工業熱處理爐爐溫均勻性測試新技術的應用分析

摘要：在現代工業生產中，加熱爐是重要的組成部分，能夠給鍛件加熱，避免出現金屬變形、塑性改變等問題，實現更好的軋制效果。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，還會導致資源的浪費，在此背景下，運用新技術對熱處理爐均勻性進行測試十分必要。首先，闡述工業熱處理爐爐溫均勻性；其次，探究工業熱處理爐爐溫均勻性測試新技術；最后，分析新技術在工業熱處理爐爐溫均勻性中的應用。

關鍵詞：工業熱處理爐爐溫均勻測試數據采集新技術

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的溫度要能長期保持穩定，還要均勻。熱處理爐的關鍵性能指標是爐溫均勻性，這一指標也是確保產品質量的重要參數。部分要求產品質量好的企業會進行爐溫均勻性測試，為此，針對測試差異較大的問題設計一套科學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，各區域爐溫溫度應一致，具有均勻性，但受多方面因素的影響，各區域爐膛內的溫度存在差異，為了保證加熱爐爐內溫度的一致性，需采取有效措施。熱處理爐內實際溫度的影響因素有許多，如爐子的結構、密封性，還包括爐子的維護管理、控制方式等。當有效工作區的溫度分布均勻性發生改變時，要有效運用新技術進行檢測，并根據檢測結果制定科學合理的解決措施，如此能更好地保證加熱爐爐溫的均勻性，還能讓產品的生產效率得以有效提升[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，要嚴格按照相應的要求和規范來進行，如可按照《熱處理爐有效加熱區測定方法》（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，應確保加熱爐已經按照設計參數完成安裝與調試，并處于穩定運行狀態，還要對加熱爐的控制系統、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域，也要對熱點偶測量端加以固定，以便實現更好的測量目標。

2工業熱處理爐爐溫均勻性測試新技術

2.1測量主要設備介紹

在檢測工業熱處理爐爐溫的均勻性時，本文運用的是多通道、一體化的數據采集器，該設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，傳統熱處理爐溫設備采用記錄儀器、控溫儀表，容易受環境的影響，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，要先查看該臺設備的說明書和相關資料，了解有效加熱區的相關信息，如類型、范圍等，在了解之后要與相關的技術人員進行確定，以此依據資料對加熱區的體積進行計算。

（2）依據熱處理爐爐溫有效加熱區均勻性測定的相關文件，依據熱處理爐的體積大小、類型、規格等因素計算所需的布點數量。

（3）燃氣熱處理爐的組成包括多個控溫區，每個控溫區的爐溫控制是由熱電偶負責，以平衡熱處理爐內爐膛的溫度[2]。在此狀況下，為確定爐控溫區數量，可依據被測熱處理爐規格進行，在實際工作中，可將每個控溫區作為一個單元，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，它們所擁有控溫區的數量有2個，需要布置的熱電偶數量不同是因為熱處理爐的大小、類型不同，這也導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為單元，其中還有一個熱電偶，布置位置選擇在控溫區8個角的幾個點，在此背景下，要了解控溫區的溫度分布情況，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出現問題，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、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，在完成數據采集后，人員在進行數據計算、分析時[4]，要選取相應的項目，如恒溫點的測量數據，接著，人員會得到分析結構，最后，可根據這一結果對熱處理爐的性能和爐溫均勻性進行判斷、分析。

2.3支架設計

在熱處理爐爐溫均勻性檢測中，支架是重要的輔助設備，會影響測量的準確性和質量，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新技術在工業熱處理爐爐溫均勻性中的應用

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，可對相關參數進行計算，如此可了解控溫區有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的每個控溫區為依據，能夠及時發現爐膛內的溫度變化，工作人員還能通過計算了解爐溫均勻性是否滿足相應的要求，以便了解爐膛內各位置的溫度發生的變化[5]。本文調查了這種熱處理爐在一定恒溫下的測量情況，如恒溫800℃，以此獲得相應的數據，具體數據如表2所示。

從表2中數據可看出，工業熱處理爐爐溫分布有以下規律，即溫度會隨著爐內位置發生變化，越靠近爐底，溫度越低，這種現象出現的原因是爐底的密封性較差，同時爐頂的溫度相對較高，其原因是爐頂的密封性好，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，其會直接影響產品熱處理的結果，各大企業要想在激烈的市場中占據重要的地位，提升產品質量，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，以便及時發現問題，更好地開展維修和維護工作。

參考文獻

• 萬瑩.熱處理爐爐溫均勻性和系統精度檢測技術[J].金屬加工（熱加工），2024（2）：100-104.

[2]李麗君，林輔坤，李正龍.真空熱處理爐爐溫及均溫測試的日常管理方法[J].湖南有色金屬，2023，39（6）：77-80.

[3]張天航.燃燒系統優化對臺車式熱處理爐爐溫均勻性影響的研究[D].石家莊：河北科技大學，2023.

[4]申國強，柳海濤，陳剛，等.提高燃氣爐回火工藝爐溫均勻性的研究與應用[J].鑄造，2023，72（3）：320-325.

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