真空高压气氛烧结炉技术方案

一、 技术条件：

1) 极限真空度：≤5*10-3Pa；

2) 压升率：≤0.5Pa/h；

3) 工作真空度：≤5*10-2Pa；

4) 额定工作温度：≤2000℃（真空 保护气氛）；

5) 加热功率：150KW；

6) 总功率：180KW；

7) 温度均匀性：±5℃（800℃时三点检测）；

8) 均温区尺寸：300*300*300mm；

9) 空炉升温时间: ≤90mins（室温-2000℃）；

10) 炉床承重：50kg；

11) Z大工作气压：3.0MPa；

12) 工作气体：N2、Ar高纯气体；

13) 安装形式：卧式；

14) 冷却方式：随炉自然冷却；

一、 安装条件：

1） 占地面积：4,000*3,000mm；

2） 安装形式：卧式；

3） 装机功率：180kw；三相五线制；380V；50HZ

4） 具有冷却水：水压：≥0.2Mpa；流量≥6m3/h;

一、 成套范围：

1) 加热室： 

a） 加热器为石墨板（日本东海碳素），在工作区六面均布。

b） 料台由日本东海石墨支柱、石墨炉床组成。托料机构位于工作区下部，由高强石墨组成。

c） 保温材料采用美国进口硬质碳毡及莫来石保温毡，保温效果好。不锈钢外壳。

d） 在热反射层上、下部分设有气压平衡孔。

2)真空炉体：

a） 双层水冷结构、材质为压力容器用16Mn，内部按高真空要求抛光；

b） 卧式结构。炉体为圆柱形，后部为封头，炉体前部开门，炉体与炉门为高颈、高压法兰连接，开合方式为错齿结构，手动操作。异型圈密封，即能封负压，也能封正压；真空口位于炉体上部，采用高压法兰与真空机组连接；

c） 电极引入装置位于炉体的六面，共计三组。材质为紫铜。炉内与炉外采用刚玉管绝缘，采用耐高压结构与炉体连接；

d） 炉体上装有充放气装置，充气口位于炉体的下方，放气口位于炉体的上方；充放气口与炉体连接为高压、高颈法兰、高压阀门；

e） 炉体上设有两个测温口，采用耐高压结构与炉体连接，其中一件为低温B型热电偶，用于1100度以下测量，另外一件为红外测温仪口，用于1100度至2000度测量。

f） 炉体上另设有一个备用测温口，用于三点均温性检测。（K型热电偶800度时测量）

g） 另设一个测温口，位于炉体上方，可放置WRe热电偶，用来比校温度；

h） 安全装置：

共计两种：一种安全阀（两个），另一种爆破片。起跳压力按照相关规定

3)真空系统：

a） 真空系统为KT-400扩散泵、ZJP300罗茨泵、SV300旋片泵组成三级真空机组。由泵、气动高压球阀、电磁带充气阀、波纹管、管路等整体组成机组。各阀门的开启及系统的操作均可实现自动化。

b） 为了提高自动化程度，真空管路上常操作的阀门均采用气动真空阀；

c） 所有真空管道内表面均进行酸洗镀锌处理，减少材料放气率，提高系统真空性能；

4)充放气系统：

a） 本高压气氛烧结炉配置有氮气\氩气充入装置； 

b） 可实现两种气压烧结，一种定压烧结，当炉内达到稳定状态时，由压力传感器控制进气阀与放气阀，当达到设定压力下限时，关闭进气阀，当达到设定压力上限时，打开放气阀；另一种动态平衡，即进气阀始终处于打开状态，定量冲入气体，排气阀由压力传感器控制开关，保证炉内压力恒定；

c） 同时配置有安全防爆阀，当过压时，可自动泄压，确保系统运行安全。

d） 进气口留有质量流量计接口，用户可根据工艺条件自行配备及安装。

5)水冷系统：

a） 根据真空炉各部分对冷却水的要求，制作积水排、由阀门、管路等组成；对炉体、炉盖、密封圈、真空泵及水冷电极进行冷却；

b） 其中总进水管路安装水压传感器；

c） 冷却水汇流水箱所有冷却水阀门均采用艾美柯品牌，汇流水箱上有一套备用进出水管（带有进水阀门）。

6)电控系统：

a） 采用自动及手动独立并联控制，两种方式可自动转换；

b） 手动方式采用按钮或旋钮操作；

c） 自动控制采用欧姆龙可编程控制器PLC及触摸屏,根据工艺要求，自主开发组态二次软件对各工艺参数（温度、真空度、压力等）实现动态显示、记录、存储；

d） 炉内加热温度控制系统：

e） 本设备采用B型热电偶\美国雷泰红外测温仪，进行高低温度控制，高低温可自动转换；

f） 为提高系统的可靠性和具有优良的PID功能，本设备温控仪表选用二块日本岛电公司产SHIMADEN牌FP93温控仪；

g） 采用大功率可控硅专用感性负载移相触发板和低压炉前变压器组成功率调节器，同时和热电偶、温控仪形成一个闭环PID温度控制系统；

h） 加热控温系统具有超温、断偶、过流、过压、过载和冷却水缺水报警及保护功能，能确保系统的安全可靠运行。

i） 电加热部分的各处裸露引接线（或铜排）和变压器连接可靠，并有绝缘防护措施。并有防水、防撞击、防触电等标识。

二、 设备组成表