成果信息

24m大型立式淬火炉主要用于大型高强度铝合金构件的淬火热处理，这些构件（如飞机大梁、龙骨、火箭和导弹端环等）是大型航空航天器的重要组成部分，对淬火工艺过程的温度控制精度和均匀性有很高的要求。大型立式淬火炉温度智能控制技术包括测点温度补偿、分布参数系统建模方法、参数辨识算法、动态解耦控制、三段式PWM智能控制等控制策略，解决了大型淬火炉温度控制精度不高，升温过程长、超调量大，容易造成过烧事故等一系列问题，实现了快速低超调以及大空间范围内高精度和高均匀性的控制目标。其中“大型立式淬火炉加工工件表面温度的测量方法”、“大型立式淬火炉的电加热控制系统”申请了两项国家发明专利。项目为国防军工项目，已投入企业生产实际运行，并通过专家鉴定，获湖南省科技进步一等奖。主要用于大型立式淬火炉内温度的高精度高均匀性控制，可广泛推广应用于各种大型立式淬火炉。需安装相应的高精度热电偶、大功率加热元件，研制相应的控制台、调功柜，开发相应的PLC和上位机控制软件等，所需资金主要取决于实际生产过程中仪器仪表状况和自动化控制的性能要求。)

背景介绍

淬火炉是用于对金属进行热处理的大型设备，广泛应用于钢铁、机械和冶金行业。用合适的温度对锻件进行热处理，可以降低它的变形阻力，但温度过高会引起晶粒长大、氧化或过烧，严重影响产品质量。目前，在淬火炉的热处理中，加热过程分为升温、保温两个阶段，但电热主回路采用晶闸管电路，移相触发控制电压改变电功率来控制温度，主回路结果复杂，故障率高，对于电网产生谐波污染；保证升温速率导致升温阶段超调量过大，引起产品过烧，满足超调量要求则升温过程过长；保温阶段的温度波动过大，影响产品质量，采用多区加热方式，炉体庞大，各区段相互耦合。)

应用前景

系统投入实际运行后，取得了令人满意的效果，升温过程缩短，节约了电耗，增加了产量，由于系统可靠性提高，炉温均匀性达到±1.5℃，减少了因锻件过烧及性能不合格引起淬火炉锻件报废，使产品的成品率提高了6.3%，同时降低了设备的维修费用，年增加经济效益共计1000多万元。系统的投入运行，实现了大型立式淬火炉内温度的高精度高均匀性控制，满足了大型高强度铝合金构件的高难度淬火工艺要求，提高了构件的产品质量，为我国航空航天事业的发展和国防现代化建设奠定了基础。本技术已成功推广应用于31m大型立式淬火炉，并产生了巨大的经济和社会效益。)