1100度井式热处理炉技术方案

文件号：STR-JS-2025-001

版本号：V1.0

发布日期：2025年11月6日

编制单位：洛阳赛特瑞

文件适用：仅限内部学习与技术交流使用

概述简介

本方案针对洛阳赛特自主研制的1100℃井式热处理炉（炉膛尺寸Φ600×1000mm，可通氮气保护），系统阐述其设计依据、技术性能、结构组成、操作流程及售后保障。该设备采用全纤维节能炉衬、K型热电偶、PID智能控温、陶瓷纤维加热模块，具备温场均匀、升温快、能耗低、寿命长、操作安全等特点，适用于高速钢、模具钢、不锈钢、铜合金、钛合金等金属材料在保护气氛下的淬火、退火、时效、烧结等热处理工艺。

遵循标准

用途

1. 高速钢、模具钢、不锈钢的淬火、回火、退火。
2. 铜合金、钛合金、镍基合金的时效、固溶、烧结。
3. 需要氮气保护的精密零件光亮热处理。
4. 实验室及小批量生产场合的材料热处理工艺研发。

工作原理

设备采用电阻加热原理：陶瓷纤维加热模块内嵌Cr20Ni80高温电阻丝，通电后产生热量，通过辐射与对流方式传递给炉膛及工件；炉膛密封盖与炉口采用陶瓷纤维盘根+水冷法兰双重密封，可通入高纯氮气（99.999%）排除炉内氧气，形成保护气氛，防止工件氧化脱碳；K型热电偶实时采集炉温信号，传输至PID智能温控仪，与设定值比较后输出4-20mA信号控制SSR固态继电器通断，实现高精度闭环控温；炉衬采用多层陶瓷纤维板+轻质高铝砖复合结构，大幅降低热惯性与表面温升，节能20%以上。

主要技术参数

可增选配置

1. 物料工装
2. 氧含量在线分析仪（0-1000 ppm）
3. 炉内循环风机（改善温场均匀性至±3℃）
4. 快速冷却系统（内置不锈钢风冷套，风机外置）
5. 工控触摸屏+PLC+上位机软件（远程监控、记录、导出报表）
6. 红外测温仪（1100-1600℃）用于工件表面温度比对
7. 双热电偶冗余控温（提高可靠性）

结构特点

1. 炉壳模块：采用3 mm Q235B钢板卷圆，表面喷塑，两侧设可拆吊耳，底部设叉车槽，整体承重≥2 t。

2. 炉衬模块：由内向外：1600型陶瓷纤维板（30 mm）+ 1400型陶瓷纤维毯（50 mm）+ 轻质高铝砖（65 mm），热面涂高温固化剂，寿命≥5年。

3. 加热模块：陶瓷纤维成型槽内嵌Cr20Ni80电阻丝，螺旋绕制，线径Φ2.5 mm，表面负荷≤1.8 W/cm²，分区3段独立控温，可单独更换。

4. 炉盖模块：双层水冷法兰，中间填陶瓷纤维，盖体设观察窗（Φ60 mm石英玻璃）、防爆膜（Φ100 mm，0.05 MPa爆破）、手动快速夹钳6套。

5. 气氛模块：炉盖设进气口（Φ12 mm卡套接头）、出气口（Φ12 mm带截止阀）、安全泄压阀（0.02-0.08 MPa可调）、氧含量采样口。

6. 电控模块：独立落地式电控柜，门板设三色灯、急停、USB接口；内部含断路器、SSR、PID、互感器、散热风扇；与炉体采用航空插头连接，防护等级IP54。

标准配置清单

易损件与寿命

售后质保

1. 整机质保12个月（易损件除外），自出厂之日起计算。
2. 质保期内因制造质量免费维修或更换零部件，响应时间24 h，到场时间国内72 h。
3. 终身提供技术支持与备件供应，质保外仅收取成本费。
4. 提供现场安装调试及操作培训（2人次，3天）。
5. 软件终身免费升级。

包装运输

1. 电控柜、备件等小件采用木箱，内衬防震泡沫，外贴防潮膜。
2. 炉体采用缠绕膜+塑料护角+胶合板简易包裹，底部加木托，适合叉车装卸。
3. 运输方式：汽运（国内），出厂装车，运费需方承担；出口采用胶合板熏蒸箱，符合ISPM15。

使用环境要求

1. 海拔≤1000 m，环境温度5-40℃，相对湿度≤85%RH，无导电粉尘、无易燃易爆气体。
2. 地面平整度≤3 mm/m，承重≥2 t，预留≥1 m维护空间。
3. 电源：三相五线制 380 V ±10%，50 Hz，配32 A断路器，独立接地电阻≤4 Ω。
4. 冷却水：压力0.2-0.4 MPa，流量≥6 L/min，温度≤30℃，硬度≤60 mg/L（CaCO3）。
5. 氮气：纯度≥99.999%，入口压力0.1-0.5 MPa，流量≥30 L/min，管路需脱脂。

使用注意事项（含加热元件）

1. 首次使用或停炉>7天，需以≤5℃/min升温至200℃保温2 h排潮，再继续升温。
2. 严禁在≤300℃时快速通入大流量氮气，防止温差炸裂及电阻丝脆断。
3. 炉膛内不得含有卤素、铅、锌、铝蒸汽等腐蚀介质，以免损坏电阻丝。
4. 工件应置于耐热钢料筐内，距炉壁≥50 mm，距加热元件≥80 mm，避免碰撞。
5. 升温过程中若电流波动>10%，立即停机检查电阻丝及接线端子。
6. 炉温高于800℃时禁止打开炉盖，防止冷空气导致加热元件热震断裂。
7. 每月检查电阻丝引出棒紧固情况，发现氧化松动及时更换不锈钢垫片。
8. 停炉后保持小流量氮气（5 L/min）至300℃以下，防止氧化皮剥落污染炉膛。

操作方法参考（SOP级）

步骤1：开机前检查
a) 确认电源、冷却水、氮气连接正常，压力表读数符合要求。
b) 检查炉盖密封盘根完好，夹钳锁紧无松动。
c) 检查热电偶插入深度≥炉膛中心，补偿导线无破损。

步骤2：装料
a) 将工件装入耐热钢料筐，总重量≤150 kg，高度≤800 mm。
b) 使用行车缓慢吊入炉膛中心，确保与加热元件无接触。
c) 关闭炉盖，对角顺序锁紧夹钳，接好冷却水管。

步骤3：通气
a) 打开氮气瓶主阀，调节减压阀出口压力0.05 MPa。
b) 设定流量计15 L/min，吹扫炉膛≥10 min，使氧含量<500 ppm。
c) 关闭出气阀，微开出气阀，保持炉内微正压0.002-0.005 MPa。

步骤4：编程升温
a) 打开电控柜电源，进入主界面，选择“新建工艺”。
b) 输入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℃（保温段，按需设定）→1050℃→600℃（随炉冷，关闭加热）→600℃→300℃（可开盖）。
c) 确认PID参数：P=12，I=600，D=150，已固化无需修改。

步骤5：启动运行
a) 按“启动”键，绿色指示灯亮，接触器吸合，电流表显示≤40 A。
b) 观察温控仪实时温度与设定曲线偏差≤±1℃。若超差报警，检查固态继电器及热电偶。
c) 操作人员需做好观察与记录，保温阶段每30 min记录一次温度、压力、流量。

步骤6：降温出炉
a) 程序结束自动停止加热，关闭进气阀，保持小流量氮气5 L/min。
b) 当炉温≤300℃，关闭氮气，打开炉盖吊出料筐。
c) 若需快速冷却，可选配风冷系统，在600℃以下启动风机，冷却速率≤15℃/min。

步骤7：关机
a) 取出工件后关闭炉盖，自然冷却至室温。
b) 关闭电控柜总电源，关闭冷却水，排空炉盖水冷腔。
c) 填写《热处理记录表》，存档备查。

本设备需要专业人员操作使用强调

本设备为高温高压（微正压）电热装置，涉及三相强电、高纯氮气、冷却水等多系统交叉，必须由具备电工资质及热处理经验的专业人员操作。未经培训人员禁止上机！

选型与采购提示

1. 根据最大工件尺寸+50 mm余量选择炉膛，深度方向预留100 mm气流通道。
2. 若工艺温度>1050℃或需氢气，请选择型号STR-P1200-600/1000-H2，价格上浮25%。
3. 批量生产建议增配双热电偶+PLC，提高运行可靠性。
4. 交货期：标准配置45工作日，增配风机/密封内胆系统60天。
5. 付款方式：预付款30%，发货前60%，验收合格10%。
6. 标书/技术协议请注明：炉膛尺寸、温度、保护气氛、温场均匀性、验收标准（GB/T 10067.4）。