1

．在可控氣氛加熱爐中氧探頭的使用要點(diǎn)

（

1

）氧探頭屬于一種高精度、高靈敏感的傳感儀器,，其核心元

件氧化鋯頭是球狀或管狀結(jié)構(gòu)陶瓷件,，

很容易受沖擊破碎。

在新的氧

探頭使用之前,，

應(yīng)仔細(xì)檢查氧探頭是否受過碰撞,，

氧探頭是否有彎曲，

氧探頭外管有無裂紋,，

探頭部位氧化鋯是否有裂紋或破裂,、

或有陶瓷

狀碎片；輕輕搖動(dòng)氧探頭,，聽聽氧探頭內(nèi)部是否有響聲,。如有響聲，

可能是氧探頭的氧化鋯頭已經(jīng)破裂,。

（

2

）

氧探頭在安裝時(shí)要注意安裝位置須插入爐膛

50

～

100mm

,，

安

裝在爐氣較穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)。不要靠近各種滲劑的滴注口,、風(fēng)扇附近,；

不要安裝在爐內(nèi)口、角落,、

振動(dòng)大的的部位,。如安裝在井式爐爐蓋等

處時(shí)，應(yīng)在氧探頭前端加保護(hù)套并注意氣氛流通良好,。

（

3

）注意氧探頭安裝座與爐殼保持良好的密封性,，不要漏氣。

氧探頭聯(lián)線使用屏蔽信號(hào)線,，屏蔽不要接地,，注意接線的正負(fù)極，zui

好屏蔽信號(hào)線單獨(dú)走線,，防止信號(hào)干擾,。

（

4

）氧探頭在室溫裝入爐內(nèi)，隨爐升溫到使用溫度,，避免

急冷,、急熱。安裝時(shí)注意輕拿輕放。如遇特殊情況,，在高溫狀態(tài)下需

要拔出或插入氧探頭時(shí),，拔出或插入速度控制在

30mm/min

以內(nèi)，并

且在氧探頭拔出加熱爐時(shí),，應(yīng)停供可燃?xì)夥?，降低爐壓，以避免高溫

氧探頭拔出引燃?xì)夥毡换鹈鐮C傷,。

（

5

）初次使用氧探頭,，需對(duì)氧探頭進(jìn)行預(yù)滲碳

8

～

24h

，建議不

要在新爐剛開始預(yù)滲碳時(shí)就安裝氧探頭,。

因?yàn)樵谛聽t預(yù)滲碳時(shí),，

爐中

可能還存在較多水分等雜質(zhì)，

氣氛不穩(wěn)定,，

會(huì)對(duì)氧探頭的使用造成不

良影響,；

一般在新加熱爐烘爐結(jié)束，

用甲醇預(yù)滲碳

24h

以上再安裝氧

探頭較好,。

（

6

）氧探頭上的參比氣管,、燒炭空氣管安裝位置要正確，不能

接反,。確認(rèn)參比氣管,、燒炭氣管接頭、電磁閥,、流量計(jì)等密封良好,，

不漏氣。氧探頭使用的參比氣,、燒炭空氣應(yīng)保證純潔無雜質(zhì),，盡可能

選用微量空氣泵，在微量空氣泵出氣端加空氣過濾裝置,。

（

7

）正確設(shè)定氧探頭的參比氣、燒炭空氣流量,、燒炭時(shí)間,、燒

炭周期、燒炭時(shí)碳勢(shì)保持時(shí)間等參數(shù),。

（

8

）根據(jù)氣氛種類選擇適當(dāng)?shù)?/p>

CO

比率（如標(biāo)準(zhǔn)的氮甲醇?xì)夥?/p>

CO

比率為

20

％,，滴注式氣氛

CO

比率為

33.3

％）

，不同廠家的氧探頭

對(duì)應(yīng)有不同的

CO

雙率,、碳勢(shì),、氧探頭毫伏值以及相應(yīng)的對(duì)照表。通

過多次定碳，修正爐氣實(shí)際碳勢(shì),。在修正爐氣實(shí)際碳勢(shì)時(shí),，注意不要

簡(jiǎn)單根據(jù)測(cè)量結(jié)果，直接偏移氧探頭毫伏值或改變

CO

比率等修正,。

尤其是新滲碳設(shè)備,，

爐膛氣氛滲入耐火材料，

達(dá)到飽和狀態(tài)有個(gè)過程,，

實(shí)際控制碳勢(shì)會(huì)略低于設(shè)定值,。

一般滲碳設(shè)備需連續(xù)運(yùn)行

15

天以上，

耐火材料方達(dá)到氣氛飽和狀態(tài),。

建議在氣氛達(dá)到飽和狀態(tài)后,，

再做碳

勢(shì)的zui終修正。

（

9

）氧探頭有效測(cè)量范圍,，應(yīng)選擇在氣氛溫度

750

℃以上,，在許

多碳控儀中有測(cè)量起始溫度的選擇。

起始溫度過低,，

對(duì)碳勢(shì)的控制已

經(jīng)失去實(shí)際意義,。

（

10

）注意氧探頭燒炭時(shí)的燒炭時(shí)間和碳勢(shì)的變化情況，一般在

正常運(yùn)行工藝中可設(shè)置固定周期燒炭,，時(shí)間在

3

～

8h

,。也可以選擇在

工藝結(jié)束后，每次自動(dòng)燒炭,；觀察燒炭時(shí)的碳勢(shì)是否下降很快,，是否

能下降到

0.01

％左右。如果自動(dòng)燒炭時(shí),，碳勢(shì)下降很慢,，可能是氧

探頭上積炭較多，可增加一到兩次手動(dòng)燒炭,。

（

11

）定期用定碳片檢查校正爐內(nèi)碳勢(shì),，正常情況下每周進(jìn)行一

次。一般氧探頭在使用一段時(shí)間后,，所測(cè)量的毫伏值會(huì)衰減,，可按定

碳片檢查結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償。正常使用三個(gè)月左右,，在

820

℃以上,，檢查

阻抗值，通常在

0.1

～

50k

Ω

,。

2

．氧探頭常見故障及處理

（

1

）

在

可控氣氛加熱爐中,，要首先確認(rèn)設(shè)備本身是否存在影響

碳勢(shì)控制的因素,。要檢查、

排除了其他因素后,，再來確認(rèn)氧探頭是否

存在故障,。

（

2

）氧探頭測(cè)量的毫伏值偏高。觀察碳勢(shì)記錄曲線是否正常,，

正常的碳勢(shì)記錄曲線是鋸齒狀波動(dòng)曲線,，

在碳勢(shì)達(dá)到設(shè)定控制要求穩(wěn)

定受控時(shí)，富化氣通入量基本穩(wěn)定,?？赡苁侵芷跓繒r(shí)，空氣通入量

不足,，

氧探頭積炭較多,，

影響碳勢(shì)的測(cè)量。

處理方法是手動(dòng)燒炭一次,，

時(shí)間控制在

1min

之內(nèi),，

使碳勢(shì)降到

0.01

％以下。

若未降到

0.01

％以

下,，可再手動(dòng)燒炭一次,。但切忌反復(fù)多次燒炭，因?yàn)檫^多的手動(dòng)燒炭

會(huì)縮短氧探頭的使用壽命,，甚至?xí)苯訜龎难跆筋^,。

（

3

）氧探頭測(cè)量的毫伏值偏低或不變。

A

先檢查可控氣氛加熱

爐是否漏氣,，包括各種密封門,、接頭是否密封良好；

B

通向爐內(nèi)的管

路,、閥門等是否通暢,；

C

各種氣體的流量是否正常；

D

爐內(nèi)壓力是否

在正常范圍,、是否穩(wěn)定,；

E

觀察廢氣排放火焰是否穩(wěn)定、顏色是否正

常等,；

F

循環(huán)水是否泄漏到爐膛中,；

G

氣氛中是否有氧化性氣氛進(jìn)入；

H

富化氣,、載氣中水等氧化性雜質(zhì)含量是否超標(biāo)，工藝氮?dú)?、氨氣?/p>

的純度是否符合要求,；

I

氧探頭的安裝位置是否正確,；

J

檢查氧探頭

的阻抗，在

820

℃以上,，檢查阻抗值,，通常在

0.1

～

50 k

Ω

;K

電極短

路檢查，

氧探頭被短路

15S

,，

測(cè)量恢復(fù)到原來的毫伏值讀數(shù)的

99

％所

需的時(shí)間,，如果超過

60s

，說明氧探頭靈敏度有問題,。

（

4

）氧探頭測(cè)量的毫伏值波動(dòng)較大,。

A

富化氣、載氣流量不穩(wěn)定

造成爐內(nèi)氣氛不穩(wěn)定,；

B

可控氣氛加熱爐密封不好,，存在泄漏現(xiàn)象；

C

氧探頭氧化鋯探頭損壞,。

關(guān)閉參比氣流量后觀察氧探頭毫伏值變化,，

正常情況下，氧探頭毫伏值下降不超過

5mv

,。如果在關(guān)閉或打開參比

氣時(shí),，

氧探頭毫伏值變化很快，

基本上可以斷定氧化鋯探頭已經(jīng)損壞,。

——摘自

《熱處理》

（

2007

,，

No

．

5

）

氧探頭的

PID

的數(shù)值應(yīng)該是三個(gè)數(shù)值，

即：

比例

（

P

）

,，

積分

（

I

）

,，

微分（

D

）

，氧探頭的數(shù)值（

P=2.5

,，

I=:10

,，

D=5

）一般是不會(huì)變動(dòng)的，

其調(diào)整的原則是：如果碳勢(shì)長(zhǎng)時(shí)間在一個(gè)方向偏離（偏低或偏高）

,，

可以適當(dāng)減小

I

的參數(shù),；

反之，

當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間在設(shè)定值上下大幅度震蕩而

久久不能穩(wěn)定在設(shè)定值范圍的±

0.05%

的范圍時(shí),，可加大

I

的值,。

P

和

D

的參數(shù)一般不動(dòng)，否則會(huì)造成失控,。