工业热处理炉炉温均匀性测试新技术的应用分析

摘要：在现代工业生产中，加热炉是重要的组成部分，能够给锻件加热，避免出现金属变形、塑性改变等问题，实现更好的轧制效果。在加热炉运行中，如果温度没有均匀分布，则铸件的加热效果会受到影响，还会导致资源的浪费，在此背景下，运用新技术对热处理炉均匀性进行测试十分必要。首先，阐述工业热处理炉炉温均匀性；其次，探究工业热处理炉炉温均匀性测试新技术；最后，分析新技术在工业热处理炉炉温均匀性中的应用。

关键词：工业热处理炉炉温均匀测试数据采集新技术

ApplicationAnalysisofNewTechnologyforTestingTemperatureUniformityofIndustrialHeatTreatmentFurnace

GONGJiankun

AVICAircraftLandingGearCo.，Ltd.，Hanzhong，ShaanxiProvince，723200China

Abstract：Inmodernindustrialproduction，theheatingfurnaceisanessentialcomponent，whichiscapableofheatingtheforging，preventingmetaldeformationandplasticalterations，and attainingasuperiorrollingoutcome.Duringtheoperationoftheheatingfurnace，ifthetemperatureisnotuniformlydistributed，theheatingeffect ;ofthecastingwillbecompromised，resultinginawasteofresources.Againstthisbackdrop，itbecomesimperativetoapplynewtechnologiestotesttheuniformityoftheheattreatmentfurnace.Firstly，thetemperatureuniformityoftheindustrialheattreatmentfurnaceisdelineated.Secondly，thenoveltesttechnologyforthetemperatureuniformityoftheindustrialheattreatmentfurnaceisprobed.Finally，theapplicationofthenewtechnologyinthetemperatureuniformityoftheindustrialheattreatmentfurnaceisanalyzed.

KeyWords：Industrialheattreatmentfurnace;Furnacetemperatureuniformitytest;Dataacquisition;Newtechnology

在对工件进行热处理时，传统的控温仪只能控制某一处的温度，无法控制热处理炉中的其他空间温度，热处理工艺要求某一工作空间内的温度要能长期保持稳定，还要均匀。热处理炉的关键性能指标是炉温均匀性，这一指标也是确保产品质量的重要参数。部分要求产品质量好的企业会进行炉温均匀性测试，为此，针对测试差异较大的问题设计一套科学的测温方式是必要的，如此也能提升测温准确性，本文就此展开研究。

1工业热处理炉炉温均匀性概述

1.1加热炉的均匀性

在加热炉工作过程中，炉体性能可直观反映炉温的均匀性，从理论上来说，各区域炉温温度应一致，具有均匀性，但受多方面因素的影响，各区域炉膛内的温度存在差异，为了保证加热炉炉内温度的一致性，需采取有效措施。热处理炉内实际温度的影响因素有许多，如炉子的结构、密封性，还包括炉子的维护管理、控制方式等。当有效工作区的温度分布均匀性发生改变时，要有效运用新技术进行检测，并根据检测结果制定科学合理的解决措施，如此能更好地保证加热炉炉温的均匀性，还能让产品的生产效率得以有效提升[1]。

1.2加热炉炉温均匀性测试要求

在检测加热炉的均匀性时，要严格按照相应的要求和规范来进行，如可按照《热处理炉有效加热区测定方法》（GB/T9452—2012），如此能增加检测的说服力，让其更具参考价值。在进行炉温均匀性测试前，应确保加热炉已经按照设计参数完成安装与调试，并处于稳定运行状态，还要对加热炉的控制系统、加热元件及保温材料进行全面检查，确保无故障，测试时间可控制在2h左右，并尽可能覆盖整个炉膛加热区域，也要对热点偶测量端加以固定，以便实现更好的测量目标。

2工业热处理炉炉温均匀性测试新技术

2.1测量主要设备介绍

在检测工业热处理炉炉温的均匀性时，本文运用的是多通道、一体化的数据采集器，该设备具有六位半的分辨率，测量范围也广，可测量-50～1300℃。这种采集器能够测试热处理炉的温度场、波动度、湿度场等，还能自动分析。值得注意的是，传统热处理炉温设备采用记录仪器、控温仪表，容易受环境的影响，精度也较低。

2.2热处理炉炉温均匀性测试新方法

（1）在测试一台热处理炉前，要做好准备工作，要先查看该台设备的说明书和相关资料，了解有效加热区的相关信息，如类型、范围等，在了解之后要与相关的技术人员进行确定，以此依据资料对加热区的体积进行计算。

（2）依据热处理炉炉温有效加热区均匀性测定的相关文件，依据热处理炉的体积大小、类型、规格等因素计算所需的布点数量。

（3）燃气热处理炉的组成包括多个控温区，每个控温区的炉温控制是由热电偶负责，以平衡热处理炉内炉膛的温度[2]。在此状况下，为确定炉控温区数量，可依据被测热处理炉规格进行，在实际工作中，可将每个控温区作为一个单元，对热电偶的位置进行有效布置。

（4）由于热处理炉的类型是多样化的，所以控温区也存在差异，通常情况下，I-Ⅱ类炉与另一种类型的炉子相比，控温区更多，但相对地，III-VI类炉需要更多的检测点，为此，在选择工业热处理炉等级时，可按照热电偶的位置来进行，以此运用不同的检测方法，但布置的原则并没有差别[3]。

本文选取了8点布置法、12点布置法、14点布置法如图1、图2、图3所示。从图中可看出，它们所拥有控温区的数量有2个，需要布置的热电偶数量不同是因为热处理炉的大小、类型不同，这也导致布置的位置也存在差异。但相同的是，布置的原则是一样的，即在布置时都是以控温区为单元，其中还有一个热电偶，布置位置选择在控温区8个角的几个点，在此背景下，要了解控温区的温度分布情况，只需要对这几个点进行测量即可，如此就能很容易地获得热处理炉的均匀性。这种方式能让人员更好地了解哪个控温区出现问题，以便更好地对热处理炉进行维修。

（5）在确定热电偶位置点时，工作人员可画出布点位置图，根据位置图来、连接热电偶、。为了更好地测试，人员可在每个位置上放置测试支架，在选择测温点时，可向客户寻求意见，按客户的要求进行，在选择采集次数、恒温时间等项目时，要严格遵循国家标准。

（6）在测量炉温均匀性时，可将测量的温度按一定的顺序，如按由低到高来进行，在完成数据采集后，人员在进行数据计算、分析时[4]，要选取相应的项目，如恒温点的测量数据，接着，人员会得到分析结构，最后，可根据这一结果对热处理炉的性能和炉温均匀性进行判断、分析。

2.3支架设计

在热处理炉炉温均匀性检测中，支架是重要的辅助设备，会影响测量的准确性和质量，在此背景下，找到一款适合的测试支架是必要的。测试支架要具有快捷、方便、可伸缩、可反复使用的特点。为此，人员在测试时可随时将支架移动到需要的位置，最后将热传感器固定在支架上。

3新技术在工业热处理炉炉温均匀性中的应用

为了验证方法的准确性，本文的测试对象为台车式燃气热处理炉，型号为RT3-2700，在开展炉温均匀性测量时，可对相关参数进行计算，如此可了解控温区有2个，测温点有14个，所布点如图4所示。

这种布点的分布方式较为合理，是以热处理炉炉膛内的每个控温区为依据，能够及时发现炉膛内的温度变化，工作人员还能通过计算了解炉温均匀性是否满足相应的要求，以便了解炉膛内各位置的温度发生的变化[5]。本文调查了这种热处理炉在一定恒温下的测量情况，如恒温800℃，以此获得相应的数据，具体数据如表2所示。

从表2中数据可看出，工业热处理炉炉温分布有以下规律，即温度会随着炉内位置发生变化，越靠近炉底，温度越低，这种现象出现的原因是炉底的密封性较差，同时炉顶的温度相对较高，其原因是炉顶的密封性好，上面的热气也更多，所以温度高。从整体的角度分析，该热处理炉有着较好的性能和均匀性。

4结语

在热处理炉性能指标方面，热处理炉均匀性是不容忽视的，是重要的参考指标，其会直接影响产品热处理的结果，各大企业要想在激烈的市场中占据重要的地位，提升产品质量，须运用新方法测试热处理炉炉温的均匀性。本文使用的方法不仅能够快速计算炉温均匀性，还方便人员分析炉膛每个位置的性能，以便及时发现问题，更好地开展维修和维护工作。

参考文献

• 万莹.热处理炉炉温均匀性和系统精度检测技术[J].金属加工（热加工），2024（2）：100-104.

[2]李丽君，林辅坤，李正龙.真空热处理炉炉温及均温测试的日常管理方法[J].湖南有色金属，2023，39（6）：77-80.

[3]张天航.燃烧系统优化对台车式热处理炉炉温均匀性影响的研究[D].石家庄：河北科技大学，2023.

[4]申国强，柳海涛，陈刚，等.提高燃气炉回火工艺炉温均匀性的研究与应用[J].铸造，2023，72（3）：320-325.

[5]周军勇.管式真空热处理炉加热方案优化设计研究[D].杭州：中国计量大学，2021.