Horno de tratamiento térmicoEl control de la temperatura del horno es un eslabón clave para garantizar que el material obtenga la estructura organizativa y el rendimiento deseados, y su núcleo radica en lograr un control preciso y estable de la temperatura a través de la coordinación del monitoreo de sensores, la regulación del controlador y la acción del mecanismo de ejecución. Los siguientes son los métodos detallados y los puntos técnicos para el control de la temperatura del horno de tratamiento térmico:

I. principios básicos del control de la temperatura del horno

　　Horno de tratamiento térmicoEl control de temperatura se basa en un sistema de retroalimentación de circuito cerrado, que ajusta automáticamente la Potencia de calentamiento o la velocidad de enfriamiento monitoreando la temperatura en el horno en tiempo real y comparándola con el valor establecido, para que la fluctuación de la temperatura se controle dentro del rango permitido. Su proceso básico es:

Medición de la temperatura: el termómetro térmico o infrarrojo recoge la señal de temperatura en el horno.

Procesamiento de señales: el controlador compara la temperatura medida con el valor establecido y calcula la desviación.

Decisión de control: salida de instrucciones de ajuste (como aumentar / disminuir la potencia) en función del tamaño y la dirección de la desviación.

Acción de ejecución: ajuste la salida del elemento de calefacción (alambre de calor eléctrico, quemador de gas) o del dispositivo de enfriamiento (ventilador, sistema de refrigeración por agua).

II. tecnologías clave para el control de la temperatura

1. medición de temperatura y selección de sensores

Térmica:

Tipos: tipo K (universal), tipo S (alta temperatura), tipo B (súper alta temperatura, > 1200 ℃).

Posición de instalación: es necesario evitar la zona de radiación directa del elemento de calefacción, generalmente insertado cerca de la pieza de trabajo o en el centro del horno.

Cable de compensación: al transmitir a larga distancia, es necesario utilizar un cable de compensación que coincida con el par térmico para reducir el error de señal.

Termómetro infrarrojo:

Escenario aplicable: medición sin contacto, adecuada para procesos de alta temperatura o calentamiento rápido (como hornos de vacío, calentamiento por inducción).

Calibración: calibrar regularmente con un horno de cuerpo negro para garantizar la precisión de la medición.

2. tipo de controlador y algoritmo

Controlador eip:

Principio: ajustar la salida a través de tres partes: proporcional (p), integral (i) y diferencial (d), eliminar el error estático y suprimir el exceso dinámico.

Ajuste de parámetros: utilice el método Ziegler - Nichols o el método de prueba para ajustar los parámetros p, I y D para adaptarse a diferentes tipos y procesos de horno.

EIP adaptativo: ajustar automáticamente los parámetros de acuerdo con los cambios de temperatura del horno para mejorar la capacidad anti - interferencia.

Control inútil:

Escenario aplicable: sistemas con grandes fluctuaciones de temperatura del horno o no lineales (como hornos de gas).

Ventaja: no se necesitan modelos matemáticos precisos para lograr un control sólido a través de reglas empíricas.

Control inteligente:

Control de red neuronal: optimizar la estrategia de control aprendiendo datos históricos, que es adecuada para condiciones de trabajo complejas.

Sistema experto: integrar la base de conocimiento del proceso y seleccionar automáticamente los mejores parámetros de control.

3. mecanismo de ejecución y método de calentamiento

Horno de calentamiento eléctrico:

Modo de control: ajustar el voltaje de entrada a través de silicio controlado (scr) o relé de estado sólido (ssr) para lograr un ajuste continuo de la potencia.

Control de zona: los hornos grandes adoptan un control independiente de varias zonas para resolver el problema de la uniformidad de la temperatura.

Horno de calentamiento de gas:

Válvula reguladora proporcional: controlar la intensidad de la llama ajustando el flujo de gas.

Control de la relación aire - combustible: cooperar con sensores de oxígeno para garantizar la combustión completa del gas, mejorar la eficiencia y reducir las emisiones.

Control de enfriamiento:

Enfriamiento por aire: ajustar el volumen de aire a través de ventiladores de conversión de frecuencia para lograr un enfriamiento rápido.

Enfriamiento por agua: para enfriamiento de emergencia o enfriamiento local (como tanque de enfriamiento).

III. control de la uniformidad de la temperatura del horno

1. optimización del diseño del horno

Diseño del elemento de calefacción: utilice alambre de calefacción distribuido uniformemente arriba, abajo o alrededor para evitar el sobrecalentamiento local.

Material de aislamiento térmico: elija fibra cerámica o ladrillo refractario con baja conductividad térmica para reducir la pérdida de calor.

Ventilador de circulación: circulación forzada de aire (como horno de caja) para que el campo de temperatura sea uniforme.

2. colocación de piezas de trabajo y cantidad de horno

Requisitos de distancia: conservar una brecha de ≥ 1 / 3 del espesor de la pieza entre las piezas de trabajo para evitar bloquear la radiación térmica.

Control de la carga del horno: no supere el 70% del volumen del horno para evitar que el flujo de aire se bloquee y la temperatura sea desigual.

3. pruebas y correcciones de uniformidad

Medición de temperatura multipunto: organizar termómetros en diferentes posiciones del horno y dibujar un mapa de distribución de temperatura.

Método de corrección: optimizar el campo de temperatura ajustando la Potencia de la zona de calefacción o la velocidad del ventilador.

IV. puntos clave de control de temperatura para procesos especiales

1. tratamiento térmico al vacío

Desafío de medición de temperatura: los termómetros son fáciles de oxidar en un ambiente de vacío, y es necesario utilizar termómetros de tungsteno y renio (w - re) o radiación para medir la temperatura.

Estrategia de control: combinación de regulación de potencia y enfriamiento de gas (como la carga de nitrógeno) para lograr un calentamiento rápido y un control preciso de la temperatura.

2. calentamiento por inducción

Selección de frecuencia: alta frecuencia (> 10 khz) para el enfriamiento de la superficie, media frecuencia (1 a 10 khz) para el calentamiento general.

Circuito cerrado de temperatura: a través de la retroalimentación en tiempo real del termómetro infrarrojo, se ajusta la corriente de la bobina de inducción.

3. línea de tratamiento térmico continuo

Control de temperatura por zonas: el cuerpo del horno se divide en áreas de precalentamiento, calentamiento, aislamiento térmico, enfriamiento, etc., y cada área se controla de forma independiente.

Coincidencia de velocidad: la velocidad de transmisión de la pieza de Trabajo coincide con el tiempo de calentamiento para garantizar la consistencia de la temperatura.