[发明专利]煤气加热渗碳装置

说明书

本发明涉及钢部件的处理，具体些说，涉及热渗碳处理，即，在部件表面渗碳提高其硬度。更具体地说，本发明涉及在真空或低气压(低于大气压)条件下渗碳的装置。

在低压渗碳处理中，将待处理的部件置于气密室内，交替地在低压渗碳气体中富集和在真空或低压中性炉气下扩散。各次富集和扩散时间的长短及交替的次数特别决定于所要的碳浓度和部件的渗碳层的深度，这种处理的过程在本专业是众所周知的。本申请人的法国专利申请N°2,678,287中说明了低压渗碳处理的一例。渗碳处理是一种高温(一般在800摄氏度到1000摄氏度范围内，甚至更高)热处理，而且加热以及在扩散和富集步骤使部件保持均匀温度是渗碳处理的关键。

本发明还涉及碳氮共渗，它与渗碳唯一不同的是一般要在所用的富集气中加氨。其结果人所共知，不是渗碳时在部件的表面形成碳化物，而是在部件的表面形成氮化物。因此，应该理解，下面有关渗碳的说明也适用于碳氮共渗。

渗碳室的容积一般为一立方米或数立方米，用电热装置加热并保持渗碳温度。实际上，使用的是棒形电阻，将其分布于渗碳容积的周围，即，按照所需的热分布和连接于渗碳室结构的热桥绕于渗碳室周围。

具有除了电之外的另一种渗碳室加热能源是人们想望的。

想到的第一种能源便是煤气，它“清洁”而又便宜。然而，使用煤气对渗碳室加热会引起许多问题，这些问题至今一直导致人们更愿意使用电加热，特别是用于低压装置时。

第一个问题与煤气燃烧器的结构本身有关，这种燃烧器必须对渗碳室的内部空间加热而不在其内导入任何煤气燃烟。在这方面，由于渗碳室体积大，燃烧器必须很长，这一必要长度就渗碳室内的热分布言是一个临界点。

适用的煤气燃烧器系统相似于，例如，法国专利申请N°2,616,520中说明的燃烧器系统。这种燃烧器系统是由密封的外壳和限定燃烧室的中心炉管形成的。这一系统使用燃气循环并使煤气能以高速流出。这种燃烧器系统可以与法国专利申请N°2,616,518中所说明的那种中心管结合。上述文件的内容结合作为本发明的参考。

与使用煤气管对渗碳室特别是低压渗碳室加热联系在一起的另一个问题与这些煤气管的体积大有关，其体积比电阻棒的体积大得多。这种体积大不利于为了取得温度的均匀分布而在渗碳室有用容积周围适当分布煤气管。

再一个问题是使用之热源的热能必要的调节。首先，确实必须对一批次渗碳的各部件加热到很高的渗碳温度。其次，这一温度必须在与渗碳相联系的各步骤均匀保持。在使用电力的系统里，对加热元件的电流进行调制即可特别容易地对温度进行调节。这种办法在煤气燃烧器中不能照样使用。

本发明的一个目的是提供一种克服上述缺点的煤气加热渗碳器。

本发明的另一目的是提供一种与目前在渗碳器周围分布加热装置兼容的方案。

本发明的再一目的是提供一种利用煤气作为热能来源的组件渗碳装置。

为了达到这些目的，本发明提供一种对钢部件进行热处理的低压单元。这种单元包括：由围绕在密封室有用容积周围的多个辐射形煤气管形成的加热装置；设有至少一种对加热装置进行脉冲调整模式的控制装置。

按照本发明的一个实施例，控制装置适于按照两个作业阶段控制加热装置，这两个阶段分别是满功率预热阶段和脉冲调节保温阶段。

按照本发明的一个实施例，控制装置适于在两个水平之间改变煤气流量，这两个水平分别是预热的最高水平和脉冲调整的中间水平。

按照本发明的一个实施例，所有辐射形煤气管都是各别控制的或者分组控制的。

按照本发明的一个实施例，控制装置包括可把要送到不同的煤气管的单个控制信号编程的状态机。

本发明还提供一种在低压下对钢部件进行热处理的装置。此装置包括与一个共用密封室连接的多个处理器，所述密封室备有把负荷从一个单元运送到另一个单元的搬运装置，至少有一个单元是上面提到的这种的。

按照本发明的一个实施例，包括至少一个单元是专用于对待渗碳的负荷预加热的和至少一个渗碳的单元。

按照本发明的一个实施例，渗碳的单元配有适于以脉冲调节模式控制的煤气加热装置。

本发明的上述目的、特点和优点将结合附图在下面对具体实施例所作的非限制性说明中详细论述。

图1是按照本发明的热处理单元内煤气燃烧器系统实施例的简图，其中部分为断面图。

图2以时间变化图示出按照本发明的煤气燃烧器控制方法实施例。

图3非常简略地显示实施本发明的模块式处理装置的一个实施例。