一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法技术

本发明专利技术公开了一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，包括以下步骤：步骤一：将用于气体渗碳加热炉的碳势控制器、调节控制器安装在加热炉上，其中碳势控制器包括有氧化锆传感器、热电偶传感器以及CO、H2分析仪；通过将碳势测量值与丙烷量数据采集值相加取出算术平均值，并通过算术平均值以取得氧探头烧炭过程中的丙烷通入速度控制值，然后将丙烷通入速度控制值通过信号传递至丙烷管道上的电磁控制阀，电磁控制阀根据丙烷通入速度控制值进而控制阀的开合程度，以此保证加热炉中的碳势保持稳定，避免氧探头烧炭过程中，一般会断开丙烷管道，停止丙烷的通入，由此，造成加热炉中的碳势降低，影响了加热炉中的工件的渗碳效果。影响了加热炉中的工件的渗碳效果。

【技术实现步骤摘要】
一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法


[0001]本专利技术涉及碳势控制
，具体为一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法。

技术介绍

[0002]风电齿轮箱是一个风力发电机组中的重要的机械部件，主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。
[0003]目前在生产风电齿轮的过程中需要使用气体渗碳加热炉进行热处理加工，气体渗碳加热炉是目前最常用的渗碳加热炉，其将丙烷和空气相混合后通入加热炉内，在1000～1100℃的高温下，丙烷和空气反应而生成所谓的渗碳气氛(以CO、H2、N2，为主成份，内含微量CO2、H2O、CH4)，然后由变成气体对加热炉内管的工件进行，放置在加热炉内的工件在高温的渗碳气氛中完成渗碳。为了保证渗碳工艺的稳定性，需要对加热炉内的渗碳能力(碳势)进行有效测量及管理。随着氧探头制造技术的不断进步，近年来碳势气氛的监控控制愈来愈多地采用氧探头作为碳传感器。氧探头作为碳势控制技术的关键传感部件，同其他类型的碳传感器，如露点仪、二氧化碳红外仪及电阻探头相比，具有精度高、准确率好、直接测量、不需要取气等诸多优点。
[0004]但是，由于氧探头直接置于气体渗碳加热炉的炉腔内，其与炉腔内的碳势气氛直接接触，不可避免地置身于各类碳化反应中。所以，氧探头的表面很容易沉积一层“炭黑”，如果不及时清理，“炭黑”不断变厚，最终使得氧探头的测量精度逐渐降低甚至丧失功能。目前，最常用的去除“炭黑”的方法，就是每隔一段时间进行一次氧探头烧炭，以烧去氧探头表面的“炭黑”。
[0005]现有技术中，氧探头烧炭过程中，一般会断开丙烷管道，停止丙烷的通入。由此，造成加热炉中的碳势降低，影响了加热炉中的工件的渗碳效果。因此有必要开发出一种新的碳势控制方法，使得在氧探头烧炭过程，加热炉中的气氛的碳势能够保持稳定。

技术实现思路

[0006](一)解决的技术问题
[0007]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，解决了上述背景所提出的问题。
[0008](二)技术方案
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一：将用于气体渗碳加热炉的碳势控制器、调节控制器安装在加热炉上，其中碳势控制器包括有氧化锆传感器、热电偶传感器以及CO、H2分析仪；
[0011]步骤二：将调节控制器的输入端与热处理加热炉上的丙烷管道上的气体流量计电性连接，将调节控制器的输出端与碳势控制器电性连接；
[0012]步骤三：将碳势氧探头的输入端分别与氧化锆传感器、热电偶传感器以及CO、H2分
析仪电性连接，将碳势氧探头的输出端与调节控制器电性连接；
[0013]步骤四：根据获取测量所述热处理加热炉内的氧电势、测量所述热处理加热炉内的温度以及测量所述热处理加热炉内的一氧化碳含量来以确定热处理加热炉内的碳势测量值，并根据所述碳势测量值通过信号传递至调节控制器中；
[0014]步骤五：根据热处理加热炉上的丙烷管道上的气体流量计对所经过的丙烷量进行数据采集，并将采集的数据通过信号传递至调节控制器中；
[0015]步骤六：将碳势测量值与丙烷量数据采集值相加取出算术平均值，并通过算术平均值以取得氧探头烧炭过程中的丙烷通入速度控制值，然后将丙烷通入速度控制值通过信号传递至丙烷管道上的电磁控制阀，电磁控制阀根据丙烷通入速度控制值进而控制阀的开合程度，以此保证加热炉中的碳势保持稳定。
[0016]优选的，所述调节控制器为一种PLC控制器，其包括有存储单元及计算单元。
[0017]优选的，所述氧化锆传感器设置在热处理加热炉上，用于测量所述热处理加热炉内的氧电势。
[0018]优选的，所述热电偶传感器设置在所述热处理加热炉上，用于测量所述热处理加热炉内的温度。
[0019]优选的，所述CO、H2分析仪与所述热处理加热炉连通设置，用于测量所述热处理加热炉内的一氧化碳含量。
[0020]优选的，所述碳势氧探头与设置在加热炉外界的报警灯信号连接，根据热电偶传感器所测量出的温度值计算碳黑值，当碳黑值大于或等于碳黑极限值时，将信号传递至报警灯，报警灯发出报警信号。
[0021]优选的，所述碳黑值计算公式为：Soot＝K1*T/(1
–
K2*T)，
[0022]其中，Soot表示碳黑值，K1表示第二热处理工艺系数，K2表示第三热处理工艺系数，T表示温度。
[0023]优选的，所述碳势测量值计算公式为
[0024]其中，C
p
表示碳势测量值，E表示氧电势，P
CO
表示一氧化碳含量，P
F
表示第一热处理工艺系数，T表示温度。
[0025](三)有益效果
[0026]与现有技术相比，本专利技术提供了一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，具备以下有益效果：
[0027]1、该一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，通过利用温度值、氧电势和一氧化碳含量三因素实时计算热处理加热炉内的碳势，可以得到精准的碳势测量值，同时基于该碳势测量值控制相应的气氛执行机构动即为调节控制器，可以使后续工件的质量和稳定性大大提高。
[0028]2、该一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，通过将碳势测量值与丙烷量数据采集值相加取出算术平均值，并通过算术平均值以取得氧探头烧炭过程中的丙烷通入速度控制值，然后将丙烷通入速度控制值通过信号传递至丙烷管道上的电磁控制阀，电磁控制阀根据丙烷通入速度控制值进而控制阀的开合程度，以此保证加热炉中的碳势保持稳定，避免
氧探头烧炭过程中，一般会断开丙烷管道，停止丙烷的通入，由此，造成加热炉中的碳势降低，影响了加热炉中的工件的渗碳效果。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]本专利技术所提供的一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，包括以下步骤：
[0031]步骤一：将用于气体渗碳加热炉的碳势控制器、调节控制器安装在加热炉上，其中碳势控制器包括有氧化锆传感器、热电偶传感器以及CO、H2分析仪；调节控制器为一种PLC控制器，其包括有存储单元及计算单元，氧化锆传感器设置在热处理加热炉上，用于测量热处理加热炉内的氧电势。热电偶传感器设置在热处理加热炉上，用于测量热处理加热炉内的温度。CO、H2分析仪与热处理加热炉连通设置，用于测量热处理加热炉内的一氧化碳含量。
[0032]步骤二：将调节控制器的输入端与热处理加热炉上的丙烷管道上的气体流量计电性连接，将调节控制器的输出端与碳势控制器电性连接；
[0033]步骤三：将碳势氧探头的输入端分别与氧化锆传感器、热电偶传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将用于气体渗碳加热炉的碳势控制器、调节控制器安装在加热炉上，其中碳势控制器包括有氧化锆传感器、热电偶传感器以及CO、H2分析仪；步骤二：将调节控制器的输入端与热处理加热炉上的丙烷管道上的气体流量计电性连接，将调节控制器的输出端与碳势控制器电性连接；步骤三：将碳势氧探头的输入端分别与氧化锆传感器、热电偶传感器以及CO、H2分析仪电性连接，将碳势氧探头的输出端与调节控制器电性连接；步骤四：根据获取测量所述热处理加热炉内的氧电势、测量所述热处理加热炉内的温度以及测量所述热处理加热炉内的一氧化碳含量来以确定热处理加热炉内的碳势测量值，并根据所述碳势测量值通过信号传递至调节控制器中；步骤五：根据热处理加热炉上的丙烷管道上的气体流量计对所经过的丙烷量进行数据采集，并将采集的数据通过信号传递至调节控制器中；步骤六：将碳势测量值与丙烷量数据采集值相加取出算术平均值，并通过算术平均值以取得氧探头烧炭过程中的丙烷通入速度控制值，然后将丙烷通入速度控制值通过信号传递至丙烷管道上的电磁控制阀，电磁控制阀根据丙烷通入速度控制值进而控制阀的开合程度，以此保证加热炉中的碳势保持稳定。2.根据权利要求1所述的一种气体渗碳加热炉的碳势控制方法，其特征在于，所述调节控制器为一种PLC控制器，其包括有存储单元及计算单元。3.根据权利要求1所述的一种气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆太莲，高垚，孔令佑，王宽，徐飞，
申请(专利权)人：南京宇能机械有限公司，
类型：发明
国别省市：