NS94-801型電阻爐智能化改造

郭儒歡（廣西柳州桂濱鑄造有限公司，廣西柳州 545616）

NS94-801型電阻爐智能化改造

郭儒歡
（廣西柳州桂濱鑄造有限公司，廣西柳州 545616）

針對N S94-801型電阻爐存在的問題，從提高效費比的角度對電阻爐改造升級，探討了電阻爐功能組件的選型及調(diào)試的相關(guān)問題，改造后的電阻爐實際運行效果顯著。

電阻爐；改造；功能組件

1 NS94-801型電阻爐問題分析

電阻爐在鑄件熱處理方面應(yīng)用廣泛，其熱效率高、爐溫易控制[1]。NS系列為南京某廠生產(chǎn)，實際使用中與之類似的電阻爐也有很多。NS94-801就屬其中之一，該型電阻爐采用中型圓圖自動平衡記錄儀和XM系列數(shù)顯溫控儀，并通過交流接觸器的通斷來控制電阻絲發(fā)熱，額定溫度為1 200 ℃。一旦通電運行，它只在測量溫度達(dá)到設(shè)定溫度值時才會斷電，這時離發(fā)熱體近的溫區(qū)實際溫度與所顯示的測量溫度會有一個溫差（大約在6 ℃～30 ℃左右），并且工作溫度越高、工件堆放體積越大溫差就越大。

熱處理工藝的設(shè)置也會受到限制，工藝曲線每躍升一個臺階都需人工調(diào)節(jié)，還得留意實測溫度到達(dá)設(shè)定值的時間，并計算下一次調(diào)節(jié)時間點。因此在實際生產(chǎn)中，設(shè)置的熱處理工藝曲線在升溫段溫度躍升的跨度較大。

工件受熱不均勻?qū)Ω邷孛舾谢驅(qū)嵝圆畹牟牧蠒纬刹豢赡娴娜毕?，?dǎo)至廢品率較高。因此對這些老舊設(shè)備進(jìn)行改造勢在必行。

2 NS94-801型電阻爐改造技術(shù)方案

2.1 智能溫控儀選擇

選擇一款集數(shù)顯、測量、觸發(fā)于一體，能直接驅(qū)動控制元件的智能溫控儀，帶微型打印機(jī)更好。其核心要求是能將制定的工藝編程后自動運行，其升溫過程是可控的線性的。

2.2 熱電偶測溫元件選擇

該型電阻爐原裝兩只鉑銠10-鉑（WRP-S型）熱電偶（用了2年都已損壞）?？販鼐仍凇?.5 ℃或±0.25%T內(nèi)（T為感溫元件實測溫度值）。由于其精度較高，可用于精密溫度測量或做基準(zhǔn)熱電偶。其缺點是熱電勢小，線性較差，在金屬蒸氣中使用易于污染變質(zhì)，且貴金屬材料昂貴增加改造費用。

如果正常使用溫度不超過1 200 ℃，建議使用鎳鉻-鎳硅（WRN-K型）熱電偶，其控溫精度在±2.5 ℃或±0.75%T范圍以內(nèi)，測溫上限長期使用為1 200 ℃，短期使用為1 300 ℃。其最大優(yōu)勢是熱電勢與溫度近似線性，熱電勢比鉑銠-鉑型熱電偶高3～4倍，且價格便宜。缺點是使用壽命和控溫精度相對不如WRP-S型 。我們改造時就選用此型熱電偶，在實際使用中，各項指標(biāo)均能達(dá)到生產(chǎn)要求。

2.3 主回路大功率控制元件的選擇

該元件的選擇也決定了智能溫控儀相應(yīng)的型號，一般的生產(chǎn)可繼續(xù)使用CJ系列的接觸器。如果控溫精度要求非常精確，工藝曲線升溫段線性度要求高，就采用晶閘管（可控硅）來控制電流大小,其最大優(yōu)點是響應(yīng)速度快、無噪聲。綜合分析之后，我們繼續(xù)采用接觸器控制，只是在調(diào)試完后換裝了一臺新接觸器。

3 調(diào)試及運行注意事項

智能溫控儀應(yīng)有恒溫等待或升溫等待功能的設(shè)置。工藝曲線從升溫（降溫）段結(jié)束轉(zhuǎn)到恒溫段時，如果實際溫度未達(dá)到恒溫設(shè)定值或?qū)嶋H升溫率滯后設(shè)定曲線的升溫速率，要求儀表能做到不計時，待實際溫度達(dá)到恒溫溫度值時才開始進(jìn)行恒溫計時。因為設(shè)備運行途中發(fā)熱元件有可能出現(xiàn)故障，實際利用功率達(dá)不到額定功率值，就不能在設(shè)定時間內(nèi)達(dá)到恒溫設(shè)定值。恒溫時間達(dá)不到工藝要求將會影響工件品質(zhì)。

選擇大功率控制元件為接觸器時，需要通過控制接觸器的通斷時間比例來控制加熱功率[3]。其通斷周期的設(shè)定是很重要的,儀表在一固定時間內(nèi)按輸出功率的百分比完成一次通斷動作，這個固定時間稱為調(diào)節(jié)周期。周期值過高，實際工藝曲線線性度不好；周期值過低，其線性度較好，但卻會影響接觸器的使用壽命，因其通斷頻率提高，電弧對觸頭的燒蝕加重。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，將其周期值設(shè)定在40～50 s為佳（我們將其設(shè)定為45 s）。

在日常維護(hù)中要特別留意滅弧罩，其底座多采用纖維基板絕燃材料。受環(huán)境高溫和振動作用易至其松脫，在電弧的熱作用下，罩內(nèi)的金屬汽化物[4]聚集到一定閾值，可能會通過相鄰滅弧室的間隙造成相間短路，瞬時沖擊電流能造成前端斷路器脫扣保護(hù)。這種現(xiàn)象往往讓操作者誤以為設(shè)備有什么其它故障，而一時束手無策。

如選用大功率晶閘管來控制，則沒有調(diào)節(jié)周期的問題，但要增加散熱裝置，控制電路也要相應(yīng)改動。

WRN-K型熱電偶在低溫段熱響應(yīng)不敏感，其進(jìn)到探測區(qū)的深度應(yīng)不少于其保護(hù)套管外徑的8～10倍。其熱端應(yīng)盡可能靠近被加熱工件，但必須保證裝卸工件時不損傷熱電偶。

通過上述方案改造后的熱處理爐在近兩年的實際運行中，提高了產(chǎn)品成品率，拓展了所能處理的材料范圍，增加了產(chǎn)出效益，并且大大減輕了人工負(fù)擔(dān)，達(dá)到理想效果，。

[1] 王來應(yīng)，王曉東.75KW箱式電阻爐設(shè)計[J].中國鑄造裝備與技術(shù)，2000（01）：50-51 .

[2] 馮益柏 主編，熱處理設(shè)備選用手冊 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：497.

[3] 王進(jìn)滿 毛杰，電阻爐溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計， 鑄造技術(shù)，2009，30（12）：1595-1596.

[4] 郭鳳儀 陳忠華 編著， 電接觸理論及應(yīng)用技術(shù) 北京：中國電力出版社，2012：81.

Intelligent transformation of NS94-801 type resistance furnace

GUO RuHuan
(Liuzhou Gui Bin Casting Co., Ltd., Liuzhou 545616, Guangxi, China)

Aiming at the existing problems of NS94-801 type resistance furnace,from the point of enhance cost-effective to upgrade the transformation resistance furnace, discusses the selection of functional components and debugging of resistance furnace, after the transformation ,the actual operation effect is remarkable.

resistance furnace; transformation; functional components

TG234；

A；

1 006-9 658（201 6）06-0037-02

10.3969/j.issn.1 006-9 658.2016.06.01 1

2016-04-20

稿件編號:1604-1341

郭儒歡(1973—），男，工程師，主要從事設(shè)備和生產(chǎn)管理工作.