工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性測試新技術(shù)的應(yīng)用分析

摘要：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，加熱爐是重要的組成部分，能夠給鍛件加熱，避免出現(xiàn)金屬變形、塑性改變等問題，實現(xiàn)更好的軋制效果。在加熱爐運行中，如果溫度沒有均勻分布，則鑄件的加熱效果會受到影響，還會導(dǎo)致資源的浪費，在此背景下，運用新技術(shù)對熱處理爐均勻性進行測試十分必要。首先，闡述工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性；其次，探究工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性測試新技術(shù)；最后，分析新技術(shù)在工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：工業(yè)熱處理爐爐溫均勻測試數(shù)據(jù)采集新技術(shù)

ApplicationAnalysisofNewTechnologyforTestingTemperatureUniformityofIndustrialHeatTreatmentFurnace

GONGJiankun

AVICAircraftLandingGearCo.，Ltd.，Hanzhong，ShaanxiProvince，723200China

Abstract：Inmodernindustrialproduction，theheatingfurnaceisanessentialcomponent，whichiscapableofheatingtheforging，preventingmetaldeformationandplasticalterations，and attainingasuperiorrollingoutcome.Duringtheoperationoftheheatingfurnace，ifthetemperatureisnotuniformlydistributed，theheatingeffect?;ofthecastingwillbecompromised，resultinginawasteofresources.Againstthisbackdrop，itbecomesimperativetoapplynewtechnologiestotesttheuniformityoftheheattreatmentfurnace.Firstly，thetemperatureuniformityoftheindustrialheattreatmentfurnaceisdelineated.Secondly，thenoveltesttechnologyforthetemperatureuniformityoftheindustrialheattreatmentfurnaceisprobed.Finally，theapplicationofthenewtechnologyinthetemperatureuniformityoftheindustrialheattreatmentfurnaceisanalyzed.

KeyWords：Industrialheattreatmentfurnace;Furnacetemperatureuniformitytest;Dataacquisition;Newtechnology

在對工件進行熱處理時，傳統(tǒng)的控溫儀只能控制某一處的溫度，無法控制熱處理爐中的其他空間溫度，熱處理工藝要求某一工作空間內(nèi)的溫度要能長期保持穩(wěn)定，還要均勻。熱處理爐的關(guān)鍵性能指標是爐溫均勻性，這一指標也是確保產(chǎn)品質(zhì)量的重要參數(shù)。部分要求產(chǎn)品質(zhì)量好的企業(yè)會進行爐溫均勻性測試，為此，針對測試差異較大的問題設(shè)計一套科學(xué)的測溫方式是必要的，如此也能提升測溫準確性，本文就此展開研究。

1工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性概述

1.1加熱爐的均勻性

在加熱爐工作過程中，爐體性能可直觀反映爐溫的均勻性，從理論上來說，各區(qū)域爐溫溫度應(yīng)一致，具有均勻性，但受多方面因素的影響，各區(qū)域爐膛內(nèi)的溫度存在差異，為了保證加熱爐爐內(nèi)溫度的一致性，需采取有效措施。熱處理爐內(nèi)實際溫度的影響因素有許多，如爐子的結(jié)構(gòu)、密封性，還包括爐子的維護管理、控制方式等。當有效工作區(qū)的溫度分布均勻性發(fā)生改變時，要有效運用新技術(shù)進行檢測，并根據(jù)檢測結(jié)果制定科學(xué)合理的解決措施，如此能更好地保證加熱爐爐溫的均勻性，還能讓產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得以有效提升[1]。

1.2加熱爐爐溫均勻性測試要求

在檢測加熱爐的均勻性時，要嚴格按照相應(yīng)的要求和規(guī)范來進行，如可按照《熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法》（GB/T9452—2012），如此能增加檢測的說服力，讓其更具參考價值。在進行爐溫均勻性測試前，應(yīng)確保加熱爐已經(jīng)按照設(shè)計參數(shù)完成安裝與調(diào)試，并處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，還要對加熱爐的控制系統(tǒng)、加熱元件及保溫材料進行全面檢查，確保無故障，測試時間可控制在2h左右，并盡可能覆蓋整個爐膛加熱區(qū)域，也要對熱點偶測量端加以固定，以便實現(xiàn)更好的測量目標。

2工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性測試新技術(shù)

2.1測量主要設(shè)備介紹

在檢測工業(yè)熱處理爐爐溫的均勻性時，本文運用的是多通道、一體化的數(shù)據(jù)采集器，該設(shè)備具有六位半的分辨率，測量范圍也廣，可測量-50～1300℃。這種采集器能夠測試熱處理爐的溫度場、波動度、濕度場等，還能自動分析。值得注意的是，傳統(tǒng)熱處理爐溫設(shè)備采用記錄儀器、控溫儀表，容易受環(huán)境的影響，精度也較低。

2.2熱處理爐爐溫均勻性測試新方法

（1）在測試一臺熱處理爐前，要做好準備工作，要先查看該臺設(shè)備的說明書和相關(guān)資料，了解有效加熱區(qū)的相關(guān)信息，如類型、范圍等，在了解之后要與相關(guān)的技術(shù)人員進行確定，以此依據(jù)資料對加熱區(qū)的體積進行計算。

（2）依據(jù)熱處理爐爐溫有效加熱區(qū)均勻性測定的相關(guān)文件，依據(jù)熱處理爐的體積大小、類型、規(guī)格等因素計算所需的布點數(shù)量。

（3）燃氣熱處理爐的組成包括多個控溫區(qū)，每個控溫區(qū)的爐溫控制是由熱電偶負責(zé)，以平衡熱處理爐內(nèi)爐膛的溫度[2]。在此狀況下，為確定爐控溫區(qū)數(shù)量，可依據(jù)被測熱處理爐規(guī)格進行，在實際工作中，可將每個控溫區(qū)作為一個單元，對熱電偶的位置進行有效布置。

（4）由于熱處理爐的類型是多樣化的，所以控溫區(qū)也存在差異，通常情況下，I-Ⅱ類爐與另一種類型的爐子相比，控溫區(qū)更多，但相對地，III-VI類爐需要更多的檢測點，為此，在選擇工業(yè)熱處理爐等級時，可按照熱電偶的位置來進行，以此運用不同的檢測方法，但布置的原則并沒有差別[3]。

本文選取了8點布置法、12點布置法、14點布置法如圖1、圖2、圖3所示。從圖中可看出，它們所擁有控溫區(qū)的數(shù)量有2個，需要布置的熱電偶數(shù)量不同是因為熱處理爐的大小、類型不同，這也導(dǎo)致布置的位置也存在差異。但相同的是，布置的原則是一樣的，即在布置時都是以控溫區(qū)為單元，其中還有一個熱電偶，布置位置選擇在控溫區(qū)8個角的幾個點，在此背景下，要了解控溫區(qū)的溫度分布情況，只需要對這幾個點進行測量即可，如此就能很容易地獲得熱處理爐的均勻性。這種方式能讓人員更好地了解哪個控溫區(qū)出現(xiàn)問題，以便更好地對熱處理爐進行維修。

（5）在確定熱電偶位置點時，工作人員可畫出布點位置圖，根據(jù)位置圖來、連接熱電偶、。為了更好地測試，人員可在每個位置上放置測試支架，在選擇測溫點時，可向客戶尋求意見，按客戶的要求進行，在選擇采集次數(shù)、恒溫時間等項目時，要嚴格遵循國家標準。

（6）在測量爐溫均勻性時，可將測量的溫度按一定的順序，如按由低到高來進行，在完成數(shù)據(jù)采集后，人員在進行數(shù)據(jù)計算、分析時[4]，要選取相應(yīng)的項目，如恒溫點的測量數(shù)據(jù)，接著，人員會得到分析結(jié)構(gòu)，最后，可根據(jù)這一結(jié)果對熱處理爐的性能和爐溫均勻性進行判斷、分析。

2.3支架設(shè)計

在熱處理爐爐溫均勻性檢測中，支架是重要的輔助設(shè)備，會影響測量的準確性和質(zhì)量，在此背景下，找到一款適合的測試支架是必要的。測試支架要具有快捷、方便、可伸縮、可反復(fù)使用的特點。為此，人員在測試時可隨時將支架移動到需要的位置，最后將熱傳感器固定在支架上。

3新技術(shù)在工業(yè)熱處理爐爐溫均勻性中的應(yīng)用

為了驗證方法的準確性，本文的測試對象為臺車式燃氣熱處理爐，型號為RT3-2700，在開展爐溫均勻性測量時，可對相關(guān)參數(shù)進行計算，如此可了解控溫區(qū)有2個，測溫點有14個，所布點如圖4所示。

這種布點的分布方式較為合理，是以熱處理爐爐膛內(nèi)的每個控溫區(qū)為依據(jù)，能夠及時發(fā)現(xiàn)爐膛內(nèi)的溫度變化，工作人員還能通過計算了解爐溫均勻性是否滿足相應(yīng)的要求，以便了解爐膛內(nèi)各位置的溫度發(fā)生的變化[5]。本文調(diào)查了這種熱處理爐在一定恒溫下的測量情況，如恒溫800℃，以此獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

從表2中數(shù)據(jù)可看出，工業(yè)熱處理爐爐溫分布有以下規(guī)律，即溫度會隨著爐內(nèi)位置發(fā)生變化，越靠近爐底，溫度越低，這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是爐底的密封性較差，同時爐頂?shù)臏囟认鄬^高，其原因是爐頂?shù)拿芊庑院?，上面的熱氣也更多，所以溫度高。從整體的角度分析，該熱處理爐有著較好的性能和均勻性。

4結(jié)語

在熱處理爐性能指標方面，熱處理爐均勻性是不容忽視的，是重要的參考指標，其會直接影響產(chǎn)品熱處理的結(jié)果，各大企業(yè)要想在激烈的市場中占據(jù)重要的地位，提升產(chǎn)品質(zhì)量，須運用新方法測試熱處理爐爐溫的均勻性。本文使用的方法不僅能夠快速計算爐溫均勻性，還方便人員分析爐膛每個位置的性能，以便及時發(fā)現(xiàn)問題，更好地開展維修和維護工作。

參考文獻

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[5]周軍勇.管式真空熱處理爐加熱方案優(yōu)化設(shè)計研究[D].杭州：中國計量大學(xué)，2021.