200T電爐

一、設備用途：

200T電爐采用石墨加熱周期式工作，適用于金屬粉末、無機非金屬材料等子真空、高溫、熱壓下進行燒結，當然也可以再保護氣氛下進行燒結。從而完成材料的致密化，防止變形，還具有抑制納米粉末晶粒粗大的作用。

（設備實體照片）

二、設備組成：

200T燒結爐主要由以下幾部分組成：爐體、爐門、加熱元件、隔熱屏、測溫系統、控溫系統、變壓器及電纜、真空/氣體系統、水循環分配系統等。

三、技術特點：

1、 本設備中水冷電極和電氣連接裝置

①名稱：一種真空爐用低電壓大電流水冷電極

②名稱：一種大電流電氣連接裝置

③多功能燒結設備控制系統V4.40

④真空熱壓燒結爐系列已通過質量監督檢驗技術研究所測試

⑤真空熱壓燒結爐已認定為高新技術成果轉化項目

2、殼體、真空管道采用數控自動焊機焊接加工，焊縫光滑平整無虛焊夾砂現象發生，確保經超聲波探傷，要求達到無焊接缺陷技術標準。

3、設備配有15分鐘UPS不間斷電源，供突然停電時，系統操作的應急使用，如關閉真空閥門等。

4、PLC為專用定制PLC，模數、數模轉換芯片14位，用戶程序區：16K。溫度變送器2‰級。

5、高度集成化的快接式電器聯接，方便設備搬遷，出廠檢驗合格后所有管路及電纜已聯接完畢，調試時只需對位插上，故安裝方便，調試周期短，一次調試成功率100% *差錯。

6、壓機支架中心孔采用加工中心精密加工，確保加壓時壓頭移動偏差更小，位移變化顯示精度可達0.02mm。

7、設備在加壓燒結時具備自動加壓、自動穩壓及保壓功能，進口壓力調節器性能可靠，配有調速閥可調節加壓速度。并具有壓力波動≤±1%，數字信號輸出，抗干擾性強。

8、標準制作的電控柜，使用更安全，操作更方便；歐姆龍或施耐德品牌的主要電器元件，質量可靠，控制穩定；系統具有分類聲光報警功能，易于判斷故障原因。

四、主要技術參數：

1.承載最大壓力：250T；

2.常用工作壓力：200T（壓力范圍4T-200T）

3.最高溫度：1600℃；

4.工作溫度：1500℃；

5.溫度均勻性：±5℃（3點測溫，1100℃恒溫時）

6.控溫方式：室溫-1600℃采用保護套管鎢錸熱電偶

7.控溫精度：±1℃（≥600℃時）；

8.發熱體總尺寸：?500mm×高1046mm（模具尺寸約? 500mm×高400mm）

9.極限真空度：1Pa（空爐 冷態）；

10.工作真空度：優于5Pa(1100℃)

11.空爐升溫速率：≥400℃/h

12.壓升率：≤4Pa/h；

13.加熱功率：約160kW；

14.加熱方式：等靜壓石墨（棒）加熱；

15.安裝方式：立式 側開門；

16.熱壓爐壓頭直徑： ?300㎜（爐膛內石墨壓頭過渡到?500mm）；

17.加壓方式：雙向加壓

18. 壓頭行程：上壓頭向下行程150mm，下壓頭向上行程150mm；

19.位移精度：0.02mm

20.上下壓頭同心度：1mm

21.上下壓頭平行度：0.05mm

22.燒結氣氛：真空、氬氣或氮氣；

23.充氣壓力（微正壓）：≤0.015MPa（自動充放）；

24.控制方式：以彩色液晶觸摸屏及PLC為核心；

25.爐殼材質：為雙層水冷結構，內壁材料選用SUS304L不銹鋼，外壁材料同為304不銹鋼

五、結構說明：

1.爐體（殼）

爐體為單室蛤殼式，前開門，立式安裝。內層為304不銹鋼精密拋光，外壁為304不銹鋼噴砂處理。兩層之間形成夾層套可以通冷卻水將傳到爐殼上的熱量帶走。爐殼上設有真空抽氣接口、水冷電極引入裝置、熱電偶測溫裝置、監測熱電偶裝置，爐門上設有觀察窗裝置、水冷電極引入裝置、爐體與爐門密封結構為法蘭形式，手輪螺栓鎖緊。異型密封圈保證密封低泄漏。                                      

爐頂由雙層水冷結構與爐殼焊接為一體，設有水冷不銹鋼上壓頭孔、保護氣體自動放氣閥等；

爐底雙層水冷結構與爐殼焊接為一體，設有水冷不銹鋼下壓頭孔、保護氣體自動充氣閥、并安裝高精度位移傳感器。爐體內表層鏡面處理后均經過嚴格的水壓及氣壓試驗，確保焊縫質量而不發生滲漏，真空室采用進口氦質譜檢漏儀經過嚴格的真空極限及真空漏率測試。  

2、加熱室

發熱體及連接環均采用等靜壓石墨棒制成，在均溫區外環形對稱分布，采用三相加熱方式保證了最佳的溫度均勻性和工件的均勻受熱。高純氧化鋁絕緣套與水冷銅電極可靠連接，避免因熱處理過程中材料揮發造成短路而燒毀電極。為了便于進出料，加熱室前部開門，水平出料。

3、隔熱屏

爐內保溫層采用碳氈復合結構，最內層采用硬碳氈發揮其高溫情況下的堅固性，外層采用多層軟碳氈發揮保溫效果好的特點，最外層采用不銹鋼套加以固定，并且焊接多道加強筋以保證長期使用不變形。發熱體更換方便，整個加熱區可以作為一個結構完備的部件被拆卸出來，便于維護和修理，耐熱沖擊性好，便于快速加熱。

4、主測溫裝置：采用保護鎢套管鎢錸熱電偶及結合我公司自主研發的結構,進口超高溫絕緣材料（氧化鉿）使熱電偶可從室溫直接測到2100℃，且在2000℃高溫環境下長時間使用，不易斷偶、使用壽命長、測溫準確（達到±1℃的測溫誤）差等特點。*解決了常規紅外儀測溫不準、易干擾等缺陷。

爐體上還裝有一支K型監測熱電偶，檢測保溫層溫度，主測溫裝置一旦出現故障，將自動切斷加熱程序并報警，起到保護設備和燒結工件的安全性。

5、保護氣體充放氣系統

由自動電磁閥、轉子流量計及管路構成，可設定不同的充氣壓力范圍，通過壓力開關可自動充氣和補氣。

5、加壓框架及加壓油缸：

壓機機構由加壓油缸、上下橫梁、四立柱及鎖緊螺母等組成，具有對中性能好、爐架下部四周設有地腳螺栓孔，安裝設備時用戶必須采用地腳螺栓固定。立柱是經精加工后表面再鍍硬鉻處理，確保持久如新。上下鎖緊螺母為高強度合金鋼，能承受壓機相應的承載力。

壓機設計是經過專業軟件計算，充分考慮了橫梁等受壓變形對擴散焊對壓機的影響。          

200T燒結爐                            

本設備采用的是活塞式往復式液壓油缸。油缸為活塞式往復式液壓油缸，具有啟始壓力低、油缸摩擦系數低等特點。液壓系統的工作壓力為25Mpa，油缸缸徑D=400mm。加壓時活塞由無桿側向有桿側運動，液壓缸無桿側輸出力。      

《關于油缸油壓與噸位的關系說明》

本設備采用的是活塞式往復式液壓油缸。液壓系統的工作壓力為25Mpa，油缸缸徑D=360mm。加壓時活塞由無桿側向有桿側運動，液壓缸無桿側輸出力。

6、壓頭密封系統

壓頭密封系統為本設備的核心。即要保證長期加壓的密封性，又要保證上下加壓面的平行度，還要考慮安裝壓力傳感器。

我們采用如照片所示結構，首先軸向移動的密封我們設計采用了焊接波紋管加調整螺母，即保證了長期使用真空密封的可靠性，又兼顧壓力平行度的調整。                                               

7、液壓站系統

采用電動輸入方式。由液壓站配有比例閥壓力調節器、壓力傳感器、液壓缸等相關液壓裝置。真空熱壓爐專用的液壓系統，具有泄壓與保壓功能，用來驅動油缸，壓力控制采用進口產品，自動整定次級壓力，并能有效補償由于熱延帶來的壓力波動，壓頭測距采用光柵電子尺（測距精度0.02mm）。

8、真空系統

采用二級泵配置，由一臺機械泵配真空壓差閥（防止真空油因突然停電而倒灌）、一臺羅茨泵、氣動高真空擋板閥、真空小擋板閥、旁路手動隔膜閥（實用于粉料前期的小抽速，防止粉料隨大抽速帶走）、放氣閥、真空壓力表等組成，真空管道與泵的聯接采用金屬波紋軟管快速接頭聯接（減緩震動），真空度的測量由數顯電阻真空計執行。

機械泵數據：

極限壓力：6×10^-2Pa   抽氣速率：70L/S

進氣口徑：∅90mm      抽大氣不噴油時間：1min

配有功率：5.5KW     水耗量：480L/h

羅茨泵數據：

極限壓力：5×10^-2Pa   幾何速率：600L/S

進氣口徑：∅200mm  排氣孔徑：∅200mm

配有功率：7.5KW     溢流閥壓差：2.7×10³Pa

9、水循環分配系統

采用密閉式不銹鋼材料，由管道、閥等相關裝置組成。由各種管道閥等相關裝置組成。冷卻水總管進入后，經過各支管送到爐體、爐門、電極、真空泵等需要冷卻水的地方，然后匯總到水管排除。冷卻水循環支路水管采用快插式耐高溫橡膠管。總進水管路設有電接點壓力表，具有斷水聲光報警自動切斷電源功能。每路冷卻水進水管都裝有手動不銹鋼閥門，可手動調節水流量大小。關鍵部位處安裝有水流量報警器，在系統具有安全報警的基礎上水路系統又一級安全屏障。 

11、安全報警系統

安全報警系統包括水壓異常報警、溫度異常報警、發熱體斷路短路異常報警、真空異常報警等。溫度、壓力、真空等具有上限報警、極限保護功能，報警后可清音確認，故障排除后復位確認；要求記錄在監控系統內。

12、溫控系統

具有多組P.I.D功能全自動控制，具有超溫聲光報警功能，電控系統還具有過流、斷水、超溫等聲光報警功能。主要電器元件采用歐姆龍或施耐德品牌，電控屏箱按威圖標準制作操作方便。

電氣控制系統集中在控制柜中，面板上設計了15英寸液晶觸摸屏、指針電流及電壓表、真空計等。控制柜為標準電控柜結構，集成了通風系統。能夠保證不會因為環境溫度過高而影響柜內元件及儀表的正常使用。

控制部分以15應寸液晶觸摸屏和可編程控制器PLC為核心，配以空氣開關、接觸器、繼電器、指示燈等元器件，通過各種傳感器的信號，實現爐體機械機構的邏輯控制。對溫度、真空度進行記錄、存儲、實時顯示、設定工藝曲線，具有多組工藝配方的儲存、調用功能。全部工況動作配有安全聯鎖保護，具有超溫斷電，停水斷電（停止加熱、真空泵等)。設置必要的聲光報警及保護，例如超溫、水壓低、氣壓低等，設置有應急開關。

13、軟件控制系統特點：

①支持多組配方功能，每個配方最多36步，可設定溫度、壓力、時間、PID號、功率限幅。

②支持配方查看、新增（含以模板新增）、保存、替換、刪除、調用、配方導入/出（在PC通過Excel編輯配  方，通過U盤導入）。                                       

③支持工藝跳步（向前、后跳），可選溫度、壓力跳步變化模式：漸變模式和突變模式，即跳步時，SV值是當前值還是目標步的設置值。

④工藝運行時，配方當前步和所調用的PID背景色改變，方便查看。

⑤配方編輯時，修改內容的背景顏色改變，便于突出顯示（特別是對于以模板新增的配方，方便比較）。

⑥多組溫度PID，一組壓力PID，支持運行過程中對PID參數的查看和實時修改。                                                                                             

數據管理：

① 支持時實曲線，可修改X、Y軸最大、小值，實現曲線放大和縮小，以便于觀察當前工藝局部或整個曲線，如SV、PV、PLC輸出。

② 支持時實曲線截屏功能。

③ 支持數據記錄和歷史數據導出，用戶可修改數據記錄間隔時間，包含：SV、PV、真空度、氣氛壓力、監測溫度、水溫等。

④ 歷史曲線查看功能。

⑤ 報警記錄查詢功能，包括但不限于：通信檢測、傳感器故障檢測、報警點檢測、水溫水壓氣壓異常。

⑥系統剩余存儲空間顯示，存儲容量不足報警提示功能，支持用戶部分清除或清空數據

 1、可以包括溫度SV、壓力SV。

 2、可以包括溫度SV、壓力PV。

 3、可以包括溫度SV、壓力PV。

 4、對實時曲線顯示部分截圖到U盤。

 5、最短時間為1S。

 6、僅對部分客戶開放。

操作方便：

① 支持異地遠程實時在線編程、調試及維護。

② 支持DCS分散控制。

③ 支持以多級權限登陸操作系統，可設置多個操作用戶。

④ 對于溫度、氣氛均支持手/自動控制。

⑤ 溫度：

手動：指操作者通過多圈電位器控制；

自動：通過PLC程序控制。

⑥ 氣氛：

手動：指操作者通過觸摸屏ON/OFF控制；

自動：設置氣氛上、下限和回差，氣氛壓力控制在上下限范圍內。

⑦ 支持溫度伺服啟動功能，即工藝從當前溫度開始運行。

⑧ 工藝保持（即暫停）功能。

⑨ AT自整定可設定自整定溫度或壓力值、自整定幅度，支持自整定過程中退出。

⑩ 報警點可設定，如：溫度上限，壓力上限。

?針對不同層級報警，系統自我保護功能，如：

PV超上限報警點，將停止工藝。

傳感器故障，將停止工藝。

控溫過程中，溫度PV-SV>5℃時，將發出黃色報警。

?依據報警的重要程序，提示不同聲光報警信息并記錄。

六、設備主要配件說明