熱處理工裝(如料盤、夾具等)與工件一起在爐內(nèi)加熱冷 卻,其熱量占總熱量的18。%-29%,為了減少不必要的熱損失,需要盡可能輕量化其結(jié)構(gòu)。與此同時(shí),料盤在使用過程中經(jīng)過反復(fù)加熱和冷 卻,需選用高耐熱、耐沖擊、耐開裂的材料。所以,優(yōu)化材料和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文首先對(duì)料盤的使用情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,發(fā)現(xiàn)90%爐次產(chǎn)品的裝爐量小于料盤本身的重量,料盤的使用溫度主要在700-1000℃之間。 ZG35Cr24Ni7SiN和ZG40Ni35Cr26Si2兩種耐熱鋼材料通過計(jì)算分析常用耐熱鋼材料的性能,結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)試進(jìn)行篩選。第 二,利用ANSYS軟件對(duì)不同結(jié)構(gòu)和材料的料盤進(jìn)行高溫靜態(tài)分析和預(yù)測(cè)熱疲勞性能。結(jié)果表明,ZG35Cr24Ni7SiN具有較好的高溫承載能力和熱疲勞性能,而蜂窩結(jié)構(gòu)的料盤相對(duì)于矩形孔狀料盤具有較好的性能。采用吊裝作業(yè)的料盤厚度可降至65mm,而叉車作業(yè)的料盤厚度可降至80mm至40mm。在新設(shè)計(jì)的材料盤使用過程中,減重比達(dá)到34.15%,與原料盤相比,采購成本、耗電量等方面都明顯下降。為了進(jìn)一步將結(jié)果推廣到新的大料盤中,研究了墊塊位置、爐料和吊耳位置等對(duì)新設(shè)計(jì)料盤結(jié)構(gòu)變形的影響。結(jié)果表明,墊塊位于筋條較多的區(qū)域,可以減少料盤的彈性變形;在設(shè)計(jì)料盤時(shí),對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以減少長度和寬度方向的變形;吊耳位置應(yīng)設(shè)置在料盤的1/3和2/3處,當(dāng)料盤彈性變形較大時(shí),可以減少裝爐容量。對(duì)于大型料盤,為了減少實(shí)際使用過程中的抖動(dòng),其結(jié)構(gòu)需要進(jìn)一步優(yōu)化。
熱處理料盤屬于熱處理技術(shù)領(lǐng)域,包括第 一個(gè)承重板和第 二個(gè)承重板,第 一個(gè)承重板用于存放管狀工件;第 二個(gè)承重板插入第 一個(gè)承重板,用于存放塊狀工件。本實(shí)用新型提供的熱處理料盤用于存放塊狀工件的第 二個(gè)承重板,插入用于存放管狀工件的第 一個(gè)承重板,既可以存放塊狀工件,也可以存放管狀工件。同時(shí),采用這種結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)熱處理料盤的模塊化設(shè)計(jì),使用靈活。