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lsx22辐射管式连续式渗碳炉自动生产线
LSX22辐射管式连续式渗碳炉自动生产线
测量控制系统的改进
安阳桦炜齿轮有限责任公司
刘桂燕 高泊依
一.生产线简介
1.自动生产线的用途
本自动生产线适用于汽车、拖拉机及其他机械零件的渗碳。零件在自动线上可以完成下列热处理工序:
(1)前清洗 (2)预处理 (3)渗碳 (4)淬火
(5)后清洗 (6)低温回火
2.自动生产线的组成
该自动生产线由:2.1、LSX辐射管加热连续式渗碳自动线由(1)予处理炉;;(2)渗碳炉;(3)滴注系统;(4)淬火机构;(5)后清洗机(6)低温回火炉(7)料盘输送系统(8)前清洗机(9)程序控制屏幕(10)电气控制系统(11)淬火油冷却系统(12)液压系统等部分组成。
3、主要技术规范及技术参数
(1)外型尺寸:16752(长)×8855(宽)×4815(高)
(2)占地面积:≌261.62㎡
(3)渗碳炉内料盘数22盘,自动线使用料盘数45盘,料盘尺寸:780×440×50。
(4)自动线允许通过工件高度,直接淬火600㎜;
(5)自动线总功率≈761.8KW;
(6)生产能力:280~300㎏/h(按层深0.9-1.3㎜算)
(7)零件表面渗碳层深度偏差:±0.1㎜(同盘试样)
(8)炉气碳势控制精度±0.05%;零件表面含碳量偏差≤±0.05%。
(9)炉温均匀性:渗碳炉±0.8℃;回火炉±3℃。
(10)渗碳齿轮金相组织,符合ZBT04001-88标准。
(11)表面硬度控制精度HRC±1.5℃ (同一盘);单件为HRC±1。
(12)表面非马氏体组织层深≤0.015mm。
(13)主要消耗:
甲醇:12.61/h 丙酮:2.31/h
冷却水耗量:8.5t/h 压缩空气:0.6M3/h
4.渗碳结构见图
主体渗碳炉,炉内分五个区段,一区、二区为加热区,三区为快速渗碳区,四区为扩散区,五区为保温淬火区。
各区之间以双拱墙隔开,以便于碳势分区控制,炉墙内层由轻质抗渗碳砖构成,中间一层由高强度轻质保温砖构成,外层由硅藻土砖、岩棉板、石棉板和耐火纤维组成。所有炉壳钢板均采用连续焊缝焊接,形成一个刚性的气密性结构,具有良好的气密性。侧进料炉门、主炉门与炉门柜保持5度倾斜角,采用炉门自重压封,贴合面用刮研加工。在二区、三区、四区炉顶设有三个风扇。采用大直径,低转速大流量的离心风扇进行强制循环。炉子的前、后室均设有防爆盖。炉内导轨全部采用研磨过的碳化硅导轨。炉子加热采用辐射管。整个炉子共采用48根辐射管,全部立式安装,便于维修。炉顶每个区都安有两个热电偶,一个接智能化仪表作控温用,一个作超温报警和监控用。在二区、三区、四区、五区分别安有氧探头进行碳势控制。
前室炉门及各排气口设置了电点火装置,并将电点火控制输入到计算机程序中。
5、自动线的电控系统
LSX22辐射管加热连续式渗碳自动线的电控制系统主要由三部分组。1、温度控制系统;2、碳势控制系统;3、程序控制系统。
(1)、温度控制系统
渗碳炉五个区,回火炉两个区,预处理炉设有控温和超温声光报警两套电路,对炉温进行控制、记录和监测,具有设定、显示、报警和自整定PID功能。
(2).碳势控制系统
整套生产线上在主渗碳炉的二区、三区、四区、五区,分别装有四个氧探头,其中二区作监控,三区、四区、五区进行炉内碳势的调控。碳势控制仪能根据各通道来自氧探头的氧势毫伏值,灵敏地算出各条件下的碳势值与设定之差,通过执行机构调节通量来实现碳势的自动控制。
渗碳剂:根据我们厂的实际情况。我们采用滴注方式,渗剂采用了甲醇和丙酮,丙酮CH3COCH3―――2[C]+3H2+CO碳氧比1:3。
(3)、程序控制PLC系统
程序控制系统,工艺程序在程序控制屏幕上显示。程序电路具有自锁、互锁、安全保护、信号指示和自诊断功能,无论哪一步出现故障,屏幕上都会有故障显示及判断,便于维修。
二.测量控制系统的改进
1.碳势测量控制系统
(1)炉气的测量
氧探头是一种可直接测出气体中微量氧浓差固体电池,其构造见图
+ E -
电极
氧化锆 被测气体
氧探头示意图
PO2
E=0.0496Tlg (MU)
P(参比)
PO2、P参比,两电极介质的氧分压(参比气为空气时 P =0.209)
氧化锆是一种金属氧化物,在高温下具有传导氧离子特性,在氧化锆内掺入一定量的氧化钇和氧化钙杂质,可使其内部形成“氧空穴”成为传导氧离子的通道。在氧化锆封闭内外两侧涂一层多孔铂做电极在高临下,当氧化锆管两侧的氧浓度不同时,高浓度侧的氧分子即夺取铂电极上的自由电子,以离子形式通过“氧空穴”到达低浓
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