工业炉温度控制

　　工业炉温度测量、调节、控制系统由热电偶、智能仪表，记录仪、可控硅等组成。炉体分成多区由带调功器的可控硅进行PID控制。利用智能仪实现炉罐内主控、炉罐外辅控的联控方式，从而反映了工艺温度的准确性，减少人为估算误差。长久以来，国内生产的井式气体渗碳炉均是采用炉外控温的方式实现对炉内温度的控制。而在欧洲，早在20世纪80年代就已经大量运用了一种更为合理的温度控制方式，即炉内主控方式。通过对炉内主控方式与炉外控温方式的研究，可以说明实现炉内主控对深层渗碳时渗碳质量的影响的程度。 

　　炉内主控是指通过合理的数学模型，以炉盖热电偶检测到的温度与目标温度之间的差值来实现对各个加热区的功率自动调节，从而控制炉膛温度的一种温度控制方式。这种控制方式的优点是可以更精确地控制炉膛温度，减小炉温的偏差，并可以显著提高炉温的可靠性。 

　　以往的观点认为，当达到热平衡后，炉膛内外存在着一个固定的温差，根据这个观点，采用炉外控温的方式。当炉膛外的温度为一个定值的时候，炉膛内的温度也应该是个定值。例如，假设炉膛内外的偏差ΔT为20℃，我们要在930℃(即T内＝930℃)渗碳时，只需要控制炉外的温度(T外)为950℃即可。但这种观点是不切实际的。 

　　实践证明，炉膛内外的温差是随着保温时间的延长而不断变化着的，根据这种推论，我们可以预知，随着保温时间的推移，炉内外的温差在不断地变化着，控制炉外的温度已无法保证炉内温度的偏差在工艺要求的范围内。因此，可能造成渗碳时炉温过高，奥氏体晶粒长大，工件淬火后马氏体组织粗大，从而影响工件的性能。炉内控温是对炉盖热电偶检测到的温度与加热区热电偶检测到的温度之间的差值直接进行控制，所以不存在随保温时间的延长发生变化而影响对炉内温度偏差的控制。采用炉盖主控方式控制炉温的另一个优点就是能显著提高设备运行过程中的可靠性。这主要表现在：当某个加热区的热电偶有较大偏差或损坏时，可以通过仪表显示的各个加热区与主控热电偶之间的温度偏差而直接来判断。而对于炉外控温，常常需要在校温或根据升温速度的快慢等现象来判断，这不但需要丰富的实践经验，而且不能做到及时发现问题。