改善工业窑炉温度均匀性的设计方法
作者：单岭
来源：《科技视界》 2015年第29期长沙室内设计培训
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改善工业窑炉温度均匀性的设计方法
单岭
（安徽东升机电有限责任公司，安徽 合肥 230000）
心理素质强化训练 [摘要]本文提出一种改善工业窑炉炉温均匀性的设计方法，使得均匀性在线可调整，该方法调节简单。在1米宽炉膛设备上实际应用，可将均匀性从±6℃降到±1.5℃以内。大大提高了设备品质和适用范围。
[关键词]均匀性；工业窑炉；嵌入式控制器
[关键词]This paper propos an improving design method of industrial furnace temperature uniformity and evenness can be adjusted online, this method is simple adjustment. The temperature un
iformity can be improved from ±6 ℃ to ± 1.5 ℃ on 1m wide chamber of furnace equipment practical application. Greatly improve the quality and scope of equipment.
[Key words]Uniformity; Industrial furnace; Embedded controller
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工业窑炉均匀性是该类设备的一项关键的评价指标，其优劣直接影响设备的适用范围以及所烧结产品的品质。当前，改善均匀性方面，主要采用如下方法进行改善：
（1）更改加热器功率分布。该方法主要基于标准炉膛下的设计经验，一旦结构变化将会很难适应。
关爱残疾人的作文 （2）按炉膛截面划分多个子区域，由多个控制器单独控制。由于相邻温场耦合相互干扰，很容易造成控温不稳定。
因此本文提出了一种改善方法，可实现在线调整炉膛截面功率分布，达到改善均匀性的目的，且控制精度高稳定性好。
1加热方式
炉膛截面示意图如图1。
将温区加热器按炉膛截面从左到右细分为多个子区域（本文以上、下加热器各三个区域为例），每个区域通过固态继电器单独驱动，固态控制端由相互独立的PLC输出信号分别给定。控制线路示意如图2。
2控制软件设计
控制软件主要为温度控制器温控算法、以及控制信号输出处理。下图为控制部分功能框图（图3）：
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上位工控计算机通过OPC通讯写入控制器温度设定值，控制器采集当前温度，进行PID计算得出输出功率百分比OUT，输出率经过分配环节，将输出率OUT乘以比例系数K1-K6后分配给PWM生成器，PWM生成器根据输入百分比生成PWM信号，由输出接口送至相应的固态继电器控制加热。其中K1-K6可通过上位软件进行修改，因此达到了通过修改K系数改变炉膛加热功率分布，进而达到改善均匀性的目的。
3工程应用
该方法已经应用于多台烧结炉，效果显著。以带宽1m网带烧结炉为例，介绍该方法的应用。
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该网带炉供有6个温区，每温区加热器细分为6各子区域。图4、图5、图6为不同K系数（见表1、表2、表3所列K值）情况下，炉膛截面左、中、右三点温度曲线。
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实际结果来看，在K均为100时，即加热器功率均匀分布，炉膛恒温区最大温差12℃，通过逐步调整K系数，最终恒温区最大温差减小至3℃。
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4结论
从实际应用来看，本文介绍的方法能够有效改善温度均匀性，且操作简单，精度高。但依然存在不足和有待改进的空间。K系数调整需要了解操作人员比较了解炉膛温场特性，且需要多次曲线测试进行修正。今后考虑增加智能算法调节K系数值，将人的经验直接赋予控制器实现炉膛均匀性的自动调节。
[责任编辑：汤静]
