200T电炉

一、设备用途：

200T电炉采用石墨加热周期式工作，适用于金属粉末、无机非金属材料等子真空、高温、热压下进行烧结，当然也可以再保护气氛下进行烧结。从而完成材料的致密化，防止变形，还具有抑制纳米粉末晶粒粗大的作用。

（设备实体照片）

二、设备组成：

200T烧结炉主要由以下几部分组成：炉体、炉门、加热元件、隔热屏、测温系统、控温系统、变压器及电缆、真空/气体系统、水循环分配系统等。

三、技术特点：

1、 本设备中水冷电极和电气连接装置

①名称：一种真空炉用低电压大电流水冷电极

②名称：一种大电流电气连接装置

③多功能烧结设备控制系统V4.40

④真空热压烧结炉系列已通过质量监督检验技术研究所测试

⑤真空热压烧结炉已认定为高新技术成果转化项目

2、壳体、真空管道采用数控自动焊机焊接加工，焊缝光滑平整无虚焊夹砂现象发生，确保经超声波探伤，要求达到无焊接缺陷技术标准。

3、设备配有15分钟UPS不间断电源，供突然停电时，系统操作的应急使用，如关闭真空阀门等。

4、PLC为专用定制PLC，模数、数模转换芯片14位，用户程序区：16K。温度变送器2‰级。

5、高度集成化的快接式电器联接，方便设备搬迁，出厂检验合格后所有管路及电缆已联接完毕，调试时只需对位插上，故安装方便，调试周期短，一次调试成功率100% *差错。

6、压机支架中心孔采用加工中心精密加工，确保加压时压头移动偏差更小，位移变化显示精度可达0.02mm。

7、设备在加压烧结时具备自动加压、自动稳压及保压功能，进口压力调节器性能可靠，配有调速阀可调节加压速度。并具有压力波动≤±1%，数字信号输出，抗干扰性强。

8、标准制作的电控柜，使用更安全，操作更方便；欧姆龙或施耐德品牌的主要电器元件，质量可靠，控制稳定；系统具有分类声光报警功能，易于判断故障原因。

四、主要技术参数：

1.承载最大压力：250T；

2.常用工作压力：200T（压力范围4T-200T）

3.最高温度：1600℃；

4.工作温度：1500℃；

5.温度均匀性：±5℃（3点测温，1100℃恒温时）

6.控温方式：室温-1600℃采用保护套管钨铼热电偶

7.控温精度：±1℃（≥600℃时）；

8.发热体总尺寸：Ø500mm×高1046mm（模具尺寸约Ø 500mm×高400mm）

9.极限真空度：1Pa（空炉 冷态）；

10.工作真空度：优于5Pa(1100℃)

11.空炉升温速率：≥400℃/h

12.压升率：≤4Pa/h；

13.加热功率：约160kW；

14.加热方式：等静压石墨（棒）加热；

15.安装方式：立式 侧开门；

16.热压炉压头直径： Ø300㎜（炉膛内石墨压头过渡到Ø500mm）；

17.加压方式：双向加压

18. 压头行程：上压头向下行程150mm，下压头向上行程150mm；

19.位移精度：0.02mm

20.上下压头同心度：1mm

21.上下压头平行度：0.05mm

22.烧结气氛：真空、氩气或氮气；

23.充气压力（微正压）：≤0.015MPa（自动充放）；

24.控制方式：以彩色液晶触摸屏及PLC为核心；

25.炉壳材质：为双层水冷结构，内壁材料选用SUS304L不锈钢，外壁材料同为304不锈钢

五、结构说明：

1.炉体（壳）

炉体为单室蛤壳式，前开门，立式安装。内层为304不锈钢精密抛光，外壁为304不锈钢喷砂处理。两层之间形成夹层套可以通冷却水将传到炉壳上的热量带走。炉壳上设有真空抽气接口、水冷电极引入装置、热电偶测温装置、监测热电偶装置，炉门上设有观察窗装置、水冷电极引入装置、炉体与炉门密封结构为法兰形式，手轮螺栓锁紧。异型密封圈保证密封低泄漏。                                      

炉顶由双层水冷结构与炉壳焊接为一体，设有水冷不锈钢上压头孔、保护气体自动放气阀等；

炉底双层水冷结构与炉壳焊接为一体，设有水冷不锈钢下压头孔、保护气体自动充气阀、并安装高精度位移传感器。炉体内表层镜面处理后均经过严格的水压及气压试验，确保焊缝质量而不发生渗漏，真空室采用进口氦质谱检漏仪经过严格的真空极限及真空漏率测试。  

2、加热室

发热体及连接环均采用等静压石墨棒制成，在均温区外环形对称分布，采用三相加热方式保证了最佳的温度均匀性和工件的均匀受热。高纯氧化铝绝缘套与水冷铜电极可靠连接，避免因热处理过程中材料挥发造成短路而烧毁电极。为了便于进出料，加热室前部开门，水平出料。

3、隔热屏

炉内保温层采用碳毡复合结构，最内层采用硬碳毡发挥其高温情况下的坚固性，外层采用多层软碳毡发挥保温效果好的特点，最外层采用不锈钢套加以固定，并且焊接多道加强筋以保证长期使用不变形。发热体更换方便，整个加热区可以作为一个结构完备的部件被拆卸出来，便于维护和修理，耐热冲击性好，便于快速加热。

4、主测温装置：采用保护钨套管钨铼热电偶及结合我公司自主研发的结构,进口超高温绝缘材料（氧化铪）使热电偶可从室温直接测到2100℃，且在2000℃高温环境下长时间使用，不易断偶、使用寿命长、测温准确（达到±1℃的测温误）差等特点。*解决了常规红外仪测温不准、易干扰等缺陷。

炉体上还装有一支K型监测热电偶，检测保温层温度，主测温装置一旦出现故障，将自动切断加热程序并报警，起到保护设备和烧结工件的安全性。

5、保护气体充放气系统

由自动电磁阀、转子流量计及管路构成，可设定不同的充气压力范围，通过压力开关可自动充气和补气。

5、加压框架及加压油缸：

压机机构由加压油缸、上下横梁、四立柱及锁紧螺母等组成，具有对中性能好、炉架下部四周设有地脚螺栓孔，安装设备时用户必须采用地脚螺栓固定。立柱是经精加工后表面再镀硬铬处理，确保持久如新。上下锁紧螺母为高强度合金钢，能承受压机相应的承载力。

压机设计是经过专业软件计算，充分考虑了横梁等受压变形对扩散焊对压机的影响。          

200T烧结炉                            

本设备采用的是活塞式往复式液压油缸。油缸为活塞式往复式液压油缸，具有启始压力低、油缸摩擦系数低等特点。液压系统的工作压力为25Mpa，油缸缸径D=400mm。加压时活塞由无杆侧向有杆侧运动，液压缸无杆侧输出力。      

《关于油缸油压与吨位的关系说明》

本设备采用的是活塞式往复式液压油缸。液压系统的工作压力为25Mpa，油缸缸径D=360mm。加压时活塞由无杆侧向有杆侧运动，液压缸无杆侧输出力。

6、压头密封系统

压头密封系统为本设备的核心。即要保证长期加压的密封性，又要保证上下加压面的平行度，还要考虑安装压力传感器。

我们采用如照片所示结构，首先轴向移动的密封我们设计采用了焊接波纹管加调整螺母，即保证了长期使用真空密封的可靠性，又兼顾压力平行度的调整。                                               

7、液压站系统

采用电动输入方式。由液压站配有比例阀压力调节器、压力传感器、液压缸等相关液压装置。真空热压炉专用的液压系统，具有泄压与保压功能，用来驱动油缸，压力控制采用进口产品，自动整定次级压力，并能有效补偿由于热延带来的压力波动，压头测距采用光栅电子尺（测距精度0.02mm）。

8、真空系统

采用二级泵配置，由一台机械泵配真空压差阀（防止真空油因突然停电而倒灌）、一台罗茨泵、气动高真空挡板阀、真空小挡板阀、旁路手动隔膜阀（实用于粉料前期的小抽速，防止粉料随大抽速带走）、放气阀、真空压力表等组成，真空管道与泵的联接采用金属波纹软管快速接头联接（减缓震动），真空度的测量由数显电阻真空计执行。

机械泵数据：

极限压力：6×10^-2Pa   抽气速率：70L/S

进气口径：∅90mm      抽大气不喷油时间：1min

配有功率：5.5KW     水耗量：480L/h

罗茨泵数据：

极限压力：5×10^-2Pa   几何速率：600L/S

进气口径：∅200mm  排气孔径：∅200mm

配有功率：7.5KW     溢流阀压差：2.7×10³Pa

9、水循环分配系统

采用密闭式不锈钢材料，由管道、阀等相关装置组成。由各种管道阀等相关装置组成。冷却水总管进入后，经过各支管送到炉体、炉门、电极、真空泵等需要冷却水的地方，然后汇总到水管排除。冷却水循环支路水管采用快插式耐高温橡胶管。总进水管路设有电接点压力表，具有断水声光报警自动切断电源功能。每路冷却水进水管都装有手动不锈钢阀门，可手动调节水流量大小。关键部位处安装有水流量报警器，在系统具有安全报警的基础上水路系统又一级安全屏障。 

11、安全报警系统

安全报警系统包括水压异常报警、温度异常报警、发热体断路短路异常报警、真空异常报警等。温度、压力、真空等具有上限报警、极限保护功能，报警后可清音确认，故障排除后复位确认；要求记录在监控系统内。

12、温控系统

具有多组P.I.D功能全自动控制，具有超温声光报警功能，电控系统还具有过流、断水、超温等声光报警功能。主要电器元件采用欧姆龙或施耐德品牌，电控屏箱按威图标准制作操作方便。

电气控制系统集中在控制柜中，面板上设计了15英寸液晶触摸屏、指针电流及电压表、真空计等。控制柜为标准电控柜结构，集成了通风系统。能够保证不会因为环境温度过高而影响柜内元件及仪表的正常使用。

控制部分以15应寸液晶触摸屏和可编程控制器PLC为核心，配以空气开关、接触器、继电器、指示灯等元器件，通过各种传感器的信号，实现炉体机械机构的逻辑控制。对温度、真空度进行记录、存储、实时显示、设定工艺曲线，具有多组工艺配方的储存、调用功能。全部工况动作配有安全联锁保护，具有超温断电，停水断电（停止加热、真空泵等)。设置必要的声光报警及保护，例如超温、水压低、气压低等，设置有应急开关。

13、软件控制系统特点：

①支持多组配方功能，每个配方最多36步，可设定温度、压力、时间、PID号、功率限幅。

②支持配方查看、新增（含以模板新增）、保存、替换、删除、调用、配方导入/出（在PC通过Excel编辑配  方，通过U盘导入）。                                       

③支持工艺跳步（向前、后跳），可选温度、压力跳步变化模式：渐变模式和突变模式，即跳步时，SV值是当前值还是目标步的设置值。

④工艺运行时，配方当前步和所调用的PID背景色改变，方便查看。

⑤配方编辑时，修改内容的背景颜色改变，便于突出显示（特别是对于以模板新增的配方，方便比较）。

⑥多组温度PID，一组压力PID，支持运行过程中对PID参数的查看和实时修改。                                                                                             

数据管理：

① 支持时实曲线，可修改X、Y轴最大、小值，实现曲线放大和缩小，以便于观察当前工艺局部或整个曲线，如SV、PV、PLC输出。

② 支持时实曲线截屏功能。

③ 支持数据记录和历史数据导出，用户可修改数据记录间隔时间，包含：SV、PV、真空度、气氛压力、监测温度、水温等。

④ 历史曲线查看功能。

⑤ 报警记录查询功能，包括但不限于：通信检测、传感器故障检测、报警点检测、水温水压气压异常。

⑥系统剩余存储空间显示，存储容量不足报警提示功能，支持用户部分清除或清空数据

 1、可以包括温度SV、压力SV。

 2、可以包括温度SV、压力PV。

 3、可以包括温度SV、压力PV。

 4、对实时曲线显示部分截图到U盘。

 5、最短时间为1S。

 6、仅对部分客户开放。

操作方便：

① 支持异地远程实时在线编程、调试及维护。

② 支持DCS分散控制。

③ 支持以多级权限登陆操作系统，可设置多个操作用户。

④ 对于温度、气氛均支持手/自动控制。

⑤ 温度：

手动：指操作者通过多圈电位器控制；

自动：通过PLC程序控制。

⑥ 气氛：

手动：指操作者通过触摸屏ON/OFF控制；

自动：设置气氛上、下限和回差，气氛压力控制在上下限范围内。

⑦ 支持温度伺服启动功能，即工艺从当前温度开始运行。

⑧ 工艺保持（即暂停）功能。

⑨ AT自整定可设定自整定温度或压力值、自整定幅度，支持自整定过程中退出。

⑩ 报警点可设定，如：温度上限，压力上限。

⑪针对不同层级报警，系统自我保护功能，如：

PV超上限报警点，将停止工艺。

传感器故障，将停止工艺。

控温过程中，温度PV-SV>5℃时，将发出黄色报警。

⑫依据报警的重要程序，提示不同声光报警信息并记录。

六、设备主要配件说明