影響爐溫均勻性的因素及消除辦法

時間：2020-01-05

影響爐溫均勻性的因素及消除辦法

調(diào)節(jié)方式對爐溫的影響和不同電爐結構形成不同的溫場分布

（1）熱處理爐大致分為井式爐、臺車式爐、箱式爐、鹽浴爐、油浴爐等。電爐控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式對爐溫均勻性具有很大影響。一般常用的是位式調(diào)節(jié)和123調(diào)節(jié)，因爐溫調(diào)節(jié)品質的指標如過渡時間、振蕩頻率、振蕩幅度、靜差等都會影響爐溫均勻性，123調(diào)節(jié)的指標**位式調(diào)節(jié)，所以123調(diào)節(jié)爐溫均勻性比位式調(diào)節(jié)的爐溫均勻性好。用熱學理論分析并通過實測結果都表明：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，臺車式爐和箱式爐較差。井式爐在機械類工廠中能夠對各種機械零件進行氮化、滲碳、淬火和回火，以改變其金屬物理性能和金相組織來適應各種不同需要，所以應用較廣。下面以井式滲碳爐為例進行**分析，其基本方法可延伸到其它爐型。

（2）井式爐的結構特殊，溫場豎直分布，儀表測溫熱電偶在坩鍋外，而工件熱處理則在坩鍋內(nèi)，因此存在坩鍋內(nèi)外的溫差問題；井式滲碳爐采用兩區(qū)加熱，所以又存在上下溫差問題。由上下兩根平行插于坩鍋外的熱電偶測量爐溫，再由溫度儀表完成對爐溫的控制，通過電爐絲加熱后熱能量幅射傳導至坩鍋內(nèi)，**部的風扇供風迫使爐氣循環(huán)，以期坩鍋內(nèi)溫度均勻，在使用風扇循環(huán)供風情況下氣流直吹底部后沿坩鍋壁反復循環(huán)。電爐加熱過程中，除供給爐體和工件的熱量外，還需要補充爐體向四周環(huán)境散失的熱量，這便是井式爐滲碳熱平衡的工作狀況。

影響爐溫均勻性的幾個因素及消除辦法

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，風扇啟動等因素都會使坩鍋內(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，風扇的軸承、葉片也可直觀檢查，在此著重對三相電流，熱電偶和溫度儀表進行分析如下：

（1）假若爐溫均勻性大大**過此爐的原有等級標準，那么**應檢查三相電流是否平衡，或爐絲冷態(tài)電阻是否相等、缺相。即便各相電流相差不大，也應考慮到電爐絲長時間高溫變形、螺距不等、稀密程度不一致，或底部有沉渣燒結，造成小范圍的短路，形成溫差區(qū)域，影響爐溫的均勻性。交流接觸器或者可控硅是否完好無損，對三相電流的平衡影響較大，也會影響到爐溫均勻性。

（2）控溫熱電偶位置變更時應檢測爐溫的均勻性。根據(jù)筆者實際測試，熱電偶保護管**部離坩鍋5—10mm較能真實反映坩鍋內(nèi)溫度，熱電偶值接接觸坩鍋或離坩鍋太遠均不能正確反映坩鍋內(nèi)溫度。**指出，因爐體受風扇震動可能會使熱電偶的位置外移，造成溫度儀表與坩鍋內(nèi)的溫度達到30℃以上。此外熱電偶保護管過長和保護管與插孔之間的空隙也會增加熱量散失，造成熱電偶工作端溫場降低產(chǎn)生誤差；熱電偶保護管一般選擇750mm為宜，但較長不得**過1000mm，還要用石棉繩堵嚴熱電偶保護管與插孔之間的空隙。熱電偶保護管經(jīng)過長時間高溫燒蝕底部會產(chǎn)生粉狀氧化物，熱接點絞合過長，這些都會影響測溫的準確性和爐溫均勻性。

（3）在進行爐溫均勻性測試中，如果出現(xiàn)上下兩區(qū)確實存在較大溫差，則爐溫均勻性達不到工藝要求或該爐溫的等級標準。在對儀表的指示誤差和儀表的控制誤差作了技術性調(diào)整后，可以通過對熱電偶的插入位置進行移動以調(diào)整熱電偶的誤差。實踐證明這項措施對多區(qū)控制的爐溫均勻性調(diào)整切實可行，效果明顯。但要注意移動熱電偶的位置**在井式爐溫均勻性測試中進行，熱電偶插入位置一旦確定就不可變動，反之熱電偶的位置一旦移動，就**測試爐溫均勻性。

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