用于瓷料預(yù)合成、陶器、建筑用磚瓦，窯具，炻器等行業(yè).技咨詢:1 3 7 7 6 0 9 5 3 6 3

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蘇州瀚群電子材料有限公司坐落于風(fēng)景秀麗的魚米之鄉(xiāng)--蘇州，是一家集生產(chǎn)和貿(mào)易為一體的高科技企業(yè)，主要經(jīng)營范圍包括電子元器件，半導(dǎo)體材料和溫控儀表等。公司堅持以“誠信為本，客戶至上”為宗旨。結(jié)合5S現(xiàn)場管理，推行ISO9001:2000質(zhì)量管理體系。公司以勤勉的工作態(tài)度，滿足客戶需求，產(chǎn)品質(zhì)量。力爭在行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)不斷發(fā)展，將的技、產(chǎn)品和服務(wù)同步帶給。

技咨詢： 韓先生

用測溫環(huán)窯爐燒成產(chǎn)品質(zhì)量

一、前言  

電子陶瓷產(chǎn)品的：性能除了決定于配方之外，燒成工藝是關(guān)鍵的，而陶瓷燒成的綜合熱效應(yīng)大致包括：燒成溫度、保溫時間和窯爐氣氛。工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和實際研究中需要用到各式各樣的窯爐，如箱式爐、管式爐、立式窯、隧道窯、鐘罩窯、輥道窯等。電子陶瓷、磁性材料以及粉末冶金熱處理等都需要的溫度控制。但多數(shù)測溫手段（如熱電偶、火錐、光度計等）在時間和空間上均受到限制，在實際使用中只能測量產(chǎn)品的環(huán)境溫度，而測量來自不同方位的傳導(dǎo)熱和輻射熱以及不同保溫時間產(chǎn)品本身的累積熱效應(yīng)。實際上陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)中的綜合熱效應(yīng)會直接影響產(chǎn)品的燒成質(zhì)量。采用測溫環(huán)不但可以解決時間和空間的限制，而且能同時測量窯爐的輻射熱和傳導(dǎo)熱以及產(chǎn)品整個燒制過程的綜合熱效應(yīng)。

二、用測溫環(huán)窯爐燒成產(chǎn)品質(zhì)量的

1測溫環(huán)在電子陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用

不論是電子陶瓷用粉體還是電容器、電阻器、電感器之類的電子陶瓷元器件，對電性能的要求都較高。在配方和生產(chǎn)工藝相對固定的情況下，燒制品的累積熱效應(yīng)是直接影響產(chǎn)品電性能的因素，而熱效應(yīng)主要是燒成溫度、保溫時間和燒成氣氛的綜合體現(xiàn)。不同的燒成溫度、保溫時間和燒成氣氛會燒結(jié)出不同性能的產(chǎn)品；同一批產(chǎn)品在相同的保溫時間，但放置在爐子的不同部位也可能燒出不同質(zhì)量的產(chǎn)品。在實際生產(chǎn)中，從生產(chǎn)過程中直接判斷或選別出良品就投入下道工序的生產(chǎn)，這樣生產(chǎn)出來的產(chǎn)品不良率容易處于失控狀態(tài)。而現(xiàn)有各類窯爐的測溫點都相對固定，熱電偶的實際探測點的分布也受到限制，不利于掌握產(chǎn)品在燒成中的真實狀態(tài)。另外，即使忽略不同材料的熱電偶和新舊不同的熱電偶在測量溫度時產(chǎn)生的溫度誤差，熱電偶也只能測出燒成溫度中的輻射熱，無法測量出窯具的傳導(dǎo)熱和具體的保溫時間以及實際燒成氣氛的綜合熱效應(yīng)。這時若在燒制前或燒成中放置幾片測溫環(huán)，不可測出爐內(nèi)的實際溫度而提前調(diào)整好爐溫，而且還能根據(jù)出爐后測溫環(huán)的直徑大小、顏色深淺以及形狀的變化等，體現(xiàn)出產(chǎn)品燒成的實際熱效應(yīng)。測溫環(huán)體積小巧、使用方便，不但對不同窯爐燒結(jié)的產(chǎn)品可作橫向比較，而且可將測試后的測溫環(huán)樣品和數(shù)據(jù)留存起來對不同時期燒結(jié)的產(chǎn)品作縱向比較，這樣對產(chǎn)品質(zhì)量的追蹤提供了真實的歷史依據(jù)，對產(chǎn)品質(zhì)量的嚴格管理更。

2利用測溫環(huán)解決窯爐橫向溫差偏大的問題

窯爐橫向溫差偏大，容易導(dǎo)致窯爐同一行出磚產(chǎn)生色差缺陷，這種色差常常呈逐漸過渡狀，一般不易區(qū)分開來，窯爐越寬，這種缺陷越明顯。其實對于溫差問題的解決方法是很多的。而難題在于如何準確知道窯爐內(nèi)不同位置的溫差。在拋光磚生產(chǎn)中，應(yīng)盡量控制窯爐燒成帶橫向溫差≤5℃。常用的測溫設(shè)備如測溫?zé)犭娕荚O(shè)在窯爐的一側(cè)，對其橫向溫差不易檢測和控制，所以很難做到橫向溫度的均一。而通過使用測溫環(huán)，因其體積小巧，可準確測量不同位置的窯溫，得到窯爐內(nèi)溫差的值。一方面彌補了熱電偶的不足，另一方面又測定了窯爐內(nèi)三維空間熱分布狀況。再通過合理設(shè)定各燒咀的風(fēng)油（氣）比例，正確調(diào)節(jié)其閥門開度，及時補加耐火石棉等，窯墻漏風(fēng)和不良的散熱，對于解決溫差的問題就容易得多了。

3測溫環(huán)在箱式電爐中的應(yīng)用

箱式電爐廣泛用于實驗室和小件產(chǎn)品的生產(chǎn)，因其投資小，使用靈活而成為的燒成設(shè)備。由于電子陶瓷和現(xiàn)代精細陶瓷對燒成溫度敏感，溫度偏差3-5℃即可造成產(chǎn)品性能明顯差異，所以箱式爐內(nèi)溫度的均勻性是十分要的。實際使用中，因箱式爐發(fā)熱元件的設(shè)置不同，往往是中間溫度較均勻，四周溫度較不穩(wěn)定。一般情況下箱式爐都帶有熱電偶進行測溫，但因熱電偶放置空間的局限性，無法測量出爐內(nèi)各個點的溫度，因此對于爐內(nèi)溫差分布情況無法查明。對于燒成品的如何擺放，要進行較多次的試驗才能合理，但爐內(nèi)放置產(chǎn)品的多少或品種發(fā)生變化后，溫差也會發(fā)生變化。因此需要一種簡單、方便的手段測量出爐內(nèi)各個角落的溫度。測溫環(huán)體積小，20mm*7mm的小圓環(huán)。使用幾片，任意放置在爐內(nèi)需要測量的地方，燒成出爐后測量其外徑，對比溫度對照表，得出爐內(nèi)各點的實際溫度，測量偏差只在3度以內(nèi)，應(yīng)該是很好的一種測溫工具。

4測溫環(huán)在輥道窯中的應(yīng)用

陶瓷制品在輥道窯里燒成，需要在特定的燒成制度下進行，合理的燒成制度是得到良好產(chǎn)品的根本。燒成制度包括溫度制度、壓力制度、氣氛制度，其中溫度制度為關(guān)鍵。輥道窯的溫度監(jiān)測主要是依靠沿窯長裝在窯頂或窯側(cè)的熱電偶所反映的溫度數(shù)據(jù)。輥道窯一般分為預(yù)熱帶、燒成帶和冷卻帶，其中燒成帶溫度的檢測主要是確定燒成帶的溫度和高溫區(qū)間長度即制品在高溫下停留的時間，燒成帶的溫度是成瓷的溫度點，它直接影響到產(chǎn)品的生燒與過燒，高溫區(qū)的長度影響到保溫時間的長短，從而也影響到產(chǎn)品的質(zhì)量。因此控制燒成溫度是產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。有時熱電偶所指示的溫度了產(chǎn)品燒成的溫點，但因保溫時間的不同，產(chǎn)品也會產(chǎn)生很大的差別，原因在于熱電偶只測量其探頭所在位置的輻射熱，對于產(chǎn)品因保溫時間長短、窯具產(chǎn)生的傳導(dǎo)熱等綜合熱效應(yīng)是無法記錄的。測溫環(huán)可以記錄產(chǎn)品在燒成過程中所累積的熱效應(yīng)。能提供一種有別于熱電偶等設(shè)備測量反映的產(chǎn)品燒成情況。是一種更貼近產(chǎn)品，更真實反映產(chǎn)品受熱的一種較好的測溫工具。

5測溫環(huán)在立式窯燒結(jié)電子陶瓷中的應(yīng)用

立式窯以其操作簡單,溫度均勻,燒結(jié)的連續(xù)性等優(yōu)點而廣泛用于電子陶瓷的燒結(jié)。比如：瓷片電容、PTC陶瓷電阻器、氧化鋅壓敏電阻器以及PZT壓電陶瓷等。這些產(chǎn)品燒結(jié)溫度的準確性要求都較高，若同類產(chǎn)品在燒結(jié)過程中溫差過大，不但會影響產(chǎn)品的一致性，而且容易導(dǎo)致整批產(chǎn)品的報廢。立式窯的熱電偶探頭一般布置在爐膛的外側(cè)，其測出的溫度不是產(chǎn)品燒結(jié)的實際溫度，這就要求產(chǎn)品在燒結(jié)前不但要知道其理論燒結(jié)溫度，更應(yīng)了解爐膛內(nèi)的實際溫度與表頭溫度的差異，否則依理論溫度調(diào)整過來的表頭溫度是燒出高質(zhì)量的產(chǎn)品。此時采用校溫環(huán)提前校對一下爐膛內(nèi)的溫度，不但可以減少物料的浪費，而且可以節(jié)省寶貴的試爐時間。立式窯的連續(xù)性燒結(jié)又使得每爐產(chǎn)品在燒結(jié)過程中處于不可視狀態(tài)，為產(chǎn)品出爐后的質(zhì)量，在每批產(chǎn)品的燒結(jié)過程中用測溫環(huán)來監(jiān)控也就很有要?？紤]到熱電偶也與其它的儀器儀表一樣在使用一段時間后會老化或較低，加熱元件本身也是易老化，在電子陶瓷產(chǎn)品燒結(jié)中有規(guī)律地（比如每天1次）放入測溫環(huán)，就可監(jiān)測燒結(jié)產(chǎn)品的爐溫變動狀態(tài)。從長遠來看，在立式窯中燒結(jié)產(chǎn)品使用校溫環(huán)作為監(jiān)控手段，可以產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。

6測溫環(huán)在磁性材料中的應(yīng)用

    鎳鋅、錳鋅鈷、釹鐵硼等磁性材料的生產(chǎn)和研發(fā)過程中，需要對新型材料生產(chǎn)工藝溫度（預(yù)燒料溫度）進行擬定燒成溫度；對二次磁性材料產(chǎn)品燒結(jié)同樣需要準確的窯爐溫度，以便穩(wěn)定磁性產(chǎn)品的電性能指標。窯爐一般是通過熱電偶傳遞窯爐溫度，但熱電偶因不同的生產(chǎn)商、不同的窯爐、不同的規(guī)格等因素，在同一企業(yè)內(nèi)也較難統(tǒng)一測溫標準，容易出現(xiàn)研發(fā)部門測試的燒成溫度與生產(chǎn)部門的實際控溫不相，給生產(chǎn)帶來不便。測溫環(huán)能準確提供爐膛內(nèi)部的實際溫度效應(yīng)（即產(chǎn)品的累積熱效應(yīng)），能對磁材產(chǎn)品所需的累積熱進行質(zhì)量跟蹤，同時客觀記錄爐膛內(nèi)每天的溫度變化情況，提供準確的數(shù)據(jù)信息，作為溫度質(zhì)量跟蹤的檔案數(shù)據(jù)，有利于貫徹實施ISO的質(zhì)量跟蹤管理體系，實現(xiàn)內(nèi)部研發(fā)與生產(chǎn)控溫標準的統(tǒng)一，降低不同批原料帶來燒結(jié)溫度變化的復(fù)雜性。

三 、測溫環(huán)的選擇

根據(jù)不同的燒成溫度和使用行業(yè)，測溫環(huán)的選擇如表所示。

德國FERRO牌測溫環(huán)

RTC測溫環(huán)

測溫環(huán)尺寸：外徑：20mm， 內(nèi)徑：10mm， 厚度：7.0mm。

測溫環(huán)為的品，誤差范圍：&plun;3℃。　

測溫環(huán)工作原理及使用方法

測溫環(huán)工作原理是根據(jù)測溫環(huán)在吸收熱量時即發(fā)生收縮，在測溫環(huán)規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)的線性收縮，從而給出測溫環(huán)和燒成品的實際累積熱量，對照換算表得出測試溫度。測溫環(huán)可放置在窯內(nèi)任何位置，如窯具、窯車或載板上，或與燒制的產(chǎn)品放在一起。測溫環(huán)直徑的收縮率表示窯內(nèi)測溫環(huán)所在的實際溫度。使用常見的千分尺即可很容易測量燒成后的測溫環(huán)直徑。為了和方便起見，每批測溫環(huán)附有一個換算表。為正確使用，請注意測溫環(huán)上所標的生產(chǎn)批號須與溫度換算表上保持一致。

產(chǎn)品優(yōu)點：

●測溫環(huán)安放位置貼近產(chǎn)品實際受熱狀態(tài),測定燒制品受熱情況;

●測溫環(huán)使用機動靈活,可簡易方便地測定爐內(nèi)三維空間的任何角落的溫度;

●測溫環(huán)一致性良好,可以產(chǎn)品燒成制度的良好重現(xiàn)性,從而成品的合格率;

● 使用測溫環(huán)可以減少甚至需要通過對燒成品的幾何形狀,密度和多孔性測量或破壞性試驗,從而減少生產(chǎn)成本。

注意：

測溫環(huán)測定的是根據(jù)整個燒成過程中累積的熱量，即包括輻射熱、傳導(dǎo)熱和對流熱以及不同保溫時間的綜合效應(yīng)。不能測量燒制品的溫度，更能真實表現(xiàn)產(chǎn)品在熱處理過程中的真實受熱狀態(tài)。