ICS 25.200 J36 备案号：33636—2011
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T 11077—2011
大型可控气氛井式渗碳炉生产线
热处理技术要求
The technical requirement of heat treatment for large pit-type controlled atmosphere carburizing furnace
2011-08-15发布
2011-11-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T11077—2011
目 次
前言 1范围..
11
规范性引用文件，术语和定义.. 4大型可控气氛井式渗碳炉分类和生产线主要技术参数 5设计和制造要求， 5.1一般要求 5.2对设计和制造的补充要求 5.3生产线其他设施 6配套设施要求. 6.1循环冷却水系统 6.2工艺材料供给装置
2
3
热处理技术要求.
7
7.1气氛选择 7.2工件要求 7.3装炉 7.4工艺过程控制 8热处理工件品质要求与检验. 9可靠性要求， 9.1故障分类. 9.2可靠性指标 10安全卫生、环境保护和能耗要求 10.1安全卫生要求 10.2环境保护要求， 10.3能耗要求.. 11检验和试验 11.1总体要求.. 11.2出厂前检验， 11.3出厂后检验和试验方法. 附录A（资料性附录）大型可控气氛井式渗碳炉电能损耗和工艺材料消耗参考值表1大型可控气氛井式渗碳炉炉衬大修期限，表2炉罐、导风筒、搅拌风扇的使用寿命... 表3大型可控气氛井式渗碳炉有效硬化层深度偏差表4大型可控气氛井式渗碳炉表面温升表A.1大型可控气氛井式渗碳炉电能损耗和工艺材料消耗参考值
..
1..
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.d 10
A
10 JB/T11077—2011
前言
本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国热处理标准化技术委员会（SAC/TC75）归口。 本标准主要起草单位：天龙科技炉业（无锡）有限公司。 本标准参加起草单位：广东世创金属科技有限公司。 本标准主要起草人：湛宪宪、薛元强、陈卫东、刘一华、齐建弟、董小虹、陈志强。 本标准为首次发布。
II JB/T11077—2011
大型可控气氛井式渗碳炉生产线热处理技术要求
1范围
本标准规定了大型可控气氛井式渗碳炉生产线的术语和定义、渗碳炉分类及生产线主要技术参数、 设计和制造、配套设施、热处理技术、热处理工件品质控制与检验、可靠性、安全卫生、环境保护和能耗、检验和试验方法等要求
本标准适用于最高工作温度为950℃，电加热大型可控气氛井式渗碳炉生产线的设计、制造、检验和验收。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB7231工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识 GB/T7232金属热处理工艺术语 GB/T8121热处理工艺材料术语 GB/T9450钢件渗碳萍火硬化层深度的测定和校核（GB/T9450一2005，ISO2639:2002，MOD） GB/T9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T10066.1电热设备的试验方法第1部分：通用部分（GB/T10066.1—2004，IEC60398:1999，
MOD)
GB/T10066.4一2004电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉（GB/T10066.42004，IEC 60397:1994，NEQ)
GB/T10067.1电热装置基本技术条件第1部分：通用部分 GB/T10067.4电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉 GB/T13324热处理设备术语 GB15735金属热处理生产过程安全卫生要求 GB/T17358热处理生产电耗计算和测定方法 JB/T3999 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火 JB/T6141.2重载齿轮渗碳质量检验 JB/T6141.3 重载齿轮渗碳金相检验 JB/T7530热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件 JB8434 热处理环境保护技术要求 JB/T8929 深层渗碳 JB/T 9209 化学热处理渗剂技术条件 JB/T10175 热处理质量控制要求 JB/T10312 钢箔测定碳势法 QC/T262汽车渗碳齿轮金相检验
3术语和定义
GB/T7232、GB/T8121、GB/T13324、GB10066.4中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
1 JB/T11077—2011
额定功率：单位为于瓦（kW）：最高温度：单位为摄氏度（℃）；工作区尺寸：直径×深度，单位为毫米（mm）；最大装炉量：单位为千克（kg）；炉温控制精度：单位为摄氏度（℃）；炉温均匀性：单位为摄氏度（℃）；表面温升：单位为摄氏度（℃）；空炉损失：单位为千瓦（kW)；适用气氛和气体耗量：单位为立方米每小时（m"/h）（对高温回火炉）。
5设计和制造要求 5.1 1一般要求
生产线设备应符合GB/T10067.4的规定。 5.2对设计和制造的补充要求 5.2.1大型可控气氛井式渗碳炉 5.2.1.1炉衬
炉衬的材料除承载和易受碰撞的部分外，对有炉罐的大型可控气氛井式渗碳炉应采用耐火纤维，对无炉罐的，炉衬可采用轻质抗渗砖或抗渗处理的耐火纤维
炉衬的大修期应符合表1的规定。
表1大型可控气氛井式渗碳炉炉衬大修期限炉衬类型砖砌炉衬耐火纤维炉衬
单位：年
大修期 >5 ≥3
5.2.1.2加热元件
加热元件的使用寿命，在正常工作温度范围500℃～950℃内不少于10000h。 5.2.1.3炉罐、导风筒、搅拌风扇
炉罐、导风筒、搅拌风扇的使用寿命，应符合表2的规定。
表2炉罐、导风筒、搅拌风扇的使用寿命
单位：年
最高工作温度
使用寿命导风筒 >2
℃ 950
炉罐 >3
搅拌风扇 ≥1
5.2.1.4工作温度
最高工作温度为950℃的大型可控气氛井式渗碳炉，其工作温度是从500℃到最高工作温度。 5.2.1.5最大装载量
大型可控气氛井式渗碳炉最大装载量：按装载系数（有效工作区体积×工件密度）不超过0.3计算。 5.2.1.6加热能力
加热能力按250×DXH（kg/h）计算，（其中D是有效工作区直径，H有效工作区高度，单位m）。 5.2.1.7炉温控制精度
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为土1℃、土3℃、土5℃。
3 JB/T11077—2011
5.2.1.8 炉温均匀性
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为土5℃、土8℃、土10℃。 5.2.1.9碳势控制精度
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为土0.03w(C)、土0.05w(C)、土0.08w(C)。 5.2.1.10碳势均匀性
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为：土0.05w(C)、土0.07w(C)、土0.10w(C)。 5.2.1.11工件渗碳淬火后有效硬化层深度偏差
有效硬化层深度偏差应符合表3的规定。
表3大型可控气氛井式渗碳炉有效硬化层深度偏差
单位：mm
硬化层深度 0.50~1.00 >1.00~2.00 >2.00~3.00 >3.00~5.00 >5.00
单件 0.15 0.20 0.30 0.45 0.55
同批 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
5.2.1.12表面温升
大型可控气氛井式渗碳炉在最高工作温度的热稳定状态时，炉壳和炉盖、炉顶板的表面温升应符合表4的规定。操作手柄等的表面温升应不超过25℃。
表4大型可控气氛井式渗碳炉表面温升
最高工作温度
表面温升
部位炉壳表面
℃ 950
℃ ≤50 ≤65
炉盖和炉顶板表面
5.2.1.13空炉损耗
大型可控气氛井式渗碳炉的空炉损耗按额定功率的百分比计算，应小于等于25%。容积大于6m 的渗碳炉空炉损耗由供需双方协商确定。 5.2.1.14其他
大型可控气氛井式渗碳炉其他方面的性能应符合供货合同中的相应规定。 5.3生产线其他设施
大型可控气氛井式渗碳炉生产线的其他设备包括缓冷罐、淬火槽、清洗机、回火炉等。 5.3.1井式缓冷罐
用于工件渗碳后的缓慢冷却处理，主要由罐体、罐盖及启闭机构、循环风机、导风筒、冷却水供给，氮气供给、控制系统等组成。
应根据生产线中最大装炉量进行配套设计，其冷却能力可满足缓冷工件要求并在缓冷过程中，采用通入氮气等措施降低工件氧化、脱碳倾向。 5.3.2井式淬火槽
用于工件渗碳后直接火或二次加热后火用。其主要由槽体、支承座、槽盖及槽盖升降平移机构、萍火介质搅拌系统、导流筒、循环冷却系统、排烟（气）装置、充氮灭火装置、萍火介质温度（测
4 JB/T11077—2011
量、调节）控制系统等组成。
应根据生产线中最大装炉量进行配套设计，淬火冷却能力和其他配套设施可确保淬火产品质量和安全。 5.3.2.1应配置萍火介质循环冷却系统：由高温泵、换热器、电动阀、安全阀、单向阀等组成内外两套循环系统。当内循环系统淬火介质温度超过工艺规定时，可自动起动外循环系统。内外循环泵系统各由两台并联高温泵组成，当一台故障时，另一台可立即起动。 5.3.2.2对于水质较硬的地区宜配置热管式风冷换热器及软化水处理装置。 5.3.2.3对于油类或易燃性淬火介质，应设置氮气灭火装置，供入的氮气在淬火介质表面上形成隔绝空气的氮气层，以防止淬火介质的着火燃烧和灭火。 5.3.3井式清洗机
用于工件萍火后的清洗，具有金属清洗剂（或热碱水）浸泡（或发泡浸泡）、喷淋、热清水喷淋、 热风干燥（或真空干燥）功能。
井式清洗机主要由储液室、喷淋系统、热风循环系统（或抽真空系统）、加热装置、油水分离装置、 液位控制装置、控制系统等组成。 5.3.4井式回火炉
用于工件渗碳后的回火，与相应的大型可控气氛井式渗碳炉相配套。井式回火炉主要由炉壳、炉衬、底座、导风筒、加热元件、循环风机、排烟气装置、冷却水和氮气供给装置、控制系统等组成。
技术要求：
应采用节能轻质保温耐火材料砌筑炉衬；一应配置强对流循环风机和导风装置，满足控温精度和炉温均匀性要求，可参照5.2.1.7和5.2.1.8
选择确定。
6配套设施要求 6.1循环冷却水系统
用于大型可控气氛井式渗碳炉生产线全部设备的循环冷却水的供给。其主要由贮水槽、冷却塔、冷却水泵装置、热水泵装置、冷却水管道及阀门、控制系统等组成。
技术要求：
足够的贮水槽容积；一足够的水冷却塔容量；一足够的冷却水循环流量；一水循环压力：0.3MPa～0.5MPa;
冷却水酸碱度pH值：6～7；一配置循环水压力表、压力控制和流量控制装置；
水循环泵均采用一用一备两套和自来水供给装置，确保任何情况下冷却水不中断。
6.2工艺材料供给装置
用于大型可控气氛井式渗碳炉生产线全部设施的相关工艺材料供给。其包括氮气、甲醇、异丙醇（或丙烷、天然气等）、压缩空气、氨气等工艺材料的储存、过滤、防护等设施及管路系统。
技术要求：
氮气可采用制氮机或液氮（贮罐、汽化器、调压装置）获得，工艺用氮气的纯度为≥99.5% 高温回火用保护氮气的纯度≥99.99%。 各工艺材料的质量应符合JB/T7530、JB/T9209的规定
一甲醇、异丙醇（或丙烷、天然气等）、氨气采用气罐和储气瓶；对采用加压供给的工艺材料，
必须配置减压装置和相应的压力表及压力开关。
5 ICS 25.200 J36 备案号：33636—2011
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JB/T 11077—2011
大型可控气氛井式渗碳炉生产线
热处理技术要求
The technical requirement of heat treatment for large pit-type controlled atmosphere carburizing furnace
2011-08-15发布
2011-11-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布 JB/T11077—2011
目 次
前言 1范围..
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规范性引用文件，术语和定义.. 4大型可控气氛井式渗碳炉分类和生产线主要技术参数 5设计和制造要求， 5.1一般要求 5.2对设计和制造的补充要求 5.3生产线其他设施 6配套设施要求. 6.1循环冷却水系统 6.2工艺材料供给装置
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热处理技术要求.
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7.1气氛选择 7.2工件要求 7.3装炉 7.4工艺过程控制 8热处理工件品质要求与检验. 9可靠性要求， 9.1故障分类. 9.2可靠性指标 10安全卫生、环境保护和能耗要求 10.1安全卫生要求 10.2环境保护要求， 10.3能耗要求.. 11检验和试验 11.1总体要求.. 11.2出厂前检验， 11.3出厂后检验和试验方法. 附录A（资料性附录）大型可控气氛井式渗碳炉电能损耗和工艺材料消耗参考值表1大型可控气氛井式渗碳炉炉衬大修期限，表2炉罐、导风筒、搅拌风扇的使用寿命... 表3大型可控气氛井式渗碳炉有效硬化层深度偏差表4大型可控气氛井式渗碳炉表面温升表A.1大型可控气氛井式渗碳炉电能损耗和工艺材料消耗参考值
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前言
本标准的附录A为资料性附录。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国热处理标准化技术委员会（SAC/TC75）归口。 本标准主要起草单位：天龙科技炉业（无锡）有限公司。 本标准参加起草单位：广东世创金属科技有限公司。 本标准主要起草人：湛宪宪、薛元强、陈卫东、刘一华、齐建弟、董小虹、陈志强。 本标准为首次发布。
II JB/T11077—2011
大型可控气氛井式渗碳炉生产线热处理技术要求
1范围
本标准规定了大型可控气氛井式渗碳炉生产线的术语和定义、渗碳炉分类及生产线主要技术参数、 设计和制造、配套设施、热处理技术、热处理工件品质控制与检验、可靠性、安全卫生、环境保护和能耗、检验和试验方法等要求
本标准适用于最高工作温度为950℃，电加热大型可控气氛井式渗碳炉生产线的设计、制造、检验和验收。 2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB7231工业管道的基本识别色、识别符号和安全标识 GB/T7232金属热处理工艺术语 GB/T8121热处理工艺材料术语 GB/T9450钢件渗碳萍火硬化层深度的测定和校核（GB/T9450一2005，ISO2639:2002，MOD） GB/T9452 热处理炉有效加热区测定方法 GB/T10066.1电热设备的试验方法第1部分：通用部分（GB/T10066.1—2004，IEC60398:1999，
MOD)
GB/T10066.4一2004电热设备的试验方法第4部分：间接电阻炉（GB/T10066.42004，IEC 60397:1994，NEQ)
GB/T10067.1电热装置基本技术条件第1部分：通用部分 GB/T10067.4电热装置基本技术条件第4部分：间接电阻炉 GB/T13324热处理设备术语 GB15735金属热处理生产过程安全卫生要求 GB/T17358热处理生产电耗计算和测定方法 JB/T3999 钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火 JB/T6141.2重载齿轮渗碳质量检验 JB/T6141.3 重载齿轮渗碳金相检验 JB/T7530热处理用氩气、氮气、氢气一般技术条件 JB8434 热处理环境保护技术要求 JB/T8929 深层渗碳 JB/T 9209 化学热处理渗剂技术条件 JB/T10175 热处理质量控制要求 JB/T10312 钢箔测定碳势法 QC/T262汽车渗碳齿轮金相检验
3术语和定义
GB/T7232、GB/T8121、GB/T13324、GB10066.4中确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
1 JB/T11077—2011
额定功率：单位为于瓦（kW）：最高温度：单位为摄氏度（℃）；工作区尺寸：直径×深度，单位为毫米（mm）；最大装炉量：单位为千克（kg）；炉温控制精度：单位为摄氏度（℃）；炉温均匀性：单位为摄氏度（℃）；表面温升：单位为摄氏度（℃）；空炉损失：单位为千瓦（kW)；适用气氛和气体耗量：单位为立方米每小时（m"/h）（对高温回火炉）。
5设计和制造要求 5.1 1一般要求
生产线设备应符合GB/T10067.4的规定。 5.2对设计和制造的补充要求 5.2.1大型可控气氛井式渗碳炉 5.2.1.1炉衬
炉衬的材料除承载和易受碰撞的部分外，对有炉罐的大型可控气氛井式渗碳炉应采用耐火纤维，对无炉罐的，炉衬可采用轻质抗渗砖或抗渗处理的耐火纤维
炉衬的大修期应符合表1的规定。
表1大型可控气氛井式渗碳炉炉衬大修期限炉衬类型砖砌炉衬耐火纤维炉衬
单位：年
大修期 >5 ≥3
5.2.1.2加热元件
加热元件的使用寿命，在正常工作温度范围500℃～950℃内不少于10000h。 5.2.1.3炉罐、导风筒、搅拌风扇
炉罐、导风筒、搅拌风扇的使用寿命，应符合表2的规定。
表2炉罐、导风筒、搅拌风扇的使用寿命
单位：年
最高工作温度
使用寿命导风筒 >2
℃ 950
炉罐 >3
搅拌风扇 ≥1
5.2.1.4工作温度
最高工作温度为950℃的大型可控气氛井式渗碳炉，其工作温度是从500℃到最高工作温度。 5.2.1.5最大装载量
大型可控气氛井式渗碳炉最大装载量：按装载系数（有效工作区体积×工件密度）不超过0.3计算。 5.2.1.6加热能力
加热能力按250×DXH（kg/h）计算，（其中D是有效工作区直径，H有效工作区高度，单位m）。 5.2.1.7炉温控制精度
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为土1℃、土3℃、土5℃。
3 JB/T11077—2011
5.2.1.8 炉温均匀性
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为土5℃、土8℃、土10℃。 5.2.1.9碳势控制精度
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为土0.03w(C)、土0.05w(C)、土0.08w(C)。 5.2.1.10碳势均匀性
按工艺控制要求，供需双方可选择确定为：土0.05w(C)、土0.07w(C)、土0.10w(C)。 5.2.1.11工件渗碳淬火后有效硬化层深度偏差
有效硬化层深度偏差应符合表3的规定。
表3大型可控气氛井式渗碳炉有效硬化层深度偏差
单位：mm
硬化层深度 0.50~1.00 >1.00~2.00 >2.00~3.00 >3.00~5.00 >5.00
单件 0.15 0.20 0.30 0.45 0.55
同批 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
5.2.1.12表面温升
大型可控气氛井式渗碳炉在最高工作温度的热稳定状态时，炉壳和炉盖、炉顶板的表面温升应符合表4的规定。操作手柄等的表面温升应不超过25℃。
表4大型可控气氛井式渗碳炉表面温升
最高工作温度
表面温升
部位炉壳表面
℃ 950
℃ ≤50 ≤65
炉盖和炉顶板表面
5.2.1.13空炉损耗
大型可控气氛井式渗碳炉的空炉损耗按额定功率的百分比计算，应小于等于25%。容积大于6m 的渗碳炉空炉损耗由供需双方协商确定。 5.2.1.14其他
大型可控气氛井式渗碳炉其他方面的性能应符合供货合同中的相应规定。 5.3生产线其他设施
大型可控气氛井式渗碳炉生产线的其他设备包括缓冷罐、淬火槽、清洗机、回火炉等。 5.3.1井式缓冷罐
用于工件渗碳后的缓慢冷却处理，主要由罐体、罐盖及启闭机构、循环风机、导风筒、冷却水供给，氮气供给、控制系统等组成。
应根据生产线中最大装炉量进行配套设计，其冷却能力可满足缓冷工件要求并在缓冷过程中，采用通入氮气等措施降低工件氧化、脱碳倾向。 5.3.2井式淬火槽
用于工件渗碳后直接火或二次加热后火用。其主要由槽体、支承座、槽盖及槽盖升降平移机构、萍火介质搅拌系统、导流筒、循环冷却系统、排烟（气）装置、充氮灭火装置、萍火介质温度（测
4 JB/T11077—2011
量、调节）控制系统等组成。
应根据生产线中最大装炉量进行配套设计，淬火冷却能力和其他配套设施可确保淬火产品质量和安全。 5.3.2.1应配置萍火介质循环冷却系统：由高温泵、换热器、电动阀、安全阀、单向阀等组成内外两套循环系统。当内循环系统淬火介质温度超过工艺规定时，可自动起动外循环系统。内外循环泵系统各由两台并联高温泵组成，当一台故障时，另一台可立即起动。 5.3.2.2对于水质较硬的地区宜配置热管式风冷换热器及软化水处理装置。 5.3.2.3对于油类或易燃性淬火介质，应设置氮气灭火装置，供入的氮气在淬火介质表面上形成隔绝空气的氮气层，以防止淬火介质的着火燃烧和灭火。 5.3.3井式清洗机
用于工件萍火后的清洗，具有金属清洗剂（或热碱水）浸泡（或发泡浸泡）、喷淋、热清水喷淋、 热风干燥（或真空干燥）功能。
井式清洗机主要由储液室、喷淋系统、热风循环系统（或抽真空系统）、加热装置、油水分离装置、 液位控制装置、控制系统等组成。 5.3.4井式回火炉
用于工件渗碳后的回火，与相应的大型可控气氛井式渗碳炉相配套。井式回火炉主要由炉壳、炉衬、底座、导风筒、加热元件、循环风机、排烟气装置、冷却水和氮气供给装置、控制系统等组成。
技术要求：
应采用节能轻质保温耐火材料砌筑炉衬；一应配置强对流循环风机和导风装置，满足控温精度和炉温均匀性要求，可参照5.2.1.7和5.2.1.8
选择确定。
6配套设施要求 6.1循环冷却水系统
用于大型可控气氛井式渗碳炉生产线全部设备的循环冷却水的供给。其主要由贮水槽、冷却塔、冷却水泵装置、热水泵装置、冷却水管道及阀门、控制系统等组成。
技术要求：
足够的贮水槽容积；一足够的水冷却塔容量；一足够的冷却水循环流量；一水循环压力：0.3MPa～0.5MPa;
冷却水酸碱度pH值：6～7；一配置循环水压力表、压力控制和流量控制装置；
水循环泵均采用一用一备两套和自来水供给装置，确保任何情况下冷却水不中断。
6.2工艺材料供给装置
用于大型可控气氛井式渗碳炉生产线全部设施的相关工艺材料供给。其包括氮气、甲醇、异丙醇（或丙烷、天然气等）、压缩空气、氨气等工艺材料的储存、过滤、防护等设施及管路系统。
技术要求：
氮气可采用制氮机或液氮（贮罐、汽化器、调压装置）获得，工艺用氮气的纯度为≥99.5% 高温回火用保护氮气的纯度≥99.99%。 各工艺材料的质量应符合JB/T7530、JB/T9209的规定
一甲醇、异丙醇（或丙烷、天然气等）、氨气采用气罐和储气瓶；对采用加压供给的工艺材料，
必须配置减压装置和相应的压力表及压力开关。
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