ZheJiang WanNengDa LuYe Co,.Ltd
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浙江萬(wàn)能達(dá)爐業(yè)有限公司
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中頻感應(yīng)真空燒結(jié)爐技術(shù)參數(shù)
一、 用途:
用于SiC制品的燒結(jié).
二、 主要技術(shù)指標(biāo):
1.1額定功率: KGPS中頻電源加熱功率280KW,機(jī)組功率330 KW。
1.2最高工作溫度: 2400℃。
1.3控溫組數(shù): 1點(diǎn)控溫, 2點(diǎn)測(cè)溫,測(cè)溫元件采用中科院雙色遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀和沈陽(yáng)東大高性能鎢錸熱電偶。
1.4加熱方式: 采用中頻感應(yīng)加熱。
1.5爐膛有效加熱容積: 2500X600X600mm(LXWXH)。
1.6極限真空度: 2X10-2Pa。
1.7抽氣速率: 600L/s。
1.8冷卻水用量 30m3/h(max) 。
1.9爐溫均勻性 2400±30℃。
1.10升溫時(shí)間 至2400℃≤6h 。
二、組成及結(jié)構(gòu)說(shuō)明:
本設(shè)備主要由爐體、真空及充氣系統(tǒng)、水冷循環(huán)系統(tǒng)、引風(fēng)排膠系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。
1. 1爐體:由爐襯和爐殼,爐門組成。
爐襯內(nèi)膽為電極石墨制作的石墨管, 石墨管采用多段組成,設(shè)有曲封對(duì)正結(jié)構(gòu),方便裝配和維護(hù)。保溫層為定型碳纖維復(fù)合板和復(fù)合碳纖維氈等材料制作,便于節(jié)能和抽真空,同時(shí)定型碳纖維復(fù)合板作為支撐結(jié)構(gòu)。在保溫層外包兩層云母紙,作為碳制品和通電線圈之間絕緣,通電線圈緊貼云母紙,通電線圈設(shè)有水冷結(jié)構(gòu),防止線圈過(guò)熱。通電線圈將保溫層固定于石墨管上,同時(shí)通電線圈與瓷座相連,通過(guò)不銹鋼支座固定于爐殼內(nèi)層上。爐膛兩端有兩個(gè)爐襯門,爐襯門是將復(fù)合碳纖維整體結(jié)構(gòu)模塊用碳錨固間和碳繩高溫鉬絲等固定于不銹鋼絲網(wǎng)上,結(jié)構(gòu)松軟,機(jī)構(gòu)輕巧,有利密封和運(yùn)動(dòng)。一個(gè)爐襯門固定在前爐殼門上,可以隨前爐殼門一起打開(kāi)進(jìn)行產(chǎn)品裝卸產(chǎn)品,另爐襯門一個(gè)固定在后爐殼門上,隨后爐殼門一起緊貼在爐膛后端面。在后爐襯門上設(shè)有可開(kāi)啟關(guān)閉的復(fù)合碳纖維活動(dòng)窗口,可以根據(jù)產(chǎn)品燒結(jié)工藝自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)行排膠和爐膛內(nèi)產(chǎn)品快速降溫。活動(dòng)窗采用汽缸帶動(dòng),汽缸桿與排膠窗口的連接軸采用耐熱鋼制作,汽缸通過(guò)水冷座與爐殼連接,連接處采用氣缸端面密封。低溫排膠時(shí),活動(dòng)窗自動(dòng)打開(kāi)進(jìn)行排膠,升到一定溫度時(shí),爐襯自動(dòng)爐門關(guān)閉,保證爐膛的保溫性能。
爐殼為夾層水冷結(jié)構(gòu),爐殼內(nèi)層為不銹鋼制作,并經(jīng)過(guò)特殊拋光處理,具有強(qiáng)度高,防銹,不導(dǎo)磁、熱輻射性能好、放氣率低等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)兩端連接法蘭,密封焊接在爐殼外層上。爐殼上設(shè)有水冷電極,抽氣充氣管路,真空壓力表等接口;
兩爐門為橢圓形雙層水冷結(jié)構(gòu),內(nèi)層為不銹鋼制作,并經(jīng)過(guò)特殊拋光處理。爐門由法蘭、密封圈、門板轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈、預(yù)緊機(jī)構(gòu)、水冷裝置、附件等組成。爐體后端的爐門用螺桿固定在爐殼上;另一端均設(shè)有搖臂式開(kāi)合結(jié)構(gòu)手柄螺栓壓緊機(jī)構(gòu)。
為使?fàn)t溫在燒結(jié)工藝過(guò)程得到持續(xù)控制,采用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀和熱電偶組合進(jìn)行爐溫控制,低溫時(shí)采用熱電偶測(cè)溫,高溫是采用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)溫,熱電偶設(shè)有自動(dòng)伸縮和密封機(jī)構(gòu),防止高溫?zé)龘p熱電偶。
2. 2真空及充氣系統(tǒng):
真空系統(tǒng)采用單羅茨雙級(jí)滑閥真空泵組,極限真空度2X10-2Pa,。羅茨滑閥真空機(jī)組是由普通羅茨泵為主泵、滑閥真空泵為前級(jí)泵串聯(lián)組成的真空機(jī)組。通過(guò)真空繼電器或電接點(diǎn)壓力表,來(lái)實(shí)現(xiàn)羅茨泵滑閥泵的自動(dòng)啟閉,自動(dòng)過(guò)載保護(hù)。整套機(jī)組安裝在一個(gè)機(jī)架上,配以管道、閥門、冷卻水管系統(tǒng)。機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊,使用方便。為了防止滑閥泵停機(jī)時(shí)返油,在前級(jí)進(jìn)口管道上裝有電磁充氣閥,其動(dòng)作與前級(jí)泵電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),當(dāng)滑閥泵停泵前,向泵口充氣,確;y泵內(nèi)的真空油返回到油箱內(nèi),同時(shí)防止真空系統(tǒng)不受真空油污染。
充氣路部分由電接點(diǎn)真空壓力表、金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)、安全閥管路組成。壓力值一般控制在0.6-1.4Mpa之間。可以根據(jù)工藝要求充入氮?dú)饣驓鍤狻?/span>
為了滿足產(chǎn)品的快冷要求,本設(shè)備還設(shè)置了風(fēng)冷系統(tǒng)。產(chǎn)品冷卻時(shí)向爐內(nèi)充入中性或惰性氣體,利用氣體循環(huán)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的冷卻。充氣路部分由電接點(diǎn)真空壓力表、安全閥管路組成。壓力值一般控制在0.2-0.4Mpa之間。氣體與產(chǎn)品換熱后由耐熱真空引風(fēng)機(jī)吸引出,經(jīng)過(guò)與爐殼密封連接的換熱冷卻室冷卻后充入爐膛,完成一次冷卻過(guò)程,由此不斷循環(huán),完成產(chǎn)品的快速冷卻。
2.3 水冷系統(tǒng):
水冷循環(huán)系統(tǒng)用以給電子器件、感應(yīng)線圈、爐體外殼、真空管路等供水。采用爐內(nèi)純凈水與爐外自來(lái)水循環(huán)熱交換實(shí)現(xiàn)設(shè)備相關(guān)部位的水冷降溫。由爐內(nèi)純凈水水箱、熱交換器、管道泵、閥門、熱電阻、電磁閥、自來(lái)水管路等組成。爐內(nèi)水冷的各路水管的水匯集到軟水水箱,通過(guò)熱交換器換熱冷卻后,再由管道泵抽到各水冷支路,入口水溫與出口水溫差低于30℃,出口水溫低于60℃。供水壓力200Kpa-300Kpa之間。保證設(shè)備各冷卻管路、晶閘管元件、感應(yīng)線圈等不產(chǎn)生水垢,使設(shè)備整體運(yùn)行可靠性提高。爐內(nèi)純凈水循環(huán)系統(tǒng)和外自來(lái)水循環(huán)都采用雙泵結(jié)構(gòu),一臺(tái)為工作泵,一臺(tái)為備用泵,當(dāng)工作泵出現(xiàn)故障時(shí)可以自動(dòng)到備用泵工作狀態(tài),提高設(shè)備的使用可靠性。在每路供水中都設(shè)有流量計(jì)以觀測(cè)給水量。在每一路供水管路上都設(shè)有壓力、溫度傳感器,當(dāng)水路中壓力過(guò)低或回水路中水溫過(guò)高時(shí),都會(huì)發(fā)出報(bào)警。
2.引風(fēng)排膠系統(tǒng)
為了將升溫段爐膛內(nèi)的膠體及時(shí)排出,防止影響產(chǎn)品的品質(zhì)及真空系統(tǒng),設(shè)備安裝有引風(fēng)排膠系統(tǒng)。在排膠溫度階段,真空充氣系統(tǒng)向爐膛內(nèi)充入氮?dú),排膠汽缸將爐襯門上的排膠窗口打開(kāi)。同時(shí)啟動(dòng)引風(fēng)排膠系統(tǒng),通過(guò)爐膛內(nèi)的氮?dú)饬鲗a(chǎn)品加熱揮發(fā)出的膠體排出爐外。引風(fēng)排膠系統(tǒng)通過(guò)氣動(dòng)真空擋板閥與爐殼連接,引風(fēng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)氣動(dòng)真空擋板閥自動(dòng)打開(kāi),風(fēng)系統(tǒng)停止時(shí)氣動(dòng)真空擋板閥自動(dòng)關(guān)閉,滿足爐體密封及抽真空要求。
2.4電氣控制系統(tǒng)
電氣控制系統(tǒng)由溫控部分和電控部分組成。
2.4. 1溫控部分:
系統(tǒng)采用KGPS中頻電源控制原理進(jìn)行控溫,溫控系統(tǒng)所用可控硅(整流可控硅、中頻可控硅)采用進(jìn)口元件。確保系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定可靠,溫控系統(tǒng)采用可編程控制方式,即整個(gè)升溫過(guò)程按照產(chǎn)品的工藝要求設(shè)定升溫程序從而達(dá)到全自動(dòng)升溫過(guò)程。本系統(tǒng)測(cè)溫采用抗干擾能力強(qiáng)的雙色紅外線測(cè)溫儀,從而使系統(tǒng)的測(cè)溫過(guò)程穩(wěn)定可靠,測(cè)量精度高,抗環(huán)境干擾能力強(qiáng)。電壓表、電流表、功率表、頻率表等均選用數(shù)顯儀表,溫控儀表選用日本島電FP93系列帶通訊功能的40段可編程溫控儀表對(duì)溫度實(shí)行控制。為了降低爐體感應(yīng)線圈的使用電壓采,用帶中頻變壓器降壓使用。
2.4.2電控部分
電控系統(tǒng)主要是控制整個(gè)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能,電控系統(tǒng)主要包括氣路、水路的控制,溫度程序的控制,真空系統(tǒng)的控制,絕緣監(jiān)測(cè)及報(bào)警控制等。設(shè)有超溫、爐體內(nèi)氣體超壓及欠壓、循環(huán)水的超壓及欠壓、溫度等報(bào)警及保護(hù)功能。
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