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行業(yè)資訊

影響熱處理爐爐溫均勻性的幾點(diǎn)因素簡(jiǎn)要分析

 

1、爐溫均勻性測(cè)試工作的重要性
 
      根據(jù)國(guó)軍標(biāo)GJB509A-95《熱處理工藝質(zhì)量控制要求》，按照國(guó)標(biāo)GB9452-88《熱處理爐溫有效加熱區(qū)測(cè)定方法》，需要對(duì)熱處理車(chē)間的熱處理爐進(jìn)行有效加熱區(qū)保溫精度（即爐溫均勻性）的周期檢測(cè)。影響爐溫均勻性的因素有很多，這些因素不僅涉及到熱處理爐的等級(jí)使用，而且嚴(yán)重影響熱處理產(chǎn)品質(zhì)量。正由于這些因素的存在造成爐內(nèi)溫度不均勻，儀表指示溫度和實(shí)際爐溫不一致，工件熱處理性能達(dá)不到要求。以井式爐滲碳為例，在相同的保溫時(shí)間和滲劑供給量相等的前提下，當(dāng)工藝溫度900℃上下時(shí)，溫度每變化10℃時(shí)，滲碳層深度相應(yīng)變化0.1mm。所以，真實(shí)地檢測(cè)爐溫均勻性，解決影響爐溫均勻性的各種因素（有的因素需協(xié)同有關(guān)部門(mén)解決），是溫度計(jì)量人員的責(zé)任。
 
2、調(diào)節(jié)方式對(duì)爐溫的影響和不同電爐結(jié)構(gòu)形成不同的溫場(chǎng)分布
 
（1）、熱處理爐大致分為井式爐、臺(tái)車(chē)式爐、箱式爐、鹽浴爐、油浴爐等。電爐控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式對(duì)爐溫均勻性具有很大影響。一般常用的是位式調(diào)節(jié)和PID調(diào)節(jié)，因爐溫調(diào)節(jié)品質(zhì)的指標(biāo)如過(guò)渡時(shí)間、振蕩頻率、振蕩幅度、靜差等都會(huì)影響爐溫均勻性，PID調(diào)節(jié)的指標(biāo)優(yōu)于位式調(diào)節(jié)，所以PID調(diào)節(jié)爐溫均勻性比位式調(diào)節(jié)的爐溫均勻性好。用熱學(xué)理論分析并通過(guò)實(shí)測(cè)結(jié)果都表明：用同一種調(diào)節(jié)方式，爐溫均勻性以鹽浴爐、油浴爐較好，井式爐適中，臺(tái)車(chē)式爐和箱式爐較差。井式爐在機(jī)械類(lèi)工廠中能夠?qū)Ω鞣N機(jī)械零件進(jìn)行氮化、滲碳、淬火和回火，以改變其金屬物理性能和金相組織來(lái)適應(yīng)各種不同需要，所以應(yīng)用較廣。下面以井式滲碳爐為例進(jìn)行重點(diǎn)分析，其基本方法可延伸到其它爐型。
 
（2）、不同電爐結(jié)構(gòu)對(duì)爐溫的影響：以井式爐為例，井式爐的結(jié)構(gòu)特殊，溫場(chǎng)豎直分布，儀表測(cè)溫?zé)犭娕荚谯徨佂?，而工件熱處理則在坩鍋內(nèi)，因此存在坩鍋內(nèi)外的溫差問(wèn)題；井式滲碳爐采用兩區(qū)加熱，所以又存在上下溫差問(wèn)題。由上下兩根平行插于坩鍋外的熱電偶測(cè)量爐溫，再由溫度儀表完成對(duì)爐溫的控制，通過(guò)電爐絲加熱后熱能量幅射傳導(dǎo)至坩鍋內(nèi)，頂部的風(fēng)扇供風(fēng)迫使?fàn)t氣循環(huán)，以期坩鍋內(nèi)溫度均勻，在使用風(fēng)扇循環(huán)供風(fēng)情況下氣流直吹底部后沿坩鍋壁反復(fù)循環(huán)。電爐加熱過(guò)程中，除供給爐體和工件的熱量外，還需要補(bǔ)充爐體向四周環(huán)境散失的熱量，這便是井式爐滲碳熱平衡的工作狀況。
 
 
（3）、電爐的三相電功率平衡性，爐體的保溫性，溫度儀表的誤差，熱電偶的誤差，熱電偶插入深度，儀表調(diào)節(jié)方式，風(fēng)扇啟動(dòng)等因素都會(huì)使坩鍋內(nèi)外和坩鍋內(nèi)部上下區(qū)產(chǎn)生較大的溫差，也會(huì)影響爐溫均勻性。爐體的保溫性可以從爐體的外觀及爐體表面的溫升狀況直接得知，風(fēng)扇的軸承、葉片也可直觀檢查，比較重要的是三相功率平衡、熱電偶和溫度儀表的性能。實(shí)踐證明，減小熱電偶的時(shí)間常數(shù)對(duì)于電爐的溫度控制具有很重要的作用。PID調(diào)節(jié)控制方式因其控制過(guò)程優(yōu)良的特性，對(duì)于控溫的精準(zhǔn)度效果非常好。
 
      對(duì)于多區(qū)的控制，輝達(dá)工控的多區(qū)溫控技術(shù)有很好的控制經(jīng)驗(yàn)。不用使用PLC，也不用很高的編程技術(shù)，不用下載程序就可以各區(qū)功率自動(dòng)分配，不用技術(shù)工人設(shè)置調(diào)節(jié)，同時(shí)可以滿足一鍵啟動(dòng)，自動(dòng)同步控制升溫動(dòng)作和升溫速率，自動(dòng)化的各項(xiàng)功能能夠有效避免人工操作工程中的誤差，導(dǎo)致對(duì)電爐爐溫均勻性造成影響。
 
 
      總之，實(shí)際影響熱處理電爐爐溫均勻性的因素有很多，對(duì)每臺(tái)熱處理而言，各項(xiàng)因素的影響夾雜在一起產(chǎn)生綜合的效果，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況詳細(xì)來(lái)分析主要的因素，然后采取有效的措施。另外采用技術(shù)更先進(jìn)的儀表和溫控系統(tǒng)對(duì)于爐溫均勻性的控制也有很好的效果。
 

HUIDA熱處理系列產(chǎn)品