紅外線測溫系統在礦用高強度圓環鏈連續中頻熱處理中的應用
我國生產礦用高強度圓環鏈的企業對圓環鏈的熱處理多數采用中頻熱處理，加熱方式為連續式，而使用的中頻設備絕大部分是國產的，測溫問題一直得不到很好地解決，加熱溫度一般是用中頻電壓值代替，不但不直觀，而且很難實現對圓環鏈熱處理工藝的精確控制。中頻電源元件的老化、維修、更換等均可引起電參數發生變化，導致圓環鏈的實際加熱溫度發生變化，使圓環鏈熱處理后的力學性能不穩定，甚至達不到質量要求。圖1所示為由于圓環鏈實際淬火溫度不足，組織中存在大量未熔鐵素體塊的顯微照片。此照片取之于一個在力學性能試驗中達不到標準要求的鏈條斷環殘體。
總之，沒有溫度監測，就無法將鋼的熱處理原理很好地運用到生產實踐中去，就很難控制圓環鏈的產品質量。溫度，反映了中頻感應加熱中能量傳輸的真實情況，溫度監測是保證圓環鏈連續中頻熱處理質量的關鍵之一。
由于一切物體在0K以上都能發射出紅外線，其強度和該物體的溫度成正比。正是這一原理使紅外線輻射測溫成為目前世界上最流行和最先進的無接觸測溫方法，被廣泛運用于感應加熱中，尤其對連續移動物體的測溫十分方便。為了提高圓環鏈連續中頻熱處理的質量，本文對圓環鏈連續中頻熱處理的紅外線測溫進行了研究和應用。
1 試驗條件和方法
1．1圓環鏈用鋼和中頻試驗設備
圓環鏈用鋼為25MnV及23MnNiMoCr54鏈條專用鋼。中頻試驗設備為KGPS250—2.5型立式中頻爐。
1．2測溫范圍測溫儀表
根據圓環鏈熱處理后不同的力學性能要求，測溫范圍選在200℃～1100℃之間。
測溫儀表為WFH—602型紅外溫度計。它是一種固定安裝式單波段紅外輻射測溫儀表，主要由傳感器和顯示儀表兩部分組成。傳感器與顯示儀表通過連接電纜連接在一起。對于某一標準測量范圍，傳感器輸出信號符合統一分度表，儀表的測量量程符合工藝要求。該溫度計的特點是：測量精度為±0.8％T(￡=1)；響應時間：傳感器輸出<5ms，顯示儀輸出<0.5S；發射率：￡=0.10～1.00可調，步進值0.01。
該紅外溫度計在測量狀態下具有如下功能：瞬時值；平均值；最大值；最小值。另外該儀表還具有延遲功能，延遲時間設定值為2S、4S、6S、8S、10S。在具有延遲功能的情況下還可快速顯示被測目標的溫度值。
溫度記錄儀為精度0.5級的EH 900—01記錄儀。
1．3測溫方法
為了便于操作者觀察，儀表安裝在熱處理機床進鏈一側。鏈條的測溫點取在感應器下端出口處第一個環的直邊中心位置。根據鏈條結構是平環、立環相間的特點，為使鏈條測溫點保持連續，傳感器的位置設在與被測鏈條立環兩直邊所在平面成45°角的地方，如圖2所示。傳感器與被測鏈條的距離，取決于鏈條的直徑。通過傳感器調節手柄，調整傳感器的角度，使傳感器鏡頭中的十字架中心或中心圓環對準測溫點。為防止環境信號干擾在儀表電源上配置了隔離變壓器、濾波器等。
1．4發射率e值的確定
將直徑為0.5mm的鎳鉻—鎳鋁熱電偶絲用電容儲能焊平行地焊在一個鏈環某一直邊的表面上作為熱端。在焊接前用砂紙把鏈環準備焊接的表面部分打磨光亮，然后再用酒精棉球擦干凈。熱電偶的冷端直接接到3036型X—Y雙線記錄儀上。將鏈環通過電阻加熱的方法加熱到某一溫度，斷電后將熱電偶測得的鏈環真實溫度與紅外溫度計在同一位置測得的溫度對比，修正紅外溫度計的e值，使紅外溫度計的指示溫度與熱電偶測出的標準溫度一致。
2 試驗結果及分析
鏈條經中頻爐加熱后，紅外線溫度計即時顯示真實加熱溫度且溫度顯示連續；溫度值波動范圍小，較規律。這是由于紅外線溫度計發射率e值的正確確定和采取了合理的測溫角度使溫度能夠真實地連續顯示；由于測溫系統設有防止環境信號干擾裝置，使顯示的溫度值波動范圍小，而且較規律。
紅外線測溫系統應用于生產后，圓環鏈熱處理后力學性能的合格率明顯提高。這是由于圓環鏈的加熱指示溫度與圓環鏈熱處理后力學性能試驗結果緊密聯系，容易使圓環鏈熱處理找到較佳的工藝參數，因而使圓環鏈熱處理后力學性能的合格率明顯提高。
3 結論
(1)圓環鏈連續中頻熱處理紅外線在線測溫系統的建立需要采取合理的測溫角度；測溫系統應設有防止環境信號干擾裝置；紅外線溫度計發射率e值需正確確定。
(2)圓環鏈連續中頻熱處理紅外線在線測溫系統的建立，完善了圓環鏈熱處理工藝的監測和控制手段，實現了圓環鏈熱處理工藝的精確控制。
(3)圓環鏈連續中頻熱處理采用紅外線測溫后，圓環鏈熱處理后力學性能的合格率明顯提高，帶來了顯著的經濟效益和社會效益。
主站蜘蛛池模板：