氧探頭在可控氣氛加熱爐中使用的要點(diǎn)及常見故障

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．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)線使用屏蔽信號線，屏蔽不要接地，注意接線的正負(fù)極，zui好屏蔽信號線單獨(dú)走線，防止信號干擾。（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)夥眨档蜖t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，會對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)碳勢保持時(shí)間等參數(shù)。

（8）根據(jù)氣氛種類選擇適當(dāng)?shù)?/span>CO比率（如標(biāo)準(zhǔn)的氮甲醇?xì)夥?/span>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應(yīng)有不同的CO雙率、碳勢、氧探頭毫伏值以及相應(yīng)的對照表。通

過多次定碳，修正爐氣實(shí)際碳勢。在修正爐氣實(shí)際碳勢時(shí)，注意不要簡單根據(jù)測量結(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)際控制碳勢會略低于設(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，再做碳勢的zui終修正。

（9）氧探頭有效測量范圍，應(yīng)選擇在氣氛溫度750℃以上，在許多碳控儀中有測量起始溫度的選擇。

起始溫度過低，對碳勢的控制已經(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，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，所測量的毫伏值會衰減，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。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）氧探頭測量的毫伏值偏高。觀察碳勢記錄曲線是否正常，

正常的碳勢記錄曲線是鋸齒狀波動(dòng)曲線，在碳勢達(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。可能是周期燒炭時(shí)，空氣通入量

不足，氧探頭積炭較多，影響碳勢的測量。

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

會縮短氧探頭的使用壽命，甚至?xí)苯訜龎难跆筋^。

（3）氧探頭測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)狻睔獾?/span>

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 kΩ;K電極短路檢查，氧探頭被路15S，測量恢復(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。