一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统及方法技术方案

一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统及方法，属于火车车轮热处理技术领域，其中的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，包括位于环形加热炉内且随炉转动加热的承载架及其上安装的覆盖环形加热炉径向有效加热区测温点的测温装置，所述测温装置通过控制单元与空气阀和煤气阀相连以调节空燃比，本发明专利技术的有益效果是，本发明专利技术可覆盖火车车轮的有效加热区域，使测温准确可靠，而且可对炉温的均匀性进行实时调节控制，保证了火车车轮成品的性能

【技术实现步骤摘要】
一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及火车车轮热处理
，尤其涉及一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统及方法
。

技术介绍

[0002]车轮热处理采用环形加热炉进行淬火前加热
、
回火
。
在此过程中，车轮加热温度的均匀控制非常重要，加热不均匀直接影响车轮机械性能
。
传统的测温热处理炉炉温均匀性的工装成本高，测试方法比较复杂，而且无法得到准确可靠的加热炉温度，而且无法对炉温的均匀性进行调节控制
。
[0003]如公开号为
CN105466230A
的专利公开了一种炉温均匀性测试工装及测试支架，该测试工装包括沿炉膛轴向伸入炉膛内部的测试杆和设置于测试杆前端的用于供热电偶固定安装的测温固定体，测温固定体上沿炉膛的径向方向上间隔设置有至少两个并位于炉膛径向方向上的同一平面上的热电偶，测温固定体上还设置有供相应热电偶安装的热电偶固定结构
。
测温操作较复杂，且不能覆盖整个热处理炉的炉温有效加热区，无法对炉温的均匀性进行调节控制
。
[0004]如公开号为
CN217687557U
的专利公开了一种用于真空热处理炉炉温均匀性测试工装架，包括工装架本体
、
多个可调定位组件，所述工装架本体顶端呈开放式设计，所述工装架本体由多个钢管对称焊接而成
。
该测试工装架只能检测部分区域的温度，依然不能覆盖整个热处理炉的炉温有效加热区，无法对炉温的均匀性进行调节控制
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统及方法，可覆盖火车车轮的有效加热区域，使测温准确可靠，而且可对炉温的均匀性进行实时调节控制，保证了火车车轮成品的性能
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，包括位于环形加热炉内且随炉转动加热的承载架及其上安装的覆盖环形加热炉径向有效加热区测温点的测温装置，所述测温装置通过控制单元与空气阀和煤气阀相连以调节空燃比
。
[0007]所述测温装置包括测温仪和沿环形热处理炉径向间隔安装的多个热电偶，多个热电偶与所述测温仪通讯相连，所述测温仪通过控制单元与空气阀和煤气阀相连
。
[0008]所述承载架包括底座及其上安装的支撑架，所述底座上安装所述测温仪，所述支撑架上间隔设置有多个所述热电偶
。
[0009]所述支撑架包括焊接固定在所述底座上的竖直架，所述竖直架顶端安装有水平测温杆，所述水平测温杆上沿其长度方向间隔安装多个覆盖所述环形热处理炉的径向有效加热区的热电偶
。
[0010]所述水平测温杆的高度位于热处理炉烧嘴以下
20
～
25cm。
[0011]所述竖直架的底部两侧分别通过筋板与所述底座焊接相连，所述竖直架的顶部通过安装支耳与所述水平测温杆转动相连，所述竖直架与所述水平测温杆之间连接有倾斜支杆
。
[0012]所述底座中部固定有耐热保温箱，所述耐热保温箱内定位安装所述测温仪
。
[0013]所述底座设置为底盘结构，所述底座内沿其周向设置有环形凸台，所述环形凸台的上端面沿其周向设置有卡接槽，所述耐热保温箱插入所述卡接槽内后与所述环形凸台焊接相连；
[0014]所述耐热保温箱上安装有与所述测温仪外周卡接抵触相连的卡接件
。
[0015]一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制方法，运用所述的控制系统，包括以下步骤：
[0016]步骤1：定义环形热处理炉的炉温均匀性范围
Es
；
[0017]步骤2：在承载架上安装测温装置；
[0018]步骤3：将承载架随同火车车轮一起在环形热处理炉内完成热处理；
[0019]步骤4：控制单元接收测温装置的温度数据，当环形热处理炉的各保温段的至少一个温度点的温度超过设定温度范围时，则控制单元控制空气阀和煤气阀的开度以调节炉内的空燃比；
[0020]步骤5：调出测温装置的温度数据并计算温度数据的最大偏差值
E1，若
E1≤Es
，则炉温的均匀性符合要求；若
E1>Es
，则炉温的均匀性不符合要求
。
[0021]所述环形热处理炉包括淬火前加热炉和回火炉，所述淬火前加热炉包括依次呈环形布置的预加热段
、
加热
I
段
、
加热Ⅱ段和均热段，所述回火炉包括依次呈环形布置的加热
I
段，
、
加热Ⅱ段，
、
保温
I
段
、
保温Ⅱ段和保温Ⅲ段
。
[0022]所述步骤3中的热处理工艺包括淬火前加热
、
淬火和回火
。
[0023]所述淬火前加热的工艺步骤为：
1)
预加热段：加热到
790
～
850℃
，时间为
30
～
50min
；
2)
加热
I
段：加热到
820
～
860℃
，时间为
30
～
50min
；
3)
加热Ⅱ段：加热到
840
～
860℃
，时间为
20
～
40min
；
4)
均热段：加热到
840
～
860℃
，保温时间为
20
～
40min。
[0024]所述淬火的工艺步骤为：加热到
840
‑
860℃
后进行水冷处理，冷却到
740
～
770℃。
[0025]所述回火的工艺步骤为：
1)
加热
I
段，：加热到
400
～
480℃
，时间为
35
～
55min
；
2)
加热Ⅱ段，：加热到
470
～
490℃
，时间为
35
～
55min
；
3)
保温
I
段：加热到
470
～
490℃
，保温时间为
35
～
55min
；
4)
保温Ⅱ段：加热到
470
～
490℃
，保温时间为
35
～
55min
，
5)
保温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于，包括位于环形加热炉内且随炉转动加热的承载架及其上安装的覆盖环形加热炉径向有效加热区测温点的测温装置，所述测温装置通过控制单元与空气阀和煤气阀相连以调节空燃比
。2.
根据权利要求1所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述测温装置包括测温仪和沿环形热处理炉径向间隔安装的多个热电偶，多个热电偶与所述测温仪通讯相连，所述测温仪通过控制单元与空气阀和煤气阀相连
。3.
根据权利要求2所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述承载架包括底座及其上安装的支撑架，所述底座上安装所述测温仪，所述支撑架上间隔设置有多个所述热电偶
。4.
根据权利要求3所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述支撑架包括焊接固定在所述底座上的竖直架，所述竖直架顶端安装有水平杆，所述水平杆上沿其长度方向间隔安装多个覆盖所述环形热处理炉的径向有效加热区的热电偶
。5.
根据权利要求4所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述水平杆的高度位于热处理炉烧嘴以下
20
～
25cm。6.
根据权利要求4所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述竖直架的底部两侧分别通过筋板与所述底座焊接相连，所述竖直架的顶部通过安装支耳与所述水平杆转动相连，所述竖直架与所述水平杆之间连接有倾斜支杆
。7.
根据权利要求3所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述底座中部固定有耐热保温箱，所述耐热保温箱内定位安装所述测温仪
。8.
根据权利要求7所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制系统，其特征在于：所述底座设置为底盘结构，所述底座内沿其周向设置有环形凸台，所述环形凸台的上端面沿其周向设置有卡接槽，所述耐热保温箱插入所述卡接槽内后与所述环形凸台焊接相连；所述耐热保温箱上安装有与所述测温仪外周卡接抵触相连的卡接件
。9.
一种火车车轮热处理炉炉温均匀性控制方法，运用如权利要求1～8任意一项所述的控制系统，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：定义环形热处理炉的炉温均匀性范围
Es
；步骤2：在承载架上安装多个热电偶，并电连接测温仪；步骤3：将承载架随同火车车轮一起在环形热处理炉内完成热处理；步骤4：控制单元接收测温仪的温度数据，当环形热处理炉的各保温段中至少有一个热电偶的温度超过设定温度范围时，则控制单元控制空气阀和煤气阀的开度以调节炉内的空燃比；步骤5：调出测温仪的温度数据并计算温度数据的最大偏差值
E1，若
E1≤Es
，则炉温的均匀性符合要求；若
E1>Es
，则炉温的均匀性不符合要求
。10.
根据权利要求9所述的火车车轮热处理炉炉温均匀性控制方法，其特征在于：所述环形热处理炉包括淬火前加热炉和回火炉，所述淬火前加热炉包括依次呈环形布置的预加热段
、
加热
I
段
、
加热Ⅱ段和均热段，所述回火炉包括依次呈环形布置的加热
I
段，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：国新春，邓荣杰，刘智，黄孝卿，翟龙，陶盈龙，宁珅，华磊，杨晓东，刘海波，
申请(专利权)人：宝武集团马钢轨交材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：