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应用

面向世界的应用 金属: 箱式炉


热处理:实现卓越性能的关键技术
热处理炉是核心工业设备,广泛应用于各个领域:从汽车和航空航天等要求最严格的领域,到精密机械和刀具生产等常见应用场景。
这些工业设备在金属材料改性过程中发挥着至关重要的作用。通过受控的加热和冷却循环,金属改变了其内部结构,获得所需的机械性能和物理特性,从而确保设备具备高性能、高可靠性与长久使用寿命。

需求:

需求:

工艺温度控制

温度是金属热处理过程中最关键的变量。精确且可重复的控制是保障稳定生产和产品质量的关键。这在航空航天领域尤为重要,因为这些领域的精度必须符合 AMS2750 和 CQI-9 等严格规范。批次炉控制系统需生成包含多个加热与冷却阶段的详细热曲线,每个阶段均需设定特定工艺参数。唯有通过精确控制,才能完全满足冶金技术规范要求,确保最终产品符合标准。

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解决方案:

1850 调节器是实现窑炉温度获得精确可靠控制的理想解决方案。凭借其高效的调节算法,该设备确保完全满足处理材料所需的热工艺规范。
1850 调节器已获得航空航天领域 AMS2750 及汽车行业 CQI-9 认证,完全适用于对热控制精度要求极高的应用场景。
主要特性:

  • 设定点曲线生成功能;
  • SSR 与电动阀控制输出;
  • 彩色 LCD 界面;
  • 多语言诊断信息功能;
  • 逻辑与数学运算功能

需求:

过程变量的数字记录

热处理过程中的温度记录对保障被处理材料的质量和安全至关重要。精确监控并完整记录热工参数,可确保热处理周期严格符合规范要求,从而避免最终产品出现缺陷与性能偏差。此外,温度记录是符合 AMS2750 和 CQI-9 等行业规范的基本要求,这些标准在航空航天与汽车制造领域具有极其严格的强制性。该过程还能追溯每批次生产任务,从而确保生产过程的绝对可靠性。

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Gefran 的数据记录方案是由多功能调节器 3850T 实现,该设备集成了多种功能,其中包括符合 ASM2750 和 CQI-9 规范的高效数据记录器功能。该功能结合实时时钟,可存储过程数据、数字输入/输出信号及警报状态信息。
主要特性:

  • 触摸屏图形界面;
  • 以开放式或加密式存储;
  • 本地或通过以太网导出文件;
  • 以 CSV 或 PDF 格式导出数据。

需求:

窑炉超温安全阈值

为保护设备并确保操作人员安全,当窑炉出现超温情况时,必须配备专用安全装置,即安全阈值系统。过热会损害窑炉结构完整性,导致加热元件、传感器及耐火衬层损坏,并可能引发火灾、爆炸或机械故障的风险。如果主系统发生故障并超过阈值,安全系统会自动介入,触发警报并紧急停机,从而有效预防设备损坏并保障人员安全。在美国市场,Factory Mutual (FM) 法规要求使用经认证的安全装置,确保在温度超过允许限值时设备仍能保持安全运行。

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经 Factory Mutual (FM) 认证的安全指示器 650L(48×48 规格)与 1250L (48×96),是专为工业加热过程设计的认证安全装置,可检测超温状况并触发安全信号使系统进入保护状态。为了便于安装和使用,该设备提供出厂即用配置,包含需操作人员确认的警报保持记忆功能。确认操作可通过专用前置按钮(红色 R 键)、可选数字输入或串行通信线路实现。LCD 显示屏可显示清晰的信息,指导操作人员识别设备状态,使维护操作简单高效。

需求:

加热负载电力控制

在工业电加热领域中,功率管理对于确保温度均匀性、能效优化及运行连续性具有关键作用。应用系统需能适配多种负载类型——从线性电阻到变压器,即使在工艺参数波动时仍可保持稳定运行。
为满足这些需求,需要具备以下特性的解决方案:可灵活配置、支持预测性维护的先进诊断功能,并兼容最新通信协议。有效的 I/O 集成可实现信号管理,从指令重传到工艺过程变量监控。
最后,由于需要在狭小的空间内进行安装,因此必须采用结构紧凑且坚固的系统,这类系统能够确保安全运行、提升能效,并减少设备停机时间。

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在电加热系统中,为保障处理温度超过 1000°C,通常采用功率控制器 (Power Controller),这种智能设备能够精确高效地管理电力功率。
GPC 系列的主要特性包括:

  • 电流范围覆盖 40 至 600 A;
  • 支持单相、双相和三相配置;
  • 可配置多种控制模式;
  • 集成诊断功能;
  • 现场总线连接能力。

需求:

热工艺温度测量

温度是热处理工艺过程中最关键的变量。精确的温度控制对于确保所需机械性能、工艺可重复性、质量标准的符合性以及操作安全性至关重要。温度探头必须在高温环境下稳定运行,确保测量数据的持续性与可靠性。保护敏感元件(通常为热电偶)的护套至关重要:除了耐高温外,还必须耐受窑炉内工艺气体的侵蚀,例如在氮化过程中遇到的气体。因此必须选择合适的涂层材料,以确保长期的可靠性与耐久性。

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TC8 系列温度探头配有热电偶传感元件,是温度高达 1000°C 的热处理应用的理想解决方案。可自定义热电偶类型、测量范围、安装长度及护套材料,从而实现广泛的用途。例如,AISI 316 钢护套适用于非腐蚀性情况下的中温环境,而镍铬铁基合金 INCONEL 600 则凭借其抗反应气体特性,更适用于腐蚀性情况下的高温工况。

工作原理:

在热处理方面,箱式炉(批次炉)因其卓越的通用性而成为最广泛且备受推崇的解决方案。前开门设计便于装载单个零件或复杂批次工件,即使是不规则的几何形状或精密材料也能轻松处理,使操作过程简单安全。
这些专为工业应用而设计的设备,配备封闭式加热室,内衬为耐火材料,可确保整个装料区具有卓越的隔热性和均匀的处理效果
箱式炉的温度可达 1000°C,适用于淬火、回火、退火、正火和去应力退火等多种热处理工艺。每道工序都根据精确热曲线执行,这是获得所需冶金性能的关键。
箱式炉凭借可靠、灵活、高效三大特性,成为追求卓越性能和稳定产出的理想选择。

需求与技术:

在热处理中,温度是最关键的参数:必须对其进行绝对精确和持续稳定的管理,方能确保结果可靠且符合最高标准。
因此,现代热处理设备采用先进 PID 调节器,配备优化算法与自整定功能,不仅简化操作流程,更确保整个工艺过程的直观控制与高效运行。可通过电热管或燃气燃烧两种方式进行加热:前者通过调节器与电子功率控制器 (Power Controller) 联动,精确调制热能输出;后者直接控制燃气阀门,确保响应速度和操作安全。
但仅控制是远远不够的:记录温度变化趋势也至关重要,尤其是在航空航天等高精尖领域,工艺过程的可追溯性是质量认证和遵守最严苛法规的核心基础。
最后,为了保护设备和确保操作人员的安全,必须集成专用保护装置,例如防止超温安全阈值控制器,以便及时干预,避免危急情况。

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