热处理多用炉的检测与分析

江苏丰东热技术股份有限公司 （大丰 224100） 陈立奇 蒋 明

随着航空航天、风力发电、高速列车及汽车行业的不断发展，对于机械零部件的性能要求进一步提高，热处理过程显得尤为重要。热处理设备的精度控制和可靠性是保证机械零部件处理后使用性能的硬件基础。由此，热处理多用炉的检测与分析势在必行，并且需要定期执行并长期保证。

依托江苏省热处理及表面改性工程实验室，借助专有设备和仪器，对我公司的热处理多用炉进行了专业检测。检测项目包括空炉升温时间、空炉能耗、炉温均匀度及表面温升等，并作简要分析。

1.试验准备

对于经过有效烘炉的热处理多用炉，准备9支经过示值误差校验的热电偶，型号为铠装K型或N型，等级为Ⅱ级，直径为3mm，其长度分别有不同类型，以便多用炉内不同区域热电偶的引出。

电子记录仪型号为AX110，具备10通道数据显示及记录功能，具有CF卡储存功能，以实现数据的导入及导出。电子记录仪与热电偶之间通过补偿导线相连接，应避免10路热电偶信号的相互干扰。

为了测量空炉升温时间，应准备秒表（精确到1s）。为了测量空炉能耗，应准备高精度数字电能表（0.5级电能表，允许误差在±0.5%以内）。为了测量加热炉的表面温升，应准备水银温度计和红外测温仪。为了保证检测结果，检测所用的仪器仪表在使用前均应经过校准，合格后才能使用。

按照GB/T10066.4－2005，对于宽度小于1.5m，长度小于2m，高度大于0.3m的箱式多用炉应采用9点测温，分别位于电阻炉有效加热区的8个顶角和体心位置。对于UBE－600、BBH－600多用炉，其工作区尺寸为1200mm×600mm×600mm，料盘尺寸为1200mm×600mm×50mm。

2.试验步骤

对于热处理多用炉的空炉升温时间、空炉能耗、炉温均匀度及表面温升的检测步骤参照GB/T10066.4－2005《电热装置基本技术条件 第4部分：间接电阻炉》实施。

3.试验结果与分析

（1）空炉升温时间 空炉升温时间的测试记录及结果如表1所示，该多用炉的空炉升温时间为4.1333h。该多用炉加热器的总功率仅为82kW，低于标准UBE炉型的90kW额定功率，因此升温时间相对较长。此外，这与该热处理多用炉的已服役年限有很大的关系。空炉升温时间的长短直接体现了电阻炉的设计性能，间接反映了热处理多用炉的使用效率和节能效果，国家标准和行业标准对此也有一定的要求。

表1 空炉升温时间记录及测量

（2）空炉能耗 空炉能耗的测试记录及结果如表2所示，该多用炉的空炉能耗仅为700.8kW·h。随着热处理向着节能环保方向发展，对该类指标的要求越来越高，我公司也在一直致力于生产出高效节能的产品，以满足日益发展的市场需求。表3列出了热稳定状态的判定原始记录，随着保温时间的延长，消耗电能值En和平均功率Pn将不断降低，直至达到近似平衡值，即Δn接近1.0（Δn≤1.03）。根据热平衡状态的判定要求，连续出现三次Δn≤1.03时，才认定达到热稳定状态，这也在一定程度上对热处理多用炉提出了较高的要求。

表2 空炉能耗记录及测量 （kW·h）

表3 热稳定状态原始记录

（3）炉温均匀度 热处理多用炉良好的炉温均匀度是热处理产品性能的重要保证。表4为我公司多用炉炉温均匀度检测报告，试验温度设定在950℃，控制热电偶显示值为951.0℃，9个测温点中最低值为946.2℃（修正值），偏低4.8℃；9个测温点中最高值为952.9℃（修正值），偏高1.9℃。该检测结果基本符合GB/T 9452规定的±5℃精度要求。对于性能要求较高的重要产品，应尽量避免放置于这两个位置（1点和5点）。

表4 炉温均匀度检测报告（950℃）

为了保证检测的准确性和可靠性，需要对各热电偶进行校验，表5列出了9支热电偶的示值误差，可以看出该9支热电偶均符合Ⅱ级标准，这也符合热电偶“先修正后使用”的要求，防止误差值过大，而超出炉温均匀度（±5 ℃）的范围。热处理多用炉在使用过程中，炉内各热电偶均升温较快，保温阶段曲线较为接近，降温曲线较为平缓，多用炉保温性能良好。

表5 各热电偶的编号及示值误差

（4）表面温升 表6列出了多用炉表面温升记录和结果，炉壁左侧位置升高了44.97℃，炉壁右侧温度升高了44.67℃，炉壁后侧升高了37.23℃。符合JB/T8195.1标准的要求：RXQ9炉型的表面温升要求为炉壳表面≤50℃。

表6 表面温升记录及测量 (℃)

4.结语

（1）热处理多用炉的空炉升温时间为4.1333h，符合机械行业标准要求。

（2）热处理多用炉的空炉能耗为700.8kW·h，符合机械行业标准要求。

（3）热处理多用炉的炉温均匀度为+2.7℃/-1.8℃，符合国家标准要求。

（4）热处理多用炉的炉壁左侧、右侧及后侧位置的表面温升分别为44.97℃、44.67℃和37.23℃，符合机械行业标准要求。