輻射管式熱處理爐加熱溫度的控制

　　輻射管式熱處理爐加熱溫度的控制

　　前言

　　熱處理爐的溫度控制是由加熱系統完成的加熱系統包括燃燒設備計量檢測儀器儀表及控制元器件等硬件和執行控制程序及教學模型等軟件,燃燒質量直接關系到產品質量,能源消耗及產能優化,

　　溫度的設定

　　熱處理的加熱工藝控制主要是對加熱溫度加熱速度保溫時間和冷卻方式等的控制,加熱方式分為譯火正火和回火等,冷卻方式分為快速冷卻氣霧冷卻,自然冷卻(空冷)以及堆垛緩冷等,在實際生產中,主要是設定爐溫控制模型加熱曲線(加熱速度)加熱溫度和保溫時間,輻射管式熱處理爐內的熱交換途徑主要是輻射和傳導。

　　計算機HM1上的1 ~ 20區溫度PD控制界面規定了3種溫度設定模式:HM1設定模式,教學模型設定模式,目標溫度設定模式。通常使用的是人機界面模式

　　爐溫的設定模型依據熱處理工藝的不同而不同,對于奧氏體化的加熱工藝,1 ~ 6區的溫度低于目標加熱溫度。通常12區溫度設定為750 e, 3 - 4區的溫度設定為800℃,5 - 6區溫度設定范圍是850℃至工藝目標溫度,并且以一定的斜率升到加熱目標溫度,高溫回火與常化和低溫回火曲線不同,曲線前后爐溫相同,基本上是以加熱目標溫度為設定溫度,這是因為輻射管的熱流足夠高,可以保持爐子溫度。

　　低溫回火曲線與奧氏體化溫度曲線不同,曲線前段的爐溫比后段高,這是因為回火溫度相應較低,輸入的熱量不再受輻射管的能力限制,可以保持爐子溫度。在入口段,給予較高熱量可以將鋼板更快地加熱,在保證加熱質量的前提下提高產量

　　加熱速度(升降溫斜率)的設定

　　計算機人機界面上的1 ~ 20區溫度PD控制界面設定了2種升降溫模式:斜率控制模式和實際溫度設定模式,通常使用斜率控制模式,即每分鐘升高的溫度數

　　間接斜率控制模式

　　根據設定的加熱時間和目標溫度,按照鋼板的幾何尺寸和熱交換平衡,計算鋼板的升溫斜率通過控制燒嘴的工作數量和開/關頻率來控制加熱速度

　　直接斜率控制模式

　　控制系統根據熱交換原理和條件,對不同的目標溫度,不同的熱處理工藝和不同的鋼質及厚度規格,模擬出加熱速率(溫控斜率)。如工藝設計設定輻射管式加熱爐的加熱速率為14分鐘/ mn(正火)2 3分鐘/ mn(高溫回火)和28分鐘/ mmn(中溫回火)等,控制系統則按照設定的加熱速率對鋼板進行加熱

　　實際溫度設定模式

　　根據給定的實際溫度,以最大的速度對爐子進行升降溫直至達到設定溫度為止。例如,當前溫度是900 C時,HM1設定是650℃,系統將根據斜率不斷修正實際溫度設定值,保證爐溫降壟650℃,隨著溫度PD的調節將爐子當前溫度穩定在650℃,以滿足生產的需要。

　　加熱速度的優化

　　在實際生產中,鋼板的化學成分千差萬別,其相變溫度點差別也非常大,不同的加熱速率又直接影響相變溫度點,因此,要優選加熱速率,必須通過實踐的積累和科學的分析。

　　表法

　　根據程序預先給出的加熱曲線,選擇加熱速率。如有的模型中分別給出了厚度為80mm,50毫米-30毫米和15毫米8毫米鋼板的奧氏體化,高溫回火和低溫回火的加熱曲線,則可以直接查出對應規格的加熱速率。

　　插值法

　　由已知規格的加熱曲線,用插值方法求出相鄰兩個厚度之間的任意一種厚度的加熱速率。如已知兩個厚度為么和h,其加熱速率分別為計,以現處理的鋼板是h,且h < h < h,則厚度為一個的鋼板的加熱速率為Y = (Y-w) /(高度差)](h - h) + Y 33回歸分析法

　　根據已知的加熱曲線,選取一定數量的不同厚度和加熱溫度的加熱速率,或通過試驗設計,統計不同工藝條件的參數,采用回歸分析的方法,計算出厚度和目標溫度與加熱速率的相關關系,計算不同厚度的加熱速率。

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