熱處理車間的設(shè)計(jì)VIP

1緒論

1.1選題背景及設(shè)計(jì)意義

1.1.1選題背景

新熱處理車間，通常采取“購(gòu)置一批、自制一批、改造一批、淘汰一批”的調(diào)整思路，

全面實(shí)行設(shè)備升級(jí)。通過引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化吸收，使熱處理生產(chǎn)技術(shù)有突出

的變化川。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，對(duì)熱處理車間進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.1.2設(shè)計(jì)意義

熱處理生產(chǎn)技術(shù)必須迎頭趕上，才能抓住機(jī)遇、迎接新的挑戰(zhàn)⑵。從技術(shù)專業(yè)化與協(xié)作

來看，從產(chǎn)品生產(chǎn)專業(yè)化到工藝專業(yè)化，都是為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化。組織熱處理生

產(chǎn)工藝專業(yè)化協(xié)作，建立熱處理專業(yè)工廠，將有力地促進(jìn)我國(guó)熱處理行'也技術(shù)的現(xiàn)代化開

展c熱處理T藝專業(yè)化生產(chǎn)有利干采用新T藝、新設(shè)各,可以提高設(shè)備利用率,提高熱處

理質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，節(jié)約能源消耗，降低生產(chǎn)本錢。因此，在武漢重型機(jī)床廠新建熱處

理車間時(shí)，必須特別重視并解決專業(yè)化與協(xié)作問題，確定車間的專業(yè)化生產(chǎn)特點(diǎn)。

1.2熱處理車間設(shè)計(jì)概述

車間設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，一般熱處理車間的設(shè)計(jì)，應(yīng)包括如下主要內(nèi)容：

(1)確定材料、服役條件、對(duì)材料性能的要求；

(2)確定零件形狀、尺寸。

(3)車間生產(chǎn)綱領(lǐng)、工作制度、年時(shí)基數(shù)；

(4)確定工件加工工工藝流程、確定熱處理工藝；

(5)根據(jù)熱處理工藝選擇適當(dāng)?shù)臒崽幚碓O(shè)備；

(6)合理設(shè)計(jì)工件熱處理生產(chǎn)線

(7)對(duì)公共系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求；

(8)生產(chǎn)平安與環(huán)境俁護(hù)；

(9)工藝設(shè)備平面布置圖與設(shè)備明晰表；

2.絲桿的工作條件、失效形式、性能要求、確定選材

絲桿是各類機(jī)床上的重要零件之一，它是機(jī)床上最常見的一種將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹?/p>

線運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)、定位功能部件，它有較高的精確度和尺寸穩(wěn)定

性，廣泛應(yīng)用丁各類機(jī)床的傳動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠保證直線運(yùn)動(dòng)的精確性和

均勻性。它的精度上下，直接影響到機(jī)床的加工精度，影響加工中心、坐標(biāo)鑲床的定位精

度和測(cè)試儀潛的測(cè)量精度。所以，絲桿是這類機(jī)床和儀器的關(guān)鍵零件之一。精密絲桿的熱

處理，工藝比擬復(fù)雜，質(zhì)量要求較高，影響因素較多，需要認(rèn)真分析對(duì)待。

常見的擊穿絲桿主要有梯形絲桿和滾珠絲桿兩大類。一般機(jī)床普遍使用的是梯形絲

桿，而滾動(dòng)絲桿用于傳動(dòng)效率高，動(dòng)作靈敏，進(jìn)給均勻平穩(wěn)，低速無爬行，定位精度和重

復(fù)精度高，使用壽命長(zhǎng)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床和加工中心上。

(1)工件條件與常見失效形式

絲桿一般在機(jī)床上由兩點(diǎn)或兒個(gè)支點(diǎn)來支撐運(yùn)行進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)螺母及連接的滑板

等零件進(jìn)行平移。絲桿于螺母的螺紋牙齒側(cè)面相對(duì)滑行，絲桿每轉(zhuǎn)一周那么推進(jìn)一個(gè)螺距,

螺母存在很大的摩擦力，螺母與絲桿齒形面易于磨損，而且一根絲桿僅僅一局部磨損嚴(yán)重,

引起螺距誤差進(jìn)而影響精度。

滑動(dòng)絲桿的主要失效形式是由于磨損或塑性變形而喪失精度。由于絲桿精度的上下直

接影響螺紋車床、螺紋磨床、鏟床、坐標(biāo)鋒床和測(cè)量?jī)x器的加工精度、定位精度、或測(cè)量

精度。在這些機(jī)床的儀器中，絲桿是實(shí)現(xiàn)精確定位和精密加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

滾珠絲桿工作時(shí)常承受彎曲、扭轉(zhuǎn)、疲勞、沖擊，同時(shí)在滑動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)部位承受摩擦作

用，其工作外表承受較大的接觸應(yīng)力。滾珠絲桿主要的失效形式是解除疲勞破壞(既疲勞

剝落，俗稱麻點(diǎn))，同時(shí)也存在機(jī)械損傷磨損。隨著高精度、自動(dòng)化數(shù)控車床的大量應(yīng)用，

它要求在高進(jìn)給速度下工作平穩(wěn)和高定位精度，故應(yīng)使用滾珠絲桿副以減少摩擦阻力。滾

珠絲桿的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)相差極小，在靜止、低速和高速時(shí)摩擦距幾乎不變，傳動(dòng)靈敏、

平穩(wěn)、低速無爬行;傳動(dòng)效率可達(dá)90%以上，比梯形絲桿副高2~~4倍，可消除軸向間隙，

提高軸向剛度，預(yù)拉伸安裝可減少絲桿的受熱伸長(zhǎng)量，因而定位精度和重復(fù)高精度。由于

滾珠絲桿具有一系列優(yōu)點(diǎn)，因此它不僅廣泛應(yīng)用于數(shù)控車床，而且在普通車床上也逐漸推

廣應(yīng)用。

(2)主要性能要求

絲桿整體要有一定的剛度要求和強(qiáng)度，在工作中不能產(chǎn)生大的撓度和塑性變形，因此

必須具有較好的綜合力學(xué)性能和高的尺寸穩(wěn)定性。同時(shí)其相關(guān)工作部位(滾道、軸徑)也

要求具有高的磨損抗力，高的接觸疲勞強(qiáng)度既具有高硬度、高強(qiáng)度與足夠的耐磨性。還要

求絲桿在工作過程中，具有傳動(dòng)靈敏'平穩(wěn)、定位精度和重復(fù)精度高等要求；對(duì)于在腐蝕

介質(zhì)和較高溫度下工作的絲桿，還要求具有耐腐蝕性和耐熱性等。

(3)絲桿材料的選擇

根據(jù)絲桿在機(jī)械上所起的作用啊、對(duì)精度的要求以及它承受載荷大小的能力，可分為

普通絲桿（梯形絲桿精度7~9級(jí)，滾珠絲桿為D~H級(jí)］和精密絲桿（梯形絲桿精度6級(jí)以

下，滾珠絲桿為C級(jí)）。根據(jù)熱處理情況又可分為淬硬絲桿（硬絲桿）和不淬硬絲桿（軟絲

桿）。

絲桿材料首先要嚴(yán)把原材料的驗(yàn)收，應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐項(xiàng)檢驗(yàn)，特別是原材料的

外表質(zhì)量（主要是對(duì)原材料的外觀、形狀、外表缺陷）檢驗(yàn)、化學(xué)成分檢驗(yàn)和內(nèi)部質(zhì)量（即

內(nèi)部組織缺陷，如疏松、夾渣、偏析、脫碳等）檢驗(yàn)，合格前方能投產(chǎn)。

普通精度軟絲桿，應(yīng)用很普遍，如機(jī)床上7々級(jí)的定位絲桿、手動(dòng)進(jìn)給絲桿等，由于

其加工方便、制造本錢低，故對(duì)使用材料的性能要求大高，多用于一些常見的中碳鋼和中

碳低合金鋼。

對(duì)于高精度精密軟絲桿，其精度在6級(jí)以上、硬度在35HRC以下的精密絲桿，多用

于輕載荷、工作頻率低、潤(rùn)滑條件好的結(jié)構(gòu)鋼種。他常用碳含量較高的鋼，如T10A、T12A

等他對(duì)材料的要求，除與普通精度軟絲桿相似的條件外，還要求材料的磨削性能好、不易

磨焦外表、產(chǎn)生磨裂的敏感性低、磨削外表粗糙度低等。

對(duì)于高精度高精密硬絲桿而惡言，要求其心部具有一定的強(qiáng)度和塑韌性，外表滾道要

有高硬度（一般為58?63HRC）,以保證有足夠的承載能力，能夠帶動(dòng)很重的載荷自由的精

確運(yùn)動(dòng)，這就要求所使用的材料的抗拉強(qiáng)度要到達(dá)700?lOOOMPa,還有一定的韌性和精度

穩(wěn)定性，工件在制造過程中還要求有良好的冷熱加工工藝性能。

（1）梯形絲桿用材

普通精度（指7?9級(jí)）絲桿對(duì)于輕載荷常用非合金中碳結(jié)構(gòu)鋼〔如45、50鋼）制

造，經(jīng)正火、調(diào)制處理，或用冷這一切削鋼（如Y45MnV）直接機(jī)械加工而成。

對(duì)于又耐磨性能要求的可選用調(diào)質(zhì)非合金或低合金結(jié)構(gòu)鋼（如45、45Cr鋼），經(jīng)感應(yīng)加

熱外表淬火后使用。

用于測(cè)量、受力不大的絲桿可選用調(diào)質(zhì)非合金結(jié)構(gòu)鋼（如45、40C「鋼）經(jīng)感應(yīng)加熱后

直接使用。

高精度（指6級(jí)以上）的絲桿對(duì)輕載荷常用非合金（碳素）或低合金工具鋼（如

T1OA\T12A或9Mn2V、CrWMn鋼）制造，經(jīng)調(diào)質(zhì)或球化退火處理。

對(duì)于工作頻率高的絲桿常用低合金工具鋼（如9Mn2V、CrWMn鋼）制造、整體淬火,

還可采用高級(jí)滲碳專用鋼（如38CrMoAlA、35CrMo鋼）制造并經(jīng)滲氮處理，用于承受較

高溫度場(chǎng)合。

對(duì)于要求耐磨的小規(guī)格絲桿可用滲碳低合金鋼（如20CrMnTi鋼）制造，經(jīng)滲碳加淬

火加低溫回火后使用。

對(duì)丁在高溫下工作的絲桿可采用沉淀硬化不銹鋼（如0Crl7Ni4CuNb鋼）制造，經(jīng)固

熔加時(shí)效處理后使用。

（2）滾珠絲桿用材

低精度輕載荷滾珠絲桿可選用非合金（碳素）結(jié)構(gòu)鋼（如45、50鋼）制造，經(jīng)正

火、調(diào)質(zhì)處理；有些可選用冷軋成型鋼（如冷軋60鋼〕直接使用。

高精度、重載荷滾珠絲桿多項(xiàng)選擇用低合金工具鋼（如9Mn2V,CrWMn鋼）和滾

動(dòng)軸承鋼（如GCrl5,GCrlSSiMn）制造，采用感應(yīng)加熱外表淬火，也有采用火焰加熱外

表淬火或整體淬火的。

小規(guī)格滾珠絲杠習(xí)慣性選用滲碳鋼（如20CrMnTi鋼），經(jīng)滲碳+淬火+低溫回火后

便用。

某些熱處理時(shí)易變形的高精度滾珠絲杠可選用專用滲碳鋼（如38CrMoAIA鋼）制

造，經(jīng)滲氮處理后使用。

在腐蝕性和高溫環(huán)境下工作的滾珠絲桿可選用沉淀硬化不銹鋼（如

ICrl5coi4Mo5VN,（）Crl7Ni4Cu4Nb鋼）制造，經(jīng)固熔處理+時(shí)效處理后使用。

圖2.03滾珠絲桿材料的選擇

綜上闡述C8599鏟床絲桿選擇20CrMnTi。

2DCrMnTi是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經(jīng)滲碳淬火后具有硬而耐磨的外表與堅(jiān)韌的

心部，具有較高的低溫沖擊韌性，焊接性中等，正火后可切削性良好。用于制造截面V30mm

的承受高速、中等或重載荷、沖擊及摩擦的重要零件，如齒輪、齒圈、齒輪軸十字頭等。

20CrMnTi鋼的化學(xué)成分見下表：

20CrMnTi鋼化學(xué)成分(GB/T1299—2000)3/%

成分CSiMnTiCrPNiCuS

含量0.17-0.230.17-0370.80?1.100.04?0.101.00-1.30<0.030<0.030<0.030<0.030

3零件形狀、尺寸

工件名稱：C8599鏟床絲桿，使用材料為20CrMnTi。

4.車間生產(chǎn)綱領(lǐng)工作制度、年時(shí)基數(shù)

生產(chǎn)綱領(lǐng)

一個(gè)熱處理車間或工段所承當(dāng)?shù)纳a(chǎn)綱領(lǐng)，是設(shè)計(jì)熱處理車間的根底。只有明確了車

間的綱領(lǐng)，所確定的車間生產(chǎn)規(guī)模，所選定的工藝和設(shè)備才能符合實(shí)際需要。所謂生產(chǎn)綱

領(lǐng)，首先是所承當(dāng)本企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品的熱處理零件年產(chǎn)量，也就是設(shè)計(jì)綱領(lǐng)。以滿足零件

熱處理新的技術(shù)要求為前提，“三創(chuàng)新''（即材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新和工裝創(chuàng)新）的結(jié)果是行之有

效的結(jié)果。

熱處理工藝設(shè)計(jì)是熱處理車間設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，是設(shè)備選擇的主要依據(jù)。所確定的熱

處理工藝必須先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)合理，并與車間生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。常規(guī)工藝應(yīng)力求工藝路

線簡(jiǎn)化，運(yùn)輸量最小，工序較小，節(jié)省能源及勞動(dòng)量。采用先進(jìn)工藝應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證

或?qū)嶒?yàn)研究，取得可信的試用效果。

企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品熱處理零件生產(chǎn)綱領(lǐng)，包括鑄件，鍛件毛坯的預(yù)備熱處理和機(jī)械產(chǎn)品零

件的最終熱處理。這些就是根據(jù)產(chǎn)品零件圖紙所規(guī)定的技術(shù)所決定的。

熱處理車間還應(yīng)該承當(dāng)本企業(yè)自制的切削工具、各類模具、機(jī)械修理備件、配件的熱

處理仟?jiǎng)?wù)，根據(jù)其仟?jiǎng)?wù)量的大小確定車間的設(shè)置。為提高設(shè)備負(fù)荷率，應(yīng)盡量結(jié)合車間的

特點(diǎn)接受對(duì)外協(xié)作任務(wù)，對(duì)于比擬固定的長(zhǎng)期協(xié)作任務(wù)，也應(yīng)列入車間生產(chǎn)任務(wù)內(nèi)。

工作制度、年時(shí)基數(shù)

根據(jù)車間生產(chǎn)性質(zhì)和任務(wù)，一般單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)的綜合熱處理車間，應(yīng)采用兩班

工作制。其中個(gè)別工藝周期較長(zhǎng)應(yīng)連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備或大型設(shè)備應(yīng)考慮三班工作制；安裝在

生產(chǎn)流水線上的熱處理設(shè)備，應(yīng)與生產(chǎn)線生產(chǎn)班制相一致。詳細(xì)見表4.01。

1）設(shè)備年時(shí)基數(shù)為設(shè)備在全年內(nèi)的總工時(shí)數(shù)，等于在全年日內(nèi)應(yīng)工作的的時(shí)數(shù)減去各

種時(shí)間損失,即:

尸設(shè)二與（公式40）

式中居殳一設(shè)備年時(shí)基數(shù)（h）;

。設(shè)一設(shè)備全年工作日，等于全年日數(shù)（365天：-全年假日（1（）天）-全年星期雙休

日（104天）=251天；

N一每日工作班數(shù)；

n一每班工作時(shí)數(shù)，一般為8小時(shí)，對(duì)于有害健康的工作，有時(shí)為6.5小時(shí)；

“一損失率，時(shí)間損失包括設(shè)備檢修及事故損失，工人非全日缺勤而無法及時(shí)調(diào)度

的損失，以及每班下班前設(shè)備和場(chǎng)地清潔工作所需的停工損失。

2）工人年時(shí)基數(shù)

產(chǎn)人=。人〃（1-〃％）（公式4.02）

式中以一工人年時(shí)基數(shù)（h）；

0人一工人全年工作日，等于全年日數(shù)（365天）■全年假日（10天）?全年星期雙休日（104

天）=251天；

表4.1熱處理車間設(shè)備和工人年時(shí)基數(shù)

工作全年每班工.全年時(shí)間損失年時(shí)

工程生產(chǎn)性質(zhì)

班制工作日作時(shí)數(shù)(%)基數(shù)

一、設(shè)備

一般設(shè)備連續(xù)工作制3355897722

重要設(shè)備階段「作制32518164718

小型簡(jiǎn)易熱處理爐階段工作制3251875571

大型復(fù)雜熱處理爐連續(xù)工作制33558147326

二、工人

一般工作條件251881830

較差工作條件2518121748

〃一時(shí)間損失率，一般取4%,時(shí)間損失包括病假、事假、探親假、產(chǎn)假及哺乳、

設(shè)備請(qǐng)掃、_±作休息等,時(shí)損失。

本車間設(shè)備年時(shí)基數(shù)7722h,工人年時(shí)基數(shù)1830ho

5工藝分析

5.1工藝分析的根本原則

熱處理工藝設(shè)計(jì)是熱處理車間設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，是設(shè)備選擇的主要依據(jù)。所確定的熱

處理工藝必須先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)合理，并與車間生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。常規(guī)工藝應(yīng)力求工藝路

線簡(jiǎn)化，運(yùn)輸量最小，工序較小，節(jié)省能源及勞動(dòng)量。采用先進(jìn)工藝應(yīng)經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證

或?qū)嶒?yàn)研究，取得可信的試用效果。

熱處理技術(shù)條件：氣體滲氮后滲氮層縱深度20.4mm,外表硬度2650HV,滲氮層脆性W1

級(jí)，單邊磨去0.05mm后，硬度2600HV,徑向跳動(dòng)＜0.05mm。

C8599鏟床絲桿加工工藝流程

下料670mmX1638nim

I

車外圓

I

調(diào)質(zhì)

粗車

去應(yīng)力處理

精車螺紋

低溫時(shí)效

研中心孔

半精磨外圓

磨螺紋

氣體滲氮

研中心孔

精磨螺紋及外圓

C8599鏟床絲桿熱處理工藝標(biāo)準(zhǔn)：

調(diào)質(zhì)--------?去應(yīng)力處理--------A低溫時(shí)效---------氣體滲氮

調(diào)質(zhì)：860?880℃加熱，保溫L5?2小時(shí),油冷;580?600C加熱回火6?8小時(shí),爐冷

至300℃以下出爐。

去應(yīng)力處理：550?600℃X6?8小時(shí)。

低溫時(shí)效：180?220cx8?12小時(shí)。

氣體滲氮：

圖5.01C8599鏟床絲桿調(diào)質(zhì)與氣體滲氮工藝圖

熱處理工藝解析

J調(diào)質(zhì)：獲得均勻細(xì)密的回火索氏體組織，細(xì)密的索氏體金相組織有利于零件精加

工后獲得光潔的外表。同時(shí)，也使主軸具有良好的綜合力學(xué)性能，經(jīng)淬火后高

溫回火，其硬度可達(dá)220—250HBSo

2.去應(yīng)力時(shí)效：消除工件內(nèi)部的剩余內(nèi)應(yīng)力，盡可能減少工件的變形，為后續(xù)工序滲氮

奠定根底。

3.低溫時(shí)效：盡量減少精機(jī)械加工后所導(dǎo)致的剩余內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件尺寸。

4.氣體滲氮：工件的變形小，外表有更高的硬度和耐磨性，疲勞強(qiáng)度高，同時(shí)又有高的

抗腐蝕性和熱硬性。

6熱處理設(shè)備選用

選用適當(dāng)?shù)臒崽幚碓O(shè)備依據(jù)是熱處理工藝的類型，產(chǎn)品零件的特性，即零件形狀、尺

寸、質(zhì)量和材料?，產(chǎn)品技術(shù)要求和精度，產(chǎn)品生產(chǎn)量和勞動(dòng)量，所用的能源、氣氛及淬火

介質(zhì)的物質(zhì)條件。

C8599鏟床絲桿的調(diào)質(zhì)處理使用RJ2-95-9型井式電阻爐；去應(yīng)力處理使用使用

RJ2-95-9型井式電阻爐；低溫時(shí)效使用RJ2-95-9型井式電阻爐；氣體滲氮爐使用RN-140-6

型井式氣體滲氮爐。

熱處理爐技術(shù)參數(shù)如下:

型號(hào)額定功率/KW相數(shù)電壓/V額定溫度升溫時(shí)間工作空間尺寸

RJ2-95-9953380950<220800X2000

RN-140-6140338()650<20800X3500

6.01電阻爐爐體結(jié)構(gòu)

6.11爐架和爐殼

爐架的作用是承受爐襯和加工在和以及支撐爐拱的側(cè)應(yīng)力。爐架通常用型鋼焊接成型

加架，型鋼的型號(hào)隨爐子的大小、爐襯材料和結(jié)構(gòu)而已。輕質(zhì)耐火傳和耐火纖維爐襯的應(yīng)

用，大大地減輕了爐架的負(fù)荷。

爐殼的作用是中護(hù)爐襯，加固爐子結(jié)構(gòu)和保護(hù)爐子的密封性，通常是用鋼板復(fù)貼在鋼

架上焊接而成。對(duì)小型電阻爐，也可不設(shè)爐架，用厚鋼板焊接成爐殼，同時(shí)起鋼架作用。

爐殼鋼板厚度一般取2-6慢mm,爐底用較厚鋼板，側(cè)壁用較薄的鋼板制作?？諝饨橘|(zhì)爐的

爐殼一般采用斷續(xù)焊接，殼控氣氛爐采用連續(xù)焊接。

6.1.2.2爐襯

爐襯的作用是保護(hù)爐膛的溫度、造成爐脆良好的溫度均勻度和減少爐內(nèi)熱量的散失。

爐襯也應(yīng)減少自身的儲(chǔ)蓄熱。爐襯由爐底、爐壁、爐頂組成。電阻爐爐襯多用輕質(zhì)耐火磚

1密度為4007000kg/nf）和耐火纖維砌筑，只有在需特別加固和支撐的部位才采用重質(zhì)

磚。

⑴爐底爐底的結(jié)構(gòu)受電熱元件安裝方式、爐底板、導(dǎo)軌和爐內(nèi)傳動(dòng)裝置的影響。通常

箱式電阻爐爐底結(jié)構(gòu)是在爐底外殼鋼板上用保溫磚砌成方格子狀，然后再格子中填充松散

的保溫材料，再起上面平鋪-2層保溫磚，之后再鋪一層輕質(zhì)磚，其上它置支撐爐底板或

導(dǎo)軌的重質(zhì)磚和電熱元件擱磚。采用輻射管電熱元件的路子，爐底常用耐火纖維預(yù)制塊鋪

設(shè)。爐底設(shè)有導(dǎo)軌的爐子，爐底應(yīng)考慮導(dǎo)軌的支撐和固定。

⑵爐墻中溫爐的爐墻一般分兩層，內(nèi)層為耐火層，常用輕質(zhì)磚；外層為保溫磚。

高溫爐爐壁常采用三層，內(nèi)層用高鋁磚；中間層用輕質(zhì)粘土磚；外層用保溫破。低溫爐常

采用在雙層鋼板內(nèi)填充保溫材料的結(jié)構(gòu)。井式爐爐墻常砌成如下圖的結(jié)構(gòu)。耐火纖維的應(yīng)

用，使?fàn)t襯結(jié)構(gòu)多樣化，有全纖維爐襯、復(fù)合纖維爐襯，以及在磚墻中加纖維夾層等形式,

爐襯厚度也相應(yīng)減薄。確定爐襯厚度的根本原則是保證爐外殼溫度不超過許可的溫升（一

般為50-60℃）。表為爐膛溫度與爐襯厚度及結(jié)構(gòu)。爐墻的結(jié)構(gòu)還應(yīng)根據(jù)電熱元件的支撐方

式進(jìn)行設(shè)計(jì)。耐火纖維爐襯的結(jié)構(gòu)有襯面粘貼、層鋪、疊鋪等形式。

爐墻砌筑應(yīng)以爐子中心為基準(zhǔn)，磚縫要錯(cuò)開，爐墻轉(zhuǎn)角處相互咬合，保證整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)

度。爐墻每米長(zhǎng)度留5-6師膨脹縫，各層間膨脹縫應(yīng)錯(cuò)開，縫內(nèi)填入馬糞紙或纖維，爐溫

低800℃的爐墻殼不設(shè)膨脹縫。

⑶爐頂爐頂結(jié)構(gòu)形式主要有拱頂和平頂兩種形式，少數(shù)大型爐用吊頂。磚砌的熱

處理爐大多采用拱頂。耐火纖維爐襯常用預(yù)制耐火纖維塊作平頂。拱頂?shù)耐慕浅蔀楣敖牵?/p>

一般采用60℃,拱頂跨度較大且V3.944m時(shí)采用90°。拱頂重力及其受熱時(shí)產(chǎn)生的膨脹

力形成推力作用于拱角上。拱頂采用與拱角相應(yīng)的契形磚砌筑，其上再鋪或砌以輕質(zhì)保溫

材料，拱角那么用密度為L(zhǎng)OT.3g/面的拱角磚砌磚筑。拱頂灰縫不大于L5mnb拱頂磚斜

面應(yīng)與拱角相適應(yīng)，不得用加厚灰縫或砌制斜面的方法找平。拱角磚與共腳之間必須撐實(shí),

拱頂應(yīng)從兩邊拱腳分別向中心對(duì)稱砌筑?？缍刃∮?m的拱頂應(yīng)在中心打入一鎖稽：跨度超

過3m,應(yīng)均勻打入三塊鎖磚，鎖磚插入深度為磚長(zhǎng)的2/3,然后用木槌打入。拱角磚的側(cè)

面緊靠拱角梁，以支撐側(cè)推力。

拱頂?shù)钠龇ㄓ绣e(cuò)砌和環(huán)砌兩種。

錯(cuò)砌比擬常用，但拆修不方便，一般間隙爐采用此法；環(huán)砌多用于連續(xù)式爐或工作溫

度較高，拱頂易壞的場(chǎng)所。

6.1.2.3爐口裝置

爐口裝置

路口裝置包括爐門（爐蓋）、爐門導(dǎo)板（爐面板）和壓緊機(jī)構(gòu)，有時(shí)還設(shè)有密封輔助裝

置。

爐口裝置在保證裝出料要求的前提下，爐口應(yīng)密封好，有足夠的保溫能力，熱損失小,

俁持爐前區(qū)有良好的溫度均勻度。爐門應(yīng)大于爐口，通常爐門與爐口每邊重疊65-130mm.

對(duì)可見控氣氛爐，爐口應(yīng)嚴(yán)格密封。

爐門外殼一般用灰鑄鐵鑄造，或用鋼板焊成，應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行去應(yīng)力退火，以減少使用

時(shí)爐門的變形。爐門熱面砌輕質(zhì)胸，外層加保溫磚或月耐火纖維預(yù)制塊砌筑。爐門、爐蓋

砌筑尺寸見表。

爐門砌體外表應(yīng)從四周向中間逐漸凹陷3-5麗，裝電熱元件的爐門，其擱絲磚應(yīng)比門邊

框縮進(jìn)10-15mmo

爐門框和爐蓋板為防止?fàn)t口受熱發(fā)生彎曲變形，常用鑄鐵和鑄鋼制成，或用耐熱鋼制

作，有時(shí)還加設(shè)水套。為防止?fàn)t口火焰或熱輻射直接傳給爐子門框，爐口的四周常為耐火

磚砌體，即爐門框從爐口向外退縮一定距離，約50-80mnio爐或滾輪滑入爐門框上的契形

滑槽或滑道溝內(nèi)，爐門越向下，爐門越壓緊爐面板。爐門面板與爐門之間裝有石墨石棉盤

根。還利用斜爐門靠爐門自重向里的水平分力壓緊。對(duì)密封要求嚴(yán)格的爐口裝置，需借人

力或機(jī)械力進(jìn)行壓緊。常用的人力壓緊裝置是借凸輪、螺桿或連桿機(jī)構(gòu)壓裝。機(jī)械力密封

裝置常用的有借氣缸推拉力把爐門推下，借斜爐門自重壓緊，或推動(dòng)曲柄連桿壓緊，也有

借彈簧力拉動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)將爐門壓緊，對(duì)于耐火纖維爐口應(yīng)防止?fàn)t門升降時(shí)將其拖壞，

通常用定向軌道來解決。爐門側(cè)邊的滾輪沿軌道升降，而軌道僅在爐門落下的終點(diǎn)（兩個(gè)

滾輪有兩個(gè)點(diǎn)）向內(nèi)彎曲使?fàn)t門壓緊爐門框，其余位置，離開爐框，與耐火纖維爐口別離。

c.確定熱處理爐生產(chǎn)率

熱處理爐在單位時(shí)間內(nèi)可完成一定熱處理工序零件的重量即為生產(chǎn)率，以Kg/h或件/h

計(jì)。為使不同規(guī)格和爐型熱處理爐進(jìn)行比擬，生產(chǎn)率還可以單位爐底面積或單位爐膛面積

在單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量計(jì)算。平均生產(chǎn)率是指熱處理爐在一般正常使用條件下所到達(dá)的生產(chǎn)

率，是熱處理爐處理各類不同零件完成一定工序，在較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定使用后，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

所計(jì)算出來的生產(chǎn)率（如表3.1）。

表3.1單位爐底面積的平均生產(chǎn)率參考指標(biāo)

爐子類型退火正火淬火回火氣體滲碳固體滲碳

箱式爐40?60100—12080?100——3?10

推桿式爐60?70120?160100?12535?45—

輸送帶式爐—120?16()100?125——

立式旋轉(zhuǎn)爐—100?12080?100——

臺(tái)車式爐35-5060?8050?70——8-12

雙臺(tái)車式爐60-80120—140100—120——12?15

振底式爐——140?180100?120———

d.熱處理爐的計(jì)算

根據(jù)熱處理零件分工的年處理量，分別采用各工序的平均生產(chǎn)率，可以計(jì)算得出某項(xiàng)

設(shè)備所承當(dāng)熱處理任務(wù)的年負(fù)荷數(shù)，再根據(jù)該項(xiàng)設(shè)備的工作制度所確定的年時(shí)基數(shù)，即可

計(jì)算得出該項(xiàng)設(shè)備的負(fù)荷率并確定臺(tái)數(shù)。

設(shè)備需要量可根據(jù)熱處理工序生產(chǎn)任務(wù)和設(shè)備生產(chǎn)能力計(jì)算出設(shè)備年負(fù)荷基數(shù)，再計(jì)

算設(shè)備需要量。具體計(jì)算見表3.2和3.4。

1.設(shè)備年負(fù)荷基數(shù)

設(shè)備年負(fù)荷基數(shù)G為：

G=Q/〃(公式3.1)

式中。-設(shè)備年需完成的生產(chǎn)量(Kg/年)

p-設(shè)備生產(chǎn)率(Kg/h)

2.設(shè)備數(shù)量計(jì)算

C=G//(公式3.2)

式中尸-設(shè)備年時(shí)基數(shù)(h)

表3.2熱處理設(shè)備計(jì)算表

序號(hào)設(shè)備名稱用途生產(chǎn)率(Kg/h)年處理量/t=生產(chǎn)率

x設(shè)備年時(shí)基數(shù)

(7240h)

1井式電爐回火、穩(wěn)定、時(shí)效30217.2

2井式氣體氮化爐氮化29210

每個(gè)工件的質(zhì)量小于MOkg,RJ2-95-9型井式電阻爐最大裝載量1600kg,RN-H0-6

型井式氣體滲氮爐最大裝載量將近3000kgo綜合考慮爐膛尺寸，最大裝載量等可知

RJ2-95-9型井式電阻爐每次可處理最大12根絲桿，RK-140-6型井式氣體滲氮爐每次可處

理最大24根絲桿.

調(diào)質(zhì)過程

型號(hào)設(shè)備年需完成設(shè)備生產(chǎn)率設(shè)備年時(shí)基數(shù)設(shè)備數(shù)量C

的生產(chǎn)量(t/年)(Kg/h)P(h)F

Q

RJ2-95-9型井231.663077221

式電阻爐

低溫時(shí)效過程

型號(hào)設(shè)備年需完成設(shè)備生產(chǎn)率設(shè)備年時(shí)基數(shù)設(shè)備數(shù)量C

的生產(chǎn)量(t/年)(Kg/h)P(h)F

Q

RJ2-95-9型井231.663077221

式電阻爐

氣體滲氮過程

型號(hào)設(shè)備年需完成設(shè)備生產(chǎn)率設(shè)備年時(shí)基數(shù)設(shè)備數(shù)量C

的生產(chǎn)量It/年)(Kg/h)P(h)F

Q

RN-140-6型井231.002977221

式氣體滲氮爐

6.2淬火冷卻設(shè)備

(1)淬火冷卻槽

購(gòu)置爐子要考慮工藝的通用性，即淬火+回火使用應(yīng)用靈敏性、精密定位、自動(dòng)控制能

力，工件定位準(zhǔn)確，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。由全固態(tài)晶體管感應(yīng)加熱電源和數(shù)控淬火機(jī)床組成的

高頻淬火系統(tǒng)具有很高的柔性，通過程序的編制，在淬火過程中變更程序的指令，能很容

易自動(dòng)調(diào)節(jié)電源的輸出功率、通電和斷電時(shí)間、噴液開始結(jié)束時(shí)間、工件加熱冷卻長(zhǎng)度、

工件的移動(dòng)速度、延時(shí)加熱冷卻時(shí)間、提前噴液時(shí)間，這樣對(duì)同一工件的不同部位(尺寸、

位置)要求不同淬硬層深度的可用同一個(gè)感應(yīng)器，采用一次裝夾連續(xù)淬火的方式就能很容易

到達(dá)技術(shù)要求.且可使硬化層連續(xù)過渡分布。該技術(shù)和熱處理工藝結(jié)合，可完成盤類、齒

輪類、套管類、軸類零件的內(nèi)孔外外表的高頻淬火，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)淬火、同時(shí)淬火、同軸分

段連續(xù)淬火、同軸分段同時(shí)淬火和同軸分段同時(shí)連續(xù)淬火工藝。該技術(shù)特別適用于要求不

同的直徑段具有不同硬化層深度，旦淬硬層連續(xù)或不連續(xù)的多臺(tái)階軸類零件的熱處理.，滿

足了多臺(tái)階軸類件各直徑段的外表淬火硬度及淬硬層深度的特殊要求，且淬硬層在臺(tái)階處

能呈連續(xù)過渡，以減少臺(tái)階軸尖角應(yīng)力和熱應(yīng)力的影響，保證了軸件的強(qiáng)度，解決了汽車

制造過程的關(guān)鍵技術(shù)問題。

(2)淬火冷卻介質(zhì)冷卻系統(tǒng)

冷卻形式真空爐的冷卻有油冷和氣冷。目前使用以氣冷為主，因?yàn)闅饫鋵?duì)熱處理零件

無任何污染和不良影響(油冷有外表微滲碳問題，對(duì)質(zhì)量有影響)，處理后零件外表潔凈不需

要清洗。所以，在滿足冷卻速度的條件下，一般以氣冷淬火作為首選，這樣可以減少熱處

理后零件的清洗以及由此產(chǎn)生的污染。

冷卻是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是氮?dú)獾那闆r。爐內(nèi)設(shè)置的不同形式氣嘴進(jìn)行噴冷，氣冷的冷

卻速度主要受氣壓、流速、氣流的形式、分布等影響，在進(jìn)行選擇時(shí)要全面考慮。一般情

況，氣壓高、流速大、冷卻速度快，即冷卻速度是直接受到氣壓和流速的影響。另外，氣

冷時(shí)換熱器冷卻水流量的大小對(duì)于實(shí)際冷卻有明顯影響。我們?cè)诓煌瑺t同樣的氣壓和流量

條件下比擬說明，冷卻水流量大者冷卻速度明顯加快。冷卻的均勻性十分重要，有一些真

空爐噴嘴分布設(shè)計(jì)考慮不合理，靠爐門一側(cè)未設(shè)置噴氣嘴，進(jìn)行小零件處理時(shí)不明顯，當(dāng)

處理零件尺寸較大時(shí)由于阻擋的作用，氣流流通不暢，冷卻速度有明顯差異，導(dǎo)致局部淬

火缺乏、均勻性變差［⑺。

6.3可控氣氛發(fā)生裝置的選擇

爐用可控氣氛發(fā)生裝置及操作要求

可控氣氛發(fā)生裝置應(yīng)設(shè)有防回火、熄火和過壓等平安裝置。在可控氣氛管路上和火簾

管上應(yīng)設(shè)置平安切斷閥。在爐溫低于70()攝氏度可能熄火和壓力過低有可能回火時(shí)，都應(yīng)

該自動(dòng)關(guān)閉閥門。平安切斷閥應(yīng)該與溫度控制和路門開啟裝置取鎖。

在停爐后應(yīng)翻開爐門或發(fā)散管，排除爐內(nèi)殘存的可控氣氛，或用惰性氣體進(jìn)行吹掃。

開路時(shí)，吹掃爐內(nèi)的空氣應(yīng)高于著火溫度下進(jìn)行。當(dāng)工藝要求在700攝氏度以下時(shí)，爐內(nèi)

吹掃應(yīng)在低溫下進(jìn)行，或用氮?dú)獯祾撸瑤t內(nèi)空氣置換完畢，方可升蓋。

爐子應(yīng)嚴(yán)格密封，并在正壓下運(yùn)行。

路子還應(yīng)設(shè)防爆裝置。

熱處理車間設(shè)備需求量見表3.4：

6.4輔助設(shè)備

(1)清洗設(shè)備

隨著熱處理工藝的開展和對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的要求日益提高零件熱處理前后的清洗更加重

要。一些化學(xué)熱處理工藝如滲碳、滲氮，操作前要求比擬徹底的除油，有的利用熱處理爐

廢氣燒盡外表油污，以保證熱處理質(zhì)量。零件的熱處理后除油，可防止回火過程中產(chǎn)生大

量的煙霧，污染環(huán)境，同時(shí)保持零件外表光亮。目前主要清洗設(shè)備有：室內(nèi)和輸送帶式、

懸掛輸送鏈?zhǔn)?、滾筒式清洗機(jī)、溶劑清洗及其他超凈清洗設(shè)備。

(2)清理設(shè)備

為清理零件熱處理后外表的氧化皮，可采用噴砂機(jī)、噴丸機(jī)、拋丸機(jī)、噴丸清理滾筒、

砂輪機(jī)、拋光機(jī)、酸洗槽等。隨著檢驗(yàn)設(shè)備的開展，過去常用酸洗方式清理氧化皮，現(xiàn)已

多采用噴丸清理，并開展了強(qiáng)化噴丸和應(yīng)力噴丸等先進(jìn)技術(shù)。

表3.4熱處理車間設(shè)備需求量表

序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備年時(shí)基數(shù)數(shù)量(臺(tái))設(shè)備電量(KW)備注

每臺(tái)合計(jì)

1井式電爐7722295.0190.0—

2井式氣體氮化爐77221140.0140.0—

3中頻電源—1500+350850—

4淬火油槽—2——可移動(dòng)

5清洗槽——120.020.0—

6冷水槽——1—————

7熱水槽——160.060.0—

8皂化槽——160.060.0—

9浸油槽——160.060.0——

10空油槽——1——————

(3)矯正設(shè)備

矯正設(shè)備的類型及適用范圍見表3.5：

表3.5常用矯正設(shè)備及適用范圍

設(shè)備類型規(guī)格主要用途

三輯矯直機(jī)——等徑或徑差很小零件疥直

根據(jù)零件直徑可選用的矯正設(shè)備規(guī)格及定額指標(biāo)見表3.6：

表3.6矯正設(shè)備的規(guī)格及定額指標(biāo)

零件直徑/mm設(shè)備規(guī)格/t定額指標(biāo)/(件/h)

50?7025?4040?60

(4)檢查設(shè)備

為檢查零件熱處理后的硬度，一般采用布式、洛式、肖式硬度計(jì)。檢查薄件和淺滲層

零件用維氏硬度計(jì)，檢查大型冬件用手提布式、肖式、大型懸臂式或龍門式布氏硬度計(jì)。

為了特殊需要還需要各式特種硬度計(jì)，如里式硬度計(jì)。為檢查零件外表裂紋，采用磁粉探

傷儀，為檢查零件內(nèi)部質(zhì)量，采用超聲波探傷儀、射線探傷儀。

(5)其他輔助設(shè)備

其他輔助設(shè)備，包括焊接設(shè)備，如對(duì)焊機(jī)、釬焊機(jī)、高頻焊接設(shè)備、存放工具夾裝置,

如工具架、吊具架、冷卻盤、冷卻坑，切取式樣設(shè)備，如鋸床、切割機(jī)、磨光式樣設(shè)備等。

為了正確制定工藝，進(jìn)行質(zhì)量檢查和分析廢品，除在企業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室外，一般熱處理車間

為配合生產(chǎn)還應(yīng)設(shè)小型實(shí)驗(yàn)室，配置根本的化學(xué)分析和金相檢驗(yàn)設(shè)備，以及滲層深度檢測(cè)

儀，氣氛組分分析裝置等。檢修間應(yīng)配置必要的機(jī)械加工機(jī)床，制造必要的設(shè)備備件和為

感應(yīng)加熱用感應(yīng)器制造效勞，以及為儀表的檢修校正效勞。

6.5起重運(yùn)輸及機(jī)械化，自動(dòng)化設(shè)備

(1)常規(guī)起重運(yùn)輸設(shè)備

起重設(shè)備根據(jù)設(shè)備安裝、修理、工藝所需起吊運(yùn)輸最大零件重量以及工藝平面布置決

定，起重設(shè)備適用范圍及選擇原則見表3.7。

表3.7起重設(shè)備適用范圍及選擇原則

設(shè)備名稱常用規(guī)格主要適用范圍選用意見

梁式起重機(jī)1?31中小型設(shè)備維修，中小零件運(yùn)輸、裝卸每一跨可選一臺(tái)

電動(dòng)葫蘆0.25-11井式爐組，小型熱處理車間外表淬火每條生產(chǎn)線可選用一

組、酸洗、發(fā)藍(lán)生產(chǎn)線的起重運(yùn)輸，工臺(tái)

序銜接

懸掛運(yùn)輸鏈一————

短道一————

平板車一————

電瓶車、叉車、手推車一————

(2)生產(chǎn)機(jī)械化與自動(dòng)化裝置

熱處理設(shè)備的機(jī)械化與自動(dòng)化，車間之間及車間內(nèi)工序之間的機(jī)械化運(yùn)輸裝置及控制，

根據(jù)零件的產(chǎn)量和生產(chǎn)過程的具體需要，合理選用與布置，以改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)率。

a.輯道根道可運(yùn)輸和貯存局部零件，將不同工序聯(lián)系起來，有著不同形式布置，如

直線型、U型、L型、環(huán)型等。如用短道將清理、矯直、檢查等工序聯(lián)系起來以輯道

連接滲碳生產(chǎn)線，以便輸送。

b.軌道車

根據(jù)不同的設(shè)備操作和布置選用，如利用傾式軌道和小車為推桿式爐返回底盤和墊板；

利用普通軌道車和沖動(dòng)軌道車聯(lián)系滲碳、淬火、清洗、回火等周期作業(yè)爐。

C.單軌電動(dòng)葫蘆

單軌葫蘆可將各工序設(shè)備聯(lián)系起來，可布置成一字型、L型、環(huán)型。

d.懸掛運(yùn)輸鏈

用于車間之間或工序之間的運(yùn)輸，連續(xù)運(yùn)行，通過與下降段配合，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)式爐生

產(chǎn)線的全過程機(jī)械化運(yùn)輸。

e.平板車用于大件的運(yùn)輸及工件過跨運(yùn)輸。

機(jī)械手大量生產(chǎn)熱處理作業(yè)中，機(jī)械手運(yùn)用廣泛如齒輪牙床淬火冷卻專船用機(jī)械手。

7車間布置

7.1車間在廠區(qū)內(nèi)的位置

對(duì)熱處理車間在總體布置中要求：

(1)熱處理車間散發(fā)大量燃燒廢氣、保護(hù)氣氛廢氣，其他有害氣體及油煙、粉塵等，

所以應(yīng)位于其他廠房下風(fēng)向，且要有衛(wèi)生防護(hù)帶。

(2)熱處理車間靠近各類震源時(shí)，應(yīng)該有一定間距或采取相應(yīng)的隔震措施，震源如鍛

錘、空壓機(jī)、氧氣機(jī)、鐵路等。

熱處理車間為綜合性處理車間，為全廠效勞，在工廠總體位置中應(yīng)選擇適中的位置或

靠近與其聯(lián)系多的車間。

7.2車間面積及面積指標(biāo)

車間總面積包括工藝設(shè)計(jì)中用于根本生產(chǎn)設(shè)備和輔助設(shè)備所占用的面積，包括廠房、

披屋、露天起重機(jī)下的有效面積。

U)生產(chǎn)面積(見表4.1)生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)備之間通道、工人操作、工件存放地所占用

的面積，以及清洗、清理、矯正、取樣、運(yùn)輸設(shè)備所占用的面積，占總面積5()%?70%。

(2)輔助面積變配電間、變頻間、電容期間、檢驗(yàn)間、快速實(shí)驗(yàn)室、保護(hù)氣氛制備間、

機(jī)修間、儀表間、通風(fēng)機(jī)室、各類倉(cāng)庫(kù)、主要通道、露天倉(cāng)庫(kù)等所占用的面積，占總面積

30%?50%。

表4.1車間面積生產(chǎn)面積指標(biāo)

車間類型規(guī)模生產(chǎn)指標(biāo)(t/n/X年)

鍛件熱處理小型2?3

中型3?4.5

大型5?6

綜合熱處理小型0.8?1.2

中型1.0-1.5

標(biāo)準(zhǔn)件熱處理—3.0?4.0

7.3平面布置設(shè)計(jì)

7.3.1平面布置設(shè)計(jì)根本原則

大型連續(xù)式設(shè)備及機(jī)組的布置，根據(jù)數(shù)量確定是否跨廠房跨度，盡量在同一跨度中，

有利于使用起重設(shè)備。

車間有一端封閉墻體時(shí)，大型設(shè)備盡量靠在內(nèi)墻布置，以利用采光和通風(fēng)。熱處理車

間在工藝流程根本順暢的情況下，可按設(shè)備分片布置。設(shè)備布置應(yīng)符合工藝流程的需要，

零件的流向應(yīng)盡量由入料端向出料端，防止交叉和往返運(yùn)輸。設(shè)備應(yīng)盡量布置整齊，箱式

爐以爐口取齊，井式爐以中心線取齊。需要起重運(yùn)輸工具的設(shè)備，應(yīng)布置于起重機(jī)有效范

圍內(nèi)。需局部通風(fēng)的設(shè)備應(yīng)靠外墻或靠近柱子布置，以利于通風(fēng)管的引出。

車間內(nèi)應(yīng)防止隔斷，對(duì)必須設(shè)置隔離間的應(yīng)集中于車間的一端。噴砂間靠外墻隔斷，

有利于砂的儲(chǔ)存和設(shè)置除塵裝置。

生產(chǎn)區(qū)內(nèi)應(yīng)留有零件裝卸及存儲(chǔ)面積或立體倉(cāng)庫(kù)。車間需留出必要的通道，通道的尺

寸隨車間使用運(yùn)輸車型而異。車間預(yù)留擴(kuò)建面積可采取車間內(nèi)預(yù)留設(shè)備空地或預(yù)留增跨或

接長(zhǎng)廠房空地。留有計(jì)算機(jī)控制管理房地。

綜上所敘，科學(xué)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素。保證滿負(fù)荷

生產(chǎn)、充分發(fā)揮設(shè)備能力是科學(xué)管理的目標(biāo)之一。先進(jìn)工業(yè)國(guó)家從能源利用率和生產(chǎn)本錢

的精打細(xì)算出發(fā),在電和燃料的一次和二次能源的調(diào)配上做出合理的選擇，在熱處理能源結(jié)

構(gòu)、充分利用廢熱、余熱上積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)［網(wǎng)。我國(guó)機(jī)械工業(yè)95%以上的熱處理爐用電

是很不合理的，在當(dāng)前天然氣資源己能充分供給的條件下，熱處理的能源結(jié)構(gòu)必須調(diào)整和改

變。研究、開發(fā)和推廣節(jié)能的熱處理工藝是投入小、見效快的節(jié)能措施。熱處理設(shè)備的選

型、結(jié)構(gòu)和使用上也都有很大的節(jié)能潛力”叫

7.3.2設(shè)備布置間距

(1)爐子后端距離墻柱的距離，一般箱式爐采用1?2m；煤氣爐和油爐取1.5?1.8m；

可控氣氛爐應(yīng)留出輻射管取出的距離。

(2)爐子之間的距離，小型爐0.8?1.2m；中型爐1.2?1.5m；大型爐1.5~2m；間隙

式爐組成的生產(chǎn)線0.5~0.8m；連續(xù)式爐3.0?4.0m。

(3)井式爐間的距離，小型爐0.8?1.2m：中型爐L2?1.5m：大型爐2.5?4m。

(4)井式爐爐口距地面距離，滲碳爐0.3m；正火、回火爐0.7?0.8m。

(5)連續(xù)式爐的爐前后區(qū)空地，鍛件熱處理爐：爐前：6?8m；爐后8?12m；連續(xù)

氣體滲碳爐：爐前4?6m；爐后2?3m；一般連續(xù)式爐爐前后4?6m。

[6)爐子安裝高度即爐口平面到地平的距離，人工操作時(shí)，一般為0.85?0.9m。

7.3.3設(shè)備區(qū)域布置

(1)熱處理車間規(guī)圖

(2)熱處理車間平面布置圖(見附圖)

8熱處理車間建筑物與構(gòu)筑物

8.1建筑物的設(shè)計(jì)

(1)防熾熱處理廠房耐火等級(jí)通常為一、二級(jí)耐火建筑物，要求墻、地面、頂棚等必

須耐火，通常為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。

(2)通風(fēng)為排出煙塵、熱量，廠房要有一定高度，合理開設(shè)天窗，使廠房有良好的白

然通風(fēng)條件。

(3)采光根據(jù)需要設(shè)天窗和屋面窗以保證良好的采光需要。

8.2廠房建筑參數(shù)

廠房的跨度與柱距取決于產(chǎn)品工藝的需要和設(shè)備選型。在選用井式爐時(shí)，可將爐子置

于地坑內(nèi)或采用操作平臺(tái)。將爐子置于地坑可降低廠房高度，節(jié)約造價(jià)。

8.3廠房出入口

廠房一般人行出口寬1.2m、1.5m或1.8m,高2.4m,主要物流出入口(見表5.1)應(yīng)根

據(jù)所通過的車輛種類以及所需進(jìn)入設(shè)備的需要確定。

表5.1各類車輛所需大門尺寸

寬度(m)高度(m)適用車輛寬度(m)高度(m)適用車輛

2.12.42t以下電瓶車303.6中型載重汽車

2.42.45?101窄軌電動(dòng)平板車3.33.6重型載重汽車

3.03.0輕型載重汽車5?101———

廠房較長(zhǎng)，要兩端開門或中部設(shè)出入口。各大門一律往外開或用電動(dòng)推拉大門。

8.4地面載荷及地面材料

熱處理車間的地面載荷取決于生產(chǎn)的對(duì)象和性質(zhì)，試驗(yàn)輔助部門在0.5?l.Ot/n?；工具、

機(jī)修備件熱處理部門在1.0-2.01/11?；中小件區(qū)1.5?2.0t/m2；大批量流水生產(chǎn)半成品熱處

理在2.0?3.5t/nR大批量流水線生產(chǎn)的毛坯人處理部門在3.0?3.53婚。

表5.2熱處理車間地面材料

部門名稱選用地面層材料

毛皮熱處理混凝土、塊石、鋼磚、鑄鐵板

半成品熱處理混凝土、水磨石

輔助熱處理混凝土、水磨石、馬賽克

噴砂間混凝土、水磨石

酸洗間馬賽克、耐酸水泥

鹽浴爐間水磨石、馬賽克

高中頻間水磨石

油冷卻地下室混凝土

8.5特殊構(gòu)筑物及附屬建筑物的設(shè)計(jì)

熱處理車間的地下設(shè)施和需要安裝在地坑中的設(shè)各較多。還有許多地溝，如通風(fēng)溝、

管道溝、煙道等，需處理好走向，以確保無不干擾。

而由于生產(chǎn)和工藝的需要，車間內(nèi)建有各類附屬的小隔間，如變電間、配電間、電容

器間、噴砂間。用氟鹽熱處理間、快速實(shí)驗(yàn)室等需要隔斷并封頂?shù)母糸g，有一些如機(jī)修間、

鉗工工作間、電工工作間等不需要封頂?shù)母糸g，可采用墻體或玻璃隔斷。

9動(dòng)力消耗及對(duì)公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

熱處理車間需消耗的各種動(dòng)力和輔助材料，包括電力、燃料、壓縮空氣、蒸汽、水、

汨類、鹽類?；钛獰崽幚頋B劑及保護(hù)加熱氣體等等。

9.1電力安裝容量

熱處理車間電力消耗包括動(dòng)力用電、工藝用電和照明用電。動(dòng)力用電，是指熱處理車

間各種機(jī)械裝置的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)所消耗的電量。其消耗量按照各設(shè)備安裝容量和設(shè)備負(fù)荷時(shí)

間II算。

由熱處理車間設(shè)備明細(xì)表，得用電總量=3910.8KW,加上在熱處理工程中加熱工件和

工作介質(zhì)所消耗的工藝用電和照明用電，取4500KW。

9.2壓縮空氣

熱處理車間壓縮空氣用于連續(xù)用氣設(shè)備，如噴砂、噴丸設(shè)備、風(fēng)開工具、吹掃噴嘴等。

其消耗量的計(jì)算是以溫度為20攝氏度，壓力為101.3KPa時(shí)的自由空氣為標(biāo)準(zhǔn)的。包括爐

溫升降氣缸壓縮空氣的消耗量、各類用途噴嘴壓縮空氣消耗量。

9.3蒸汽

蒸汽在熱處理車間主要用于加熱清洗槽、熱水淬火冷卻槽、重油燃燒霧化及預(yù)熱、石

泊液化氣液化、煤氣管路清掃等。熱處理車間使用的蒸汽為飽和蒸汽、常用壓力為20()?

4D0KPao蒸汽的比熱容為2IOOKJ/Kg.重油燃燒用蒸汽霧化的蒸汽消耗量，各類水槽、清洗

槽蒸汽加熱，使用蛇形管、排管、水套或直接將蒸汽通入槽內(nèi)加熱。

9.4氧、乙快

氧氣和乙煥在熱處理車間主要用于外表淬火冷卻和零件矯正。所消耗的量均指在標(biāo)

準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，其消耗量主要取決于淬火方法、淬火層深以及淬火外表積。供給方式

有兩種，輸送管網(wǎng)與瓶裝。

9.5生產(chǎn)用水

熱處理車間設(shè)備用水除個(gè)別情況外，對(duì)水質(zhì)無特殊要求，一般生活用水那么可以滿足

要求。高頻設(shè)備用水，要求礦物雜志不能超過0.017g/L,電阻率每厘米不大于4000歐姆，

水壓為119?196KPa,或蒸溜水，或采用離子交換樹脂軟化水。其它用水量包括：

感應(yīng)加熱設(shè)備及淬火冷卻水消耗量：

(1)R1-17全齒淬火設(shè)備電源、R1-18單齒淬火設(shè)備電源、500kW中頻電源、350kW

中頻電源循環(huán)用水量為20t/ho20t/hx4=80t/ho

(2)R1-17-1GCK11200淬火機(jī)床循環(huán)水量為40t/h,Rl-17-2GC13080淬火機(jī)床循環(huán)水

量為40t/h,但二者不同時(shí)使用；R1-18-1GCK13450淬火機(jī)床循環(huán)水量為2()t/h：與50()kW

中頻電源配套的立式淬火機(jī)床循環(huán)水量40t/h；與350kW中頻電源配套的臥式淬火機(jī)床循

環(huán)用水量為20t/ho40t/h+20t/h+40t/h+20t/h=120t/ho

淬火冷卻水(油)槽水消耗量：

淬火油槽循環(huán)水量+淬火水槽循環(huán)水量：30t/h+20t；h=50t/ho

循環(huán)總用水量：80t/h+120t/h+50t/h=250t/h

250t/hx7240=18100(X)1=181萬噸

9.6燃料

熱處理車間的燃料消耗量，粗略計(jì)算按照單位重量工件消耗燃料指標(biāo)核燃料爐生產(chǎn)量

計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。各燃料爐有確定的最大燃料消耗量，根據(jù)常用熱處理工藝周期和爐子平均生

產(chǎn)能力，同時(shí)要考慮到各爐子的負(fù)荷率、連續(xù)使用和冷爐升溫需要，以及車間所裝爐子臺(tái)

數(shù)等因素。熱處理工序所耗電能、煤氣、重油量見表6.1

表6.1熱處理工序所耗電能、煤氣、重油

工序溫度范處理噸電能/KW總電能煤氣/n?總煤氣重油/n?總重油

圍/℃數(shù)八/KW/m3/m3

淬火800-8508261.44-1.801486.8O.5-O.7578.20.08-0.0974.3

淬火1300579.22.16-2.881668.10.7-0.8463.40.1-0.1269.5

正火860-880434.41.80-2.16938.30.6?0.8347.50.08-0.0939.1

氣體滲氮900-920434.42.88-4.321876.61.0?1.2521.3————

高溫回火500~600434.40.90-1.08469.20.3~0.5217.20.1-0.1252.1

低溫回火180~200217.20.36-0.54117.30.15~0.243.4————

時(shí)效100~200434.40.14-0.18—————

總計(jì)7692.9x1.5=115402507x1.4=3510277x1.2=333

10熱處理車間的生產(chǎn)組織與人員

10.1組織

為適應(yīng)熱處理生產(chǎn)管理與調(diào)度方便，除一些規(guī)模較小的工段、小組和流水線上的熱處

理局部，如鑄、鍛車間小型毛坯熱處理工段，機(jī)械加工生產(chǎn)線上的感應(yīng)加熱淬火局部，可

分屬各有關(guān)車間外，熱處理通常宜作為獨(dú)立的車間，以利于生產(chǎn)技術(shù)的開展、產(chǎn)品質(zhì)量的

提高和進(jìn)行本錢核算。

熱處理年間可由生產(chǎn)局部、輔助局部和技術(shù)管理局部組成。管理局部包括方案、調(diào)度、

生產(chǎn)技術(shù)和行政管理，輔助局部包括機(jī)修、電修、管修、儀表運(yùn)行、工具、材料、輔助材

料、實(shí)驗(yàn)室等；

10.2工作人員

熱處理車間的生產(chǎn)組織包括生產(chǎn)工人、輔助工人、工程技術(shù)人員、管理人員和效勞人

員（見表7.1）。

生產(chǎn)工人是指直接從事熱處理工藝及設(shè)備操作的人員。輔助工人是指生產(chǎn)工人以外直

接為熱處理生產(chǎn)效勞的人，如熱處理準(zhǔn)備工、起重運(yùn)輸工等。工程技術(shù)人員是指從事技術(shù)

工作的人員。

設(shè)備定員應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，盡量多考慮多機(jī)臺(tái)的管理，減少設(shè)備定員，使工人滿負(fù)荷

工作，提高生產(chǎn)率。

表7.1車間根本生產(chǎn)工人計(jì)算指標(biāo)

序號(hào)設(shè)備類型熱處理工序每臺(tái)設(shè)備所需的根

本生產(chǎn)工人

1井式氣