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1、中北大学信息商务学院2009届毕业设计说明书1引言1.1盐浴炉介绍盐浴炉是用熔融盐液作为加热介质、将工件浸入盐液内加热的工业炉。根据炉子的工作温度，通常选用氯化钠、氯化钾、氯化钡、氰化钠、氰化钾、硝酸钠、硝酸钾等盐类作为加热介质。盐浴炉的加热速度快，温度均匀。工件始终处于盐液内加热，工件出炉时表面又附有一层盐膜，所以能防止工件表面氧化和脱碳。盐浴炉可用于碳钢、合金钢、工具钢、模具钢和铝合金等的淬火、退火、回火、氰化、时效等热处理加热，也可用于钢材精密锻造时少氧化加热。盐浴炉加热介质的蒸气对人体有害，使用时必须通风。盐浴炉分内热式和外热式两大类。内热式盐浴炉又分为电
2、极盐浴炉和电热元件盐浴炉两种[1]。电极盐浴炉通过金属电极将低压(5.5～36伏)大电流交流电引入炉内，电流流过盐液发热。盐液既是发热体，又是对工件加热的介质。盐液温度依盐液成分而不同，一般在150～1300℃之间。磁场的作用能使盐液循环翻动，有利于盐液温度均匀，又能提高工件的加热速度[2]。电极盐浴炉由电极、耐火炉衬、密封金属炉罐、绝热层和炉壳构成，由专用变压器供电。因固态盐不导电，开炉时先向起动电极送电，利用起动电极的电阻发热使一部分盐先熔化，然后接通主电极使电流通过熔盐发热工作。主电极有插入式和埋入式两种结构形式。①插入式电极：电极从炉口插入炉内。这种电极结
3、构简单，装卸方便。②埋入式电极：电极埋在盐中，不接触空气，使用寿命较长。用这种电极的炉膛容积利用系数高，但电极拆卸较困难。两种电极都可用碳钢或耐热钢锻成，也可铸造。电热元件盐浴炉它由管状电热元件、金属槽(锅)、搅拌器、隔热层和炉壳构成。通电后元件发热将盐熔化。这种炉多用硝盐，故又称硝盐炉。硝盐最高工作温度不超过550℃。温度超过此限会加剧硝盐分解，发生事故，因此需要设置超温报警装置。如将硝盐改为苛性钠或苛性钾，则成为碱浴炉，这种炉子适用于钢的光亮淬火[3]。外热式盐浴炉盐浴炉的金属炉罐（坩埚）放在炉膛内，用电或火焰进行加热，热效率较低，仅在小型盐浴炉上采用。第32
4、页共32页中北大学信息商务学院2009届毕业设计说明书1.2盐浴炉国内现状介绍盐浴炉在热处理设备中占有重要的位置,它是利用熔盐作为电阻发热体,利用电极将电流引入熔盐中,当电流流过盐浴时,电能便转变为热能而使盐浴温度升高,控制电流的通断或大小,就可使盐浴保持一定的温度.盐浴炉具有加热速度快、温度均匀,被加热的工件不与空气接触,可防止工件产生氧化与脱碳等优点.特别适用于对尺寸较小、形状复杂,热处理要求较高的工件进行淬火等处理.温度是工艺中的一个重要控制指标。在冶金、化工、机械等各类工业中广泛使用各种加热炉、烘箱.恒温箱等，它们均需对温度进行控制[4]。在热处理行业中,
5、温度的准确测量和监控是一个非常重要的问题。毫不夸张地说,没有准确的温度测控就没有热处理。由于电加热热处理炉,操作简单、噪音低、温控精度高,广泛应用于机械零件的热处理。但目前国内大多数生产厂家所使用的热处理炉温控系统,是采用模拟控制方式。模拟控制系统不仅存在电子元器件零漂和老化,焊点、连接线、接插件多,故障率高等问题,还存在在温控过程中,需要人的参与和干涉,自动化程度不高等缺陷。在工业生产中,对温度控制系统的要求,主要是保证炉温按规定的温度工艺曲线变化,超调小或者无超调,稳定性好,不振荡,对系统的快速性要求不高[5]。我国95%热处理用电加热，耗电约占全国总未复盖发
6、电量1%一1.5%。热处理是机械行业的“电老虎”，约占机械行业用电量的20%一30%;而盐浴炉约占热处理用电量15%一20%。热处理设备中盐浴炉热效率最低，能耗占热处理生产成本20%一25%。因此，热处理节能与经济效益密切相关。为了改变盐浴炉落后面貌，我国热处理工作者作出了不懈努力，取得了可喜成绩。当前盐浴炉仍是机床行业热处理车间主要加热设备之一,是模具、刀具生产不可缺少的设备。因此对盐浴炉的进一步改造是一项重要的工作。目前工厂使用的盐浴炉基本上是采用ZUDG和ZUSG系列的空冷变压器、分档调压、断续控温的落后办法,能耗高,控温精度差,噪声大。由于变档开关容易烧坏
7、,维修频繁,加之炉温波动大,有时出现不能满足某些零件的工艺要求[5]。第32页共32页中北大学信息商务学院2009届毕业设计说明书在化工生产中，温度的变化直接影响到产品的质量，因此，需要设计一个功能强的温度控制系统。一般的温度对象带滞后环节，滞后环节的存在会降低系统的性能指标，引起系统不稳定，造成系统很难控制。因此，实现对温度的买时有效控制是温度控制系统的主要任务。.采用单片机为控制核心，可靠、稳定、准确地实现对系统的温度控制。单片机温度控制系统具有精度高、设置操作方便、造价低、控制效果好的特点。经过实际调试使用，系统运行稳定、可靠。具有很强的使用性。1.3本课题
8、的设计要求
