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摘要：随着电子陶瓷对氧化锌避雷器芯片的研发和工艺的不断完善和进步，本篇主要从实验室电炉如何满足电子陶瓷对氧化锌避雷器的工艺和要求，通过对旧电炉缺陷的分析和改造，用极少的投入通过试点和推广，既满足了研发和工艺的需要，又节约了购买实验电炉需要的成本。
关键词：电子陶瓷、氧化锌避雷器、电压、电流、单相晶闸管调功器、可编程PID调节器
我所在单位贵州正业工程技术投资有限公司新材料部电子陶瓷研究所，由于要加快新材料纳米粉体在电子陶瓷氧化锌避雷器的研发进度，新材料部考虑能否将原来不用的原重庆试验电炉厂生产的型号SKRP、功率6KW、最高控制温度1200℃、单相～220、50Hz电弗炉进行改造，使之能够满足电子陶瓷研究所对氧化锌避雷器芯片的所有烧制工艺流程和曲线设计。
电弗炉能否改造取决于以下三个条件：
一、电弗炉最少要能烧到1200℃。（氧化锌避雷器芯片的烧制工艺最高烧结温度要烧到1150℃），通过对厂家和对电弗炉资料查询，我们的电弗炉可以工作到1200℃。
二、氧化锌避雷器芯片烧制的工艺流程要求炉温要控制在0-10℃之间，控制的温差越小越好。因此电弗炉改造的关键就是温度控制。经过对电弗炉的通电调整控制，通过反复的调整、试验发现老电弗炉根本控制不了这样高的精度，炉温控温精度只能控制在0-50℃，这样的温度根本不能满足试验对工艺的要求。
经过对老电弗炉的发热和控制原理分析得到其不能把炉温控制在0-10℃的原因如下：
1、老电弗炉的加热元件是陶瓷加热板内嵌加热丝，这样的陶瓷板有三块，分别布置在上面，左右各一块。加热方式是先对陶瓷板加热，然后再通过陶瓷板把热量辐射到炉膛。由于炉膛所以当到控制的温度到停止加热时，由于电热丝、陶瓷板以及炉膛还有温差，其中热源电热丝温度最高，陶瓷板温度其次，炉膛最低。这时候热量由于惯性，还会不断的通过陶瓷板传递到炉膛内，直到炉膛的温度和陶瓷板及电热丝的温度平衡为止。由于炉膛体积很小（长300mm、宽200mm、高120mm）这样的余热都会使它的温升比控制的温度会高出最高50度最低30几度左右。这就是老电弗炉不能精确控制炉膛温度的原因，也就是说陶瓷加热板内嵌加热丝的这种加热方式是控制不了0-10℃这样的精度的。
要把炉膛温度精确控制在0-10℃以内，就要改变电弗炉的加热方式，这种加热方式就是要满足以下两个条件：
第一、要直接对炉膛加热，发热体积要尽可能小。另外发热体还要能够承受1200℃的高温。以下是解决方案和选型。
为何要对炉膛直接加热，主要是为了减少间接传热造成余热的惯性温升，通过多次实验观察，要想达到理想的工艺程序，这一条很重要。
经过多次研究实验和市场调查，决定采取用U型硅碳棒固定在炉膛左右两侧直接对炉膛进行加热的方案。硅碳棒具有体积小、还何以承受1500℃的高温。另外硅碳棒价格便宜，加工难度不大且性价比极高。选型要求厂家按造我们的要求和尺寸进行定制。
第二、硅碳棒功率要足夠大，能够准确精密控制。
做到准确精密控制就必须先把炉膛测温和显示的误差降到最小，要做到这点首先是要把系统误差降到最小，包挂一次感温元件热电偶、补偿导线、还有控制仪表及输出控制方式的选型和选择。
热电偶是这样选型选择的，经过市场对比还有生产厂家、以及热电偶性能和精度比较，确定选用重庆川仪十七厂生产的K分度号工业热电偶，规格型号：WRK-1316；K；（-40∽1200）℃，并且需要有出厂热电偶热动势值检定结果报告，检定依据：JJG351-96。同时热电偶再送重庆市计量质量检测研究院进行检定并出具检定证书。通过这样的程序也就从测温点能够保证热电偶是可靠的、规范的、稳定的、准确的，从测温点源头保证了所测温度的可靠性和真实性。
热电偶的选择定型之后，就是补偿导线的选型，热电偶用补偿导线是用于延伸的热电极，即：热电偶冷端与显示控制仪表的连接导线，由于市场上此类导线龙蛇混杂，有很多不规范的补偿导线在市场上出售，为保证热电偶信号的精度和减少系统误差，经过对几个定点生产厂家K分度号补偿导线的选择，选用了上海南浦仪表厂_国标K型高温精密型补偿导线（型号KX-HS）。
温度控制显示仪表的选型关系到整个电炉的显示和控制精度，经过对国内外几个仪表厂家的产品和功能比较，采用了性价比极高的日本岛电公司高性能的0.3级FP93可编程PID调节器。FP93可编程PID调节器具有万能自由输入，四位超大高亮的字符和众多的状态显示，可带4组曲线最大40段可编程，更高级的PID算法，带手动停电和故障保护，SSR（P型）输出比例周期配合调节输出的PID运算，用于交流过零调功控制。
根据以上两组曲线控制方案，低温段用来对电子陶瓷做排焦工艺，高温段对电子陶瓷做烧结和退火工艺处理。
改造结论：经过试验和操作人员对改造的电炉对电子陶瓷做排焦、烧结、退火工艺处理，该电炉完全满足各工艺参数和控制精度。
根据以上结果，使用以上对旧电炉的改造方案，陆续改了4台废弃不用的旧电炉，满足了实验室对电炉的需求，提高了做电子陶瓷试验的效率和速度，同时也节约了购买电炉需要的资金。
关键词：电子陶瓷、氧化锌避雷器、电压、电流、单相晶闸管调功器、可编程PID调节器
我所在单位贵州正业工程技术投资有限公司新材料部电子陶瓷研究所，由于要加快新材料纳米粉体在电子陶瓷氧化锌避雷器的研发进度，新材料部考虑能否将原来不用的原重庆试验电炉厂生产的型号SKRP、功率6KW、最高控制温度1200℃、单相～220、50Hz电弗炉进行改造，使之能够满足电子陶瓷研究所对氧化锌避雷器芯片的所有烧制工艺流程和曲线设计。
电弗炉能否改造取决于以下三个条件：
一、电弗炉最少要能烧到1200℃。（氧化锌避雷器芯片的烧制工艺最高烧结温度要烧到1150℃），通过对厂家和对电弗炉资料查询，我们的电弗炉可以工作到1200℃。
二、氧化锌避雷器芯片烧制的工艺流程要求炉温要控制在0-10℃之间，控制的温差越小越好。因此电弗炉改造的关键就是温度控制。经过对电弗炉的通电调整控制，通过反复的调整、试验发现老电弗炉根本控制不了这样高的精度，炉温控温精度只能控制在0-50℃，这样的温度根本不能满足试验对工艺的要求。
经过对老电弗炉的发热和控制原理分析得到其不能把炉温控制在0-10℃的原因如下：
1、老电弗炉的加热元件是陶瓷加热板内嵌加热丝，这样的陶瓷板有三块，分别布置在上面，左右各一块。加热方式是先对陶瓷板加热，然后再通过陶瓷板把热量辐射到炉膛。由于炉膛所以当到控制的温度到停止加热时，由于电热丝、陶瓷板以及炉膛还有温差，其中热源电热丝温度最高，陶瓷板温度其次，炉膛最低。这时候热量由于惯性，还会不断的通过陶瓷板传递到炉膛内，直到炉膛的温度和陶瓷板及电热丝的温度平衡为止。由于炉膛体积很小（长300mm、宽200mm、高120mm）这样的余热都会使它的温升比控制的温度会高出最高50度最低30几度左右。这就是老电弗炉不能精确控制炉膛温度的原因，也就是说陶瓷加热板内嵌加热丝的这种加热方式是控制不了0-10℃这样的精度的。
要把炉膛温度精确控制在0-10℃以内，就要改变电弗炉的加热方式，这种加热方式就是要满足以下两个条件：
第一、要直接对炉膛加热，发热体积要尽可能小。另外发热体还要能够承受1200℃的高温。以下是解决方案和选型。
为何要对炉膛直接加热，主要是为了减少间接传热造成余热的惯性温升，通过多次实验观察，要想达到理想的工艺程序，这一条很重要。
经过多次研究实验和市场调查，决定采取用U型硅碳棒固定在炉膛左右两侧直接对炉膛进行加热的方案。硅碳棒具有体积小、还何以承受1500℃的高温。另外硅碳棒价格便宜，加工难度不大且性价比极高。选型要求厂家按造我们的要求和尺寸进行定制。
第二、硅碳棒功率要足夠大，能够准确精密控制。
做到准确精密控制就必须先把炉膛测温和显示的误差降到最小，要做到这点首先是要把系统误差降到最小，包挂一次感温元件热电偶、补偿导线、还有控制仪表及输出控制方式的选型和选择。
热电偶是这样选型选择的，经过市场对比还有生产厂家、以及热电偶性能和精度比较，确定选用重庆川仪十七厂生产的K分度号工业热电偶，规格型号：WRK-1316；K；（-40∽1200）℃，并且需要有出厂热电偶热动势值检定结果报告，检定依据：JJG351-96。同时热电偶再送重庆市计量质量检测研究院进行检定并出具检定证书。通过这样的程序也就从测温点能够保证热电偶是可靠的、规范的、稳定的、准确的，从测温点源头保证了所测温度的可靠性和真实性。
热电偶的选择定型之后，就是补偿导线的选型，热电偶用补偿导线是用于延伸的热电极，即：热电偶冷端与显示控制仪表的连接导线，由于市场上此类导线龙蛇混杂，有很多不规范的补偿导线在市场上出售，为保证热电偶信号的精度和减少系统误差，经过对几个定点生产厂家K分度号补偿导线的选择，选用了上海南浦仪表厂_国标K型高温精密型补偿导线（型号KX-HS）。
温度控制显示仪表的选型关系到整个电炉的显示和控制精度，经过对国内外几个仪表厂家的产品和功能比较，采用了性价比极高的日本岛电公司高性能的0.3级FP93可编程PID调节器。FP93可编程PID调节器具有万能自由输入，四位超大高亮的字符和众多的状态显示，可带4组曲线最大40段可编程，更高级的PID算法，带手动停电和故障保护，SSR（P型）输出比例周期配合调节输出的PID运算，用于交流过零调功控制。
根据以上两组曲线控制方案，低温段用来对电子陶瓷做排焦工艺，高温段对电子陶瓷做烧结和退火工艺处理。
改造结论：经过试验和操作人员对改造的电炉对电子陶瓷做排焦、烧结、退火工艺处理，该电炉完全满足各工艺参数和控制精度。
根据以上结果，使用以上对旧电炉的改造方案，陆续改了4台废弃不用的旧电炉，满足了实验室对电炉的需求，提高了做电子陶瓷试验的效率和速度，同时也节约了购买电炉需要的资金。