熱處理連續淬火爐生產效率高、熱轉化效率高、工藝技術參數易于控制、勞動者勞動強度低、產品質量穩定，所以目前許多企業都采用了連續淬火爐生產設備。但是，熱處理連續淬火爐是高耗能設備，是影響企業生產成本的重要方面，因此如何在保證質量的前提下使連續淬火爐的生產能力達到最佳狀態，是各個生產企業所面臨的重要課題。下面以我公司的275kW連續淬火空氣爐為例，對連續淬火爐生產能力問題進行分析。

1.連續淬火爐能量轉換計算

我公司RL-275型連續淬火爐，采用380V電壓，三相電加熱Y型接線型式，最高加熱溫度950℃，加熱總功率275kW，三個加熱工作區，行走頻率為10～50Hz，行走速度2.7mm/Hz.s，爐外形尺寸13000mm×1.70mm×1520mm，爐堂尺寸11700mm×760mm×120mm。

（1）連續淬火爐的功率是275kW，每小時耗電275kWh，1kWh = 3.6×10⁶J，所以淬火爐每小時產生能量為：

275×3.6×10⁶= 9.9×10⁸（J）

（2）鋸片片體的當前溫度應當和車間內溫度相同，在15～35℃之間，為了便于計算，我們就選擇片體溫度為25℃。淬火片體升溫到840℃淬火，溫度升高了840 – 25 = 815℃。

以70Mn鋼為例，0~900℃平均比熱容為682.45J / Kg·℃。因此每千克70Mn鋼材質鋸片吸收的熱能為：

682.45×（840 – 25）≈5.562×10 ⁵ （J /kg）

（3）淬火爐的熱轉化效率：連續淬火爐的最理想的熱轉化效率是100%，在理想狀態下，淬火爐每小時可加工鋸片為：

每小時淬火爐產熱量÷每千克鋸片吸收的熱量

=9.9×10 ⁸÷5.562×10⁵≈1.78×10³（kg）

而連續淬火爐由于爐體本身要吸收并散失熱量，淬火爐熱利用率不可能達到100%。要提高淬火爐熱利用率，就要盡量減少淬火爐爐體吸收熱量和熱量的散失，因此，在制造淬火爐時采用保溫隔熱措施好壞，是評價淬火爐質量的重要指標之一。我公司的275kW連續淬火爐的熱轉化效率為50%左右，那么可利用熱量為：

9.9×10⁸×50% = 4.95×10⁸（J）

淬火爐每小時可加工鋸片為：

4.95×10⁸÷5.562×10⁵≈0.89×10³（kg）

2.連續淬火爐鋸片淬火數量計算

以φ340mm×3.1mm規格鋸片片體計算，每片鋸片重2.2kg，那么淬火爐每小時可在爐內同時加工鋸片數量為：

890÷2.2≈404片/h

淬火爐全長11.7m，傳送帶行走速度為2.7mm/Hz·s，通過調節變頻器的頻率來調節傳送帶的傳送速度，從而來調節鋸片在淬火爐內的加熱時間。鋸片加熱時間可由經驗公式來計算：

t=α×K×D 

式中     t——加熱時間（ min或 s ）；

     α——加熱系數（min/mm或s/mm），碳鋼通常取0.9～1.1；

    K——工件裝爐條件修正系數，通常取1.0～1.5；

    D——工件有效厚度（mm）。

70Mn材質φ340mm×3.1mm規格鋸片加熱系數α取1.0，工件裝爐條件修正系數K取1.4，鋸片厚度為3.1mm，φ340mm×3.1mm規格鋸片熱處理工藝加熱時間為：

t= 1.0×1.4×3.1=4.34= 260.4 ( s)

由于工藝加熱時間即為每張鋸片在爐內的行走時間，因此，工藝調節頻率為：11700÷260.4÷2.7 = 16.6  (Hz)

那么傳送帶每小時行走距離為：

3600÷260.4×11700=161751 (mm)

每片鋸應占用距離為：161751÷404≈400.4 (mm)

400.4mm大于鋸片直徑φ340mm。

400.4-340=60.4mm

因此鋸片之間要間隔最小60.4mm擺放進行淬火加工。

這顯然是符合工藝規定要求的，因此RL-275型連續淬火爐加工φ340mm×3.1mm規格鋸片基體的最大數量應該是404片。

3.連續淬火爐淬火工藝和產量確定

275kW連續淬火爐φ340mm×3.1mm規格鋸片淬火工藝為：

加熱時間t = 260.4s；

調節頻率為16.6Hz；

鋸片采用間隔最小60.4mm距離排列進行加工。

淬火爐的產量為404片/h。

4.結語

從以上計算結果來看，影響連續淬火爐生產效率的因素主要有：淬火爐的熱利用效率和機件的進入爐內的裝爐速度。如果每小時進入爐內的淬火產品重量超過淬火爐的最大裝爐量，淬火產品淬火溫度就會降低，達不到淬火溫度要求，從而影響產品淬火質量。如果淬火產品裝爐速度與淬火爐的最大允許值有較大差距，會降低淬火爐生產效率和淬火爐的熱利用率。因此，在保證產品淬火工藝的前提下，使淬火產品裝爐速度盡量接近但不能超過淬火爐的最大裝爐量為最佳。