網帶爐熱處理技術進展及其現場校準

林鳳英

摘 要：網帶爐是緊固件加工企業必不可少的一種機械設備，其質量直接關系到緊固件質量，可見，網帶爐在工業生產中的重要性。本文首先簡單介紹了網帶爐的概念和特點，然后說明了網帶爐技術發展的方向，最后詳細介紹了網帶爐現場均勻性、波動性以及溫度偏差校準，旨在與相關工作者借鑒交流和為企業提供科學、合理的網帶爐校準方法。

關鍵詞：網帶爐；熱處理；現場校準

中圖分類號：TG155 文獻標識碼：A

網帶爐是工業企業最為常見的一種機器設備，為了使固件的熱處理水平得到提升，首先就需要對熱處理技術進行改善。從目前來看，我國大多數固件企業在引進國外先進設備和技術的基礎上，固件熱處理水平已經有了明顯改善，能夠制造出滿足需要和高質量的網帶爐，并且在配套件方面，比如調功器、控溫儀表、氧探頭、可編程控制器等電器件和耐火磚、耐熱高強網帶等材料的質量上也都取得了非常大的進步，推動了我國熱處理設備的進一步完善。目前，市場潛力最大的就是無馬弗網帶爐，可靠性極高，得到了用戶的廣泛青睞，對設備制造企業來說也無疑是一個重大機遇。由此可見，對其技術現狀和校準方法進行探討具有十分重要的現實意義。

一、網帶爐概述

網帶爐是指一般由馬弗保護的網帶將零件實現爐內連續輸送的燒結爐。主要應用于金屬粉末還原、粉末冶金制品燒結和電子產品在保護氣氛或空氣中的預燒、燒成或熱處理工藝。

特點：網帶爐的組成大致分為三個部分，分別是爐體、溫度控制系統和網帶傳動系統。爐體由進料段、預燒段、燒結段、緩冷段、水冷段和出料段組成；溫度控制系統由電熱偶、可控硅以及數顯式智能PID調節器組成，三者形成一個閉環式的控制系統，這樣一來，對爐內溫度就能夠進行精確控制；網帶傳動系統主要由傳動裝置以及耐高溫網帶組成。通過變頻器裝置可以實現對網帶運行速度的調節，數顯式網帶測速裝置能夠將網帶速度直接讀取出來。

加熱元件大多數選擇FEC陶瓷加熱棒或者是加熱板，采用日本生產多段智能程序溫度控制儀作為溫度控制系統，根據要求可以對數據通訊接口進行配置，變頻無級調速，耐熱鋼網帶傳送，采用大包角張緊輪設計理念，實現了產品的平穩輸送。

二、網帶爐技術發展方向

1 智能化

隨著科學技術的快速發展，網帶爐智能化特征也越來越突出，網帶爐應用熱處理數據庫、CAD程序、計算機控制技術和模擬仿真技術的應用使得網帶爐無論是在功能上還是在穩定性方面都有了較大的提升。從目前來看，我國大多數固件企業網帶爐管理系統和綜合控制基本已經實現了智能化，今后，生產線智能化特征也將更加顯著。

2 高質量

通過對最近幾年的網帶爐生產情況研究發現，大多數制造企業在網帶爐質量方面均有了明顯提升。網帶爐上料已經實現了階梯式系統，不需要人工進行變頻調速、控制上料節奏以及排列零件方向，這些工作已經全部實現了自動化。加熱區溫度控制穩定，控制在±1℃，均勻性也較為穩定，不超過5℃，采用PID實現對溫度的控制。爐內氣氛均勻性在±5℃，碳勢控制儀、氧探頭除碳空氣泵以及調節器能夠和網帶爐可靠配合，對甲醇丙烷氣氛能夠做到完全適應。除此之外，可以根據不同客戶需要求，通過雙氧探頭二區碳勢控制技術進一步優化碳氮和滲碳共滲層質量。在硬度均勻性上，將變頻可調速強力攪拌器添加到淬火槽中，使其冷卻均勻性大大提高，繼而實現了淬火槽溫度可控和均勻。

3 低成本

以連續式網帶爐為例，原開關式供電已經被PID調節所取代，加之可變時基過零式調功器以及自適應數顯溫控表的應用，使得控溫精度更高，而且輻射管壽命得以延長。機械傳動應用電動機鏈輪鏈條，確保了運行的可靠以及準確。

氣氛控制氧探頭采用超輕質的抗滲碳磚、保溫磚、保溫板以及耐火棉，壽命延長了3～5倍，使用壽命至少在5年以上。生產線如果一旦出現故障，系統能夠自動檢測并將故障點信息顯示出來，并且故障點前道會自動停機并發出報警信號。

4 清潔化

生產線全部采用鋼鐵發黑技術，這種技術無污染，符合當前綠色環保理念。生產線整個過程均勻實現自動化。在淬火前和淬火后清洗螺栓兩次，在淬火過程中所產生的油煙已經被蒸發，從而降到最低程度，不僅回火油煙減少，而且在運行過程中基本不會出現污染問題。

三、網帶爐校準

網帶爐是一種適合多品種、工藝變化靈活的熱處理設備。由于有氣體保護，因此各類工件淬火后表面會出現脫碳、硬度不均、軟點及裂紋等缺陷缺少的問題得到了明顯改善，使網帶爐的力學性能得到大大改善。據統計，目前我國網帶爐制造企業已經達到了數千家之多，網帶爐的應用也越來越廣泛，為此，做好網帶爐現場校準十分重要。它不光關系到網帶爐的穩定運行，同時也關系到企業經濟效益和社會效益。文章從均勻性、波動性以及溫度偏差校準三個方面詳細介紹了網帶爐的現場校準，旨在為用戶提供一些實踐經驗。

1 均勻性校準

這里所說的均勻性校準的指的是溫度均勻性校準，在校準過程中要以相關校準規程、方法進行校準。如果熱電偶K型等廉價金屬熱電偶，工作溫度在760℃以上，則不需要進行現場校驗，每年更換一次即可；如果工作溫度在760℃以下，同樣不需要進行現場校驗，每兩年進行一次更換。如果熱電偶材質為貴金屬，則需要按照公式，根據溫度升降循環次數確定校準期限。由于篇幅限制，在本文中不將公式列出。

根據國家標準，網帶爐工作儀表每季度需要進行一次校驗，有能力的企業可以根據實際情況，縮短網帶爐工作儀表檢驗周期。在對網帶爐工作儀表進行校驗時，可以通過過程校驗儀在量程范圍內的若干典型溫度點上、下行程均值作為該溫度點測量值，與名義值比較，就能夠得出測量誤差，從而進行校準。

根據國家相關標準，網帶爐溫度均勻性校準每年至少進行一次，在校準過程中測量點個數不可隨意選擇，需要根據爐寬合理選擇測量點個數，一般來說，測量點個數在2～3個左右。

2 波動性校準

波動性校準是網帶爐現場校準中非常重要的一部分。根據網帶爐校準要求，在對網帶爐波動性校準時應當30min內進行間隔讀取被檢示值，通常情況下，2min為一個讀取周期，組數設定為15組，根據對應公式對波動性進行計算，通過計算結果，對網帶爐的波動性進行判斷和校準。要求規定，當網帶爐穩定之后方可進行波動性校準，從而對網帶爐是否穩定做出判斷。從目前來看，波動性校準普遍采用PID算法，這種計算方法不僅簡便，而且結果準確、可靠。需要注意的是，對網帶爐波動性進行校準必須以大量記錄數據為基礎，通過變化趨勢，從而做出正確判斷。

3 溫度偏差校準

溫度控制系統需要對其偏差進行校準，溫度偏差校準周期較短，企業應當每月或者是每周進行一次現場校準。在現場校準的方法上要求較為嚴格，不可隨意選擇，應當根據相關標準選擇合適的溫度校準方法。

例如，網帶爐有效加熱區為300mm× 4700mm×50mm，50mm不需要對垂直溫場進行測量，只需要對水平溫場測量即可。在網帶前進方向與每一加熱區中心線垂直的兩端分別布置一支熱電偶，由于網帶爐出口端溫度為淬火瞬間溫度，因此，在其出口端也應當布置兩支熱電偶。熱電偶總數為13支，用鋼條將熱電偶的位置固定，以間距260mm平行放置于網帶爐內。在進口端，由于存在冷空氣流動，所以溫度并不是均勻溫場溫度，而是向內有一段距離才能達到均勻溫場溫度，為了解決這一問題可以在端面進行擋板，這樣一來，就可以對網帶爐溫度偏差進行校準。

結語

綜上所述，本文就網帶爐的技術發展方向以及現場校準進行了探討。緊固件熱處理質量取決于熱處理設備水平，因此做好網帶爐的校準工作十分重要，只有網帶爐的精確性、穩定性得到保障，緊固件熱處理質量才能達到理想標準。從目前來看，我國網帶爐已經實現了高質量生產，已經能夠生產出滿足熱處理需求的網帶爐，在科學技術日新月異的大背景下，我國也將生產出水平更高的智能化、自動化網帶爐。企業在對網帶爐進行校準時，不僅要全面，而且還要確保數據的準確性，同時還要對網帶爐進行定期清洗，對器件進行更換。

參考文獻

[1]姬俊祥，陳立奇，王強.UMS型貝氏體等溫淬火網帶爐生產線的調試和應用[J].熱處理，2015（05）.

[2]王濤，袁福東，龔海華.GCr15軸承套圈網帶爐淬火光亮性分析[J].金屬加工：熱加工，2014（19）.

[3]林俊，劉靜，田紹潔.大連圣潔公司網帶爐創新應用與發展[J].金屬加工：熱加工，2014（S2）.

[4]劉國麗，何玉瑋，呂洪偉.軸承套圈熱處理錐度變形的分析及控制[J].哈爾濱軸承，2014（02）.