双工位电阻加热工艺及其系统的制作方法

本发明涉及电加热加工技术领域，尤其是涉及一种双工位电阻加热工艺及其系统。

背景技术：

电阻加热是指利用电流流过导体的焦耳效应产生的热能，对物料进行电加热的方法。电阻加热是最简单（也是最老的）基于电力的加热方法，可加热金属、熔融金属或非金属，效率几乎可达到100%，同时工作温度可达到2000℃，故而可应用于高温加热，也可应用于低温加热。由于其可控性和快速升温的特性，电阻加热应用于从加热熔融金属到加热食物的方方面面。

电阻加热具有的特点：物料的加热温度可在室温至约3000℃的宽广范围内按工艺需要选定，且可得到精确的控制；可选择在特定的环境中加热物料，如在真空、控制气氛、液态介质中对物料进行加热和处理；加热均匀；热效率高；对环境污染少。

现有技术中，常规单工位电阻加热，参见图1，工艺流程如下：

t0时间，工件开始100%功率加热；

t1-t2时间，工件加热到工艺温度后开始降功率保温；

t2-t3时间，工件处于保温状态；

t3-t4时间，停止加热；

t4-t5时间，更换工件，电源停止输出；

t5时间，重复t0，继续下一个工艺循环。

在t1-t3时间段，工件保温时，对电源总功率的利用率逐渐降低，直至为零；在t3-t5时间段，停机更换工件时，对电源总功率的利用率为零，开始加热新工件时，对电源总功率的利用率从零逐渐上升至最大。

由上述分析可知，t1-t5时间段，每个时间段内对电源总功率的利用率都不高，甚至为零，导致了生产效率低下，产量低下。而且加热工件利用的功率（p1），是通过功率转换器降低电源总功率（p总）得来的，加热工件未利用的功率（p总-p1）并不会得到节省或储存，而是被白白浪费，因此造成能源的浪费。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种双工位电阻加热工艺及其系统，其具有极大提高生产效率和节省能源的优点。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种双工位电阻加热工艺，步骤如下：

s1.第一工位以满功率加热，第二工位等待加热；

s2.第一工位逐渐降功率至零，剩余功率施加至第二工位，第二工位逐渐升功率至满功率加热；

s3.第二工位满功率加热结束之前，第一工位完成工件的更换；

s4.第二工位以满功率加热，第一工位等待加热；

s5.第二工位逐渐降功率至零，剩余功率施加至第一工位，第一工位逐渐升功率至满功率加热；

s6.第一工位满功率加热结束之前，第二工位完成工件的更换；

s7.重复s1，继续下一个工艺循环。

通过采用上述技术方案，利用第一工位降温保温时剩余的功率预热第二工位的工件，然后逐渐提高第二工位的功率直至满功率加热（此时第一工位分配得到的功率逐渐减小直至为零，恰好可使第一工位的工件逐渐降温直至停止加热），而且更换工件利用的是另一工位满功率加热的时间，所有功率在任意时刻的利用率达到最大，更多的电能转化为工件内能，因此极大地提高了生产效率。

由于生产效率提高（与常规单工位电阻加热工艺相比，生产相同数量工件所需时间减少），该双工位电阻加热工艺生产m件工件所需的时间t1小于常规单工位电阻加热工艺生产m件工件所需的时间t2，而供电设备供电时间越长，则提供的电能越多，因此生产相同数量工件时，双工位电阻加热工艺比常规单工位电阻加热工艺更能节省能源。

优选的，步骤s2中，第一工位先降功率至p1，然后保温t时间后从p1降至零；第二工位先升功率至p2，然后保温t时间后从p2升至满功率。

通过采用上述技术方案，第一工位从满功率降至p1，工件经历第一次退火，第一工位从p1降至零，工件经历第二次退火，第一次退火、第二次退火及两次退火之间保温t时间，使工件的金属内部组织达到或接近平衡状态，得到较细的组织，改善了工件材料的切削性能。

第一工位的工件第一次退火时，第二工位的工件利用剩余功率初步预热，第一工位的工件第二次退火时，第二工位的工件利用剩余功率二次预热，提高了功率利用率，加快了生产速度。

优选的，步骤s2依次按t1、t2、t3、t4的时间顺序进行，t1-t2时，第一工位从满功率降至p1、第二工位从零功率升至p2；t2-t3时，第一工位以p1保温、第二工位以p2保温；t3-t4时，第一工位以p1降功率至零、第二工位以p2升功率至满功率。

通过采用上述技术方案，按照时间段顺序一步步实施流程，便于把控每一步工艺流程。

优选的，步骤s5中，第二工位先降功率至p1，然后保温t时间后从p1降至零；第一工位先升功率至p2，然后保温t时间后从p2升至满功率。

通过采用上述技术方案，第二工位经历两次预热后满功率加热一定时间，然后第二工位从满功率降至p1，工件经历第一次退火，第二工位从p1降至零，工件经历第二次退火，第一次退火、第二次退火及两次退火之间保温t时间，使工件的金属内部组织达到或接近平衡状态，得到较细的组织，改善了工件材料的切削性能。

第二工位的工件第一次退火时，第一工位的工件利用剩余功率初步预热，第二工位的工件第二次退火时，第一工位的工件利用剩余功率二次预热，提高了功率利用率，加快了生产速度。

优选的，步骤s5依次按t5、t6、t7、t8的时间顺序进行，t5-t6时，第二工位从满功率降至p1、第一工位从零功率升至p2；t6-t7时，第二工位以p1保温、第一工位以p2保温；t7-t8时，第二工位以p1降功率至零、第一工位以p2升功率至满功率。

通过采用上述技术方案，按照时间段顺序一步步实施流程，便于把控每一步工艺流程。

优选的，步骤s1开始之前功率逐渐上升。

通过采用上述技术方案，可保证开始生产之时第一工位上工件的生产质量。

优选的，p1小于p2。

通过采用上述技术方案，可延长工件的第一次退火时间和工件的初步预热时间。

本发明的上述发明目的还通过以下技术方案得以实现：一种双工位电阻加热工艺的系统，包括功率输出单元，功率输出单元电性连接有两个加热炉或具有两个加热工位的一个加热炉。

通过采用上述技术方案，通过功率输出单元分配两个加热工位的加热功率，实现了双工位电阻加热工艺的高效率加工和节能加工。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.双工位电阻加热工艺使所有功率在任意时刻的利用率达到最大，更多的电能转化为工件内能，极大地提高了生产效率；

2.生产相同数量工件时，双工位电阻加热工艺比常规单工位电阻加热工艺节省能源。

附图说明

图1是背景技术中常规单工位电阻加热工艺的功率-时间表；

图2是本发明实施例中双工位电阻加热工艺的功率-时间表。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：图2为本发明公开的一种双工位电阻加热工艺的功率-时间表，该双工位电阻加热工艺依次按照t0、t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8的时间顺序进行加工，且t0-t8为一个工艺循环。

参见图2，t0-t1时，第一工位以满功率加热，第二工位等待加热；

t1时，第一工位开始降功率，剩余功率施加至第二工位；

t2时，第一工位的功率降低至p1，第二工位的功率升高至p2，p1与p2之和为总功率；

t2-t3时，第一工位以p1功率保温，第二工位以p2功率保温；

t3时，第一工位开始降功率，剩余功率施加至第二工位；

t4-t5时，第一工位停止加热并更换工件等待加热，第二工位以满功率加热；

t5时，第二工位开始降功率，剩余功率施加至第一工位；

t6时，第二工位的功率降低至p1，第一工位的功率升高至p2，p1与p2之和为总功率；

t6-t7时，第二工位以p1功率保温，第一工位以p2功率保温；

t7时，第二工位开始降功率，剩余功率施加至第一工位；

t8时，第一工位停止加热并更换工件等待加热，第二工位以满功率加热；

t8以后，重复上述t1的内容，重新开始工艺循环。

利用第一工位降温保温时剩余的功率预热第二工位的工件，然后逐渐提高第二工位的功率直至满功率加热（此时第一工位分配得到的功率逐渐减小直至为零，恰好可使第一工位的工件逐渐降温直至停止加热），而且更换工件利用的是另一工位满功率加热的时间，所有功率在任意时刻的利用率达到最大，更多的电能转化为工件内能，因此极大地提高了生产效率。

由于生产效率提高（与常规单工位电阻加热工艺相比，生产相同数量工件所需时间减少），该双工位电阻加热工艺生产m件工件所需的时间t1小于常规单工位电阻加热工艺生产m件工件所需的时间t2，而供电设备供电时间越长，则提供的电能越多，因此生产相同数量工件时，双工位电阻加热工艺比常规单工位电阻加热工艺更能节省能源。

第一工位从满功率降至p1，工件经历第一次退火，第一工位从p1降至零，工件经历第二次退火，第一次退火、第二次退火及两次退火之间保温t时间，使工件的金属内部组织达到或接近平衡状态，得到较细的组织，改善了工件材料的切削性能。

第一工位的工件第一次退火时，第二工位的工件利用剩余功率初步预热，第一工位的工件第二次退火时，第二工位的工件利用剩余功率二次预热，提高了功率利用率，加快了生产速度。

需注意的是：1.其中一个工位的工件更换必须在另一个工位满功率加热结束之间完成，不能出现满功率剩余得不到利用的情况；2.p1小于p2，可延长工件的第一次退火时间和工件的初步预热时间。

该双工位电阻加热工艺的系统包括功率输出单元，功率输出单元电性连接有两个加热炉或具有两个加热工位的一个加热炉，通过功率输出单元分配两个加热工位的加热功率，实现了双工位电阻加热工艺的高效率加工和节能加工。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。