連續(xù)式加熱爐雙孔控溫檢測熱電偶穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)

摘要:文章針對目前企業(yè)連續(xù)式加熱爐運(yùn)行中控溫熱電偶引起的誤差導(dǎo)致有效加熱區(qū)溫場均勻性不穩(wěn)定，影響燒結(jié)質(zhì)量等問題提出了改進(jìn)方案,，并通過具體實(shí)例給出了解決辦法。
　　企業(yè)在熱處理工藝中井式爐,、箱式爐,、鐘罩式、連續(xù)式加熱爐等形式的熱處理爐使用較廣泛,。熱處理爐內(nèi)有效加熱區(qū)的均勻性,、穩(wěn)定性是加熱爐的主要性能指標(biāo)，是保證熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝參數(shù),。
　　連續(xù)式加熱爐有效加熱區(qū)溫場均勻性的檢測需要科學(xué)的檢測方法及措施,。使用氫氮混合保護(hù)氣氛的連續(xù)式加熱爐，控溫區(qū)達(dá)7個,，其中前端1、2,、3區(qū)為預(yù)熱區(qū),，后邊4、5,、6,、7區(qū)為工作區(qū)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,。燒結(jié)產(chǎn)品時需要通以氫氮混合保護(hù)氣氛,，當(dāng)工件到達(dá)第7區(qū)時需要垂直壓制產(chǎn)品，采用常規(guī)的連續(xù)式加熱爐測試方法,，移動測溫框架不能實(shí)施,，通常參照周期式箱式熱處理爐，固定測溫位置按照GB/T9452-2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法》進(jìn)行測定,。
1存在的主要問題
1.1連續(xù)式加熱爐溫場測試實(shí)施困難
　　在測定有效加熱區(qū)溫場時不能正常生產(chǎn),，每次測試前首先要停產(chǎn),，然后再用氮?dú)鉀_淡混合氣氛中氫氣含量，使之含量達(dá)到安全范圍,，避免操作中氫氣爆炸對人身和設(shè)備的傷害,，每次測定有效加熱區(qū)都投人大量的人力和物力，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控有效加熱區(qū)溫場均勻性,，保證控溫的穩(wěn)定性,。
　　在工作狀態(tài)時控溫?zé)犭娕汲霈F(xiàn)異常狀況是不容易被及時發(fā)現(xiàn)的，比如控溫?zé)犭娕际局党顣?dǎo)致保溫精度下降,，致使有效加熱區(qū)溫場不能滿足熱處理工藝規(guī)定的要求,，直到產(chǎn)品過燒或加熱不足造成批量廢品后，才發(fā)現(xiàn)是由于控溫系統(tǒng)異常導(dǎo)致,，此時已對產(chǎn)品質(zhì)量造成了不可挽回的影響,。
1.2購置溫場檢測設(shè)備需要大量資金
　　連續(xù)式加熱爐屬于I類熱處理爐，可以選用I級工業(yè)用鎳鉻-鎳硅(K型)鎧裝熱電偶,，測量溫場需要配置測溫用鎧裝熱電偶,，對于爐體有效加熱區(qū)長5m、寬0.4m,控溫區(qū)7個,，按GB/T9452-2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測定辦法》要求,，需設(shè)置11個檢測點(diǎn)，若配置11只I級工業(yè)用K型鎧裝校驗熱電偶,，約需6萬元;配置11只II級工業(yè)用S型鎧裝校驗熱電偶,，需20萬元以上，為保證測試數(shù)據(jù)的正確,，還要配備精度高巡檢顯示儀表約需2萬元,，昂貴的溫場檢測設(shè)備需要大量資金支持。
2解決辦法
2.1加強(qiáng)測量設(shè)備的8常管理
　　嚴(yán)格執(zhí)行測量設(shè)備的確認(rèn)間隔計劃,，定期檢測,、保養(yǎng)、維護(hù);對熱處理爐凡屬于下列狀況之一者,，需重新測定有效加熱區(qū):(1)新購置的;(2)經(jīng)過大修或技術(shù)改造的;(3)生產(chǎn)對象或工.藝變更需要改變保溫精度的;(4)控溫或記錄熱電偶的位置變更時,。
2.2對連續(xù)式加熱爐控溫系統(tǒng)進(jìn)行改造
　　最初連續(xù)式加熱爐安裝的控溫?zé)犭娕疾捎?a href="http://xerl.cn/rdo/228.html">裝配式熱電偶，如圖1所示,。
 
　　對在用的裝配式控溫?zé)犭娕歼M(jìn)行改進(jìn),，采用雙孔控溫、校驗鎧裝熱電偶,，可以實(shí)現(xiàn)控溫,、校驗同時進(jìn)行。將裝配式控溫?zé)犭娕?WRN-130)系列更換為雙孔控溫,、校驗鎧裝熱電偶(KG2-205),，如圖2所示,。保護(hù)管用1Cr25Ni20耐高溫合金，直徑φ22,強(qiáng)度高,雙層保護(hù),，熱響應(yīng)及可靠性高,，雙孔控溫、校驗鎧裝熱電偶的頂端并排兩孔,，一孔為控溫口,，另一孔為校驗口。平時一孔安裝高溫鎧裝控溫?zé)犭娕夹驹诤辖鸸軆?nèi),，另一孔,，在校驗加熱爐溫場時再安裝鎧裝校驗熱電偶，并和鎧裝控溫?zé)犭娕纪瑫r插人合金管內(nèi),，插人深度一致,，這樣可實(shí)時監(jiān)測爐溫狀況和控溫?zé)犭娕歼\(yùn)行狀態(tài)。通?？梢灾话惭b鎧裝控溫?zé)犭娕伎刂圃O(shè)定點(diǎn)溫度,，定期用鎧裝校驗熱電偶(充分保證鎧裝校驗熱電偶示值正確)與鎧裝控溫?zé)犭娕际局颠M(jìn)行比對，以保證鎧裝控溫?zé)犭娕际局嫡_和性能穩(wěn)定,。通過鎧裝控溫?zé)犭娕己玩z裝校驗熱電偶連續(xù)幾次測試的測試示值變化量,，就可以判定鎧裝控溫?zé)犭娕歼\(yùn)行狀況是否良好，只有鎧裝控溫?zé)犭娕际局捣€(wěn)定,，才能更好地保證連續(xù)式加熱爐溫場的均勻性,、穩(wěn)定性，從而為產(chǎn)品質(zhì)量性能的穩(wěn)定提供保障,。連續(xù)式加熱爐改造后4個高溫區(qū)控溫?zé)犭娕级ㄆ跍y試數(shù)據(jù)如表1所示,，所用控溫偶和校驗偶的配套顯示儀表精度等級分別為0.2級和0.05級。
 
 
　　由表1中數(shù)據(jù)可知,，4~7區(qū)的鎧裝校驗偶和鎧裝控溫偶的測試示值穩(wěn)定,，變化很小，剔除環(huán)境因素的影響,，可以認(rèn)為鎧裝控溫偶運(yùn)行良好，連續(xù)式加熱爐控溫穩(wěn)定,，溫場均勻,，設(shè)備運(yùn)行正常。
　　通過連續(xù)幾年來跟蹤觀察高溫區(qū)雙孔控溫,、校驗鎧裝熱電偶(常用溫度870℃左右)使用情況,，雙孔控溫、校驗鎧裝熱電偶使用壽命是裝配式熱電偶的3~5倍,，溫場監(jiān)測簡單易行,，并且操作根據(jù)實(shí)際情況可隨時進(jìn)行測試,，一般每兩周定期復(fù)檢一次。
　　目前使用的冷壓鋸片7溫區(qū)連續(xù)式加熱爐控溫系統(tǒng)全部改造完畢,，用4只雙孔控溫,、校驗鎧裝熱電偶取代原設(shè)備高溫帶上4只裝配式熱電偶。試運(yùn)行6年來,，爐體控溫性能穩(wěn),，定，工作第4,、5,、6、7區(qū)有效加熱區(qū)溫場均勻性小于5℃,，預(yù)熱第1,、2、3區(qū)溫場性能稍差一些,，但滿足生產(chǎn)技術(shù)要求,，6年來沒再發(fā)生因控溫缺陷導(dǎo)致的質(zhì)量問題，解決了控溫?zé)犭娕荚谠O(shè)備運(yùn)行時校驗和實(shí)時監(jiān)控的難題,，并在行業(yè)內(nèi)推廣使用,。
2.3選擇合適的測量設(shè)備
　　對于新制造或改造大修后進(jìn)行驗收時確保合格的連續(xù)式I類加熱爐，在定期或臨時進(jìn)行有效加熱區(qū)溫場檢測時,，可選擇用一只足夠長的II級工業(yè)用鎧裝熱電偶測試有效工作區(qū)中心區(qū)域,，采用軸向移動依次變化有效檢測點(diǎn)(為了便于操作，--般選溫場中心區(qū)域),，從高溫區(qū)向低溫區(qū)方向移動,，不必按GB/T9452--2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測定辦法》規(guī)定再配置12只鎧裝熱電偶，只需移動一只鎧裝熱電偶到每個檢測點(diǎn)恒溫后讀出數(shù)據(jù),，記錄測試結(jié)果并存檔,，便于以后比較參數(shù)。這樣配置-一只長度為8m,、直徑為φ8mm的I級工業(yè)用K型鎧裝校驗熱電偶,，約需8千元，0.05級過程記錄儀約需1萬元,，就能實(shí)現(xiàn)有效工作區(qū)中心區(qū)域溫場測試,，當(dāng)新設(shè)備驗收時可以委托第三方檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行，這樣可節(jié)省大量購置檢測設(shè)備.的資金,。平時定期或臨時檢測溫場時,，用一只鎧裝校驗偶測試有效工作區(qū)中心區(qū)域溫場即可，連續(xù)式加熱爐在正常運(yùn)行時只對4個主要工作區(qū)雙孔控溫、校驗鎧裝熱電偶示值進(jìn)行比對,，就能保證控溫設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和溫場的均勻,。
　　根據(jù)定期檢測的溫場測試數(shù)據(jù)按GB/T9452-2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測定辦法》判斷連續(xù)式熱處理爐是否符合原精度等級，應(yīng)根據(jù)測量結(jié)果給出有效工作區(qū),，待處理的工件必須放置在有效工作區(qū)內(nèi),。
2.4測試數(shù)據(jù)的處理
　　當(dāng)某測量結(jié)果顯示爐溫均勻性存在較大誤差時應(yīng)設(shè)法消除，當(dāng)無法消除時可給出修正值,，儀,，表設(shè)定溫度為工藝規(guī)定溫度加修正值。
3結(jié)論
　　通過使用雙孔控溫,、檢驗鎧裝熱電偶替代裝配式熱電偶控溫的連續(xù)式加熱爐,，在校驗控溫?zé)犭娕紩r變得簡單易行，控溫性能更趨穩(wěn)定,，比較適用于有保護(hù)氣氛的大型連續(xù)式加熱爐,。停爐測試溫場比較繁瑣，測試用的外圍設(shè)備較多,，操作起來較困難的可用該方法輔助測試,，只要鎧裝控溫偶和鎧裝校驗偶在一個時間段內(nèi)同等條件下測.試的數(shù)據(jù)差值穩(wěn)定，燒制產(chǎn)品質(zhì)量性能穩(wěn)定,，則可以認(rèn)為設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)良好,。
　　該方法可操作性強(qiáng)，在使用中當(dāng)產(chǎn)品性能出現(xiàn)波動時,，立即用鎧裝校驗偶復(fù)檢鎧裝控溫偶,，快速排查控溫系統(tǒng)故障，便于查找其他引起質(zhì)量波動的因素,。