一、高溫工件易變形 —— 垂直承載體系的精準防控
正火時工件加熱至 850-1050℃（Ac3 以上 30-50℃），金屬強度驟降至室溫的 10%-20%，細長軸、薄壁件易因重力彎曲，重型鍛件易因支撐不當塌陷，齒輪坯易因堆疊導致齒形畸變。井式正火爐通過 “垂直布局 + 專用承載結構” 構建全方位防變形體系：
1. 懸掛式裝爐結構：根除細長件彎曲隱患
針對軸類、桿類工件，采用 “頂部橫梁 + 耐熱鋼吊具” 的垂直懸掛設計，吊具通過卡盤或吊鉤與工件兩端精準對接，使工件全程處于無水平支撐的懸空狀態。重力僅沿工件軸線垂直作用，避免水平放置時 “中間下垂” 的彎曲變形 —— 例如 φ50mm×1200mm 的發動機凸輪軸坯，垂直懸掛正火后直線度誤差≤0.1mm，遠優于箱式爐水平放置的 0.5mm 以上誤差。吊具與工件接觸部位采用 “點接觸 + 隔熱涂層” 設計，既減少接觸應力集中，又避免局部熱傳導差異引發的微小變形，確保高溫下工件形態穩定。
2. 分層定位料筐結構：規避批量工件擠壓變形
對于齒輪坯、圓盤件等批量處理工件，配備立式分層耐熱鋼料筐，料筐每層設有與工件輪廓精準匹配的定位卡槽，工件按卡槽垂直擺放，層間預留 15-25mm 均勻間隙。這種設計不僅避免工件堆疊受壓導致的端面凹陷、齒形畸變，還為后續受熱和冷卻提供均勻通道 —— 以 φ200mm 的汽車變速箱齒輪坯為例，經定位料筐裝爐正火后，齒形畸變≤0.04mm，遠低于無定位裝爐的 0.2mm 誤差，單爐可穩定處理 200 件以上，且無相互擠壓導致的變形缺陷。
3. 重型工件承重優化：解決大件塌陷風險
針對 5-10 噸的大型鍛件（如機床床身、曲軸坯），爐體底部設置環形高溫合金承重梁，配合定制立式料架，將工件重量均勻分散至爐體基礎，避免爐罐局部受壓變形。料架與工件接觸部位采用 “面接觸 + 高溫隔熱墊”，既降低局部應力集中，又減少熱傳導差異引發的變形，使大型鍛件正火后變形量控制在 0.2mm/m 以內，無需后續大型校直設備處理，大幅提升生產效率。
二、爐內溫場不均 —— 對稱加熱與強制循環的雙重保障
正火要求爐內有效加熱區溫度均勻度≤±5℃，溫場偏差過大會導致工件局部奧氏體化不充分（低溫區）或晶粒粗大（高溫區），冷卻后硬度波動超過 HB 30，影響后續加工精度。井式正火爐通過 “多區對稱加熱 + 復合熱循環” 結構，實現全域溫場精準可控：
1. 多區獨立控溫的對稱加熱系統
加熱元件沿爐罐外側圓周方向每 30° 均勻布置一組，同時按垂直高度分為 3-4 個獨立加熱區（上部、中部、下部 + 過渡區），每個區域配備高精度熱電偶（誤差≤±1℃）和獨立功率調節模塊。PLC 控制系統實時接收各區域溫度數據，通過閉環調節實現 “圓周無溫差、垂直梯度可控”—— 例如檢測到爐內上部溫度偏高 3℃時，自動降低上部加熱元件功率 15%，同時微調中部功率，確保垂直方向溫差≤±2℃；圓周方向通過對稱布局，使任意兩點溫度差≤±3℃，徹底消除 “爐壁熱、中心涼”“上部熱、下部涼” 的溫場死角。
2. 高效復合熱循環裝置
爐罐頂部安裝大功率離心風機（風量 6000-12000m3/h），配合爐內導流板形成 “垂直下降 + 圓周環流” 的復合氣流運動：熱氣流從風機出口向下噴射，經頂部環形導流板分散后，沿爐罐內壁圓周均勻環流，再通過底部導流孔匯聚至風機入口，循環風速達 1.2-1.5m/s。這種氣流模式可快速帶走工件表面的熱邊界層，確保批量裝入的工件（如 150 件齒輪坯）表面溫度偏差≤±4℃，所有工件經歷完全一致的奧氏體化過程，冷卻后晶粒尺寸偏差≤10%，從根源上保障組織均勻性。
3. 密封保溫結構的溫場穩定性強化
爐罐采用整體鍛制 Cr25Ni20 耐熱鋼，無拼接焊縫避免熱傳導不均；爐體夾層填充 200mm 厚高密度陶瓷纖維模塊，外層加裝鋁箔反射板，熱損失比普通爐體減少 40%，爐殼表面溫度≤60℃（高溫加熱時）。同時爐蓋采用法蘭密封 + 氣壓鎖緊設計，加熱階段完全密封，防止空氣滲入和熱量流失，避免外界環境（如車間通風、季節溫差）對爐內溫場的干擾，使爐內溫度波動幅度從 ±8℃降至 ±3℃。
