專利名稱：多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種試樣傳輸裝置，，特別涉及在多段式、多種氣氛退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸。
背景技術(shù)：
硅鋼生產(chǎn)工藝較復(fù)雜，后處理工序較多且對工藝條件的控制極為嚴(yán)格，要求試驗(yàn)爐同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)溫度和多種獨(dú)立氣氛。因而對試樣的傳輸裝置提出了傳輸穩(wěn)定性、試樣定位準(zhǔn)確性、傳輸過程對各爐段氣氛影響小等嚴(yán)格的要求。
無取向硅鋼退火工藝要求爐內(nèi)連續(xù)實(shí)現(xiàn)脫碳(濕氣氛)、還原(還原性干氣氛)、冷卻，爐內(nèi)干、濕氣氛相互隔離。
爐內(nèi)各段溫度差別較大加熱段-脫碳段-還原段-冷卻段。
取向硅鋼退火工藝要求爐內(nèi)連續(xù)實(shí)現(xiàn)脫碳(濕氣氛)、還原(還原性干氣氛)、滲氮(含氨氣氣氛)和保護(hù)氣氛冷卻(還原性干氣氛)。氣氛除濕氣氛外均為還原氣氛，所有氣氛中氫氣含量均大于20％。爐內(nèi)各段溫度差別較大加熱段-脫碳段-還原段-滲氮段-冷卻段。這就使?fàn)t內(nèi)各段的氣氛控制變得非常困難。同時(shí)，各段間較大的溫度差別也給試樣傳輸裝置極大的考驗(yàn)。目前的多段多種氣氛退火爐有手動(dòng)推桿和網(wǎng)帶試樣傳輸兩種方式。由于受其傳輸方式的影響，網(wǎng)帶式連續(xù)退火爐的爐段間難以隔離，不宜用作多種氣氛連續(xù)試驗(yàn)。
參見圖1A～圖1D，其所示為現(xiàn)有的手動(dòng)推桿式硅鋼退火爐(五段)示意圖。其包括爐體1a、試樣傳輸裝置2a(即手動(dòng)推桿)、供氣和加濕系統(tǒng)、試樣取放裝置3a、試樣小車4a和控制系統(tǒng)(控制盤、溫控系統(tǒng)和氣體控制系統(tǒng)，圖中未示)。爐體1a包括爐殼11a、馬弗體12a、加熱元件13a、耐火材料14a、爐體支架15a、廢氣燃燒系統(tǒng)等。馬弗體12a為整體馬弗，馬弗材料為Inconel或不銹鋼。整體馬弗12a上焊有4個(gè)廢氣燃燒燒嘴16a(見圖1B、圖1C和圖1D)，并通過燒嘴內(nèi)的金屬擋板17a將馬弗分為五段，即五個(gè)爐段。出入口也分別設(shè)有廢氣燒嘴。燒嘴的燃料為液化石油氣或焦?fàn)t煤氣。由于爐溫較高，氣氛隔離方式采用廢氣燒嘴內(nèi)金屬擋板17a下掛陶瓷纖維簾171a(見圖1C和圖1D)。根據(jù)氣氛要求，陶瓷纖維簾171a采用SiC、Al2O3等陶瓷材料。兩爐段間廢氣由金屬擋板17a兩側(cè)進(jìn)入燒嘴16a內(nèi)，在燒嘴16a出口處由點(diǎn)火裝置點(diǎn)燃。馬弗體和爐殼間為耐火材料。發(fā)熱體為硅碳棒或電阻絲，控溫?zé)犭娕荚诎l(fā)熱體間靠近馬弗處。每個(gè)爐段都有單獨(dú)的供氣系統(tǒng)(含加濕器)。當(dāng)加熱體在兩側(cè)時(shí)，每爐段的氣體入口管焊接在馬弗體頂部的相應(yīng)位置；當(dāng)加熱體在頂部和底部時(shí)，每爐段的氣體入口管焊接在馬弗體側(cè)面的相應(yīng)位置。由圖1A和圖1B可見，試樣被固定在手動(dòng)推桿頭的夾鉗上，并通過手動(dòng)推桿送入，放樣和取樣裝置分別在進(jìn)出口兩側(cè)。
試驗(yàn)開始時(shí)，使用氮?dú)怛?qū)趕爐內(nèi)空氣半小時(shí)后，點(diǎn)燃廢氣燒嘴并在各段通入試驗(yàn)設(shè)定氣氛。試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，操作人員在入口處將試樣固定在推桿前部后，將手動(dòng)推桿推入爐內(nèi)，逐段定時(shí)停留直到送出爐外，出口處取樣后拉回推桿，準(zhǔn)備下一次試驗(yàn)。在指定爐段中的停留時(shí)間按工藝要求設(shè)定，操作工用秒表控制。由圖1B可見，手動(dòng)推桿進(jìn)出爐段時(shí)都會(huì)掀起陶瓷纖維簾，影響氣氛隔離效果。
現(xiàn)有的多段爐的試驗(yàn)傳輸裝置主要存在三個(gè)問題1.造成氣氛隔離困難在高溫和較大的溫差下，氣體的對流和擴(kuò)散速度都很快。這就使氣氛隔離變得非常困難。手動(dòng)推桿掀起陶瓷纖維簾會(huì)造成相鄰兩段的氣氛相互污染。
2.高溫變形現(xiàn)有多段爐較長的試樣桿存在高溫變形的問題。多個(gè)爐段中溫度差別很大，必然會(huì)導(dǎo)致試樣長桿翹曲變形，從而造成傳輸試樣及定位的困難，也縮短了推桿的使用壽命。
3.難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作傳輸試樣及定位的困難使現(xiàn)有多段爐的試樣長桿難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送樣。由于氣氛中含有氫氣(＞20％)，噴出的火焰常常灼傷操作人員。同時(shí)，手動(dòng)秒表控制的時(shí)間精度很差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服高溫下試樣準(zhǔn)確傳輸和氣氛隔離的困難，本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)一種多段式硅鋼退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，可以在高溫、多種氣氛的試驗(yàn)條件下，能方便準(zhǔn)確地進(jìn)行試樣傳輸、定位，減小爐內(nèi)不同段氣氛的相互污染，有利于實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的試驗(yàn)條件。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，設(shè)置于多段式退火試驗(yàn)爐上，包括，滑軌，安裝于爐體支架上，貫穿退火試驗(yàn)爐爐體，其上設(shè)有凹槽；推桿，設(shè)置于滑軌上，分別依次頭尾連接，其底部設(shè)有滑塊與滑軌凹槽形狀相匹配；推桿活塞，設(shè)置于退火試驗(yàn)爐爐體的進(jìn)口處，與推桿相配合；試樣桿，設(shè)置于滑軌上，串聯(lián)于多個(gè)推桿中間，其上開有試樣容置槽。
進(jìn)一步，所述的滑軌凹槽形狀為方形、梯形、方形雙凹槽或梯形雙凹槽，所述的推桿底部滑塊與滑軌凹槽形狀相匹配。
又，所述的試樣容置槽的側(cè)壁開有試樣插槽。
所述的試樣容置槽的底部設(shè)有試樣支持架。
所述的滑軌與退火試驗(yàn)爐爐體之間設(shè)有在爐段間設(shè)有陶瓷纖維墊片。
所述的推桿以尾槽和凸接頭方式依次串聯(lián)連接。
所述的試樣插槽上嵌入絕熱的陶瓷槽或涂覆絕熱的陶瓷涂層，所述的陶瓷纖維簾由鋼擋板以及設(shè)置于鋼擋板側(cè)邊的陶瓷纖維材料組成，其中，鋼擋板底部的陶瓷纖維簾高度與試樣桿高度相匹配。
本實(shí)用新型的有益效果1、傳輸方式通過凹槽底板及其滑動(dòng)固定方式的采用，確保試樣方便準(zhǔn)確的傳輸，并利于更換和維護(hù)；通過試樣短桿和短桿的使用，減小溫差和熱膨脹的影響，并減小推動(dòng)距離和相應(yīng)推桿尺寸，使全爐尺寸也相應(yīng)縮短；同時(shí)，凹槽底板和短桿的聯(lián)用，可采用活塞推動(dòng)方式，利于實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)的自動(dòng)操作，確保試樣方便準(zhǔn)確的傳輸。
2、氣氛隔離通過凹槽底板和短桿的聯(lián)用，消除了陶瓷纖維簾翻動(dòng)對氣氛的影響；同時(shí)，結(jié)合凹槽底板墊片，減小了爐段間氣氛接觸面積，便于氣氛隔離。


圖1A～圖1D為現(xiàn)有多段式硅鋼退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置示意圖；圖2A～圖2D為本實(shí)用新型一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a、3b為本實(shí)用新型滑軌凹槽方形結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a、4b為本實(shí)用新型滑軌凹槽梯形結(jié)構(gòu)示意圖；圖5a、5b為本實(shí)用新型滑軌凹槽方形雙凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖6a、6b為本實(shí)用新型滑軌凹槽梯形雙凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖7a、7b為本實(shí)用新型推桿梯形方形結(jié)構(gòu)示意圖；圖8a、8b為本實(shí)用新型推桿梯形結(jié)構(gòu)示意圖；圖9a、9b為本實(shí)用新型推桿方形雙凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖10a、10b為本實(shí)用新型推桿梯形雙凹槽結(jié)構(gòu)示意圖；圖11a、11b為本實(shí)用新型試樣桿的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2A～圖2D，本實(shí)用新型的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，設(shè)置于多段式退火試驗(yàn)爐6上，包括，滑軌1，安裝于爐體支架62上，貫穿退火試驗(yàn)爐爐體61，其上設(shè)有凹槽11；推桿2，設(shè)置于滑軌1上，分別依次以尾槽21和凸接頭22方式依次串聯(lián)連接，其底部設(shè)有滑塊23與滑軌凹槽11形狀相匹配；推桿活塞3，設(shè)置于退火試驗(yàn)爐爐體61的進(jìn)口處，與推桿2相配合；試樣桿4，設(shè)置于滑軌1上，串聯(lián)于多個(gè)推桿2中間，其上開有試樣容置槽41；以及分別設(shè)于退火試驗(yàn)爐6進(jìn)出口處的放樣裝置7、取樣裝置8。
參見圖2A～圖2D、圖3a～圖6b，所述的滑軌1凹槽11形狀為方形、梯形、方形雙凹槽或梯形雙凹槽；采用凹槽不僅能確保試樣準(zhǔn)確傳輸及定位，而且能減小爐段間氣氛接觸面積。所述的滑軌通過埋頭螺絲固定在爐體進(jìn)出口的支架上。由于圖中試樣10推進(jìn)方向由入口到出口，所以入口處長度、寬度和高度方向均固定，其滑動(dòng)槽很短可用于減小熱應(yīng)力對凹槽底板的影響；而出口處滑動(dòng)槽較長，只固定高度和寬度方向，長度方向可延展以消除凹槽底板受熱膨脹后出現(xiàn)的翹曲變形。
圖7a～圖10b，所述的推桿底部23與滑軌凹槽11形狀相匹配，推桿2，設(shè)置于滑軌1上，分別依次以尾槽21和凸接頭22方式依次串聯(lián)連接。
參見圖11a、圖11b，所述的試樣桿4，其上開有試樣容置槽41。所述的試樣容置槽41的側(cè)壁開有試樣插槽411，以便快速取放試樣10，所述的試樣插槽411上嵌入絕熱的陶瓷槽或涂覆絕熱的陶瓷涂層；試樣容置槽41的底部設(shè)有試樣支持架412；兩端分別設(shè)有供連接的尾槽42和凸接頭43，以此串聯(lián)于推桿2中，底部設(shè)有滑塊44，該滑塊形狀與滑軌1凹槽11結(jié)構(gòu)相匹配，以保證試樣推送過程順暢，沒有偏差；推桿2長度是依據(jù)對應(yīng)爐段長度來確定的。
為了改善氣氛隔離，在滑軌1上各段間擋板對應(yīng)位置兩側(cè)添加了陶瓷纖維墊片槽12，可放入陶瓷纖維墊片，減小底板熱變形對馬弗的影響并阻斷爐段間氣氛通過縫隙的對流。
所述的滑軌1與退火試驗(yàn)爐爐體6之間設(shè)有在爐段間設(shè)有陶瓷纖維墊片。
參見圖2D，本實(shí)用新型所述的陶瓷纖維簾5由鋼擋板51以及設(shè)置于鋼擋板51側(cè)邊的陶瓷纖維材料52組成，其中，鋼擋板51底部的陶瓷纖維材料52高度與試樣桿4高度相匹配。
如圖所示，滑軌1放置在退火試驗(yàn)爐爐體61馬弗內(nèi)，滑動(dòng)螺絲通過固定在進(jìn)出口的爐體支架62上。這種連接方式在長度方向上留有余量(進(jìn)出口支架上均有螺絲滑動(dòng)槽)，不僅有利于消除受熱后凹槽底板的熱膨脹，還便于更換滑軌1。
同時(shí)，滑軌1結(jié)合推桿2、試樣桿4以短桿方式傳輸便于氣體密封。這是由于滑軌1在爐段間設(shè)有陶瓷纖維墊片，結(jié)合推桿2、試樣桿4以短桿和連續(xù)傳輸，減小了爐段間氣氛的接觸面積和長推桿進(jìn)出各爐段帶來的氣氛對流。
短桿傳輸方式不僅能減小高溫?zé)崤蛎浖案鞫螠夭畹挠绊?，還有利于試樣的準(zhǔn)確自動(dòng)傳輸。此外，短桿的更換和維修都很方便，整爐的長度也可大幅減小。
為了實(shí)現(xiàn)高溫下氣氛的良好隔離和試樣的準(zhǔn)確傳輸，本實(shí)用新型采用了凹槽底板傳輸?shù)姆绞健?br> 此外，為保證試樣快速升溫，本實(shí)用新型可進(jìn)一步在試樣插槽上嵌入絕熱的陶瓷槽或涂覆絕熱的陶瓷涂層，減小試樣熱損失，保證升溫速度。對于硅鋼的試驗(yàn)技術(shù)，特別是取向硅鋼脫碳滲氮處理等工藝要求復(fù)雜的試驗(yàn)，采用本實(shí)用新型中的方形凹槽底板結(jié)合相應(yīng)的試樣桿和推桿的試樣傳輸裝置將是最佳選擇。
權(quán)利要求1.多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，設(shè)置于多段式退火試驗(yàn)爐上，其特征是，包括，滑軌，安裝于爐體支架上，貫穿退火試驗(yàn)爐爐體，其上設(shè)有凹槽；推桿，設(shè)置于滑軌上，分別依次頭尾連接，其底部設(shè)有滑塊與滑軌凹槽形狀相匹配；推桿活塞，設(shè)置于退火試驗(yàn)爐爐體的進(jìn)口處，與推桿相配合；試樣桿，設(shè)置于滑軌上，串聯(lián)于多個(gè)推桿中間，其上開有試樣容置槽。
2.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的滑軌凹槽形狀為方形、梯形、方形雙凹槽或梯形雙凹槽，所述的推桿底部的滑塊與滑軌凹槽形狀相匹配。
3.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的試樣容置槽的側(cè)壁開有試樣插槽。
4.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的試樣容置槽的底部設(shè)有試樣支持架。
5.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的滑軌與退火試驗(yàn)爐爐體之間設(shè)有在爐段間設(shè)有陶瓷纖維墊片。
6.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的推桿以尾槽和凸接頭方式依次串聯(lián)連接。
7.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的試樣插槽上嵌入絕熱的陶瓷槽或涂覆絕熱的陶瓷涂層，
8.如權(quán)利要求1所述的多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，其特征是，所述的陶瓷纖維簾由鋼擋板以及設(shè)置于鋼擋板側(cè)邊的陶瓷纖維材料組成，其中，鋼擋板底部的陶瓷纖維簾高度與試樣桿高度相匹配。
專利摘要多段式退火試驗(yàn)爐的試樣傳輸裝置，設(shè)置于多段式退火試驗(yàn)爐上，包括，滑軌，安裝于爐體支架上，貫穿退火試驗(yàn)爐爐體，其上設(shè)有凹槽；推桿，設(shè)置于滑軌上，分別依次頭尾連接，其底部與滑軌凹槽形狀相匹配；推桿活塞，設(shè)置于退火試驗(yàn)爐爐體的進(jìn)口處，與推桿相配合；試樣桿，設(shè)置于滑軌上，串聯(lián)于多個(gè)推桿中間，其上開有試樣容置槽。本實(shí)用新型使用滑軌凹槽底板，使試樣桿保持在陶瓷纖維簾下傳送，消除了因掀動(dòng)陶瓷纖維簾帶來的氣氛隔離問題；本實(shí)用新型推桿、試樣桿以短桿、連續(xù)傳輸方式，減小現(xiàn)有試樣推桿由于長變形造成的傳輸和定位困難，可自動(dòng)控制試驗(yàn)過程。
文檔編號(hào)G01N1/28GK2854601SQ20052004712
公開日2007年1月3日 申請日期2005年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月30日
發(fā)明者楊勇杰, 李國保 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司