電爐溫度控制系統(tǒng)特點(diǎn)
自動(dòng)控制系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域中有著及其廣泛的應(yīng)用，溫度控制是控制系統(tǒng)中zui 為常見(jiàn)的控制類型之一。隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，通過(guò)單片機(jī)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制日益成為今后自動(dòng)控制領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。洛陽(yáng)神佳窯業(yè)有限公司要求用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)電爐溫度控制系統(tǒng)。一、電爐溫度控制系統(tǒng)的特性 溫控系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)儀、執(zhí)行裝置、被控對(duì)象四個(gè)部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。被控制對(duì)象是大容量、大慣性的電熱爐溫度對(duì)象，是典型的多階容積遲后特性，在工程上往往近似為包含有純滯后的二階容積遲后；由于被控對(duì)象電容量大，通常采用可控硅作調(diào)節(jié)器的執(zhí)行器。 執(zhí)行器的特性：電爐的溫度調(diào)節(jié)是通過(guò)調(diào)節(jié)劑(供電能源)的斷續(xù)作用，改變電爐絲閉合時(shí)間Tb與斷開(kāi)時(shí)間Tk的比值α,α=Tb/Tk。 調(diào)節(jié)加熱爐的溫度，在工業(yè)上是通過(guò)在設(shè)定周期范圍內(nèi)，將電路接通幾個(gè)周波，然后斷開(kāi)幾個(gè)周波，改變晶閘管在設(shè)定周期內(nèi)通斷時(shí)間的比例，來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)載兩端交流平均電壓即負(fù)載功率，這就是通常所說(shuō)的調(diào)功器或周波控制器；調(diào)功器是在電源電壓過(guò)零時(shí)觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通的，所以負(fù)載上得到的是完整的正弦波，調(diào)節(jié)的只是設(shè)定周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的電壓周波。設(shè)周期Tc內(nèi)導(dǎo)通的周期的波數(shù)為n，每個(gè)周波的周期為T(mén)，則調(diào)功器的輸出功率為P=n?T?Pn/Tc，Pn為設(shè)定周期Tc內(nèi)電壓全通過(guò)時(shí)裝置的輸出功率。 二、電爐的電加熱原理 當(dāng)電流在導(dǎo)體中流過(guò)時(shí)，因?yàn)槿魏螌?dǎo)體均存在電阻，電能即在導(dǎo)體中形成損耗，轉(zhuǎn)換為熱能，按焦耳楞次定律： Q=0.24 I2Rt Q—熱能，卡； I —電流，安； R—電阻，歐； t —時(shí)間，秒。 按上式推算，當(dāng)1千瓦小時(shí)的電能，全部轉(zhuǎn)換為熱能時(shí)Q＝(0．24?1000?36000)／1000=864千卡。 在電熱技術(shù)上按l千瓦小時(shí)＝860千卡計(jì)算。電爐在結(jié)構(gòu)上是使電能轉(zhuǎn)換為熱能的設(shè)備，它能有效地 用來(lái)加熱指定的工件，并保持高的效率。 三、電爐加熱方式的分類 電阻爐按熱量產(chǎn)生的方法不同，可分為間接加熱式和直接加熱式二大類。間接加熱式電阻爐、就是在爐子內(nèi)部有專用的電阻材料做的發(fā)熱元件。電流通過(guò)加熱元件時(shí)產(chǎn)生熱量，再通過(guò)熱的傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射而使放置在爐中的爐料被加熱。直接加熱式電阻爐，電源直接接在所需加熱的材料上，使強(qiáng) 大的電流直接流過(guò)所需加熱的材料而使材料自己發(fā)熱達(dá)到加熱效果。工業(yè)電阻爐，大部分是采用間接加熱式的，只有一部分因加熱工藝人的特殊需要而采用直接加熱式。四、電爐控制系統(tǒng)的硬件部分 溫度調(diào)節(jié)儀是控溫系統(tǒng)的核心部分，采用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)智能化，它主要由輸入通道、輸出通道、人機(jī)對(duì)話通道以及一些外圍電路組成，原理框圖。具體是由8031單片機(jī)、16K電擦寫(xiě)程序存貯器、鍵盤(pán)及顯示器接口電路以及并形I/O芯片8255等組成。它把傳感器送來(lái)的溫度信號(hào)進(jìn)行放大、比較、運(yùn)算后，輸出控制信號(hào)，觸發(fā)執(zhí)行裝置，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)多種溫度傳感器的轉(zhuǎn)換、調(diào)零、調(diào)幅的軟調(diào)整等功能。為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力，溫度傳感器信號(hào)應(yīng)采用屏蔽線單獨(dú)接地，此外，對(duì)主機(jī)亦采用電磁屏蔽措施，以防止其它的電磁干擾。 （1）8031芯片：MCS-51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司開(kāi)發(fā)的8位單片機(jī)，又可以分為多個(gè)子系列。MCS-51系列單片機(jī)共有40條引腳，包括32條I/O接口引腳、4條控制引腳、2條電源引腳、2條時(shí)鐘引腳。引腳說(shuō)明： P0.0～P0.7：P0口8位口線，***功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口P1.0～P1.7：P1口8位口線，通用I/O接口無(wú)第二功能。P2.0～P2.7：P2口8位口線，***功能作為通用I/O接口，第二功能作為存儲(chǔ)器擴(kuò)展時(shí)傳送高8位地址。 P3.0～P3.7：P3口8位口線，***功能作為通用I/O接口，第二功能作為為單片機(jī)的控制信號(hào)。ALE/ PROG：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號(hào)線（輸出信號(hào)）PSEN：片外程序存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)信號(hào)引腳（輸出信號(hào)）>。EA/Vpp：片外程序存儲(chǔ)器使用信號(hào)引腳/編程電源輸入引腳。RST/VPD：復(fù)位/備用電源引腳。 （2）8255A芯片是Intel公司生產(chǎn)的可編程輸入輸出接口芯片,它具有3個(gè)8位的并行I/O口,具有三種工作方式,可通過(guò)程序改變其功能,因而使用靈活,通用性強(qiáng),可作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí)的中間接口電路。8255有三種基本工作方式，三種工作方式由工作方式控制字決定,方式控制字由CPU通過(guò)輸入/輸出指令來(lái)提供.三個(gè)端口中PC口被分為兩個(gè)部分,上半部分隨PA口稱為A組,下半部分隨PB口稱為B組.其中PA口可工作與方式0、1和2，而PB口只能工作在方式0和1。8255共有40個(gè)引腳,采用雙列直插式封裝,各引腳功能如下：D0--D7：三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線,與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接,用來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息。CS：片選信號(hào)線，低電平有效，表示芯片被選中。RD：讀出信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。WR：寫(xiě)入信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。Vcc： 5V電源。A0--PA7：A口輸入/輸出線。PB0--PB7：B口輸入/輸出線。PC0--PC7：C口輸入/輸出線。RESET：復(fù)位信號(hào)線。A1、A0：地址線，用來(lái)選擇8255內(nèi)部端口。GND：地線。 （3）74LS373芯片是帶有三態(tài)門(mén)的八D鎖存器，當(dāng)使能信號(hào)線OE為低電平時(shí)，三態(tài)門(mén)處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許1Q-8Q輸出到OUT1-OUT8，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，輸出三態(tài)門(mén)斷開(kāi)，輸出線OUT1-OUT8處于浮空狀態(tài)。G稱為數(shù)據(jù)打入線，當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時(shí)，首先應(yīng)使三態(tài)門(mén)的使能信號(hào)OE為低電平，這時(shí)，當(dāng)G端輸入端為高電平時(shí)，鎖存器輸出（1Q-8Q）狀態(tài)和輸入端（1D-8D）狀態(tài)相同；當(dāng)G端從高電平返回到低電平（下降沿）時(shí)，輸入端（1D-8D）的數(shù)據(jù)鎖入1Q-8Q的八位鎖存器中。當(dāng)用74LS373作為地址鎖存器時(shí)，它們的G端可直接與單片機(jī)的鎖存控制信號(hào)端ALE相連，在ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。 引腳說(shuō)明如下： D0～D7：鎖存器8位數(shù)據(jù)輸入線 Q0～Q7：鎖存器8位數(shù)據(jù)輸出線 GND：接地引腳 Vcc：電源引腳，＋5V有效 OE ：片選信號(hào)引腳 G：鎖存控制信號(hào)輸入引腳。 （4）6116芯片是2K*8位靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片,采用CMOS工藝制造,單一 5V供電,額定功耗160mW,典型存取時(shí)間200ns,24線雙列直插式封裝，其引腳功能說(shuō)明如下：A0～A10：地址輸入線 O0～O7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，有時(shí)用D0～D7表示 ：片選信號(hào)輸入端，低電平有效 ：讀選通信號(hào)輸入線，低電平有效 ：寫(xiě)選通信號(hào)輸入線， 低電平有效 Vcc：工作電源輸入引腳，＋5V GND：線路地 （5）2746芯片 2764是8K*8字節(jié)的紫外線镲除、電可編程只讀存儲(chǔ)器，單一 5V供電，工作電流為75mA，維持電流為35mA，讀出時(shí)間***大為250nS，28腳雙列直插式封裝。各引腳的 含義為：A0～A12：13根地址線，可尋址8K字節(jié)； ：片選線；O0-O7：數(shù)據(jù)輸出線；：為數(shù)據(jù)輸出選通線；PGM：編程脈沖輸入端；Vpp：編程電源；Vcc：主電源，一般為＋5V。GND：接地引腳 （6）ADC0809轉(zhuǎn)換器 ADC0809是一種比較典型的8位8通道逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，CMOS工藝，可實(shí)現(xiàn)8路模擬信號(hào)的分時(shí)采集，片內(nèi)有8路模擬選通開(kāi)關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs左右，采用雙排28引腳封裝，其引腳說(shuō)明如下：IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入通；ADDA～ADDC：地址線用于選擇模擬量輸入通道；ALE：地址鎖存允許信號(hào)；START：轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)；D0～D7：數(shù)據(jù)輸出線；OE：輸出允許信號(hào)，低電平允許轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出；CLOCK：時(shí)鐘信號(hào)輸入引腳，通常使用500KHz；EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，為0代表正在轉(zhuǎn)換，1代表轉(zhuǎn)換結(jié)束；Vcc：＋5V電壓；VREF（＋）、VREF（－）：參考電壓。 （7）溫度檢測(cè)元件及變送器、ADC的選擇 溫度檢測(cè)元件及變送器的選擇要考慮溫度控制范圍及精度要求。對(duì)于0~1000℃的測(cè)量范圍，采用熱電偶，如鎳鉻熱電偶，分度號(hào)為EU，其輸出信號(hào)為0~41.32mV，經(jīng)毫伏變送器，輸出0~10mA，然后再經(jīng)過(guò)電流——電壓變換電路轉(zhuǎn)換為0~5V電壓信號(hào)。為了提高測(cè)量精度，可將變送器進(jìn)行零點(diǎn)遷移，例如溫度測(cè)量范圍改為400~1000℃，熱電偶給出16.4~41.32mV時(shí)，使變送器輸出0~10mV，這樣使用8位A/D轉(zhuǎn)換器，能使量化誤差達(dá)到?2.34℃。 （8）接口芯片的擴(kuò)展 洛陽(yáng)神佳窯業(yè)有限公司由于本系統(tǒng)既要顯示、報(bào)警、鍵盤(pán)輸入，又要進(jìn)行控制，所以系統(tǒng)在8031系統(tǒng)中擴(kuò)展了一片8155，它有三個(gè)8位I/O口，256字節(jié)的RAM，可以作為外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器供系統(tǒng)使用，8031的P2.1接8155的CE，P2.0接8155的IO/M，當(dāng)P2.1＝0，P2.0＝1時(shí)，選中8155片內(nèi)的三個(gè)I/O端口，其口地址如下：0100H〖〗命令狀態(tài)寄存器0101H〖A〗口0102H〖B〗口0103H〖C〗口或控制口寄存器0104H，計(jì)數(shù)值低八位0105H，計(jì)數(shù)值高八位和方式寄存器。當(dāng)P2.2＝0時(shí)，選中ADC0809（允許啟動(dòng)各通道轉(zhuǎn)換與讀取相應(yīng)的轉(zhuǎn)換結(jié)果）。轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)EOC經(jīng)倒相后接至單片機(jī)的外部中斷INT1（P3.3），當(dāng)P3.3＝0時(shí)，說(shuō)明轉(zhuǎn)換結(jié)束。我們選用0通道作為輸入，把0809視為一個(gè)地址為03F8H的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，對(duì)其寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，8031的WR信號(hào)使ALE和START有效，將74LS373鎖存的地址低三位存入0809，并啟動(dòng)ADC0809，D 9EOC為低電平時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束，8031可以讀如轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)。 （9）溫度控制電路 溫度控制電路采用晶閘管調(diào)功方式。雙向晶閘管串在50Hz交流電源和加熱絲電路中，只要在給定周期里改變晶閘管開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間的脈沖信號(hào)即可。這可以用一條I/O線，通過(guò)程序輸出控制脈沖。為了達(dá)到過(guò)零觸發(fā)的目的，需要交流電過(guò)零檢測(cè)電路。此電路輸出對(duì)應(yīng)于50Hz交流電壓過(guò)零時(shí)刻的脈沖，作為觸發(fā)雙向晶閘管的同步脈沖，使晶閘管，在交流電壓過(guò)零時(shí)刻導(dǎo)通。電壓比較器LM311將50HZ正弦交流電壓變成方波。方波上升沿和下降沿分別作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的觸發(fā)信號(hào)，單穩(wěn)觸發(fā)器輸出的窄脈沖經(jīng)二極管或門(mén)混合，就得到對(duì)應(yīng)于220V市電過(guò)零時(shí)刻的同步脈沖。此脈沖一路作為觸發(fā)同步脈沖加到溫控電路，一路作為計(jì)數(shù)脈沖加到單片機(jī)8031的P3.4和P3.5輸入端。五、電爐控制系統(tǒng)的軟件部分 系統(tǒng)軟件采用中斷方式編程，主要部分是時(shí)鐘中斷程序，主要由輸入處理程序、控制算法程序、顯示處理、輸出處理和自診斷程序等組成。儀表通電啟動(dòng)后，初始化程序進(jìn)行時(shí)間給定，每隔500ms時(shí)鐘中斷一次，中斷后進(jìn)入時(shí)鐘中斷處理。對(duì)于純滯后，大慣性環(huán)節(jié)控制對(duì)象，一般采用積分分離PID控制算法。在一般的PID控制中，當(dāng)系統(tǒng)有較大的擾動(dòng)或設(shè)定值較大幅度提降時(shí)，由于偏差較大及系統(tǒng)存在慣性和滯后，在積分項(xiàng)的作用下，會(huì)產(chǎn)生較大的超調(diào)和長(zhǎng)時(shí)間波動(dòng)，在溫度緩慢變化過(guò)程中這一現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，為此采用積分分離措施，即在偏差較大時(shí)，取消積分作用，偏差較小時(shí)，才將積分作用投入。積分分離PID控制算法如下： 六、爐溫自動(dòng)控制原理 根據(jù)爐溫對(duì)給定溫度的偏差，自動(dòng)接通或斷開(kāi)供給爐子的熱源能量，或連續(xù)改變熱源能量的大小，使?fàn)t溫穩(wěn)定有給定溫度范圍，以滿足熱處理工藝的需要。溫度自動(dòng)控制常用調(diào)節(jié)規(guī)律有二位式、三位式、比例、比例積分和比例積分微分等幾種。電阻爐爐溫控制是這樣一個(gè)反饋調(diào)節(jié)過(guò)程，比較實(shí)際爐溫和需要爐溫得到偏差，通過(guò)對(duì)偏差的處理獲得控制信號(hào)，去調(diào)節(jié)電阻爐的熱功率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐溫的控制。按照偏差的比例、積分和微分產(chǎn)生控制作用（PID控制），是過(guò)程控制中應(yīng)用***廣泛的一種控制形式。 系統(tǒng)控制程序采用兩重中斷嵌套方式設(shè)計(jì)。首先使T0計(jì)數(shù)器產(chǎn)生定時(shí)中斷，作為本系統(tǒng)的采樣周期。在中斷服務(wù)程序中啟動(dòng)A/D，讀入采樣數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)字濾波、上下限報(bào)警處理，PID計(jì)算，然后輸出控制脈沖信號(hào)。脈沖寬度由T1計(jì)數(shù)器溢出中斷決定。在等待T1中斷時(shí)，將本次采樣值轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的溫度值放入顯示緩沖區(qū)，然后調(diào)用顯示子程序。從T1中斷返回后，再?gòu)腡0中斷返回主程序并且、繼續(xù)顯示本次采樣溫度，等待下次T0中斷。 1)二位式調(diào)節(jié)--它只有開(kāi)、關(guān)兩種狀態(tài)，當(dāng)爐溫低于限給定值時(shí)執(zhí)行器全開(kāi)；當(dāng)爐溫高于給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。（執(zhí)行器一般選用接觸器） 2）三位式調(diào)節(jié)--它有上下限兩個(gè)給定值，當(dāng)爐溫低于下限給定值時(shí)招待器全開(kāi)；當(dāng)爐溫在上、下限給定值之間時(shí)執(zhí)行器部分開(kāi)啟；當(dāng)爐溫超過(guò)上限給定值時(shí)執(zhí)行器全閉。（如管狀加熱器為加熱元件時(shí)，可采用三位式調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)加熱與保溫功率的不同） 3）比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)）--調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)（M）和偏差輸入（e）成比例。即：M=ke 式中：K-----比例系數(shù) 比例調(diào)節(jié)器的輸入、輸出量之間任何時(shí)刻都存在--對(duì)應(yīng)的比例關(guān)系，因此爐溫變化經(jīng)比例調(diào)節(jié)達(dá)到平衡時(shí)，爐溫不能加復(fù)到給定值時(shí)的偏差--稱“靜差” 4）比例積分（PI）調(diào)節(jié)--為了“靜差”，在比例調(diào)節(jié)中添加積分（I）調(diào)節(jié)積分，調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)與偏差存在隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增強(qiáng)，直到偏差消除才無(wú)輸出信號(hào)，故能消除“靜差”比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)的組合稱為比例積分調(diào)節(jié). 5) 比例積分微分（PID）調(diào)節(jié)--比例積分調(diào)節(jié)會(huì)使調(diào)節(jié)過(guò)程增長(zhǎng)，溫度的波動(dòng)幅值增大，為此再引入微分（D）調(diào)節(jié)。微分調(diào)節(jié)是指調(diào)節(jié)器的輸出與偏差對(duì)時(shí)間的微分成比例，微分調(diào)節(jié)器在溫度有變化“苗頭”時(shí)就有調(diào)節(jié)信號(hào)輸出，變化速度越快、輸出信號(hào)越強(qiáng)，故能加快調(diào)節(jié)速度，降低溫度波動(dòng)幅度，比例調(diào)節(jié)、積分調(diào)節(jié)和微分調(diào)節(jié)的組合稱為比例積分微分調(diào)節(jié)。（一般采用晶閘管調(diào)節(jié)器為執(zhí)行器）。 根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，這種控溫方法，精度比較高，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要。主要設(shè)備:熱電偶或熱電阻,智能PID溫控儀,可控硅觸發(fā)調(diào)功器等。七、主要的技術(shù)特性： 電阻爐消耗電能轉(zhuǎn)換來(lái)的熱能．一部分由電爐構(gòu)筑材料及傳熱的各種因素而散失到空間去了，另一部分則用于對(duì)爐內(nèi)工件的加熱，前面的一部分形成了電爐損失功率，后一部分形成了電爐有效功率。 當(dāng)電爐開(kāi)始升溫時(shí)，爐內(nèi)砌磚體大量地吸收熱量，以提高本身溫度，在停爐冷下來(lái)時(shí)又把這一部分熱量散失到空間去；這一部分形成爐體蓄熱損失。一臺(tái)先進(jìn)的電爐應(yīng)具有低的空爐損失及高的有效功率。較少蓄熱相失。空爐損失的大小是衡量電爐效率好壞的重要指標(biāo)，空爐損失小的電爐，可以得到高的技術(shù)生產(chǎn)率及低的單位電能消耗比。一般工業(yè)電阻爐的效率。小型電爐較低一些．大型電爐 較高一些，從10—100千瓦的箱式電爐效率約為65-85%，空爐損失約占總功率的35--15％。 電爐從室溫升到工作溫度的時(shí)間對(duì)電爐的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是有明顯影響的，升溫時(shí)間短則爐子投入正常使用的時(shí)間就較長(zhǎng)每天的生產(chǎn)率就較高，每公斤工件的電耗量就降低，所以要盡量采用熱慣性小的爐襯材料并降低爐體蓄熱量來(lái)加快電爐的升溫速度：爐體的蓄熱量對(duì)周期作業(yè)爐影響很大，尤其是每天一班或二班生產(chǎn)的電爐。 對(duì)連續(xù)作業(yè)爐其影響就不明顯。加熱能力是一臺(tái)電爐的主要技術(shù)指標(biāo)，加熱能力是指電爐的有效功率，從理論計(jì)算上在一個(gè)小時(shí)內(nèi)能把指定的材料加熱到額定溫度的***大重量數(shù)，以公斤／小時(shí)計(jì)算。 (5)電阻加熱爐基本結(jié)構(gòu)及型式 電阻爐是隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，由于各種加熱工藝及冶煉工藝上的需要，電阻爐是一個(gè)品種很多的產(chǎn)品。電阻爐爐體結(jié)構(gòu)，分周期式及連續(xù)式二個(gè)型式來(lái)分別介紹。周期式作業(yè)爐。如箱式電爐，臺(tái)車(chē)式電爐、井式電爐等箱式電爐，外殼一般是用型鋼、鋼板焊接而成的，小型電爐由于需保持工作面的一定高度，一般均做成帶支架的，在箱型殼體下邊，有支持爐體的腿或支架。中型電爐因本身重量大及加入爐內(nèi)的工件重量也大，所以一般均直接在底盤(pán)上焊接爐體及砌磚。大型電爐可以在特定的專用的地基上設(shè)計(jì)成無(wú)鋼性底盤(pán)的結(jié)構(gòu)，而就地焊接砌磚，但這種電爐在安裝后不能吊運(yùn)及移動(dòng)。 中小型電爐的爐門(mén)可用配重及手動(dòng)裝置來(lái)開(kāi)閉，下部一般均有砂封槽，有些爐門(mén)上邊也設(shè)有砂封槽，以保證良好的密封性，爐門(mén)關(guān)閉時(shí)，用壓緊裝置使?fàn)t門(mén)緊密的與門(mén)框接觸，減少漏氣。大型電爐可以用電動(dòng)或氣動(dòng)、液壓開(kāi)閉爐門(mén)，電加熱元件一般可以在爐膛內(nèi)左右側(cè)墻上及底面上布置，為了得到良好的熱場(chǎng)，***好在護(hù)頂上也布置電加熱元件，因?yàn)闋t內(nèi)工件一般堆放高度不會(huì)超過(guò)寬度，所以以上下兩個(gè)方面加熱比左右兩個(gè)方面加更為有效。大型及中型電爐可以在護(hù)門(mén)上及后墻上適當(dāng)?shù)牟贾靡恍╇娂訜嵩詼p少爐內(nèi)的溫差，為了保證爐門(mén)口的熱損失能得到更好的平衡，可以在較大的箱型電爐上靠爐門(mén)口的爐膛長(zhǎng)度1/3處作為一個(gè)控制區(qū)。 通保護(hù)氣體的爐子應(yīng)設(shè)有保證安全運(yùn)行的必要裝置及良好曲密封性。井式電爐一般均為園筒形爐膛，內(nèi)徑一般***小為600毫米，大小了，安裝維修時(shí)不方便；爐殼用型鋼作為骨架再焊上鋼板，小型爐蓋可用手動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)閉，大型及中型的可用電動(dòng)或液壓等機(jī)構(gòu)開(kāi)閉，高度與直徑好比在1一1.5的電爐工件一般放管在爐膛底部，高度與直徑比在2以上時(shí)。工件大部用吊掛方式，吊于爐口內(nèi)或爐上外部的專用吊架上，控制區(qū)的設(shè)置一般以直徑的1—1．5倍為一個(gè)。在溫度控制要求不高時(shí)．有時(shí)一個(gè)控制區(qū)長(zhǎng)度達(dá)到直徑的2倍。 可控氣氛箱形多用爐。一般在結(jié)構(gòu)上是分為前室及爐膛、冷卻槽，前室由型鋼及鋼板焊成的密封空間下邊與冷知槽相連，上邊為設(shè)有水冷壁的空氣冷卻室。中間有通過(guò)工件的軌道及上下升降的料架，由頂上的氣缸來(lái)操作(可電氣動(dòng)或液動(dòng))下降時(shí)工件進(jìn)入冷卻槽，進(jìn)行快速冷卻或等溫淬火、上升時(shí)工件在上邊氣氛中緩冷。 爐膛在前室后邊，中間 有一個(gè)爐門(mén)隔開(kāi)，進(jìn)料出料時(shí)。爐門(mén)由上部氣缸打開(kāi)。爐膛由抗?jié)B碳砌成。電加熱器兩種形式，一種是由高電阻合金板材制成；為了消除表面積炭形成短路，加熱器面涂上專用的高溫絕緣釉；另一種為輻射管式的，水平或垂直的插入爐賭中，管中用大切面園形電阻線組成金屬發(fā)熱器。爐內(nèi)具有強(qiáng)通的風(fēng)扇，爐子前面為一個(gè)推料裝置，用以向爐內(nèi)進(jìn)出料，電爐附有氣體發(fā)生器或直接向護(hù)內(nèi)滴注有機(jī)液及碳勢(shì)控制設(shè)備。
