熱處理連續(xù)淬火爐生產(chǎn)效率高、熱轉(zhuǎn)化效率高、工藝技術(shù)參數(shù)易于控制、勞動(dòng)者勞動(dòng)強(qiáng)度低、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，所以目前許多企業(yè)都采用了連續(xù)淬火爐生產(chǎn)設(shè)備。但是，熱處理連續(xù)淬火爐是高耗能設(shè)備，是影響企業(yè)生產(chǎn)成本的重要方面，因此如何在保證質(zhì)量的前提下使連續(xù)淬火爐的生產(chǎn)能力達(dá)到最佳狀態(tài)，是各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)所面臨的重要課題。下面以我公司的275kW連續(xù)淬火空氣爐為例，對(duì)連續(xù)淬火爐生產(chǎn)能力問題進(jìn)行分析。
1.連續(xù)淬火爐能量轉(zhuǎn)換計(jì)算
我公司RL-275型連續(xù)淬火爐，采用380V電壓，三相電加熱Y型接線型式，最高加熱溫度950℃，加熱總功率275kW，三個(gè)加熱工作區(qū)，行走頻率為10～50Hz，行走速度2.7mm/Hz.s，爐外形尺寸13000mm×1.70mm×1520mm，爐堂尺寸11700mm×760mm×120mm。
（1）連續(xù)淬火爐的功率是275kW，每小時(shí)耗電275kWh，1kWh = 3.6×106J，所以淬火爐每小時(shí)產(chǎn)生能量為：
275×3.6×106= 9.9×108（J）
（2）鋸片片體的當(dāng)前溫度應(yīng)當(dāng)和車間內(nèi)溫度相同，在15～35℃之間，為了便于計(jì)算，我們就選擇片體溫度為25℃。淬火片體升溫到840℃淬火，溫度升高了840 – 25 = 815℃。
以70Mn鋼為例，0~900℃平均比熱容為682.45J / Kg·℃。因此每千克70Mn鋼材質(zhì)鋸片吸收的熱能為：
682.45×（840 – 25）≈5.562×10 5 （J /kg）
（3）淬火爐的熱轉(zhuǎn)化效率：連續(xù)淬火爐的最理想的熱轉(zhuǎn)化效率是100%，在理想狀態(tài)下，淬火爐每小時(shí)可加工鋸片為：
每小時(shí)淬火爐產(chǎn)熱量÷每千克鋸片吸收的熱量
=9.9×10 8÷5.562×105≈1.78×103（kg）
而連續(xù)淬火爐由于爐體本身要吸收并散失熱量，淬火爐熱利用率不可能達(dá)到100%。要提高淬火爐熱利用率，就要盡量減少淬火爐爐體吸收熱量和熱量的散失，因此，在制造淬火爐時(shí)采用保溫隔熱措施好壞，是評(píng)價(jià)淬火爐質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。我公司的275kW連續(xù)淬火爐的熱轉(zhuǎn)化效率為50%左右，那么可利用熱量為：
9.9×108×50% = 4.95×108（J）
淬火爐每小時(shí)可加工鋸片為：
4.95×108÷5.562×105≈0.89×103（kg）
2.連續(xù)淬火爐鋸片淬火數(shù)量計(jì)算
以φ340mm×3.1mm規(guī)格鋸片片體計(jì)算，每片鋸片重2.2kg，那么淬火爐每小時(shí)可在爐內(nèi)同時(shí)加工鋸片數(shù)量為：
890÷2.2≈404片/h
淬火爐全長(zhǎng)11.7m，傳送帶行走速度為2.7mm/Hz·s，通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率來調(diào)節(jié)傳送帶的傳送速度，從而來調(diào)節(jié)鋸片在淬火爐內(nèi)的加熱時(shí)間。鋸片加熱時(shí)間可由經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算：
t=α×K×D
式中 t——加熱時(shí)間（ min或 s ）；
α——加熱系數(shù)（min/mm或s/mm），碳鋼通常取0.9～1.1；
K——工件裝爐條件修正系數(shù)，通常取1.0～1.5；
D——工件有效厚度（mm）。
70Mn材質(zhì)φ340mm×3.1mm規(guī)格鋸片加熱系數(shù)α取1.0，工件裝爐條件修正系數(shù)K取1.4，鋸片厚度為3.1mm，φ340mm×3.1mm規(guī)格鋸片熱處理工藝加熱時(shí)間為：
t= 1.0×1.4×3.1=4.34= 260.4 ( s)
由于工藝加熱時(shí)間即為每張鋸片在爐內(nèi)的行走時(shí)間，因此，工藝調(diào)節(jié)頻率為：11700÷260.4÷2.7 = 16.6 (Hz)
那么傳送帶每小時(shí)行走距離為：
3600÷260.4×11700=161751 (mm)
每片鋸應(yīng)占用距離為：161751÷404≈400.4 (mm)
400.4mm大于鋸片直徑φ340mm。
400.4-340=60.4mm
因此鋸片之間要間隔最小60.4mm擺放進(jìn)行淬火加工。
這顯然是符合工藝規(guī)定要求的，因此RL-275型連續(xù)淬火爐加工φ340mm×3.1mm規(guī)格鋸片基體的最大數(shù)量應(yīng)該是404片。
3.連續(xù)淬火爐淬火工藝和產(chǎn)量確定
275kW連續(xù)淬火爐φ340mm×3.1mm規(guī)格鋸片淬火工藝為：
加熱時(shí)間t = 260.4s；
調(diào)節(jié)頻率為16.6Hz；
鋸片采用間隔最小60.4mm距離排列進(jìn)行加工。
淬火爐的產(chǎn)量為404片/h。
4.結(jié)語(yǔ)
從以上計(jì)算結(jié)果來看，影響連續(xù)淬火爐生產(chǎn)效率的因素主要有：淬火爐的熱利用效率和機(jī)件的進(jìn)入爐內(nèi)的裝爐速度。如果每小時(shí)進(jìn)入爐內(nèi)的淬火產(chǎn)品重量超過淬火爐的最大裝爐量，淬火產(chǎn)品淬火溫度就會(huì)降低，達(dá)不到淬火溫度要求，從而影響產(chǎn)品淬火質(zhì)量。如果淬火產(chǎn)品裝爐速度與淬火爐的最大允許值有較大差距，會(huì)降低淬火爐生產(chǎn)效率和淬火爐的熱利用率。因此，在保證產(chǎn)品淬火工藝的前提下，使淬火產(chǎn)品裝爐速度盡量接近但不能超過淬火爐的最大裝爐量為最佳。
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