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1、步進(jìn)式加熱爐溫度均勻性探究摘要溫度均勻性是步進(jìn)式加熱爐綜合性能評定中最關(guān)鍵的一個(gè)要素，也是確定加熱爐是否符合工藝要求的基本標(biāo)準(zhǔn)。鈦合金棒材在鍛造前要通過步進(jìn)式加熱爐進(jìn)行加熱，步進(jìn)式加熱爐溫度均勻性的好壞直接影響著鈦合金棒材的組織性能和產(chǎn)品質(zhì)量。本文從步進(jìn)式加熱爐工作方式、溫度控制系統(tǒng)、溫度測試系統(tǒng)和測試結(jié)果分析等幾個(gè)方面對溫度均勻性進(jìn)行了研究。關(guān)鍵詞步進(jìn)式加熱爐；溫度控制系統(tǒng)；溫度測試系統(tǒng);溫度均勻性中圖分類號TG307文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1674-6708(2013)82-0021-020引言
2、鈦合金棒材步進(jìn)式加熱爐的最大優(yōu)點(diǎn)在于采用了步進(jìn)式結(jié)構(gòu)，由于此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，棒料從入爐口進(jìn)，經(jīng)加熱后從后爐口滾落到輸送辛昆道進(jìn)入到下一工序，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)式作業(yè)。與傳統(tǒng)箱式爐相比，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源，縮短了產(chǎn)品加工周期。目前西部超導(dǎo)公司鈦合金加熱爐的加熱方式全采用電阻式加熱，此加熱方式的優(yōu)點(diǎn)在于無粉塵污染，溫度控制系統(tǒng)技術(shù)成熟，溫度均勻性易于控制。目前在溫度控制系統(tǒng)中，利用控制熱電偶、二次儀表和三相電力調(diào)整器的合理優(yōu)化控制，以此來控制電阻爐的發(fā)熱功率，最終實(shí)現(xiàn)溫度均勻性的合理控制，從而達(dá)到穩(wěn)定
3、產(chǎn)品質(zhì)量的目的。1鈦合金步進(jìn)式加熱爐1.1工作方式及分區(qū)鈦合金步進(jìn)式加熱爐的工作方式：將擺放整齊的鈦合金棒料置于上料臺架上，PLC棒材控制系統(tǒng)根據(jù)程序指令，驅(qū)動(dòng)液壓翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一根根進(jìn)料，并自動(dòng)落進(jìn)固定梁上用耐火材料制作的V型槽內(nèi)，依靠水冷金屬梁的上升、前進(jìn)、下降、后退，將鈦合金棒料向前運(yùn)送并滾落進(jìn)入靜止梁等一系列連貫的操作，來實(shí)現(xiàn)鈦合金棒料連續(xù)性的運(yùn)送，在棒材連續(xù)送進(jìn)過程中逐漸將棒料加熱，直至完成加熱。鈦合金步進(jìn)式加熱爐沿爐膛長度方向分為四個(gè)獨(dú)立加熱區(qū)，分為預(yù)熱段和均熱段。鈦合金棒料首先進(jìn)入步
4、進(jìn)式加熱爐第一區(qū)，即預(yù)熱段進(jìn)行預(yù)熱，由于進(jìn)入預(yù)熱段的棒料，都是從常溫下進(jìn)入開始預(yù)熱的，為快速彌補(bǔ)被棒料吸收的熱量，避免第一區(qū)溫度持續(xù)下降，一般在第一區(qū)的功率設(shè)計(jì)時(shí),就稍微加大了發(fā)熱功率，這樣才能保證棒料預(yù)熱后達(dá)到一定的溫度，以此來提高爐子的效率。均熱段是主要的加熱段，這里爐子溫度高，可以將預(yù)熱過的棒料快速提高溫度，以達(dá)到工藝要求的目標(biāo)溫度。均熱段位于第二、三、四區(qū)，在這里爐子的溫度和棒料的溫度相近，從而確保經(jīng)步進(jìn)爐加熱后的棒料溫度滿足工藝要求。1.2溫度控制系統(tǒng)1.3溫度測試系統(tǒng)及方法步進(jìn)式加熱
5、爐需要定期進(jìn)行有效加熱區(qū)的溫度均勻性測試，測試系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集器、測試熱電偶和數(shù)據(jù)分析軟件。數(shù)據(jù)采集器選用橫河川儀的AX110數(shù)據(jù)采集器，測試熱電偶選用II級工作用鎳鎔硅-鎳硅鎂（N分度）鎧裝熱電偶，上限可檢測溫度達(dá)1250°C,較K分度優(yōu)勢在于短程有序結(jié)構(gòu)變化影響小，測試性能穩(wěn)定，實(shí)用性更強(qiáng)。所有的測試裝置按照檢定規(guī)程中測試精度的要求進(jìn)行配置，并且在檢定有效期內(nèi)使用。1.4測試結(jié)果分析1）進(jìn)入一區(qū)的鈦合金棒料從常溫下開始預(yù)熱，而前爐門周期性打開進(jìn)料和閉合，造成一區(qū)內(nèi)部溫度場紊亂，離前爐門口較近
6、的檢測處溫度值偏低；2）二三區(qū)處于步進(jìn)爐中間區(qū)域，性能穩(wěn)定，溫度控制合適，保溫精度高；3）四區(qū)靠近出爐口，由于出料爐門周期開啟和閉合，受冷空氣影響較大，造成前部檢測點(diǎn)溫度偏低較多，其它檢測點(diǎn)也相應(yīng)偏低；4）四個(gè)加熱區(qū)所有檢測點(diǎn)的溫度偏差都在±i（rc范圍內(nèi)，符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的ill類加熱爐要求。2結(jié)論1)通過對步進(jìn)式加熱爐進(jìn)行溫度均勻性測試，可以確定用步進(jìn)式加熱爐生產(chǎn)是符合工藝溫度要求的；2)根據(jù)各個(gè)加熱區(qū)的分析曲線，可以有針對性地對一區(qū)和四區(qū)加強(qiáng)密封性能改造，更好的提高溫度均勻性，對保證產(chǎn)品質(zhì)量
7、和穩(wěn)定性有長期指導(dǎo)意義。參考文獻(xiàn)⑴(GB/T9452-2003)熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法[S].[2]施仁，劉文江，鄭輯光.自動(dòng)化儀表與過程控制[M].3版.北京：電子工業(yè)出版社.[3]宋正華.熱處理爐爐溫均勻性測試[J].計(jì)測技術(shù)，2001(3)：16-18.
