CN105349765A - 一种非晶带材用热处理炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种非晶带材用热处理炉，包括机架和电机；机架上设有加热炉和冷却辊；加热炉相对的两端分别设有带材输入口和带材输出口；冷却辊置于加热炉的带材输出口的一侧；机架上还设有用于张力拉伸并卷绕输送非晶带材而使非晶带材能依次经过加热炉内部和冷却辊的带材张力卷绕输送装置；带材张力卷绕输送装置与所述电机连接；带材张力卷绕输送装置包括张力放带卷绕器和张力收带卷绕器；张力放带卷绕器置于加热炉的带材输入口的一侧，张力收带卷绕器置于冷却区靠近加热炉的相对另一侧；加热炉沿其内壁设有若干个独立控温的发热丝组，若干个发热丝组是沿加热炉的长度方向均匀地顺序排列设置的。本设备能生产出磁导率高、韧性良好的非晶带材。
Description
技术领域
本发明涉及一种热处理炉领域，尤其是涉及一种用于生产非晶带材的张力热处理炉。
背景技术
非晶带材是一种导磁率高的新型材料，具有优良的磁性能和广阔的应用前景。非晶磁芯的生产制造主要有两种方法，一是非晶铁芯卷绕后使用惰性气体保护的情况下进行热处理；二是非晶铁芯卷绕后在高真空的条件下进行热处理。
如，公开号为CN104451069A的中国专利申请文件，公开了一种氮气保护非晶铁芯热处理炉，该热处理炉采用了多层次的结构，包括加热炉体、氮气保护层、保温层、冷却层，炉体结构复杂，使用时需要投入高纯度的氮气作为非晶铁芯的保护，在电机和保温层外还须设置密封罩以使整个热处理环境的密封性良好。这样的热处理炉结构复杂，难以维修；热处理时操作麻烦，成本高；热处理炉内的靠电机和风扇带动加热的氮气流对静置的非晶铁芯进行热处理，难以保证炉内温度均一，会导致处于炉体内不同位置的非晶铁芯其热处理质量不一；而且整个设备的密封性难以得到保证，容易使氮气泄漏，使空气进入设备中，对产品的质量造成影响。
传统的非晶带材热处理炉存在以下缺陷：结构复杂、生产和维修成本高、热处理的时间过长而且又达不到非晶铁芯饱和的导磁率，同一批次的产品晶体变化不一致，导致产品的稳定性差，废品率高，产能下降。
为此，需要设计一款成本低、效能好的非晶带材热处理炉。
发明内容
本发明的目的是，提供一种使非晶带材处于拉伸张力情况下进行高温热处理的热处理炉，该热处理炉无需在真空或惰性气体保护的条件下对非晶带材进行热处理，且能生产出导磁率高、产品稳定性佳的非晶铁芯产品。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种非晶带材用热处理炉，包括机架和电机；机架上设有加热炉和冷却辊；所述加热炉相对的两端分别设有开口，即带材输入口和带材输出口；所述冷却辊置于加热炉的带材输出口的一侧；
所述机架上还设有用于张力拉伸并卷绕输送非晶带材而使非晶带材能依次经过加热炉内部和冷却辊的带材张力卷绕输送装置；所述带材张力卷绕输送装置与所述电机连接；所述带材张力卷绕输送装置包括张力放带卷绕器和张力收带卷绕器；所述张力放带卷绕器置于加热炉的带材输入口的一侧，所述张力收带卷绕器置于冷却区靠近加热炉的相对另一侧；
所述加热炉沿其内壁设有若干个发热丝组，所述若干个发热丝组是沿加热炉的长度方向均匀地顺序排列设置的；所述每组发热丝组为独立控温的，所述每组独立控温的发热丝组的长度为0.3m～0.7m。
本发明提供的热处理炉的工作原理是：利用带材张力卷绕输送装置卷绕非晶带材，使非晶带材恒速运行，先经过加热炉内部进行热处理，经过热处理的非晶带材段机械运行至冷却辊上被迅速冷却。非晶带材是置于带材张力卷绕输送装置上，处于展开的、张力拉伸的状态下进入加热炉内进行热处理的，在张力下加热会导致非晶带材二次晶化组织结构的改变，从而能提高带材的韧性，使得在张力条件下热处理后的带材能直接卷绕成成品，达到使用标准。其次，本热处理炉内的发热部件是采用了分段独立控温的发热丝组，发热丝组均匀地设置在加热炉内部，在进行热处理的过程中，控制各个发热丝组的温度保持一致，可以保证在非晶带材进入到加热炉内部后，处于加热炉内不同位置处的非晶带材都受热均匀，从而保证产品的一致性和稳定性，以提高产量、减少废品率。
进一步地，为确保处于热处理炉内的非晶带材段的每个部分能均匀受热，避免各个发热丝组之间的空隙与发热丝组存在温差、避免发热丝组的各个部位发热不均匀而产生温差，本发明的加热炉还可以进一步设置成可沿非晶带材的延伸方向往复平动的，使非晶带材边在带材张力卷绕输送装置上恒速输送经过加热炉的同时，加热炉可在正处于热处理过程中的非晶带材段的外周往复移动，使非晶带材受热更均匀。该方案的实施方式可以是：在所述机架上设有可相对机架作往复平动的移动平台，所述加热炉设置在所述移动平台上，所述加热炉可随所述移动平台沿带材输入口与带材输出口的中心连线方向在机架上往复平动。
移动平台与机架之间优选是通过活塞驱动装置连接。所述活塞驱动装置包括活塞泵，所述活塞泵的泵体是固定在机架上的，活塞泵的活塞杆利用连杆铰接在移动平台上，所述活塞杆可相对泵体往复平动而实现移动平台沿带材输入口与带材输出口的中心连线方向在机架上往复平动。
更进一步地确保加热炉内各处的热量均匀，所述发热丝组优选是由发热丝沿加热炉的内壁均匀地环绕布置而成的，而且发热丝最好是采用进口的不锈钢加热管，保证发热丝组长时间使用后仍然具有良好的发热稳定性，保证产品的一致性。
所述加热炉的外壁与发热丝组之间还设有由耐温性纤维材料形成的保温层。保温层能有效防止加热炉内的热量散失。
该加热炉优选采用进口优质不锈钢圆管作为内壁，在加热炉内还设有用于承载非晶带材的恒温板，该恒温板是设置在加热炉内的中心位置的，优选采用不锈钢冲孔板，非晶带材在加热炉内是置于所述恒温板的表面的。恒温板是不锈钢板，能吸收热量，保证恒温板处的温度与加热炉内壁上的发热丝组的温度一致，以便更精确地控制非晶带材热处理的温度。
所述加热炉的带材输入口处和带材输出口处还分别设有隔热板，所述隔热板为可打开或遮挡在所述的带材输入口处或带材输出口。所述加热炉内，相邻设置的两个发热丝组之间也设有隔热板，所述隔热板为可隔挡或离开所述相邻设置的两个发热丝组之间。所述隔热板均可通过液压装置控制其相对加热炉伸缩。
所述冷却辊有若干个，所述若干个冷却辊沿非晶带材输送方向呈阵列式排布。所述若干个冷却辊采用高压水冷式冷却。
本发明的热处理炉具有如下优势：(1)其加热炉的温度能控制在800℃及以上，冷却辊的温度能控制在20℃左右，使得非晶带材能在高温下进行热处理后迅速降温，形成性质较佳的非晶产品。(2)加热炉内采用分组独立控温的发热丝组，确保炉内各位点的热处理温度一致。(3)非晶带材在带材张力卷绕输送装置的拉伸下产生张力，在张力的情况下进行热处理，使得带材的内部结构产生二次晶化结构改变，生产出的产品比传统机械生产的非晶产品坚韧性更佳。(4)该热处理炉可以由于能保持加热炉内均匀的高温环境，以及带材在热处理过程中保持在张力情况下，可以免除传统非晶热处理炉中需要通入惰性气体或真空环境的条件，降低生产成本和简化工艺条件。(5)节能，比传统的热处理炉节约电耗20％～30％。
附图说明
图1为实施例的热处理炉的正面剖视图；
图2为实施例中加热炉和冷却区的局部放大主视剖视图；
图3为实施例中加热炉和冷却区的局部放大俯视剖视图；
附图标记：1-机架；21-第一电机；22-第二电机；3-移动平台；4-加热炉；41-外壁；42-保温层；43-发热丝组；44-带材输入口；45-带材输出口；46-恒温板；47-第一隔热板组；48-第二隔热板组；49-第三隔热板组；5-冷却辊；51-高压冷水管；6-带材张力卷绕输送装置；61-张力放带卷绕器；62-张力收带卷绕器；63-带材***；7-活塞驱动装置；71-活塞泵；711-泵体；712-活塞杆；72-第一连杆；73-第二连杆；
具体实施方式
以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的阐述：
如图1所示：为本发明提供的一种非晶带材热处理炉，包括机架1和两个驱动电机，即第一电机21和第二电机22。机架2上设有一个可相对机架1作往复平动的移动平台3。移动平台3上设有加热炉4，加热炉4的水平方向的两端分别设有带材输入口41和带材输出口42。在靠近带材输出口42一侧的机架1上，还设有由若干冷却辊5组成的冷却区。在机架1上还设有用于张力拉伸并卷绕输送非晶带材而使非晶带材能依次经过加热炉4内部和冷却辊5表面的带材张力卷绕输送装置6。
带材张力卷绕输送装置6与第一电机21连接。带材张力卷绕输送装置6包括：张力放带卷绕器61、张力收带卷绕器62和带材***63。张力放带卷绕器61设置在带材输入口41的一侧机架1上；张力收带卷绕器62设置在冷却区远离加热炉4一侧的机架1上；带材***63为压力滚轮，分别设置在带材输入口41和带材输出口42的附近，以保证非晶带材进入加热炉4前以及输出加热炉4后均保持平稳展开的状态。
移动平台3和机架1之间通过活塞驱动装置7连接。活塞驱动装置7包括活塞泵71，活塞泵71与第二电机22连接。活塞泵71包括泵体711和活塞杆712。泵体711通过第一连接72固定连接在机架1上；活塞杆712上铰接有第二连杆73，第二连杆73的另一端铰接在移动平台3上。活塞杆712可相对泵体711作水平往复运动，从而带动移动平台3和加热炉4相对机架1水平往复运动。
如图2和图3所示，加热炉4包括由外至内外壁41、保温层42和发热丝组43。本实施例的加热炉4的外壁41采用性能良好的不锈钢圆管；保温层42为耐温性良好的纤维层。保温层42内侧设有若干个按顺序排列的发热丝组43，发热丝组43为沿保温层42内侧均匀地环绕设置而成的，发热丝组43的剖面为圆形，使加热炉4的内部受热均匀。发热丝组43采用性质稳定的不锈钢加热管。本实施例的加热炉4的长×高规格为200cm×17cm，加热炉4内设有3组发热丝组43，每个发热丝组43长度为60cm，每个发热丝组43均是独立控温的。
加热炉4内部还设有用于承载非晶带材的恒温板46。恒温板46为不锈钢冲孔板。
带材输入口44处设有第一隔热板组47，带材输出口45处设有第二隔热板组48，相邻的两个发热丝组43之间也设有第三隔热板组49，第一隔热板组47、第二隔热板组48和第三隔热板组49可通过液压推动器推动其相运动，从而分别能打开或遮挡所述的带材输入口44表面、带材输出口45表面及两相邻的发热丝组43之间，便于加热炉4散热或不易使热量散失。
所述冷却区包括若干个冷却辊5，若干个冷却辊5沿非晶带材输送方向呈阵列式排布，若干个冷却辊5均连接在同一条高压冷水管51上。
本实施例的加热炉4的温度控制范围为0～800℃，在热处理过程中能保持温度在750～800℃。带材张力卷绕输送装置6能拉伸非晶带材，使其产生的张力范围为σ＝20～100MP，本实施例的带材张力卷绕输送装置6限定了非晶带材的截面面积为S＝0.025mm×25mm＝0.625mm2，因此施加于带材上的张力范围为：F＝σ×S＝0.125-0.625Kg。同时，带材张力卷绕输送装置6能控制非晶带材输送的速度v＝0.5～4M/min。本实施例的冷却辊5分布长度达100cm，高压冷水管51能使冷却辊5保持在20℃条件下冷却热处理后的非晶带材。
因此，使用本方案的设备能使热处理，既能保证非晶带材的热处理温度恒定，也能使非晶带材在张力情况下进行热处理，保证带体发热温度一至结晶体晶变微序排列，起到恒定结晶体微变张力一致高韧性，高饱和电感及低导磁抗直流带材；同时经过热处理后的非晶带材在冷却区迅速地低温冷却，保证了带材的韧性处理，使其达到直接卷绕不脆断的效果。
Claims (10)
1.一种非晶带材用热处理炉，包括机架和电机；其特征在于：机架上设有加热炉和冷却辊；所述加热炉相对的两端分别设有开口，即带材输入口和带材输出口；所述冷却辊置于加热炉的带材输出口的一侧；
所述机架上还设有用于张力拉伸并卷绕输送非晶带材而使非晶带材能依次经过加热炉内部和冷却辊的带材张力卷绕输送装置；所述带材张力卷绕输送装置与所述电机连接；所述带材张力卷绕输送装置包括张力放带卷绕器和张力收带卷绕器；所述张力放带卷绕器置于加热炉的带材输入口的一侧，所述张力收带卷绕器置于冷却区靠近加热炉的相对另一侧；
所述加热炉沿其内壁设有若干个发热丝组，所述若干个发热丝组是沿加热炉的长度方向均匀地顺序排列设置的；所述每组发热丝组为独立控温的，所述每组独立控温的发热丝组的长度为0.3m～0.7m。
2.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述机架上还设有可相对机架作往复平动的移动平台，所述加热炉设置在所述移动平台上；所述加热炉可随所述移动平台沿带材输入口与带材输出口的中心连线方向在机架上往复平动。
3.根据权利要求2所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述移动平台与机架之间通过活塞驱动装置连接；所述活塞驱动装置包括活塞泵，所述活塞泵的泵体是固定在机架上的，活塞泵的活塞杆利用连杆铰接在移动平台上，所述活塞杆可相对泵体往复平动而实现移动平台沿带材输入口与带材输出口的中心连线方向在机架上往复平动。
4.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述发热丝组是由发热丝沿加热炉的内壁均匀地环绕布置而成的。
5.根据权利要求4所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述发热丝是不锈钢加热管。
6.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述加热炉的外壁与发热丝组之间还设有由耐温性纤维材料形成的保温层。
7.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述加热炉内还设有用于承载非晶带材的恒温板。
8.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述加热炉的带材输入口处和带材输出口处还分别设有隔热板，所述隔热板为可打开或遮挡在所述的带材输入口处或带材输出口。
9.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述加热炉内，相邻设置的两个发热丝组之间也设有隔热板，所述隔热板为可隔挡或离开所述相邻设置的两个发热丝组之间。
10.根据权利要求1所述的一种非晶带材用热处理炉，其特征在于：所述冷却辊有若干个，所述若干个冷却辊沿非晶带材输送方向呈阵列式排布。
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Denomination of invention: A Heat Treatment Furnace for Amorphous Strip Effective date of registration: 20230602 Granted publication date: 20180724 Pledgee: Foshan branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: Foshan Zhongyan Magnetoelectric Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980042723 |
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