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工业用途的测温锥

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工业用途的测温锥

2008/2/20 11:01:00
在世界范围内广泛应用于窑炉的测温锥保证用户的窑炉的烧制过程在自己的控制中，测温锥测定了烧制过程，是温度和时间的综合效应。测温锥为用户提供了烧制过程的直观保证，确保烧制过程每一天都一致。尽量减小废料、保证最大的产出以及确保最大的利润，是我们追求的目标，Orton的测温锥能帮助你达到目标。
测温锥弯曲 测温锥的最后弯曲位置可以用角度样板来测量，测温锥弯曲的起始位置是8°、测温锥的最终位置是90°、甚至更大。 温度和时间甚至有时候窑炉的气氛会影响测温锥的最终弯曲位置，一般来说，温度对测温锥弯曲的角度影响最大，测量的温度是平衡温度，因为实际烧制条件会发生一些变化。 当测温锥中的玻璃有足够的流动性时，测温锥发生弯曲；温度升高引起测温锥弯曲更快；同样地，其他因素的变化也会影响玻璃的粘度，例如玻璃析晶或气氛的改变会改变测温锥的弯曲性能。 测温锥的变形会随着过程的进行而加快，在弯曲的早期，在60℃/小时的升温速率时10°的弯曲代表了温度5℃的变化；而在升温的后期，10°的弯曲只是代表温度1℃的变化。 测温锥的使用 在使用中，当窑炉放置产品时标准测温锥被放置在产品旁边；如果测温锥测量的目的是测量顶部-底部、边缘-边缘之间的温度差，因此测温锥必须放置在整个窑炉车上。如果温度是均匀的，目的是每一车、每一炉的比较，必须将测温锥放置在窑炉车的同一位置；烧制结束后，测量测温锥弯曲的角度。比较好的方法是测温锥的弯曲角度要大于20°、但必须小于100°。对于大部分的质量控制来说，测温锥弯曲角度的测量得到的温度偏差在5℃以内，是足够了。Orton提供的表格可以将弯曲角度转化为温度。 应该注意以下几点： 用户在选择适合自己窑炉的测温锥时一定要事先经过试验来找出适合本窑炉的测温锥。 测温锥的锥号越大其弯倒时效温度就越高，从安全使用要求来规定，每次放置3个相邻锥号为一组，中间锥号为窑炉要求烧结的时效温度。 烧结完成时，测温锥的直观反映为：低号测温锥全弯倒为警戒；中间号测温锥弯倒90度左右(可以自定)为测定时效温度；高号测温锥略弯为指示。 为什么要使用测温锥？ 测温锥在陶瓷烧制中的应用已经超过100年，因为测温锥可以确定什么时候烧制已经完全、或者窑炉是否提供了足够的热量保证陶瓷的熟化、或者窑炉中是否存在温度的差异、或者在烧制过程中是否有问题。 　 测温锥是什么? 测温锥是由100多种成分精心配置的锥体，测温锥在一个相对小的温度区间内弯曲，最终的弯曲位置是测温锥吸收的热量的量度。我们通常用测温锥的号作为测温锥的热度表示，最低的测温锥号为O22、而最高热度的测温锥则是42号，测温锥的最初号码为1至20号，O放在号码的前面表示温度较低，因此比O1测温锥温度低的测温锥是O2，这样一直到O22。 　 测温锥的弯曲 温度和时间以及气氛会影响测温锥的最终弯曲位置。当然温度是一个主要因素，我们所指的温度是时效温度，因为实际的烧制条件是变化的，采用Orton提供的图标并且知道升温速率，可以根据测温锥的最终弯曲位置确定时效温度。Orton带底座的测温锥弯曲角度的标准偏差为2.4°，相当于温度的标准偏差仅为2℃。 　 如何使用测温锥? 测温锥作为证据测温锥，放置在陶瓷制品附近的窑炉架上，或者放置在“窑炉看管器”（Kiln Sitter）附近。测温锥在玻璃形成以及变软时发生弯曲，测温锥的成分以及数量决定了玻璃什么时候、如何形成的。必须注意到窑炉看管器中传感棒的重量引起“窑炉看管器”内的测温锥发生弯曲，重量的改变会影响测温锥的弯曲。而证据测温锥的弯曲则是由于重力的作用，因此底座的高度和角度则显得非常重要，测温锥的高度越高或者倾斜越严重，弯曲所受到的重力也越大，测温锥的弯曲也越早。由于这个原因，Orton开发了带底座的测温锥，这样测温锥的高度和倾斜的角度固定了，一般在15-25分钟内测温锥发生弯曲。测温锥在开始时弯曲比较慢，但是一旦测温锥的顶端弯曲过中点后，弯曲非常快；当测温锥的顶端到达底座时，认为烧制完成；无论如何，测温锥的顶端到达基座与测温锥的顶端处于4点钟的位置，他们之间的差异是很小的，对烧制结果的影响非常小。 　 为什么要使用测温锥? 烧制陶瓷与烘培是非常相似的，只是陶瓷的烧制的温度较高。陶瓷可以在一定的温度范围内烧制，有的陶瓷制品有较宽的烧制范围、而有的陶瓷制品则在较窄的烧制范围内。在较低温度下烧制则需要较长的时间，就像烤炙一只火鸡，这是因为对于陶瓷制品来说必须保证一定的时间来吸收足够的热量。我们将陶瓷吸收的热量称之为“热度”，不同的烧制过程，如果热度一致的话，得到的陶瓷制品应该是一样的，即使一个烧制过程的温度高，但时间短；另一个烧制过程温度低、但烧制时间长。由于测温锥测量的是热度，所有的制造者均会建议他们的产品采用什么号码的测温锥。 　 3-测温锥系统 许多今天使用的陶瓷制品，例如陶瓷和无铅釉料，必须在两个不同温度范围内烧制。3-测温锥系统可以用来测定温度的均匀性以及检验”窑炉看管器“（Kiln-Sitter）或电子温控仪的性能，3-测温锥包括三个连续的测温锥号码： 烧制锥-陶瓷、釉料制造商推荐的测温锥； 导锥-热度低于烧制锥 后备锥-热度高于烧制锥 例如：O17、O18、O19或者5、6、7。 　 测温锥评价窑炉 大部分的窑炉的顶部和底部之间是有温度差异的，温度差异的大小依赖于窑炉的设计、加热电阻的使用年限、窑炉中陶瓷制品的放置和分布。一般来说，窑炉有较大的温度差异，把测温锥放置在底部、中部和顶部的架上来测定在烧制过程中到底有多少温度差异，烧制后，仔细观察测温锥的情况：如果在底部的支架上，导锥只是弯曲了一半说明陶瓷烧制的温度偏低了半个热度；如果顶部架上的导锥弯曲了一半，说明烧制过程偏高了半个热度，顶部和底部的测温锥却是存在温度差异。如果你发现了差异，改变陶瓷制品的放置方式来减小这种温度差异，增加一个向下的通风也会平衡窑炉内的温度。 　 检查“窑炉看管器”（Kiln Sitter）的性能 当小号测温锥在传感棒下方受到足够热量并完全弯曲时，“窑炉看管器”会切断窑炉的电源。测温锥的弯曲是由于传感棒的重力作用所致，由于“窑炉看管器”中的测温锥放置在窑炉墙（靠近加热元件），受到的热量比证据测温锥高，可以更早切断窑炉电源的，在“窑炉看管器”附近采用使用3-测温锥系统来测定“窑炉看管器”和窑炉架之间的差异。 　 检查温控仪的性能 电子温控仪将窑炉温度升到所需的温度，温控仪测试温度通过埋在耐火墙中的热电偶得到的。带底座的证据测温锥可以确认温控仪是否控制正确。将测温锥放置在热电偶附近，烧制结束后，检查测温锥是否完全地弯曲了。Orton保证了温控仪，无论如何，我们还是建议用户在每一次的烧制过程中放置一个测温锥确保窑炉达到所需的温度。温控仪依赖于温度的正确测量以及合适的升温程序，大部分温控仪采用K型热电偶，有可能不能给出一个正确的温度值，而且在使用后较长时候后，会发生变化。 　 带底座的证据测温锥 Orton向用户推荐带底座的证据测温锥，因为带底座的测温锥使用方便，测试的重复性好。许多用户在每次烧制时都只使用带底座的测温锥来检验窑炉的变化，可以不必使用3-测温锥的系统来检查窑炉中的温度变化，当窑炉中的一半的测温锥表现出不同时，表明窑炉出现问题，需要解决。这样的话，可以将及时解决问题以避免更大的问题。测温锥是监测窑炉的最简单、最经济的方法。 　 加热速率、保留时间以及窑炉气氛对陶瓷的影响 在烧制过程中，时间、温度以及窑炉气氛会影响陶瓷的烧成和熟化，Orton测温锥的弯曲正是反映了陶瓷的烧成和熟化。 　 加热速率 加热速率会严重影响测温锥开始发生变形弯曲的温度、弯曲的速率、以及测温锥的终点温度（即测温锥的时效温度）。一般来说，陶瓷或测温锥加热速度越快，陶瓷烧成熟化温度或测温锥的变形弯曲温度也越高，测温锥的终点温度也随着加热速率的增加而增加。 　 有效加热速率的确定 大部分的陶瓷的熟化是在烧制过程的最后100℃内，测温锥的变形弯曲也是这样的。由于测温锥是时间-温度（时效温度）的指示器，因此加热速率会影响测温锥的终点温度（测温锥的顶端达到90°的位置）。由于大部分的烧制过程有一定的保留时间，有效加热速率必须说明保留时间这个变量。 Orton开发了一套计算机软件，可以预测不同加热速率和保留时间下测温锥变形弯曲过程。一般来说，用户可以通过陶瓷在烧制的最后100℃阶段的总时间来计算有效加热速率；举例来说，假如窑炉的终点温度是1200℃，在1100℃升温至1200℃的过程中，耗时2.5小时；如果在1200℃保留1小时，然后从1200℃冷却至1100℃耗时0.5小时，因此在最后的100℃内总的时间为4小时，由此有效升温速率为100℃除4即25℃/小时 。 Orton为用户提供了温度转换表，如果知道了升温速率便可以将测温锥的弯曲角度转化为时效温度，我们由此可以测定窑炉或者窑炉车的温度差异。 　 保留时间 保留时间也会影响测温锥的变形或弯曲，一般来说，烧制过程升温到一个平衡温度，然后在该温度停留1-2个小时便必须提高测温锥一个热度；停留4-6个小时，必须提高测温锥二个热度；停留16-20个小时
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