井式渗碳氮化炉结构特点
井式渗碳氮化炉包括炉体、炉盖、柱体、吊升装置、罐体、温控装置、搅拌装置、渗碳气体进气管和渗氮气体进气管；炉体为顶部开口的中空式结构，炉体内腔设有所述罐体，炉体顶部的开口处盖有炉盖，炉体一侧固定有柱体，吊升装置位于炉体上方并固定在柱体上；炉盖上设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌电机，搅拌电机的输出轴上连接有搅拌叶片，渗碳气体进气管和渗氮气体进气管穿过炉盖盖体后与罐体连通，炉盖上安装有氧探头；柱体内设有机械升降装置，柱体下端连接有转轴。
井式渗碳-氮化炉结构特点
——吊升装置改为“电动螺旋升降”方式
一、总体布置
炉型：竖直圆筒“井”式结构，顶部开口，工件垂直悬挂作业。
功能兼容：同一炉体内可完成渗碳、渗氮或碳氮共渗，仅通过切换工艺介质与温控程序实现。
二、炉体与罐体
炉壳：钢板卷制+型钢圈加强，内覆陶瓷纤维或轻质砖保温层，减少蓄热。
加热区：罐体外壁布置分区式电阻带或燃气辐射管，沿高度分3～5区独立控温，保证≤±5 ℃均匀性。
马弗罐：耐热镍-铬合金（或Fe-Cr-Ni-Re）整体铸造，底部设“碗形”集油槽，顶部外翻法兰与炉盖金属-石墨双道密封；罐壁厚8～12 mm，使用寿命≥9000 h。
炉体与罐体间保留50～80 mm辐射间隙，便于热流循环及罐体自由膨胀。
三、炉盖系统
启闭方式：由“电动螺旋升降+水平回转”复合机构替代原气缸拉升。
立柱顶端安装伺服电机-减速机-梯形丝杠（或滚珠丝杠）驱动单元，丝杠螺母与炉盖吊臂刚性连接。
升降行程400 mm，升降速度2～6 m/min无级可调；升到位后，立柱手动/电动旋转±90°，炉盖水平移开。
多层复合盖体：外层Q235钢壳+中间水冷腔+内层310S耐热面板；盖下缘“日”形陶瓷纤维绳与罐体法兰压紧密封。
接口集成：搅拌轴孔、渗碳/渗氮进气接头、氧探头安装座均采用CF法兰或O-ring真空级密封，泄漏率≤5×10?? Pa·m3/s。
四、柱体与电动螺旋吊升装置
立柱：200×200 mm方钢管，顶部固定伺服电机（1.5 kW，带失电制动器）与行星减速机（减速比20:1）；丝杠为Tr40×7梯形丝杠或直径40滚珠丝杠，全长1200 mm，螺母座通过线性滑块与立柱导轨配合，消除偏载。
吊臂：箱形钢结构，一端与丝杠螺母座铰接，另一端设双吊耳与炉盖连接；吊臂中部设调心轴承，确保升降过程自动对中。
安全装置：
上下极限：接近开关+机械限位块双重保护；
失电自锁：伺服电机带永磁制动器，断电瞬间制动力矩≥2倍额定负载；
扭矩监控：驱动器实时监测电流，超载立即反转20 mm并报警；
手动应急：丝杠顶端留直径20 mm六角头，可插入手轮完成升降。
控制接口：升降、旋转与加热、进气系统PLC互锁——炉盖未下降到密封位并检测到设定压力，加热与进气电磁阀无法得电。
五、搅拌装置
搅拌电机：变频调速1.5～3 kW，法兰直联安装于炉盖中心，电机轴套水冷护套，保证轴承＜60 ℃。
叶片：整体310S铸造，三叶后掠45°，直径为罐体内径的0.35～0.4倍；叶片距罐底200～300 mm，可正反转；转速10～60 rpm按工艺曲线自动切换，用于强化炉气均匀性，使碳势/氮势偏差≤0.05 %。
轴封：两级密封——初级石墨盘根（耐650 ℃），次级氟橡胶O-ring（耐250 ℃），中间设0.5 bar氮气吹扫腔，防止渗剂反向渗透损坏电机。
六、进气系统
渗碳管路：盖体上方设DN15不锈钢316L硬管，经质量流量控制器（MFC）精确计量，进入罐体后接环形多孔喷射管（?8×1 mm，24孔均布），喷射方向与叶片旋转方向相切，加速气氛混合。
渗氮管路：独立DN10不锈钢管，同样经MFC控制，末端为微孔烧结不锈钢曝气头（孔径20 μm），使NH?均匀分散，减少局部氮势过高导致白亮层超标。
氧探头：ZrO?快速响应型（＜1 s），斜插30°角位于盖体下方1/3半径处，实时输出碳势信号，与MFC闭环控制，精度±0.02 %C。
排气：罐体侧壁上方设水冷排气口，经止回阀+火焰逆止器通向燃烧火炬，保持炉内微正压50～200 Pa。
七、温控与工艺控制
温控仪表：多段可编程PID，支持RS-485/Modbus，与上位机MES对接；每区独立K型或S型热电偶，热电偶护套为Inconel600，插入深度可调。
超温保护：独立极限温控表+固态继电器冗余切断，超温值设定为工艺温度+20 ℃。
记录：炉温、碳势、氮势、转速、进气流量、氧探头毫伏值实时记录，保存≥5年，支持PDF+不可篡改格式导出。
八、安全与维护特点（更新项）
电动螺旋机构终身免润滑（滚珠丝杠）或每500炉次注脂一次（梯形丝杠），较气缸结构省去气源站、油雾器，降低泄漏风险。
丝杠护罩采用不锈钢伸缩防尘套，防止碳黑、氨盐粉尘侵蚀。
立柱旋转轴承、丝杠螺母座集中手动润滑点，1 min完成保养。
