為改變現有傳統(tǒng)熱電偶安裝和控溫方式引起的爐內溫度和氣氛不均勻的問題, 需要改變原有熱電偶安裝方式和控溫方式。 原有安裝方式為熱電偶在圖 1 石墨料盒 4外面,而石墨料盒為了保證強度,厚度為 25 mm ,且在整個石墨盒密封良好的情況下低溫階段熱量只有通過輻射和氣體熱傳導緩慢進入產品區(qū) 5 ,這是造成低溫段升溫階段爐內溫度不均勻的主要原因, 因此如果要解決這個問題,必須將熱電偶伸入到料盒內部測溫,實測產品區(qū) 5 中產品實際溫度,如圖 2 ( 新型熱電偶安裝和控溫方式)中熱電偶 6 的位置由料盒外面移至料盒里面產品區(qū)內,為了保證密封需要給熱電偶插入孔做一個石墨動密封裝置,保證熱電偶可以局部左右和軸向微小移動, 以消除熱電偶和石墨盒在加熱和冷卻過程中熱脹冷縮引起的微小位移,保證石墨料盒的整體密封性。 但是由于熱電偶伸入料盒, 且密封性能良好的情況下熱電偶測量的溫度會嚴重滯后,如果采取原有控溫方式則控溫波動較大,曲線將會在設定值上下振蕩, 在低溫段測量值與設定值之間偏差為 35~50 ℃ ,根本達不到生產工藝的要求。 因此需要采用串級控溫來消除熱電偶由于伸入料盒后測溫及控溫嚴重滯后的影響,解決低溫段控溫振蕩的問題。 如圖 2 中內部熱電偶即主控熱電偶 6 作為產品區(qū)產品的主要控溫熱電偶,控制產品區(qū) 5 產品的實際溫度達到產品設定的實際工藝溫度。 而圖 2 中外部熱電偶 1 即輔控熱電偶作為產品區(qū)的輔助控溫熱電偶, 主要起到消除主控熱電偶由于伸入料盒產生的溫度嚴重滯后的影響。
通過主控溫熱電偶插入料盒, 輔助控溫熱電偶仍然安裝在加熱區(qū), 內外串級控制的方法不僅能解決低溫溫度不均勻的問題, 同時還能解決測溫控溫嚴重滯后的問題。 如圖 3 ( 串級控溫系統(tǒng)圖)所示 , 產品區(qū)熱電偶 T1 檢測的溫度信號反饋至主溫度控制器 T1C , 加熱區(qū)熱電偶 T2檢測的溫度信號反饋至輔助溫度控制器 T2C , T1C 根據工藝設定值及產品區(qū)熱電偶 T1 的反饋值控制輸出信號作為輔助溫度控制器 T1C 的設定值, 而加熱區(qū)熱電偶 T1 檢測的溫度信號作為 T2C 控制器的反饋值,zui終 T2C 輔助溫度
控制器的輸出信號作為調功器和變壓器的執(zhí)行信號。 通過這個料盒內外串級控溫的控溫方式解決了控溫嚴重滯后及溫度波動大的問題。 zui終串級控溫在低溫段( 室溫 ~600 ℃ )的控溫精度達到了 ±2 ℃ ,遠遠好于沒有采用串級控溫的控溫精度 35~50 ℃ 。
同時通過采用這種熱電偶安裝和檢測方式以及串級控溫方式 , 同樣也是 500 型壓力燒結爐 , 在低溫段( 室溫 ~600 ℃ )升溫過程中,以溫度點 265 ℃ 升溫段結束為例,使用軟體 9 支熱電偶分布在圖 2 料盒內產品區(qū) 5 的不同位置的 9 個點, 檢測圖 2 產品區(qū) 5 內 9 個點的溫度, 9 個點的溫度極差為 15.9 ℃ , 且產品區(qū) 5 的zui低溫度與工藝設定溫度,
即圖 2 外面熱電偶 1 的溫度相差 30.1 ℃ , 這種內外溫度差異和內部各個點溫度差異在保溫 30 min 以后就縮小到圖2 產品區(qū) 5 溫度與工藝設定溫度, 即與圖 2 外部熱電偶 1 溫度相差 12.8 ℃ ,而圖 2 產品區(qū) 5 內各個點溫度極差為 9.4 ℃( 如表 3 所示)。
同時在高溫段,同樣 500 型低壓燒結爐采用高溫測溫陶瓷環(huán)測量,圖 2 產品區(qū) 5 內 27 個點溫度相差 9 ℃ ( 如表 4 所示)。 因此新型熱電偶安裝和控溫方式無論是低溫段圖 2產品區(qū) 5 內各個點的溫度均勻性,還是高溫均勻性,以及圖 2 產品區(qū) 5 內溫度與工藝設定溫度差值, 相對于傳統(tǒng)熱電偶安裝和控溫方式都有非常大的性能改善。
該種熱電偶安裝和控溫方式經實際燒結硬質合金產品,測試產品 ZK10UF 鈷磁( 受爐子低溫均勻性影響)和磁力( 受爐子高溫均勻性影響)均勻性極差分別為 0.05% 和0.64 kA/m ,大大改善了產品鈷磁和磁力均勻性,該技術突破了市場上現有硬質合金壓力燒結爐溫度均勻性指標,在溫度均勻性指標上*類進口設備技術水平。
高溫防腐熱電偶 隔爆熱電偶 鎧裝熱電偶 耐磨熱電偶