电炉

江苏省热处理设备重点生产企业

工业电炉的市场需求及发展趋势

1、市场的需求预测:
  机械工业70%的零件需要进行热处理,汽车、拖拉机工业70%~80%的零部件需要进行热处理加工,工具、刃具和轴承产品则100%需要进行热处理,即使一些民用轻工金属制品的使用寿命,绝大部分也依靠热处理得到提高。而紧固件行业、轴承行业、链条行业、工具行业、汽车、拖拉机、摩托车零部件行业都是靠热处理质量来竞争市场。随着工业的发展在十年内预测每年有40~50万t新增热加工量,加之国内很大部分电炉设备的陈旧、落后,将趋向淘汰增新,所以,工业电炉的需求量还是很大的。
2、电炉的发展趋势:
  今后的工业电炉技术将带有鲜明的时代特征,具有四大特点:智能化、高质量、低成本、环保型。
2.1 智能化
  发展运用最新程序和热处理数据库,计算机模拟仿真技术和控制技术,采用高度柔性化、智能化的综合控制和管理系统于工业电炉及其生产线。未来的设备操作者仅需将待处理的工件数量、图样输入计算机,整套设备将自行处理出高质量的产品。
  目前已实现了整个系统实时多项目操作控制。如控制装料量、运行速度、温度、碳势等,可实现多台群控系统,全屏幕监视及控制分批进料之动态。能完全工艺程序控制,可储存若干个工艺。能完全记录设备运行状况中所检测到的工艺参数(零件号、材料、温度、气氛等),送计算机进行处理并存储记录。可随时调阅和打印。可贮存十年的记录。
2.2 高质量
  质量分散率为零,热处理畸变为零。质量控制措施:
  设备温度控制:炉温稳定性≤±1℃、炉温均匀性≤5℃、冷处理温度均匀性≤5℃。开关式温度控制将被淘汰。
  炉内气氛控制:炉内气氛均匀性≤±0.05%C。氧探头、除碳空气泵、碳势控制仪、炉气调节器可靠配合电炉上普遍采用。
  淬火槽控制:在保证工件硬度均匀性及减少零件变形方面从以往的单纯降低冷却速度发展到致力于提高冷却均匀性,淬火槽添加可调速强力搅拌器,重视淬火槽流场、强调淬火槽温度均匀性。淬火槽温度可控。电脑冷却介质性能检测仪被许多用户所接受。
  热处理畸变的控制:采用淬火炉预热区加长消除应力。采用全封闭带保温可控分级淬火槽。淬火介质温度均匀性≤5℃。为减少零件残余奥氏体量、控制热加工后微量变形。
2.3 低成本:
  随着我国加入WTO,我国企业将置身于国际化大市场竞争的环境之中,市场将更迫切需要价廉物美的热处理设备。而价廉物美的热处理设备将是低成本的热处理设备而不是低价格的热处理设备。热处理设备的成本由五部分组成:设备采办费、设备运行费、设备维修费、设备停工费、热处理失效处理费。
  为此,设备制造商将不是力争提供低价格的热处理设备,而是力争提供低成本的热处理设备。
2.4 环保型:
  世界环境与发展首脑会议通过了“21世纪议程”倡导发展清洁生产,我国在“加速科学进步的决定”中正式将清洁生产列为重点开发推广的共性技术。进一步推广和开发各种清洁热处理技术和清洗、清理技术。“十五”期间各种废水、废气、废渣的排放必须达到国家有关标准规定,十年内力争做到热处理生产对环境污染趋近于零。
  目前已较成熟的清洁热处理如:可控气氛热处理、真空热处理、感应热处理、离子热处理、激光热处理、少无污染的冷却技术和清洗技术等。
3、设备购置层次:
  设备的可靠性、价格、先进性历来是购置商选购设备的三原则。但是这一原则的顺序及购置商群体的组合随市场进程的深化而变化。
  大型企业、军工企业、航天航空企业、外资企业、大型私营企业选购设备的排序原则为:先进性、可靠性、价格;进口或外资企业产品为其首选。
  具有一定规模的私营企业、转制民营、小型外资企业选购设备的排序原则为:可靠性、价格、先进性;外资企业产品或内资优质产品为其首选。
  资本积累中的私营企业选购设备的排序原则为:价格、可靠性、先进性,低价位产品为其首选。
4、市场竞争动态:
  工业电炉国内企业占80%,外资(独资合资合作)企业数占20%。随着加入WTO,国外工业电炉设备企业还陆续进军中国市场,在中国设厂,市场竞争将更趋剧烈。

工业电炉与实验电炉的区别

 

       工业电炉又称连续式电炉,实验室电炉又称间歇式电炉。它们之间的区别主要在于各自炉体以及使用范围上:

       工业电炉的主要组成部分有:工业炉砌体、工业炉排烟系统、工业炉预热器和工业炉燃烧装置等。并且工业电炉具有控温仪表采用进口数显智能仪表,温度控制稳定,仪表可靠性高;控温方式:采用晶闸管移相调压控温。调压采用先进触发集成电路,具有过热保护功能等方面的特性。

电炉热处理炉的技术改造

 

  1.使用温度

 无论是热面材料还是保温材料,为能保证有足够的使用寿命,都不允许长期超温工作,即首先必须考虑温度要求。

  2.炉内气氛  

  对热面材料,还需考虑热处理炉炉内的气氛对炉衬的热化学侵蚀作用以及炉衬材料对炉内气氛的影响问题。含有多量还原性氧化铁等杂质的天然料硅酸铝纤维,不能用于控制气氛炉和真空炉等对炉壁要求较高的炉子。同样,其它耐火材料中含有的这种不稳定氧化物超过一定量时,也不宜于用于控制气氛炉和真空炉。由此可见,用于控制气氛要求较高的炉子时,其耐火材料中不稳定氧化物的含量应给予限制。因此,用硅酸铝纤维作这类炉子内衬时,应采用杂质含量少的合成高纯硅酸铝纤维。

高新技术促进工业电炉的发展

        随着计算机技术和自动化技术的发展,计算机控制系统广泛用于工业自动化中,极大地提高了工厂装备的技术水平,促进了生产,提高了产品质量,保证了生产的安全可靠,工业电炉成为了工业自动化的一大支柱。当今,新时代需要新的模式,技术与产业信息化,网络化成为必然。国家的工业发展度在国民经济中占着相当重要的位置。20世纪 50年代以来,由于对高级冶金产品需求的增长和电费随电力工业的发展下降,电炉在冶金炉设备中的额度逐年上升。众多厂家生产最多的工业电炉有退火电炉,电阻炉,淬火电炉,盐浴炉,箱式电炉,井式电炉,台车电炉,气体渗碳电炉。
      使用方面,在铸造车间,有熔炼金属的冲天炉,感应炉,电阻炉,电弧炉,真空炉,平炉,坩埚炉等;有烘烤砂型的砂型干燥炉,铁合金烘炉,和铸件退火炉等;在焊接车间,有焊件的焊前预热炉和焊后回火炉;在锻压车间,有对钢锭或钢胚进行锻前加热的各种加热炉;在金属热处理车间,有改善工件机械性能的各种退火,正火,淬火和回火的热处理炉等。工业电炉还广泛应用于其他的工业,比如,石油工业的蒸馏炉和裂化炉,矿石烧结炉和炼焦炉,硅酸盐工业的水泥窑和玻璃熔化,冶金工业的金属熔炼炉,食品工业的烘烤炉,煤气工业的发生炉等。工业电炉按热工制度可分为两大类,分别是间断式炉又称周期式炉,和连续式炉。其中,周期式炉的特点在炉子间断生产时,每一加热周期内炉温度是变化的。
      科学技术的进步,特别是信息和网络技术的发展同科研和生产的密切结合,提供了巨大的技术可能性,提高工业电炉热处理的自动化智能化。利用电热效应供热的冶金炉,其电炉设备通常是成套的,包括电炉炉体,开闭器,真空设备,电力设备,自动调节系统,炉用机械设备附属辅助电器。同燃料炉比较,其电炉的特点有,炉内气易控制,甚至可抽成真空,加热温度高,温度易控制,生产过程实现机械化和自动化的可能性高。
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工业电炉的维护保养及安全防护

    工业电炉的金属炉壳接地或接零保护装置应符合规定。控制柜的带电部分与金属柜体之间的介电强度,应在规定的试验条件和试验电压,而无闪络或击穿现象。当工业炉炉盖开启、升降日寸,设置的自动切断风机电源和电热元件电源的联锁保护开关动作灵敏、可靠。除非有其他安全稽黔施,井式炉引出棒或引出线接线端处应有内空间足够大的保护罩壳,且罩壳无变形和损坏。炉盖的开启、升降机构无缺件、无损坏、无变形。井式炉在正常运行条件下,炉壳及与传热件相连的操作手柄或手轮、拉手的表面温度不超过表所列的值。
    炉体表面整洁无尘,炉壳表面的镀层或涂敷层光洁,无起皮剥脱现象。机械转动部分润滑良好,无锈蚀,动作灵活。各种管路系统整齐清洁、无油污、无泄漏无烧损等现象。控制柜内外清洁明亮,仪器仪表和信号灯清晰醒目。操作系统、冷却装置、空气循环系统、液压系统、测量记录控制系统均应处于无故障,工业电炉的炉膛内及加热元件下无金属屑和金属氧化物、碳黑存积。接线夹子与加热元件出棒、控制柜,热电偶与补偿导线等所有导线的接线端部分招其它按本标准《设备维护保养通则》执行。业电炉操作时,我们应该注意它的注意项,一般情况下炉温高于400℃时不允许大开炉门激烈冷却。新安装或大修的炉子,装修好后在室温放置2-3昼夜,经电工用500V兆欧表检查三相电热元件对地( 炉外壳)的电阻应大于0.5MΩ方可送电,最高使用温度不超过额定温度,工业电炉装炉量不可过大,引起温度降低不应大于50℃。装炉时不要用力过猛,以免损坏箱式炉炉底。经常注意仪表和电器控制箱的电器工作是否正常。
   工业电炉原控制系统无记录功能,为了有利于技术人员对工艺进行分析改进,增添了温度记录仪,并按以下工艺通电烘烤: 1) 100-200℃ 15-20h 炉门打开 2) 300-400℃ 8-10h 炉门打开 3) 550-600℃ 8h 炉门关闭 4) 750-800℃ 8h 炉门关闭 烘炉过程中将炉壳盖板取下,使砌体内的水蒸气易于散出。新大修或新安装的炉子使用一个月后,应检查炉顶处的硅藻土之状态,5 电炉的维护经常注意炉衬、电阻丝托板砖,发现损坏及时修理。经常检查电热丝的情况,如发现两根间有接触情况应及时分开。每月检查工业电炉电阻丝引出杆的夹头紧固情况,清除氧化皮并及时拧紧夹头。每星期打扫炉内,清除氧化物及丢在炉内的零件。经常检查炉门起重钢丝绳的使用情况,发现损坏要及时更换。

工业电炉调节烟尘很重要

     工业电炉在使用过程中,我们常常会时刻注意调节它的烟尘系统,那你知道这是为什么吗?
     原来,工业电炉烟尘中含有浓度很高的一氧化碳和氢等可燃性气体,如果不进行清理,很可能引起爆炸,及时调节烟尘,才能使烟气成分中可燃气体的浓度不处于爆炸的极限范围,及时地把烟气中的可燃气体燃烧掉,避免引起安全事故。此外,因为从工业电炉中直接抽出废气的温度很高,需要经过冷却后才能进行净化处理,通过调节烟尘,可以保证除尘工作的顺利进行。
    既然调尘工作如此重要,使用者在使用工业电炉中,切不可忘了这个步骤。 

工业电炉节能途径及措施要求

   设计优良和操作正确的燃料炉与电炉相比在热工性能上同样也能取得较高的技术经济效益。燃料炉的一些节能措施,例如改进生产管理和操作方法、采用轻质或超轻质耐火材料炉衬、提高炉子密封性能、改进炉子结构和合理布置燃烧装置(对电炉则是电热元件)等,同样也适用于工业炉电炉的节能要求。那么怎样才能做到节能呢?
   1)只有在下列情况下才允许采用电加热,即:由于产品的特殊需要;其它加热方式不能达到高温;可节约贵重的稀有及有色金属;经技术经济比较电加热确属优越者。
  2)电弧炉的设备效率不应低于50%,其它加热设备的效率不应低于40%。
  3)对50kW以上的电加热设备要配置电压表、电流表、有功电度表和无功电度表。
  4)改进设备结构和工艺条件,通过提高装载量、实行集中生产、缩短等待时间等措施以提高热效率。
  5)做好工业炉余热回收工作。

工业炉的运行管理维护

         从工业炉的运行管理方面来讲,提高操作工的技术水平,优化加热制度,完善加热工艺,合理高效组织生产,认真、定期进行设备维护,则可以在不付出额外投资的情况下获得显著的节能效果。

(1)定期对在用加热炉的单位产品能耗水平及现状进行调查,加强节能监测力度,以确定加热炉达标的实施方案。建立健全必要的热工测量和控制仪表,制定司炉工操作规程,提高操作技术水平,加强维护保养,延长工业炉体寿命等都对节约燃料有重要的影响。
(2) 加强加热炉基础数据的管理,加强加热炉的日常管理,对在用加热炉进行挖潜增效。注重改善燃料结构,准确控制空燃比,保证完全燃烧。
(3) 严格各项规章制度的执行,定期或不定期组织检查规章制度的执行情况,发现问题及时整改,使加热炉各部件始终处于良好的使用状态。
(4) 定期对一线操作人员、管理人员、设计人员有计划地组织学习、培训与研讨,提操作和管理水平。

工业炉的共性是什么

    炉子尽管应用的行业广泛,种类繁多,但它们有许多相同之处:
1)  热工的基础理论相同,均以热力学几大定律为基础。燃料燃烧、气体流动和炉内传热过程基本相同。
2)基本组成部分雷同,不论何种炉子,一般均由以下几个部分组成:
①产生热能装置部分(如燃烧室、烧嘴、电热元件等)。
②放置物料部分(如炉膛、炉缸、台车等)。
③排烟系统(对于燃料炉要有烟道、烟囱等)。
④辅助装置(如炉门、预热器、输送链等)。
3)热效率低,耗能大。工业炉是工业生产中的主要用能设备,每年耗一次能源约占全国总能耗的1/4。尤其在冶金、机电等企业的热加工生产中,炉子耗能约占工序能耗的70%以上,是生产中的最大用能户。

工业电炉温度控制方式

1)二位式调节--它只有开、关两种状态,当炉温低于限给定值时执行器全开;当炉温高于给定值时执行器全闭。(执行器一般选用接触器)
2)三位式调节--它有上下限两个给定值,当炉温低于下限给定值时招待器全开;当炉温在上、下限给定值之间时执行器部分开启;当炉温超过上限给定值时执行器全闭。(如管状加热器为加热元件时,可采用三位式调节实现加热与保温功率的不同)
3)比例调节(P调节)--调节器的输出信号(M)和偏差输入(e)成比例。即:
M=ke
式中:K-----比例系数
比例调节器的输入、输出量之间任何时刻都存在--对应的比例关系,因此炉温变化经比例调节达到平衡时,炉温不能加复到给定值时的偏差--称“静差”
4)比例积分(PI)调节--为了“静差”,在比例调节中添加积分(I)调节积分,调节是指调节器的输出信号与偏差存在随时间的增长而增强,直到偏差消除才无输出信号,故能消除“静差”比例调节和积分调节的组合称为比例积分调节.
5)比例积分微分(PID)调节--比例积分调节会使调节过程增长,温度的波动幅值增大,为此再引入微分(D)调节。微分调节是指调节器的输出与偏差对时间的微分成比例,微分调节器在温度有变化“苗头”时就有调节信号输出,变化速度越快、输出信号越强,故能加快调节速度,降低温度波动幅度,比例调节、积分调节和微分调节的组合称为比例积分微分调节。

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