井式深冷爐確實(shí)是一種周期性操作爐,其設(shè)計(jì)特點(diǎn)和工作原理決定了它適用于間歇性、分批次的深冷處理工藝。
1. 為什么井式深冷爐是周期性操作?
工藝需求:
深冷處理(如-196℃液氮冷卻)通常需要將工件從常溫逐步冷卻至*低溫度,并保持一定時(shí)間(如數(shù)小時(shí)),隨后再緩慢復(fù)溫。整個(gè)過(guò)程需嚴(yán)格控制降溫/升溫速率,避免熱應(yīng)力導(dǎo)致工件開(kāi)裂。
裝載方式:
工件需通過(guò)吊裝或推車(chē)進(jìn)出爐膛,每次處理一批,完成后再進(jìn)行下一批。這種分批操作模式天然具有周期性。
2. 周期性操作的核心流程
一個(gè)完整的周期通常包括以下階段:
裝料階段:
打開(kāi)爐蓋,將工件(如金屬零部件、模具等)裝入爐膛內(nèi)的料架或吊籃中。
關(guān)閉爐蓋,密封保溫,準(zhǔn)備啟動(dòng)冷卻。
冷卻階段:
注入液氮或開(kāi)啟制冷系統(tǒng),以可控速率將爐內(nèi)溫度降至目標(biāo)值。
恒溫保持一定時(shí)間(根據(jù)材料和工藝要求,可能數(shù)小時(shí))。
復(fù)溫階段:
停止制冷,自然升溫或主動(dòng)加熱,控制復(fù)溫速率(避免熱沖擊)。
當(dāng)工件恢復(fù)至接近常溫時(shí),完成一個(gè)周期。
卸料階段:
打開(kāi)爐蓋,取出已處理的工件,準(zhǔn)備下一批裝料。
3. 周期性操作的關(guān)鍵設(shè)計(jì)
爐膛結(jié)構(gòu):
井式深冷爐采用垂直圓柱形爐膛(類似“深井”),工件垂直懸掛或放置在料架上,便于裝卸和均勻冷卻。
爐蓋可升降或平移,確保密封性(減少液氮揮發(fā)損失)。
溫度控制:
配備高精度溫控系統(tǒng)(如PID調(diào)節(jié)),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度并調(diào)節(jié)制冷量。
降溫/復(fù)溫速率可通過(guò)程序設(shè)定,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
液氮供應(yīng)系統(tǒng):
周期性補(bǔ)充液氮,需配置低溫閥門(mén)、輸液管道和安全泄壓裝置。
部分設(shè)備采用雙層壁結(jié)構(gòu),內(nèi)層容納液氮,外層隔熱保溫。
4. 與連續(xù)性爐的區(qū)別
連續(xù)性爐(如隧道式深冷爐):
工件連續(xù)通過(guò)爐膛,無(wú)需停機(jī)裝卸,適用于大批量、單一品種的長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)。
深冷處理通常需要低溫停留時(shí)間長(zhǎng),連續(xù)性爐結(jié)構(gòu)復(fù)雜且能耗高,因此較少見(jiàn)。
井式深冷爐:
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性高,適合多品種、小批量的周期性生產(chǎn)(如模具、精密零件的深冷處理)。
