열처리로의 난로 온도 제어는 재료가 예상 조직 구조와 성능을 얻을 수 있도록 보장하는 관건적인 부분으로, 그 핵심은 센서 모니터링, 컨트롤러 조절 및 집행 기구 동작의 협동을 통해 온도의 정확하고 안정적인 제어를 실현하는 데 있다.다음은 열처리로 난로 온도 제어의 상세한 방법 및 기술 요점입니다.

1. 난로 온도 제어의 핵심 원리

　　열처리로온도 제어는 폐쇄 루프 피드백 시스템을 기반으로 난로 내 온도를 실시간으로 모니터링하고 설정값과 비교하여 가열 전력 또는 냉각 속도를 자동으로 조정하여 온도 변동을 허용 범위 내에서 제어합니다.기본 프로세스는 다음과 같습니다.

온도 측정: 열전지 또는 적외선 온도계 채집로 내 온도 신호.

신호 처리: 컨트롤러는 실측 온도를 설정값과 비교하여 편차를 계산한다.

제어 결정: 편차 크기와 방향에 따라 출력 조절 명령 (예: 전력 증가 / 감소) 을 출력합니다.

실행 동작: 가열 부품(전열사, 가스 버너) 또는 냉각 장치(풍기, 수냉 시스템)의 출력을 조절한다.

2. 온도 제어의 핵심 기술

1. 온도 측정 및 센서 선택

핫 커플:

유형: K형(범용), S형(고온), B형(초고온, >1200℃).

설치 위치: 가열 부품의 직접 복사 영역을 피해야 하며, 일반적으로 가공소재 부근이나 용광로 중심에 삽입해야 한다.

보상 도선: 장거리 전송 시 열전대와 일치하는 보상 도선을 사용하여 신호 오차를 줄여야 한다.

적외선 온도계:

적용 시나리오: 고온 또는 급속한 온도 상승 과정 (예: 진공로, 유도 가열) 에 적용되는 비접촉 측정.

교정: 정기적으로 흑체로 교정하여 측정 정밀도를 확보한다.

2. 컨트롤러 유형 및 알고리즘

PID 컨트롤러:

원리: 비례(P), 적분(I), 미분(D) 세 부분을 통해 출력을 조절하여 정적 오차를 제거하고 동적 초과 조정을 억제한다.

매개변수 정정: Ziegler-Nichols 또는 시뮬레이션을 사용하여 P, I, D 매개변수를 조정하여 서로 다른 용광로 유형과 공정에 적응합니다.

적응형 PID: 난로 온도 변화에 따라 매개변수를 자동으로 조정하여 간섭 방지 능력을 향상시킵니다.

흐림 제어:

적용 시나리오: 난로 온도 변동이 크거나 비선형 시스템 (예: 가스레인지).

장점: 정확한 수학 모델이 필요 없고 경험 규칙을 통해 노봉 제어를 실현한다.

지능형 제어:

신경망 제어: 히스토리 데이터 최적화 제어 전략을 학습하여 복잡한 작업 상황에 적용합니다.

전문가 시스템: 최적 제어 매개변수를 자동으로 선택하는 통합 공정 지식 라이브러리.

3. 집행기구와 가열방식

전기 가열로:

제어 방식: 제어 가능한 실리콘(SCR) 또는 솔리드 스테이트 릴레이(SSR)를 통해 입력 전압을 조절하여 연속적인 전력 조절을 실현한다.

구역별 제어: 대형 난로는 여러 구역의 독립적인 제어를 채택하여 온도의 균일성 문제를 해결한다.

가스 가열로:

비율 조절 밸브: 가스 유량을 조절하여 화염의 강도를 조절한다.

공연비 제어: 산소 센서와 함께 가스가 완전히 연소되도록 보장하고 효율을 높이며 배출을 줄입니다.

냉각 제어:

풍랭: 주파수변환풍기를 통해 풍량을 조절하여 쾌속적인 랭방을 실현한다.

물 냉각: 비상 냉각 또는 부분 냉각 (예: 담금질 슬롯) 에 사용됩니다.

3. 난로 온도 균일성 제어

1.용광로 설계 최적화

가열 소자 레이아웃: 상하 또는 사방에 균일하게 분포된 가열사를 사용하여 국부적인 과열을 피한다.

단열재: 열전도도가 낮은 세라믹섬유나 내화벽돌을 선택하여 열분실을 줄인다.

순환풍기: 공기순환 (예: 상자식로) 을 강제하여 온도장을 균일하게 한다.

2. 공작물 배치 및 설치량

간격 요구: 공작물 사이에 ≥ 1/3 공작물 두께의 간격을 보존하여 열복사를 막지 않도록 한다.

용광로 설치량 제어: 용광로 용적의 70% 를 초과하지 않고 기류가 막혀 온도가 고르지 않은 것을 방지한다.

3.균일성 테스트 및 보정

다점 온도 측정: 난로 안의 다른 위치에 열전지를 배치하고 온도 분포도를 그린다.

교정방법: 가열구역의 공률이나 풍기의 회전속도를 조절하여 온도장을 최적화한다.

4. 특수 공정의 온도 제어 요점

1.진공열처리

온도 측정 과제: 진공 환경에서 열전지는 산화하기 쉬우므로 텅스텐 (W-RE) 열전지 또는 방사선 온도 측정이 필요합니다.

제어 전략: 전력 조절과 가스 냉각(예: 질소 충전)을 결합하여 빠른 온도 상승과 정확한 온도 제어를 실현합니다.

2. 감응가열

주파수 선택: 고주파(>10kHz)는 표면 담금질, 중주파(1~10kHz)는 전체 가열.

온도 폐쇄 고리: 적외선 온도 측정기를 통해 실시간 피드백을 통해 유도 코일 전류를 조정한다.

3. 연속식 열처리선

구역별 온도조절: 난로체를 예열, 가열, 보온, 냉각 등 구역으로 구분하고 각 구역은 독립적으로 통제한다.

속도 일치: 가공소재 전송 속도와 가열 시간이 협동하여 온도 일치성을 확보한다.