箱式爐工作原理

一、箱式爐概述

箱式爐是一種常見(jiàn)的工業(yè)熱處理設(shè)備，因其爐體呈箱形結(jié)構(gòu)而得名，廣泛應(yīng)用于金屬熱處理、陶瓷燒結(jié)、玻璃退火、電子元件制造等領(lǐng)域。作為一種周期性作業(yè)爐，箱式爐通過(guò)電加熱、燃?xì)饧訜峄蚱渌麩嵩捶绞?，為工件提供可控的熱處理環(huán)境。

二、箱式爐的基本結(jié)構(gòu)組成

1. 爐體結(jié)構(gòu)

外殼：通常由鋼板焊接而成，提供結(jié)構(gòu)支撐

隔熱層：采用陶瓷纖維、耐火磚等材料減少熱損失

加熱室：工件放置區(qū)域，材料需耐高溫

爐門(mén)：雙層結(jié)構(gòu)，帶有密封裝置和觀察窗

2. 加熱系統(tǒng)

電阻加熱元件（硅碳棒、硅鉬棒、電阻絲等）

燃?xì)馊紵到y(tǒng)（燃?xì)馐较涫綘t）

加熱元件布置（頂部、底部、側(cè)壁或多面布置）

3. 控制系統(tǒng)

溫度控制器（PID調(diào)節(jié)）

程序設(shè)定裝置

傳感器（熱電偶、紅外測(cè)溫等）

安全保護(hù)系統(tǒng)

4. 輔助系統(tǒng)

氣氛控制系統(tǒng)（保護(hù)氣體通入裝置）

循環(huán)風(fēng)機(jī)（強(qiáng)制對(duì)流型）

真空系統(tǒng)（真空箱式爐）

三、箱式爐工作原理

1. 熱傳遞機(jī)制

箱式爐主要通過(guò)三種熱傳遞方式工作：

輻射傳熱：加熱元件直接以紅外輻射形式傳遞熱量，在高溫段（>800℃）起主導(dǎo)作用

對(duì)流傳熱：爐內(nèi)氣體流動(dòng)帶來(lái)的熱量傳遞，在中低溫段效果較好，強(qiáng)制對(duì)流型通過(guò)風(fēng)機(jī)增強(qiáng)的效果

傳導(dǎo)傳熱：工件與支架、料盤(pán)之間的直接接觸傳熱

2. 溫度控制原理

熱電實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)爐內(nèi)溫度

控制器比較設(shè)定值與實(shí)際值，通過(guò)PID算法調(diào)節(jié)加熱功率

采用過(guò)零觸發(fā)或相位角控制方式調(diào)節(jié)輸出

多區(qū)控溫系統(tǒng)可獨(dú)立調(diào)節(jié)不同區(qū)域的加熱元件

3. 典型工作流程

裝料：將工件合理擺放在爐膛內(nèi)

關(guān)門(mén)密封：確保爐門(mén)密閉，氣氛爐需檢查氣密性

啟動(dòng)程序：選擇預(yù)設(shè)或自定義溫度曲線

升溫階段：按設(shè)定速率加熱至目標(biāo)溫度

保溫階段：保持溫度使工件均勻受熱

冷卻階段：自然冷卻或控制冷卻速率

出爐：達(dá)到安全溫度后取出工件