟2：裝料
a) 將工件裝入耐熱鋼料筐，總重量≤150 kg，高度≤800 mm。
b) 使用行車緩慢吊入爐膛中心，確保與加熱元件無接觸。
c) 關閉爐蓋，對角順序鎖緊夾鉗，接好冷卻水管。

步驟3：通氣
a) 打開氮氣瓶主閥，調節減壓閥出口壓力0.05 MPa。
b) 設定流量計15 L/min，吹掃爐膛≥10 min，使氧含量<500 ppm。
c) 關閉出氣閥，微開出氣閥，保持爐內微正壓0.002-0.005 MPa。

步驟4：編程升溫
a) 打開電控柜電源，進入主界面，選擇“新建工藝”。
b) 輸入30段程序示例：20℃→200℃（30 min）→200℃（120 min）→200℃→600℃（60 min）→600℃（60 min）→600℃→1050℃（90 min）→1050℃（保溫段，按需設定）→1050℃→600℃（隨爐冷，關閉加熱）→600℃→300℃（可開蓋）。
c) 確認PID參數：P=12，I=600，D=150，已固化無需修改。

步驟5：啟動運行
a) 按“啟動”鍵，綠色指示燈亮，接觸器吸合，電流表顯示≤40 A。
b) 觀察溫控儀實時溫度與設定曲線偏差≤±1℃。若超差報警，檢查固態繼電器及熱電偶。
c) 操作人員需做好觀察與記錄，保溫階段每30 min記錄一次溫度、壓力、流量。

步驟6：降溫出爐
a) 程序結束自動停止加熱，關閉進氣閥，保持小流量氮氣5 L/min。
b) 當爐溫≤300℃，關閉氮氣，打開爐蓋吊出料筐。
c) 若需快速冷卻，可選配風冷系統，在600℃以下啟動風機，冷卻速率≤15℃/min。

步驟7：關機
a) 取出工件后關閉爐蓋，自然冷卻至室溫。
b) 關閉電控柜總電源，關閉冷卻水，排空爐蓋水冷腔。
c) 填寫《熱處理記錄表》，存檔備查。

本設備需要專業人員操作使用強調

本設備為高溫高壓（微正壓）電熱裝置，涉及三相強電、高純氮氣、冷卻水等多系統交叉，必須由具備電工資質及熱處理經驗的專業人員操作。未經培訓人員禁止上機！

選型與采購提示

1. 根據最大工件尺寸+50 mm余量選擇爐膛，深度方向預留100 mm氣流通道。
2. 若工藝溫度>1050℃或需氫氣，請選擇型號STR-P1200-600/1000-H2，價格上浮25%。
3. 批量生產建議增配雙熱電偶+PLC，提高運行可靠性。
4. 交貨期：標準配置45工作日，增配風機/密封內膽系統60天。
5. 付款方式：預付款30%，發貨前60%，驗收合格10%。
6. 標書/技術協議請注明：爐膛尺寸、溫度、保護氣氛、溫場均勻性、驗收標準（GB/T 10067.4）。