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电炉温度控制柜

某厂3区全自动渗井式气体碳炉整体技术方案

 

一、主要技术参数
1.    额定功率:120KW
2.    额定电压:380V 3相 50Hz
3.    额定温度:950℃
4.    炉罐尺寸:Φ800×1500㎜
5.    控温区数:3区
6.    控温方式:PID自动调功
7.    温度均匀性:≤±5℃
8.    控温精度:≤±1℃
9.    热循环风机:水冷风机,轴流风叶
10.功率:3KW
11.风量:2700~2900m3/h
12.风压:500~600Pa
13.转速:1440r/min
14.炉盖升降电机:1.1KW1台,液压升降
15.空炉升温时间: ≤1.5 h (室温~950℃)
16.渗碳气氛:甲醇、煤油.乙醇(储料灌均有供方提供)
17.炉盖表面温度:≤65℃ 炉壳表面温度:≤30℃
18.炉体外形尺寸:1600×3130mm(直径×高)
19.占地面积:1600×2200mm(长×宽)
20.风机冷却方式:专用冷却水池,有一专用自吸泵供应
21.电炉控制方式:电炉控制柜均安装在总控制房,动作控制均在炉前操作柜完成。
 
二、井式渗碳炉炉体结构设计
全自动渗井式气体碳炉是由炉体、炉衬、加热元件、马弗罐、气流搅拌装置、自动渗碳系统、控制系统等附件组成。
1炉体:炉体是采用国标型钢和钢板卷成圆桶焊接而成,角钢卷加强,槽钢底座,结构牢固,外形美观强度高。
2炉衬
炉衬为全纤维结构,炉衬纤维总厚度为260㎜,炉体壳体内侧壁覆粘一层5㎜石棉板,大大降低了炉外壁的温升;炉衬四周的耐火纤维是采用山东鲁阳优质真空甩丝法生产的标准型,压缩后模块容重≥220㎏/m3;采用标准的铆固件科学合理的镶装方法,此结构少有热桥短路现象出现,又是平叠两种方式结合制作,气密性较好,具有牢固可靠、维修方便、使用寿命长、节能效果好、炉体重量轻、炉体外壳温升小等优点。
3炉盖升降机构
炉盖升降采用电动液压机构,平稳可靠。炉盖升降由行程开关定位。炉盖
关闭时压在马弗罐法兰上。
炉盖盖在马弗罐上后,通过圆周均布的10只螺丝压紧密封。
4加热元件及固定装置
 加热元件沿炉膛高度方向分两区布置。加热元件采用oCr20Ni80合金电阻带制作成波纹型,沿炉膛高度方向采用新型的高铝质螺钉,采用悬挂方式把电阻带固定在炉衬纤维上,不会产生热短路现象。
5马弗罐:炉胆采用310S不锈钢板(10mm)焊接,炉胆桶体下方是封头圆形,桶体的上方密封型,法兰材料厚度30mm碳钢板经过精加工而成,法兰的上面有1档密封,保证常用中与外界气氛隔离。
炉胆的炉盖采用30mm碳钢板精加工后使用。炉盖受热面采用优质高温耐热钢填充硅酸铝耐火纤维毯,充分保证炉子气密性良好和炉盖整体不变形。
炉盖上安装有水冷循环风机,风机风叶采用不锈钢铸造而成,通过高速搅拌可使罐内温度均匀。
6炉内均匀性±5度:配置武汉辉达仪表厂(国内知名品牌)生产风机,风机功率2.2KW。能使炉内温度均匀性达到±5度
7动力控制系统:电炉设有连锁控制装置,当炉盖打开后,自动切断加热元件的电源,炉盖关闭后,自动恢复加热元件的电源,可防止由于误操作而产生的故障和事故。
各传动机构的动作具备联锁功能,只有当炉盖关闭到位、炉盖密封处于压紧状态正常时,加热主回路才能送电,温度控制系统才可闭环运行。
 
三:井式渗碳炉温度控制系统
温控系统主要由温度控制和机械动作控制两大部分组成。
本电阻炉为3个控温区。温度控制采用武汉辉达工控有限公司生产控温器控温, 固态继电器 PID过零调节。由插入炉内的热电偶,将该区的温度转换成电信号,送到温度仪表中,经仪表内部处理后与设定值比较,经“专家PID”调节运算后,输出一电压控制信号控制固态继电器的通断,调节单位时间内输入该区的功率大小,从而达到控温目的。
为该井式渗碳炉设计的温控系统,如下图所示。此系统主要以HD-M-ZA5000系列智能PID触发模块为主控单元,输出信号可直接控制主回路的可控硅,达到调节目的。采用HD-D4000系列开关量模块和HD-DL4000系列智能电量采集模块,分别对风机、炉门的升降、台车的进出、电流、电压等进行监测和控制。触摸屏与子模块之间连接,通过RS485硬件接口并采用MODBUS-RTU通讯协议进行通讯,在屏内可修改、查看相关子模块的画面及参数。

 

       热控温仪:采用日本岛电公司原装进口FP93型高精度可编程智能数控仪,精度0.3级,配置编程曲线,用户可一次性的将工艺曲线输入仪表,仪表根据热电偶信号自动完成工艺过程,该表内置“专家PID”调节模型,具有无超调、无欠调的高调节品质,质量可靠,电压、环境温度适应范围宽,抗干扰能力强等优点。
 
加热主回路:炉体加热主回路采用大功率固态继电器(SSR)作为调功执行元件,模块与风冷装置、散热器、过热保护、触发器组成一体化调功组件,结构紧凑,便于维护、更换。模块上端设有空气开关,用作切断电源及短路、过载、过流保护。另配置半导体专用快熔,保护一体化模块,不易受损,模块下端设有交流接触器,当超温或炉门提升时,自动切断主回路,保护设备和工件的安全。
 
电气控制柜(屏)控制柜采用公司标准控制柜(1800×800×500mm)柜体,外壳采用冷扎板精密冲压成型,外表喷塑处理,外观美观大方
每台控制柜内配备与本柜一致的电气原理图和接线图并放置在柜内固定的文件盒上。
 
渗碳控制系统 :HT8000工业PC集散式渗碳工艺过程控制系统(散件)
 
工作方式:本系统为上下级计算机系统,上级PC机承担工艺控制的管理和计算任务;下级温度、碳势仪表接收上级机的指令,对现场的温度、碳势直接调节控制,使之稳定在设定值。同时和PLC通信,显示和记录炉机动作和气氛控制的异常工况。
当上级机损坏不能工作时,下级的碳控仪可承担临时上级机的任务,在其上对碳势进行编程,,对碳势调节控制。
渗碳在上级机工作时为自适应工艺控制和分段法程序控制,在上级机损坏时为分段法程序控制。
上级机记录:硬盘即时存盘,打印机打印 包括各区炉温、碳势、碳浓度分布,表面碳浓度和渗碳硬化层深度的变化趋势,各种故障和报警。