摘　要 　U1NICASE系列多用炉具有高控制精度、高可靠性、易操作、易保养，且设备结构简单　　　　　 的特点，可控气氛的理想更新换代普及型产品。
　关键词　 多用炉　可控制气氛　结构　控制系统

0　前言
　　UNICASE(UBE-MARK Ⅱ)密封箱式多用炉采用日本东方公司技术生产，全部控制系统及主要执行元件均采用日本进口原件。可实现手动及全自动操作。该机可适用于大批量生产，亦可适用于小批量多品种生产方式。采用双通道程序控制器及氧探头控制炉内气氛，控制精度高，而且操作简便，成本低廉。使用该设备无须专门的发生炉即可实现渗碳、碳氮共渗、光亮淬火、光亮退火等表面硬化处理，有不同型号可满足产品和产量的要求。

1　主要技术指标
　　常用温度：900-930℃；最高使用温度：950℃；炉温均匀性：±5℃；炉温控制精度：±1℃；炉体表面温升：≤60℃；分析碳势范围：0.4%-1.5%CP；碳势控制精度：±0.05%。
　
2　结构
　　UNICASE渗碳加热炉炉体外壳采用厚钢板及型钢焊接成气密结构，主要由前门、前室、油槽、中门、加热室组成。
2.1　前门　
　 前门的作用是使前室与外界隔绝，并带有排气用燃气孔，加热室的炉气一旦在前室聚集，就会从燃烧的孔中排出并燃烧干净。其开关动作由气缸升降来完成。
2.2　前室　
　　 前室位于加热室的前面，它的下面是油槽。在处理工件时，工件进加热室之前，前室用于排气。淬火前，工件被转移到升降机上，淬火完成后，工件在前室停留进行沥油。
2.3　中门
　　 中门把前室与加热室隔开。中门由钢板焊接门框及耐热纤维隔热层构成。中门的启闭是通过气缸、轮子、链条等使之升降而实现。
2.4　升降机
　　升降机由型钢及钢板构件、升降导轨、可调限位器及导向轴组成。在架子上下两部位装有滑道，上滑道用于排气进料，下滑道用于淬火出炉或进炉。升降机通过气缸、轮子、链条进行升降。气缸有母气缸和子气缸（带缓冷装置炉），母气缸的作用是满足升降机的行程，子气缸的作用使升降机下降，将料盘脱钩。
2.5　淬火油槽　
　　 油槽位于前室的下部。　
　①　被处理的工件在加热室经过升温和渗碳后，在淬火油槽中冷却，故油槽是获得规定的硬度和金相组织的最重要构件之一。
　②　为使淬火油的温度均匀，在油槽右侧上部装有变频油槽搅拌器。风扇的转速可根据不同要求进行调节，用以提高淬火油的冷却能力，频率范围f=20-60Hz。为使淬火油流动平稳且均匀地流向工件，槽内设有导向槽和导流板。
　③　管状加热器安装在油槽右侧上部。工作开始时，根据所设定的工艺温度电加热器自动地把油加热到规定的温度。
　④　油冷却装置由泵和热交换器组成。淬火时当温度上升而超过规定的油温上限时，热交换器冷却水电磁阀自动打开，冷却淬火油；当油温降到设定温度时，电磁阀自动关闭，停止冷却。
　⑤　为控制淬火油的温度，在油槽内侧装有热敏电阻。控制仪表安装在控制柜上，除显示温度外，还具有高低两个温度界限的控制作用，上限控制冷却器，下限控制电加热器。因此，当有温度显示时，能自动地进行冷却、加热操作，使温度始终保持在规定的范围内。
2.6　火帘燃烧装置　
　　当被处理的金属件送进或拉出炉子时，前门便要打开与关上，火帘燃烧器在前门打开时可以防止空气进入前室。空气是通过火焰的作用而被阻止，当前门打开时，火焰自动点燃，前门关闭时，火焰自动熄灭。
2.7　加热室
　　UNICASE加热室炉衬采用抗渗碳砖、超轻质高铝砖、耐火陶瓷纤维、绝热砖筑成。这种结构炉体轻，蓄热少，空炉升温快，保温效果好，节能效果明显。在炉体两侧及炉底安装电热辐射管式发热体。同时，为使加热室的温度及气氛分布均匀，在加热室的上部安装有搅拌风扇。
　　UNE-MARK Ⅱ型加热室为圆形。圆形炉膛加热室充分考虑并确保气流性，炉内温差降低，从而提高炉温均匀性，被处理品碳浓度均匀性也大大提高。同时，圆形炉膛比方型炉膛减少表面积22%，无功散热面积减少22%，从而达到节能效果。圆形结构更坚固耐用，绝热材料的损坏大大减少。
　　两者均采用无马弗、无导流板设计。合理的炉内空间设计，加热功率的合理分布，适当的热电偶插入点，使炉温均匀性保证在±5℃以内。而滴注剂和富化剂在合理位置的滴入，加上强力搅拌，以及取气位置的合理，配合日本东方公司直接滴注法专利，使炉内碳热均匀性达到国际通用标准±0.05℃。无马弗既减少了蓄热，提高了升温速度，也降低了造价和作用维修费用及有马弗时带来的维修不便。
3　控制系统
　　 用于热处理过程中机械动作及工艺参数的控制。可实现手动及自动操作。温度、碳势等热处理参数的控制采用进口PVH双通道程序控制器。该控制器用于热处理设备的程序控制，最大可存储199个工艺程序。根据工艺要求确定工艺参数，编制程序存入PVH ,每次生产运行只需选定程序编号即可，整个工艺过程由PVH自动按程序号执行完成。
　 ①　温度控制
　　　使用权PVH双通道程序调节器，通过SCR-PID方法实现对炉内加热元件的控制，使炉温控制在设定状态。温度执行元件，国内大部分采用接触器或可控硅无触点开关，而UNICASE系列多用炉采用连续非通断式可控硅调功器，它在控制时不是传统的电气通断式，而是根据温控要求连续自动调节加热功率。对大功率温度控制精度高，无噪音，对内部电网无干扰。
　 ②　碳势控制
　　由氧探头测定炉内气氛的氧分压，将信号传输给PVH，由PVH向电磁阀发出指令，控制富化气及滴注气体的流量，实现对炉内气氛的分析及控制。该设备配备有自动消除氧探头积碳的装置，保证了测定精确，响应速度快，提高了碳势的控制精度。
　　同时，为防止炉内滴注温度低，滴注气不分解易引起的爆炸，在气氛输送管路上加有电磁阀，只有当炉内温度在设定温度以上时，电磁阀才能打开，进行滴注，为操作安全提供了保障。
　③　动作控制系统
　　主要通过可编程序控制器连接各个单元完成动作控制，可自动进行。特别是，如与高性能计算机结合，处理品置于自动仓库中，按设定的热处理条件，可全部自动地完成热处理作业。
　④　安全保障系统
　　为保证设备的安全及产品质量，在关键部位安装有警报装置和闭锁装置，确保安全。包括：推拉链异常报警；过热报警；滴注报警；PVH报警；流量报警；调功器报警；氧探头报警；引火嘴熄火报警；PC后备池异常；油槽过热报警；水压异常报警；气压异常报警。
4　总结
　综上所述，UNICASE系列产品具有设备结构简单，易操作，易保养，高控制精度，高可靠性的特点。该产品在可控气氛多用炉市场占有率最高，也是目前可控气氛炉更新换代的理想普及型产品。