电阻炉温自动控制原理与特性

1、1楼电炉炉温自动控制原理与特性 根据炉温对给定温度的偏差，自动接通或断开供给炉子的热源能量， 或连续改变热源能量的大小， 使炉温稳定有给定温度范围， 以满足热 处理工艺的需要。温度自动控制常用调节规律有二位式、三位式、比 例、比例积分和比例积分微分等几种。 电阻炉炉温控制是这样一个反 馈调节过程， 比较实际炉温和需要炉温得到偏差， 通过对偏差的处理 获得控制信号，去调节电阻炉的热功率，从而实现对炉温的控制。按 照偏差的比例、积分和微分产生控制作用（ PID 控制），是过程控制 中应用最广泛的一种控制形式。系统控制程序采用两重中断嵌套方式设计。首先使 T0 计数器产生定 时中断，作为本系统的采样

2、周期。在中断服务程序中启动 A/D ，读 入采样数据，进行数字滤波、上下限报警处理， PID 计算，然后输出 控制脉冲信号。脉冲宽度由 T1 计数器溢出中断决定。在等待 T1 中 断时，将本次采样值转换成对应的温度值放入显示缓冲区， 然后调用 显示子程序。从 T1 中断返回后，再从 T0 中断返回主程序并且、继 续显示本次采样温度，等待下次 T0 中断。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

3、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

4、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。 （一般采用晶闸管调节器为执行器） 。 根据生产现场的运行情况，这种控温方法，精度比较高，系统性能稳 定，满足生产的实际需要。主要设备 :热电偶或热电阻 ,智能 PID 温控 仪,可控硅触发调功器等。炉温自动控制主要的技术特性： 电阻炉消耗电能转换来的热能 一部分由电炉

5、构筑材料及传热的各种精品文档 你我共享 因素而散失到空间去了， 另一部分则用于对炉内工件的加热， 前面的 一部分形成了电炉损失功率，后一部分形成了电炉有效功率。当电炉开始升温时，炉内砌砖体大量地吸收热量，以提高本身 温度，在停炉冷下来时又把这一部分热量散失到空间去； 这一部分形 成炉体蓄热损失。 一台先进的电炉应具有低的空炉损失及高的有效功 率。较少蓄热相失。空炉损失的大小是衡量电炉效率好坏的重要指标， 空炉损失小的电炉，可以得到高的技术生产率及低的单位电能消耗 比。一般工业电阻炉的效率。 小型电炉较低一些 大型电炉较高一些， 从 10100 千瓦的箱式电炉效率约为 65-85%，空炉损失约占

6、总功率的 35-15。 电炉从室温升到工作温度的时间对电炉的经济指标是有明 显影响的，升温时间短则炉子投入正常使用的时间就较长每天的生产 率就较高， 每公斤工件的电耗量就降低， 所以要尽量采用热惯性小的 炉衬材料并降低炉体蓄热量来加快电炉的升温速度： 炉体的蓄热量对 周期作业炉影响很大，尤其是每天一班或二班生产的电炉 对连续作业炉其影响就不明显。加热能力是一台电炉的主要技术指 标，加热能力是指电炉的有效功率， 从理论计算上在一个小时内能把 指定的材料加热到额定温度的最大重量数，以公斤小时计算。(5)电阻加热炉基本结构及型式 电阻炉是随着机械工业的发展而发展起来的， 由于各种加热工艺 及冶炼工艺

7、上的需要， 电阻炉是一个品种很多的产品。 电阻炉炉体结 构，分周期式及连续式二个型式来分别介绍。周期式作业炉。如箱式 电炉，台车式电炉、井式电炉等箱式电炉，外壳一般是用型钢、钢板焊接而成的， 小型电炉由于需保持工作面的一定高度， 一般均做成带 支架的，在箱型壳体下边， 有支持炉体的腿或支架。中型电炉因本身 重量大及加入炉内的工件重量也大， 所以一般均直接在底盘上焊接炉 体及砌砖。大型电炉可以在特定的专用的地基上设计成无钢性底盘的 结构，而就地焊接砌砖，但这种电炉在安装后不能吊运及移动。 中小型电炉的炉门可用配重及手动装置来开闭，下部一般均有砂封 槽，有些炉门上边也设有砂封槽， 以保证良好的密封

8、性， 炉门关闭时， 用压紧装置使炉门紧密的与门框接触， 减少漏气。 大型电炉可以用电 动或气动、液压开闭炉门， 电加热元件一般可以在炉膛内左右侧墙上 及底面上布置， 为了得到良好的热场， 最好在护顶上也布置电加热元 件，因为炉内工件一般堆放高度不会超过宽度， 所以以上下两个方面 加热比左右两个方面加更为有效。 大型及中型电炉可以在护门上及后 墙上适当的布置一些电加热元件， 以减少炉内的温差， 为了保证炉门 口的热损失能得到更好的平衡， 可以在较大的箱型电炉上靠炉门口的 炉膛长度 1/3 处作为一个控制区。 通保护气体的炉子应设有保证安全运行的必要装置及良好曲密封性。 井式电炉一般均为园筒形炉膛

9、，内径一般最小为 600 毫米，大小了， 安装维修时不方便； 炉壳用型钢作为骨架再焊上钢板， 小型炉盖可用 手动机构开闭， 大型及中型的可用电动或液压等机构开闭， 高度与直 径好比在 1 一 1.5的电炉工件一般放管在炉膛底部，高度与直径比在 2以上时。工件大部用吊挂方式，吊于炉口内或炉上外部的专用吊架 上，控制区的设置一般以直径的 115 倍为一个。在温度控制要求 不高时.有时一个控制区长度达到直径的 2倍。可控气氛箱形多用炉。一般在结构上是分为前室及炉膛、冷却槽，前 室由型钢及钢板焊成的密封空间下边与冷知槽相连， 上边为设有水冷 壁的空气冷却室。中间有通过工件的轨道及上下升降的料架，由顶上

10、 的气缸来操作（可电气动或液动）下降时工件进入冷却槽，进行快速冷 却或等温淬火、上升时工件在上边气氛中缓冷。炉膛在前室后边，中间 有一个炉门隔开，进料出料时。炉门由上部气缸打开。炉膛由抗渗碳砌成。电加热器两种形式，一种是由高电阻合金板材制成；为了消除表面积炭形成短路，加热器面涂上专用的高温绝缘釉；另一种为辐射管式的，水平或垂直的插入炉赌中，管中用大切面园形电阻线组成金属发热器。 炉内具有强通的风扇，炉子前面为一个推料装置，用以向炉内进出料，电炉附有气体发生器或直接向护内滴注有机液及碳势控制设备。原创文章版权归丹阳市恒力炉业有限公司所有性质：采用电加热元件（电阻体）将电能转换为热能的一种 加热设备。可分为卧式（箱式），立式（井式），管式等。发热元件 电热丝（棒）安置在炉膛内，可将热量直接辐射给坯体。发热元件：温 度较低的电阻炉（小于1000C）为高电阻合金丝；中温电阻炉（小于 1450C）为硅碳棒；高温电阻炉（小于1750C ）为二硅化钼棒；超高温电 阻炉（约200（H2200C）为氧化锆棒（一般低于1000C时，采用预热装 置）。在真空、氢及 惰性气体等保护气氛条件下可用钼丝、钨丝及 石 墨等发热元件，温度可达170（H 2800C。电阻炉占地面积小，使用方 便