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1、鎢鉬絲爐升溫的控制方法潘長珍胡柱禮（湖南安全技術職業(yè)學院湖南長沙410083）摘要：鎢、鉬材料的電阻溫度系數(shù)相對較大，低溫段電阻值較小，因此由鎢、鉬材料做發(fā)熱體的電阻爐在冷態(tài)升溫過程中，若不采用合適的控制方法極易產生過大的電流而損壞設備。本文分別介紹了手動升溫、單溫度閉環(huán)自動升溫和溫度、電流雙閉環(huán)自動升溫三種升溫控制方法，以及如何有效地防止升溫過程中產生過大電流。對于以上三種升溫方法，本文分別針對在升溫過程中電壓、電流、功率等物理量的相互關系進行了分析，討論了三種方法的控制性能及適應的電爐類型。關鍵詞溫度調節(jié)儀；PID限幅調節(jié)；雙閉環(huán)控制Methodsto
2、ControltheHeatingProcessinFurnacewithWandMoWirePanChangzhenHuZhuli（HunanVocatinalInstituteofSafetyandTechnolgyHunanchangsha410083）Abstract:BecausethetemperaturecoefficientsofresistivityofWandMoarerelativelyhigh,ifdidnottakingpropermethodstocontroltheover-strong,currentwilldestroyt
3、hefurnacewithW(Mo)heatingelementduringtheperiodofheatingfromlowtemperature.Inthisletter,weintroducethreemethodstocontroltheheatingprocessnamelymanualheating,automatictemperatureclosedloopheating,andtemperature-currentdoubleclosed-loopsheating,allofwhichcanpreventthesystemfromover-
4、strongcurrent.Duringtheheatingprocess,wesystematicallyinvestigatetherelationshipofphysicalelements,suchasvoltage,currentandpower.Wealsodiscusstheperformanceofthesethreemethodsandthefurnacesthatsuitabletothesemethods.Keywords:temperatureregulator;PIDamplitudelimitingregulator;Twocl
5、osedloopcontrol前言電爐是硬質合金生產過程中的核心設備，常用電爐的金屬發(fā)熱體有鎳鉻、鐵鉻鋁、鎢、鉬。其中鎳鉻、鐵鉻鋁合金的電阻溫度系數(shù)較小（10-5級），在升溫和保溫過程中功率較穩(wěn)定，一般用于最高工作溫度小于1200℃和1050℃電爐中。鎢、鉬金屬發(fā)熱體與鎳鉻、鐵鉻鋁合金發(fā)熱體有所不同，它們的主要物理性能和不同溫度下的電阻溫度系數(shù)見表1。表1鎢、鉬的熱物理性質[1]材料電阻溫度系數(shù)/℃-1熔點/℃允許使用溫度/℃不同溫度下的電阻率ρ/（Ω?mm2/m）20℃500℃1200℃1400℃1600℃鎢5.510-333902300～25000.0
6、550.1840.3960.4610.527鉬5.510-325201600～20000.0480.1790.3740.4350.496由表1可見，鎢鉬熱元件的熔點高，一般用于1200～2000℃的高溫電爐中。盡管鎢鉬發(fā)熱體的熔點高，但電阻溫度系數(shù)大（10-3級），即電阻率隨溫度的升高而顯著增大。例如鎢（鉬）在1600℃時的電阻率是20℃時的9.5倍。電阻率隨溫度的變化導致在恒壓加熱升溫過程中鎢鉬絲的吸收功率變化較大，因此在加熱升溫過程中，對以鎢鉬金屬作發(fā)熱體的這種大電阻溫度系數(shù)電爐的控制比鎳鉻合金作發(fā)熱體的電爐的控制困難和復雜。1升溫的控制方法目前對電爐
7、升溫、保溫過程中的電壓、電流控制主要元件是可控硅，可控硅的致命缺陷是過流、過壓能力差。在鎢鉬絲電爐中，由于金屬絲在低溫段電阻率很小，極易產生過流，因此如何在保證生產工藝的前提下避免在低溫段出現(xiàn)過電流是至關重要的。根據(jù)筆者多年的研究和工程實踐，對電阻溫度系數(shù)較大的鎢鉬絲電爐的升溫可采用手動分段恒壓升溫、自動分段限壓升溫和限壓限流雙閉環(huán)升溫的三種方法，既能滿足不過電流又能達到升溫工藝的要求。1.1升溫工藝曲線圖1是電爐從冷態(tài)開始升溫到工作溫度過程的一般工藝曲線，即溫度與時間關系。對于具體的時間間隔長短、溫度值及溫度段數(shù)由電爐及產品所決定。T/℃t/h50012
8、0014001600t1t2t3t4t5t6t7圖1升溫曲線下面以
