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1.4 热处理炉的传热原理
传热或换热： 热量从一物体传向另一物体或由同一物体的某一部分传向另
高、中、低温炉
炉膛形式
箱、井、罩、管、贯通、转底式炉
工艺用途 作业方式 使用介质 机械形式
退、淬、回火炉 、渗碳、氮炉、实验炉 间歇、连续、脉动式炉
空气、火焰、可控气氛、盐、油、铅浴炉、真空炉 台车、推杆、输送带、滚、振、升降底、步进式炉
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连 续 式 热 处 理 炉
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启动电阻 启动电阻
❖ 热处理带来的环境污染问题十分严重，据不完全统计我国热处理 业每年约有 5000吨淬火油因蒸发或局部燃烧造成CH化合物、CO 及烟尘；有约9000吨废淬火油因排放不当而污染水质；每年盐浴 炉生成盐蒸汽7000吨以上；有害废渣约10000吨；燃煤炉窑排放 SO2约1.5万吨，灰分约8.5万吨；喷砂处理中产生的SiO2等有害粉 尘10000吨，严重污染了环境。
❖ 由于生产设备和规模的落后，我国热处理生产耗能巨大而利润并 不高约为美国的1/30，年营业额约为美国的1/25。
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1.2 热处理设备的发展
优质（设备优良、工艺先进、 管理科学化）、高效（ 设备、 管理）、低耗（设备、 工艺、 管理）、清洁（劳动环境 、自
然环境）、灵活（协作生产）
❖ 1.改进炉膛结构，合理布置加热元件，以改善加热 质量
热处理设备
贵州师范大学
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本课程的任务：
掌握有关热处理设备的知识，同时也培养设计、选择和应用热处理设备的 能力。
本课程的学习达到的要求：
（一）对热处理常用设备有一个概括的了解，掌握热处理炉传热的基本方式、
炉内综合传热与应用。
（二）掌握常用热处理设备的结构特点、工作原理与用途。
（三）掌握一般结构简单的热处理炉的设计内容与方法。
❖ 2.采用新型炉体材料，提高加热效率
❖ 3.提高自动化程度，采用连续式炉或联合机，以稳 定产品质量，提高劳动生产率，改善劳动条件
❖ 4.拓宽真空技术的应用领域，进行无氧加热，提高 产品质量
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1.3 热处理设备的分类
主要设备：
主要设备 辅助设备
完成主要热处理工序(加热和冷却)所用的备，包括
各种加热设备(加热炉与加热装置)和冷却没备(冷却室、
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课程特点
基础性
综合性 实践性 发展性
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第一章 热处理设备概述
1.1 热处理设备在材料工程中的地位与作用
热处理是提高机械零件质量和延长使用寿命的关键工序， 也是 充分发挥金属材料潜力、 节约材料的有效途径。正确地选择材料， 合理地进行热处理， 不仅可以充分减少废品， 而且可以显著提高机 器零件和模具使用寿命。而任何一种热处理工艺，只有通过相应的 设备才能得以实现。
淬火槽、淬火机等)。 辅助设备： 完成各种辅助工序(如酸洗、清洗、清理、校直、检
验)、生产操作、动力供应所用的设备。热处理车间常用 的辅助设备有清洗槽(机)、喷砂机、校直机、泵、鼓风机、 各种动力管道以及起重运输设备等。
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碳控仪
感应加热表面淬火机床
❖ 1.3.1 主要设备 ❖ 1.热处理炉：有炉膛的加热设备：箱式炉、井式、
热处理炉是实现金属热处理工艺的主要要设备，没有先进的热处 理炉就不能实现先进的热处理工艺，要实现热处理技术的现代化， 需要靠热处理设备的现代化来保证。即热处理设备的先进与否更是 决定热处理工艺的重要因素。
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1.2 热处理设备的发展概况
❖ 现代热处理设备包括：大型连续生产线，密封箱式多 用炉生产线，真空及无人化感应加热设备
❖ 相对于先进工业国家仍有相当大的差距
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箱式可控气氛多用炉
箱式可控回火炉
网带式可控气氛多用炉
高温型可控气氛多用炉
可控气氛多用炉生产线
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1.2 热处理设备的发展概况
❖ 生产设备与世界先进水平有20-30年之差距。专业化热处理工厂数 目与美国相比相差35倍，生产效率比美国低26倍、设备利用率仅 为30%，电耗却高于美国的40%，其电耗平均每吨比日本和欧美 要多2～3倍。
机 ❖ 4.起重运输设备：天车、起重机、运输车、传送链 ❖ 5.动力输送管路及辅助设备：管路、风机泵、储气（液）罐 ❖ 6.防火、除尘等安全设备：防火喷雾器、抽风机、废气反应槽 ❖ 另外，还需校正设备、各种工具、夹具
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1.4 热处理炉的分类
分类原则
炉型
热源
电阻炉、燃料炉、煤气炉、油炉、煤炉
工作温度
台车、真空炉
❖ 2.加热装置：热源直接对工件加热的装置：高频、 中频、火焰加热
❖ 3.表面改性装置：气相沉积多弧镀膜机、离子注 入机
❖ 4.表面氧化装置；发蓝槽、发黑槽 ❖ 5.表面机械强化装置：抛（喷）丸
机、辊压机 ❖ 6.淬火冷却设备：冷却水、油槽、
缓冷罐、喷淬器、压力淬火机 ❖ 7.冷处理设备：冷冻机、液氮、干
（四）了解热处理炉节能与改造方面的有关知识及炉温仪表、热控制 。
本课程的重要性：
热处理设备指用于实施热处理工艺的装备，随着科技的发展，在冶金、机械
、航空、航天、船舶等工业生产中，需要进行热处理的零件和工具日益增多，热
处理炉是实现热处理工艺的主要设备，没有先进的热处理炉就不能实现先进的热
处理工艺，热处理工艺的现代化，实质是热处理设备的现代化。
❖ 国外: (1)以电能为热源的增多，油和煤气炉比例逐渐减 少 (2)对产品表面质量的要求更为严格，可控气氛热处 理炉和真空炉占重要地位 (3)炉衬趋向轻质材料，在电 阻炉上应用非金属炉用耐热构件和发热元件的比例逐 渐增加
❖ 我国热处理技术比较落后，体现在装备水平的落后上， 大多为50~70年代的仿苏产品，周期式炉多，连续式炉 少，效率低，能耗大，空气炉多，气氛炉少，工件氧 化脱碳严重，质量不易保证，自动化程度低，人为因 素影响大，质量不稳定，盐浴炉比重相当大，劳动条 件差，污染严重，一半以上的设备超过三十年，且年 久失修，热效率低，散热严重，成本高。
冰冷却装置 ❖ 8工艺参数测控仪表：测控温度、碳
氮势、压力、流量
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❖ 1.3.2 热处理辅助设备
❖ 1.清洗机、清理装置：对热处理前后工件进行清洗的冷热水槽、 喷砂机、超声清洗机、脱脂炉 、酸洗槽、滚筒
❖ 2.炉气氛制备装置：吸、放热式发生器，氨分解器、制氮机 ❖ 3.淬火介质循环装置：储液槽、过滤器、输送泵、冷却器、冷水