【正文】 consumption, extend product life, and improving economic efficiency are of great significance. Is the socalled Perfect tools are necessary for perfect jobs, then it must be a good the environment and advanced equipment for heat treatment, the whole is designing a proper heat treatment workshop.Papers are the main contents of the heat treatment plant design process. From the classification and characteristics of heat treatment workshop, heat treatment workshop production tasks, the system of work and the base year, process design, equipment selection and heat treatment, the anization and layout of workshop equipment, heat treatment workshop buildings and structures, power plant and auxiliary materials consumption, heattreated product safety and environmental protection, heat treatment workshop staff fixed, heat treatment plant construction investment and technical and economic indicators, designs the heat treatment shop. From the current situation and the level of Heat Treatment Technology control their development trend, develop vigorously advanced new technologies, new processes, new materials and new equipment, use high technology to transform traditional heat treatment technology to achieve highquality, high efficiency, energy saving, energy, pollutionfree, lowcost, specialized production of the direction of heat treatment plant design. Key words: heat treatment workshop, heat treatment equipment。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)設(shè)備，對(duì)熱處理車(chē)間進(jìn)行設(shè)計(jì)。熱處理工藝專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)有利于采用新工藝、新設(shè)備，可以提高設(shè)備利用率，提高熱處理質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，節(jié)約能源消耗，降低生產(chǎn)成本。但是，由于生產(chǎn)規(guī)模通常較小，設(shè)備負(fù)荷率低，多數(shù)是低于合理經(jīng)濟(jì)規(guī)模的情況下進(jìn)行生產(chǎn)的。所設(shè)車(chē)間，所選主要設(shè)備，應(yīng)達(dá)到一定的生產(chǎn)規(guī)模，有一定的設(shè)備負(fù)荷率。根據(jù)我國(guó)熱處理行業(yè)現(xiàn)在的水平，今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的主要任務(wù)，是用先進(jìn)技術(shù)改造現(xiàn)在仍存在的落后技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備，對(duì)現(xiàn)有車(chē)間進(jìn)行技術(shù)改造。2 熱處理車(chē)間設(shè)計(jì)綱領(lǐng) 車(chē)間任務(wù)一個(gè)熱處理車(chē)間或工段所承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)，是設(shè)計(jì)熱處理車(chē)間的基礎(chǔ)。熱處理工藝設(shè)計(jì)是熱處理車(chē)間設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，是設(shè)備選擇的主要依據(jù)。企業(yè)機(jī)械產(chǎn)品熱處理零件生產(chǎn)綱領(lǐng)，包括鑄件，鍛件毛坯的預(yù)備熱處理和機(jī)械產(chǎn)品零件的最終熱處理。但是，對(duì)于車(chē)間設(shè)計(jì)生產(chǎn)綱領(lǐng)（見(jiàn)表 ） ，必須以發(fā)展的眼光對(duì)待。通過(guò)新熱處理車(chē)間的設(shè)計(jì)，將熱處理工藝改進(jìn)與熱處理設(shè)備是熱處理節(jié)能的主要途徑。詳細(xì)見(jiàn)表 。所確定的熱處理工藝必須先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)合理，并與車(chē)間生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。（2）硬度要求在 285HB（30HRC)以下的一般鑄件，可在機(jī)械加工前熱處理到要求硬度，包括正火、調(diào)質(zhì)（淬火及高溫回火） 。（4）局部化學(xué)熱處理零件，生產(chǎn)批量大時(shí)，非處理部分應(yīng)鍍層保護(hù)，批量小時(shí)可6 / 40采用機(jī)械保護(hù)，防滲涂層以及車(chē)去滲層等方法。 工藝方法的選定（1）常規(guī)熱處理工藝熱處理零件的常規(guī)熱處理工藝，包括毛坯的預(yù)備熱處理和零件的最終熱處理，如退火、正火、去應(yīng)力退火、調(diào)質(zhì)（淬火及高溫回火） 、時(shí)效及固溶處理等。有化學(xué)熱處理后需要淬火的，應(yīng)根據(jù)可能盡量采取滲后直接淬火工藝。②碳勢(shì)控制技術(shù)的應(yīng)用。通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī) 能夠按照工藝設(shè)定自動(dòng)完成工件的生產(chǎn)全過(guò)程記錄、保存工件生產(chǎn)中的各種工藝參數(shù)具有完善的故障診斷、安全警示及連鎖功能。（4）感應(yīng)加熱淬火感應(yīng)加熱可使用高頻、中頻、工頻、超音頻，以及雙頻及脈沖加熱工藝，根據(jù)零件鋼種、尺寸特點(diǎn)、要求硬化層深度、零件批量等確定工藝。②感應(yīng)加熱時(shí)間短、速度快 有利于淬火組織的細(xì)化，獲得耐磨性 抗扭轉(zhuǎn)彎曲疲勞性能俱佳的強(qiáng)化效果。具有零件識(shí)別、能量控制、工藝參數(shù)顯示及故障診斷、顯示、報(bào)警的感應(yīng)淬火裝置在生產(chǎn)中逐步得到應(yīng)用 [7]。一般適用某些特定的零件，選用這種工藝必須先進(jìn)行工藝實(shí)驗(yàn)，試生產(chǎn)使用，用從熱處理質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益考慮。真空熱處理已可實(shí)現(xiàn)淬火油冷、水冷、氣冷、回火、退火、并已用于真空滲碳、真空碳氮共滲。當(dāng)前熱處理生產(chǎn)的質(zhì)量控制除了依靠生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化(消除影響質(zhì)量的人為因素) 、工藝參數(shù)的嚴(yán)格在線(xiàn)控制和工藝效果的計(jì)算機(jī)模擬來(lái)實(shí)現(xiàn),還力求實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的自適應(yīng)化和智能化。 熱處理設(shè)備選用選用適當(dāng)?shù)臒崽幚碓O(shè)備依據(jù)是熱處理工藝的類(lèi)型，產(chǎn)品零件的特性，即零件形狀、尺寸、質(zhì)量和材料，產(chǎn)品技術(shù)要求和精度，產(chǎn)品生產(chǎn)量和勞動(dòng)量，所用的能源、氣氛及淬火介質(zhì)的物質(zhì)條件。(1) 爐型選擇井式爐多用于細(xì)長(zhǎng)工件的加熱，爐膛較深，多置于地坑中?；谶@些情況，先后設(shè)計(jì)了 3 種規(guī)格的經(jīng)濟(jì)實(shí)用型普式熱處理電阻爐，主要用于連鑄輥、熱軋輸送輥、型材軋輥等冶金輥道的堆焊生產(chǎn) [12]。在滲碳爐上要從溫度的控制方式、碳勢(shì)的控制方式及氮甲醇?xì)夥赵谏顚訚B碳中的應(yīng)用等三個(gè)方面介紹深層滲碳對(duì)熱處理設(shè)備的要求 [15]。，大批量時(shí)選用輥底式爐及其組成的生產(chǎn)線(xiàn)；中批量時(shí)選用振底式爐、網(wǎng)帶式爐并組成生產(chǎn)線(xiàn)；小批量時(shí)以往我國(guó)常選用鹽浴爐；滾珠多選用鼓形爐及其組成的生產(chǎn)線(xiàn)，或間隙式滾筒爐。9 / 40f. 鋼絲，選用牽引式爐及其組成的生產(chǎn)線(xiàn)。，選用推桿式爐生產(chǎn)線(xiàn)、隧道式爐生產(chǎn)線(xiàn)、升降底式爐。采用合理用能的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料。平均生產(chǎn)率是指熱處理爐在一般正常使用條件下所達(dá)到的生產(chǎn)率，是熱處理爐處理各類(lèi)不同零件完成一定工序，在較長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定使用后，統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)所計(jì)算出來(lái)的生產(chǎn)率（如表 ） 。1. 設(shè)備年負(fù)荷基數(shù) 設(shè)備年負(fù)荷基數(shù) G 為： (公式 )/Qp?式中 設(shè)備年需完成的生產(chǎn)量（Kg/年）Q設(shè)備生產(chǎn)率（Kg/h）p2. 設(shè)備數(shù)量計(jì)算 (公式 )/CGF?式中 設(shè)備年時(shí)基數(shù)（h）F表 熱處理設(shè)備計(jì)算表序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 用途 生產(chǎn)率(Kg/h) 年處理量/t=生產(chǎn)率設(shè)備年時(shí)基數(shù)（7240 h）1 井式燃?xì)鉅t 調(diào)質(zhì)、正火、退火、穩(wěn)定等30 2 井式電爐 回火、穩(wěn)定、時(shí)效 30 3 井式氣體氮化爐 氮化 29 2104 井式氣體氮化爐 氮化 29 2105 燃?xì)馐脚_(tái)車(chē)爐 正火、調(diào)質(zhì)、退火、回火等60 6 臺(tái)車(chē)式電阻爐 正火、調(diào)質(zhì)、退火、回火等80 7 氣體滲碳爐 滲碳 30 8 氣體滲碳爐 滲碳 30 9 高溫回火爐 回火 30 10 低溫時(shí)效爐 時(shí)效 30 11 雙室真空油淬氣冷爐 淬火 30 12 離子氮化爐 氮化 10 13 全齒淬火機(jī) 齒輪表面淬火 38 27514 立式淬火機(jī) 表面淬火 38 27515 臥式淬火機(jī) 表面淬火 38 27516 鹽浴爐 鹽浴 39 28217 井式回火爐 回火 30 合計(jì) 563 407611 / 40 感應(yīng)加熱設(shè)備(1) 頻率的選定感應(yīng)加熱所需電流頻率，取決于產(chǎn)品零件對(duì)淬硬層深度的要求，由于車(chē)間產(chǎn)品零件的規(guī)格如下:表 加工零件的規(guī)格、型號(hào)名稱(chēng) 直徑 熱處理 深度（mm）軸類(lèi)零件 φ100～ 500 表面感應(yīng)淬火 ～8齒輪導(dǎo)軌類(lèi)滑枕類(lèi)φ100～ 5001400020225005005000表面感應(yīng)淬火表面感應(yīng)淬火表面感應(yīng)淬火～5～5～5(2) 淬火機(jī)床的選擇 淬硬層深度：整體淬火 5～8mm，連續(xù)淬火 ～5mm。功率因素≥177。該技術(shù)和熱處理工藝結(jié)合，可完成盤(pán)類(lèi)、齒輪類(lèi)、套管類(lèi)、軸類(lèi)零件的內(nèi)孔外表面的高頻淬火，12 / 40可實(shí)現(xiàn)連續(xù)淬火、同時(shí)淬火、同軸分段連續(xù)淬火、同軸分段同時(shí)淬火和同軸分段同時(shí)連續(xù)淬火工藝。所以，在滿(mǎn)足冷卻速度的條件下，一般以氣冷淬火作為首選，這樣可以減少熱處理后零件的清洗以及由此產(chǎn)生的污染。另外，氣冷時(shí)換熱器冷卻水流量的大小對(duì)于實(shí)際冷卻有明顯影響。在可控氣氛管路上和火簾管上應(yīng)設(shè)置安全切斷閥。開(kāi)路時(shí)，吹掃爐內(nèi)的空氣應(yīng)高于著火溫度下進(jìn)行。熱處理車(chē)間設(shè)備需求量見(jiàn)表 ： 輔助設(shè)備(1) 清洗設(shè)備隨著熱處理工藝的發(fā)展和對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的要求日益提高零件熱處理前后的清洗更加13 / 40重要。(2) 清理設(shè)備為清理零件熱處理后表面的氧化皮，可采用噴砂機(jī)、噴丸機(jī)、拋丸機(jī)、噴丸清理滾筒、砂輪機(jī)、拋光機(jī)、酸洗槽等。為了特殊需要還需要各式特種硬度計(jì)，如里式硬度計(jì)。檢修間應(yīng)配置必要的機(jī)械加工機(jī)床，制造必要的設(shè)備備件和為感應(yīng)加熱用感應(yīng)器制造服務(wù)，以及為儀表的檢修校正服務(wù)。如用輥道將清理、矯直、檢查等工序聯(lián)系起來(lái)以輥道連接滲碳生產(chǎn)線(xiàn)，以便輸送。e. 平板車(chē) 用于大件的運(yùn)輸及工件過(guò)跨運(yùn)輸。熱處理車(chē)間為綜合性處理車(chē)間，為全廠服務(wù)，在工廠總體位置中應(yīng)選擇適中的位置或靠近與其聯(lián)系多的車(chē)間。表 車(chē)間面積生產(chǎn)面積指標(biāo)車(chē)間類(lèi)型 規(guī)模 生產(chǎn)指標(biāo)（t/m 2年）鍛件熱處理 小型中型大型2～33～5～6綜合熱處理 小型中型～～標(biāo)準(zhǔn)件熱處理 — ～齒輪熱處理 — ～ 平面布置設(shè)計(jì) 平面布置設(shè)計(jì)基本原則大型連續(xù)式設(shè)備及機(jī)組的布置，根據(jù)數(shù)量確定是否跨廠房跨度，盡量在同一跨度中，有利于使用起重設(shè)備。設(shè)備應(yīng)盡量布置整齊，箱式爐以爐口取齊，井式爐以中心線(xiàn)取齊。噴砂間靠外墻隔斷，有利于砂的儲(chǔ)存和設(shè)置除塵裝置。留有計(jì)算機(jī)控制管理房地。我國(guó)機(jī)械工業(yè) 95 %以上的熱處理爐用電是很不合理的,在當(dāng)前天然氣資源已能充分供應(yīng)的條件下,熱處理的能源結(jié)構(gòu)必須調(diào)整和改變。（2）爐子之間的距離，小型爐 ～；中型爐 ～ ；大型爐 ～2m；間隙式爐組成的生產(chǎn)線(xiàn) ～；連續(xù)式爐 ～ 。（6）爐子安裝高度 即爐口平面到地平的距離，人工操作時(shí)，一般為～。 廠房建筑參數(shù)廠房的跨度與柱距取決于產(chǎn)品工藝的需要和設(shè)備選型。圖 廠房高度25 / 40圖 廠房的跨度與柱距26 / 40 廠房出入口廠房一般人行出口寬 、 或 ，高 ，主要物流出入口（見(jiàn)表 ）應(yīng)根據(jù)所通過(guò)的車(chē)輛種類(lèi)以及所需進(jìn)入設(shè)備的需要確定。表 熱處理車(chē)間地面材料部門(mén)名稱(chēng) 選用地面層材料毛皮熱處理半成品熱處理輔助熱處理噴砂間酸洗間鹽浴爐間高中頻間油冷卻地下室混凝土、塊石、鋼磚、鑄鐵板混凝土、水磨石混凝土、水磨石、馬賽克混凝土、水磨石馬賽克、耐酸水泥水磨石、馬賽克水磨石混凝土 特殊構(gòu)筑物及附屬建筑物的設(shè)計(jì)熱處理車(chē)間的地下設(shè)施和需要安裝在地坑中的設(shè)備較多。6 動(dòng)力消耗及對(duì)公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)熱處理車(chē)間需消耗的各種動(dòng)力和輔助材料，包括電力、燃料、壓縮空氣、蒸汽、水、油類(lèi)、鹽類(lèi)。其消耗量按照各設(shè)備安裝容量和設(shè)備負(fù)荷時(shí)間計(jì)算。包括爐溫升降氣缸壓縮空氣的消耗量、各類(lèi)用途噴嘴壓縮空氣消耗量。 氧、乙炔氧氣和乙炔在熱處理車(chē)間主要用于表面淬火冷卻和零件矯正。高頻設(shè)備用水，要求礦物雜志不能超過(guò) ，電阻率每厘米不大于 400028 / 40歐姆，水壓為 119～196KPa，或蒸餾水，或采用離子交換樹(shù)脂軟化水。40t/h +20t/h +40t/h +20t/h=120t/h。熱處理工序所耗電能、煤氣、重油量見(jiàn)表 表 熱處理工序所耗電能、煤氣 、重油工序 溫度范圍／℃處理噸數(shù)／ t電能/KW 總電能/KW煤氣/m 3 總煤氣/m3重油/m 3 總重油/m3淬火 800~850 826 ~ ~ ~ 淬火 1300 ~ ~ ~ 正火 860~880 ~ ~ ~ 碳氮共滲 840~860 420 ~ ~ 336 ~ 42氣體滲碳 900~920 ~ ~ — —高溫回火 500~600 ~ ~ ~ 低溫回火 18