新型轉底式加熱爐的制作方法
【專利摘要】一種新型轉底式加熱爐，包括爐體及其上部安裝的爐蓋所述的爐體內設有加熱單元和坯料懸掛系統；所述的坯料懸掛系統包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多個坯料吊裝支架，所述的立柱上端貫穿爐蓋并與其上的減速機、電機連接；所述的爐蓋上設有入料爐口和出料爐口。相比輥底式加熱爐和多層箱式加熱爐，本實用新型具有有效減少了設備占地空間、具有更好的節能效果以及降低了維護保養費用等優點。
【專利說明】新型轉底式加熱爐
【技術領域】
[0001]本發明涉及超高強鋼板熱沖壓成形生產線中使用的一種新型的轉底式加熱爐。
技術背景
[0002]隨著汽車工業的日益發展，人們對汽車的節能環保及安全性要求也越來越高。采用輕量化技術提高汽車的安全性能，降低汽車的燃料消耗已經成為汽車行業發展的新趨勢。輕量化技術方案之一是采用超高強度鋼板來代替普通鋼板制造汽車零部件。但是隨著鋼材強度提高，材料延伸率和成形性大大降低，無法采用冷沖壓成型來制造汽車零部件。為解決這種不足，歐洲人最早研究了熱沖壓成形技術來生產超高強度鋼板零部件，并逐漸推廣使用。
[0003]超高強鋼板熱沖壓生產線的主要設備包括拆垛單元、加熱爐、壓機、模具、搬運系統等。鋼板坯料在加熱爐中加熱到奧氏體狀態，然后由搬運系統搬運到壓機上安裝的模具中，在模具中實現沖壓變形和淬火處理，取得超高強度的零件。
[0004]加熱爐是熱成形生產線中重要的組成部分，目前廣泛采用的為輥底式加熱爐，近年來又采用了多層箱式加熱爐的方案。兩種加熱爐均有各自的缺點，分別論述如下:
[0005]輥底式加熱爐的缺點:
[0006]1、占地空間較大，采用輥底爐的熱沖壓生產線長度不小于45米；
[0007]2、維護保養費用高，該爐除了對加熱元件的保養外，還需要大量的工作量對加熱輥(一般采用陶瓷爐輥，易粘結金屬)以及傳動系統進行保養；
[0008]3、生產能耗高，大批量生產模式，輥底式加熱爐采用鏈傳送結構時消耗更多的電或氣，小批量生產模式或者模具調試模式，輥底式加熱爐必需要整爐加熱，但整爐升溫同樣會消耗很多的電或氣；
[0009]4、生產線使用率低，當輥底式加熱爐的陶瓷爐輥出現故障，必需整線生產暫停維修；
[0010]5、平料片位置精度，輥底式加熱爐進行平板料生產時，料片在傳輸過程中的位置精度不可控，會發生偏移，需要在后續工序中設置對中裝置強制糾偏；
[0011]6、備件更換成本高，輥底式加熱爐的備件更換最多的就是陶瓷輥，輥的更換成本高，尤其在生產鍍層板零件時，鍍層會粘結在輥棒上，縮短輥棒的壽命。
[0012]針對輥底式加熱爐的特點，近年來開發出多層箱式加熱爐，以彌補輥底式加熱爐占地空間大、平料片位置精度低、爐輥維修、使用成本高等的不足。但是該爐的缺點主要表現為:
[0013]1、根據生產線使用地點的不同，輥底式加熱爐的加熱方式可為純電加熱、純氣加熱或電氣混合加熱，而多層箱式加熱爐的加熱方式只能采用純電加熱或純氣加熱，不能采用電氣混合加熱。
[0014]2、能耗損失更大，由于多層箱式加熱爐單腔的體積小，開關爐門時保護氣氛溢出比例大，消耗的保護氣氛多，同時，熱量損失也隨著保護氣氛的溢出增大；[0015]3、進出料過程繁瑣，節拍時間長，坯料在搬運過程中熱量損失多，導致沖壓時坯料溫度低，由奧氏體向馬氏體的組織轉變不完全，影響零件的強度。
[0016]4、零件表面質量差，由于加熱后的坯料搬運是暴露在空氣中，多層箱式加熱爐加熱后的坯料搬運時間長，造成坯料表面氧化皮厚。
[0017]5、多層箱式加熱爐工作時，不能實現坯料按照升溫曲線加熱保溫。不利于料片的奧氏體組織形成。
【發明內容】
[0018]本發明的目的在于提供一種用于超高強鋼板熱沖壓成形生產線的新型轉底加熱爐，來解決現有技術占地空間大、維修費用高且生產耗能高的缺陷。
[0019]本發明的技術方案是:包括爐體及其上部安裝的爐蓋，所述的爐體內設有加熱單元和坯料懸掛系統；所述的坯料懸掛系統包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多個坯料吊裝支架，所述的立柱上端貫穿爐蓋并與其上的減速機、電機連接；所述的爐蓋上設有入料爐口和出料爐口。使用時，將爐體安裝在地面以下，坯料掛在坯料吊裝支架上并圍繞立柱轉動，即可完成坯料的加熱操作。
[0020]上述方案還包括:
[0021]所述的加熱爐還包括位于加熱爐上部的坯料搬運系統，所述的坯料搬運系統包括支柱以及其上通過導軌安裝的可移動的料片夾取裝置。坯料通過搬運系統裝入或移出加熱爐
[0022]所述爐體的中央設有爐襯，所述立柱的下端固定在爐襯上。
[0023]所述的轉底式加熱爐還包括PLC控制系統和氣氛保護系統。
[0024]所述加熱單元的加熱方式可為純電加熱、純氣加熱、電氣混合加熱或燃油加熱。
[0025]所述的電機是變頻電機。
[0026]所述入料爐口和出料爐口的爐門為電動或氣動保溫爐門。
[0027]相比輥底式加熱爐和多層箱式加熱爐，該轉底爐克服了上述的缺點，并具有以下特點:
[0028]1、該爐更加有效減少了設備占地空間。除爐蓋上方的旋轉裝置(電機、減速機)、搬運系統外，其余部分均處于地面以下，節約出的空間可以用于坯料等的存放。
[0029]2、具有更好的節能效果。爐體處于地下，加熱爐的熱量不易散失，爐體保溫效果更好。
[0030]3、降低了維護保養費用。該爐結構簡單，取消了陶瓷爐輥和復雜的傳動系統，維護保養工作量小，備件更換成本低。
[0031]4、加熱方式可為純電加熱、純氣加熱、電氣混合加熱或燃油加熱等多種方式。
[0032]【專利附圖】
【附圖說明】:
[0033]圖1:轉底式加熱爐的結構剖視圖；
[0034]圖2:轉底式加熱爐的結構俯視圖；
[0035]圖3:轉底式加熱爐坯料懸掛系統的結構示意圖；
[0036]圖4:轉底式加熱爐坯料懸掛系統坯料吊裝支架的布置圖；
[0037]圖5:轉底式加熱爐坯料搬運系統示意圖；[0038]圖6:采用轉底式加熱爐的熱沖壓成形生產線示意圖；
[0039]圖中:1、爐體，2、爐蓋，3、第一減速機，4、第一電機，5、加熱單元，6、爐襯，7、入料爐口，8、出料爐口，9、坯料吊裝支架，10、支柱，11、第二電機，12、第二減速機，13、Y方向導軌，14、Z方向導軌，15.料片夾取裝置，16、料片，17、拆垛單元，18、取料機械手，19、轉底式加熱爐，20、上料機械手，21、壓機單元，22、下料機械手，23、出爐輥道，24、立柱。
【具體實施方式】
[0040]以下結合具體實施例對本發明做進一步的說明。
[0041]實施例1
[0042]參見圖1-4，一種新型轉底式加熱爐，包括爐體I及其上部安裝的爐蓋2，爐體I內設有加熱單元5和坯料懸掛系統；坯料懸掛系統包括中央的立柱24以及立柱24上周向均布的多個坯料吊裝支架9 ;爐體I的中央設有爐襯6，立柱24上端貫穿爐蓋2并與其上的第一減速機3、第一電機4連接、下端與爐襯6固定；爐蓋2上還設有入料爐口 7和出料爐口
8。具體設計如下:爐體I固定在地下由鋼板和型鋼焊接而成并由鋼板密焊制成圓型。爐蓋2采用不銹鋼板做底板，安裝在爐體I上部并與爐體密封，爐蓋2的上平面與地面平齊。爐蓋2上開有出料爐口 8和入料爐口 7，使用電動或氣動保溫爐門，當爐門打開時，將坯料裝入或移出加熱爐。加熱單元5固定在爐體I內側，為加熱爐提供熱量。爐體耐火材料使用耐火纖維模塊，陶瓷纖維毯及耐火磚、隔熱磚等組成。坯料懸掛系統采用傘狀結構，用于吊裝坯料。在爐蓋2上方，安裝有變頻電機(第一電機4)和傳動裝置，可以根據坯料加熱配方帶動爐內的坯料懸掛系統圍繞立柱轉動。此外爐體還設有氣氛保護系統和PLC控制系統，氣氛保護系統為加熱爐提供惰性氣體，防止坯料產生氧化皮，PLC控制系統用于接收生產線上位機的指令，實現對加熱爐的控制。
[0043]此外為了提供加熱爐的自動化水平，還可以及進行以下改進:
[0044]( I)爐內安裝有光柵檢測裝置及電機編碼器，并能計算出每個料片的位置及加熱時間，實現自動的上下料。
[0045](2)對各個加熱區的溫度進行PID控制，爐體上下使用兩組熱電偶反饋溫度值，一組做為控制用，一組用來記錄及報警用。
[0046](3)在爐內安裝氧分析儀及壓力變送器，對爐內的氧氣含量壓力實時分析，自動控制惰性氣體的進氣量。
[0047]實施例2
[0048]參見圖1-5，一種新型轉底式加熱爐，在實施例1結構的基礎上，還包括位于加熱爐上部的坯料搬運系統，坯料搬運系統包括支柱10以及其上通過Y方向導軌13，Z方向導軌14安裝的可移動的料片夾取裝置15。通過、第二電機11、第二減速機12驅動料片夾取裝置15在導軌上移動，從而將料片16 (坯料)裝入或移出加熱爐。
[0049]實施例3
[0050]參見圖6，一種采用轉底式加熱爐的熱沖壓成形生產線，由拆垛單元17、取料機械手18 (即坯料搬運系統)、轉底式加熱爐19、上料機械手20、壓機單元21、下料機械手22、出爐輥道23以及PLC控制系統組成；坯料在加熱爐內加熱的時間隨坯料的厚度增加而加長，為了使不同厚度坯料能得到不同的在爐加熱時間，爐內輥道必須采用變頻調速的運行制度。爐區PLC控制系統根據裝料系統提供的坯料數據(長度、厚度、重量等)自動選擇坯料在爐內的運行制度。由自動上料系統將毛坯料放到入爐口等待。如PLC控制系統允許毛坯料進入轉底爐。則入爐口打開毛坯料通過上料系統放到爐內料片懸掛裝置上。然后連續地在爐內轉動。到料片達出爐口時，PLC控制系統控制出料爐口打開通過出料系統將料片從爐內快速取出放置到模具內。進行快速壓制。
【權利要求】
1.一種新型轉底式加熱爐，包括爐體及其上部安裝的爐蓋，其特征是:所述的爐體內設有加熱單元和坯料懸掛系統；所述的坯料懸掛系統包括中央的立柱以及立柱上周向均布的多個坯料吊裝支架，所述的立柱上端貫穿爐蓋并與其上的減速機、電機連接；所述的爐蓋上設有入料爐口和出料爐口。
2.根據權利要求1所述的新型轉底式加熱爐，其特征是:所述的加熱爐還包括位于加熱爐上部的坯料搬運系統，所述的坯料搬運系統包括支柱以及其上通過導軌安裝的可移動的料片夾取裝置。
3.根據權利要求1所述的新型轉底式加熱爐，其特征是:所述爐體的中央設有爐襯，所述立柱的下端固定在爐襯上。
4.根據權利要求1-3任一所述的新型轉底式加熱爐，其特征是:所述的轉底式加熱爐還包括PLC控制系統和氣氛保護系統。
5.根據權利要求1-3任一所述的新型轉底式加熱爐，其特征是:所述加熱單元的加熱方式可為純電加熱、純氣加熱、電氣混合加熱或燃油加熱。
6.根據權利要求4所述的新型轉底式加熱爐，其特征是:所述的電機是變頻電機。
7.根據權利要求5所述的新型轉底式加熱爐，其特征是:所述入料爐口和出料爐口的爐門為電動或氣動保溫爐門。
【文檔編號】C21D9/70GK203513757SQ201320469499
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年8月2日 優先權日:2013年8月2日
【發明者】高義新, 楊緒劍, 任曉琪, 趙尊玄 申請人:山東大王金泰集團有限公司