由于工业自动化的迅速发展 ,目前对高压钽电容的需求量越来越大 ,随着使用电压的增高 ,对用于制作电容器的钽粉质量也提出了更高的要求 ,而钽粉的高温脱气工艺直接影响钽粉的质量。针对钽粉高温脱气的特点 ,结合真空钎焊炉和真空气淬炉的结构 ,我们开发研制了新一代高温钽片炉。该炉的电气控制系统以可编程控制器 (PLC)和可编程智能温度控制器为核心 ,并设置有模拟操作盘 ,使控制操作、工艺更改、运行管理变得简洁和方便 ,同时保证了设备长期运行的可靠性、稳定性和安全性。1 设备主要技术参数型号 :ZJL -10 0最高工作温度 :175 0℃定期烧空炉温度 :≤ 170 0℃加热室冷态极限真空度 :8× 10 - 4 Pa加热室热态极限真空度 :1.3× 10 - 3 Pa装料室冷态极限真空度 :6 .6 7× 10 - 3Pa两室压升率 :≤ 0 .6 7Pa/加热控制方式 :编程控制真空系统控制方式 :手动 (程序联锁 )控制或自动程序控制装料量 :10 0 kg等温区尺寸 : 40 0× 6 0 0 mm等温区温度偏差 :≤± 5℃2 设备结构设计该炉设计为双室、立式、钽片加热器、屏隔热结构。主要由加热室、装卸料 /冷却室、水冷、送料机构、加热室真空系统、装卸料 /冷却室真空系统、气动系统和电气控制系统七大部分组成 ,如图 1所示。2 .1 加热室加热室主要用于钽粉的加热升温、除气和高温段冷却。由壳体、加热器、隔热屏、水冷热偶和顶盖构成。加热室壳体采用不锈钢板材焊接成双层圆筒结构 ,分上、中、下三部分分别水冷。加热室顶盖为双层水冷结构 ,设置液压开启装置 ,便于加热器和隔热屏的定期检查 ;顶部设置观察孔和红外测温装置 ,用于炉内温度的监测。加热电极采用特殊自紧式结构 ,并通水冷却 ,以降低接触电阻。1.真空系统 2 .插板阀 3.加热器 4.隔热层 5 .真空系统6 .装料室 7.送料机构图 1 设备结构示意图Fig.1 Structure of equipment1.隔热层 2 .加热器 3.工件图 2 加热器及隔热层示意图Fig.2 Heater and insulator因钽粉在加热过程中释放出的气体主要为氢气 ,综合考虑发热材料的高温机械性能、冷态加工性能、电阻率和温度梯度等因素 ,加热器采用经电子束熔炼后轧制的钽板制成。各层隔热屏根据各自的温度分别采用钽板和不锈钢板制做。加热器和隔热屏的结构如图 2所示。2 .2 装卸料 /冷却室装卸料 /冷却室用于被处理材料的装卸和低温段的冷却。其壳体采用不锈钢板焊接成的双层圆筒水冷结构。侧壁设置装卸料门。为加速被处理材料的低温段冷却和用于气淬 ,在其底部设置了充气机构 ,通过充气机构可向该室充入一定压力 (≤ 0 .1MPa)的 DX气体。2 .3 送料机构以及闸板阀送料机构由蜗轮蜗杆副、滚珠丝杠、水冷导杆等组成传动系统 ,驱动承料架往返于加热室与装卸料 /冷却室之间 ;在钽粉脱气过程中 ,取代闸板阀 ,将加热室和装料室隔离。为了在高温环境下将加热室和装卸料 /冷却室隔离 ,以使装料室放入大气时 ,加热室仍然处于真空状态。在两室之间设计了水冷式闸板阀。闸板阀采用双层阀板四联杆机构 ,两阀板采用交替循环局部水冷却结构。阀板采用气缸驱动 ,并与送料机构联锁 ,即使在供电电网断电时 ,送料机构与闸板阀保持断电前的状态 ,避免设备因断电而造成严重损坏。2 .4 真空系统由于加热室和装卸料 /冷却室设计为可各自在不同的真空度下工作 ,因而为它们分别设置了独立的真空系统。加热室真空系统由 KT- 60 0油扩散泵机组和真空阀门及真空管道组成。由于工艺处理过程中 ,被处理材料释气量很大 ,为保证真空机组在低真空段保持较大的抽速 ,在油扩散泵与前级机械泵之间串联接入两台罗茨泵。装卸料 /冷却室真空系统采用 KT- 30 0油扩散泵机组 ,为避免钽粉在抽除大气时被扬起 ,造成浪费和污染真空系统 ,在预抽管道上安装了特殊设计的针型可调节预抽阀 ,用于从大气状态开始的初始预抽。2 .5 电气控制系统电气控制系统主要由温度控制、真空控制、参数监测和报警等部分组成。2 .5.1 温度控制部分温度控制部分采用 FP2 1高精度可编程智能温度控制器作为核心控制器 ;由于工作温度较高 (最高工作温度 1 750℃ ) ,采用钨铼 5-钨铼 2 6一体化热电偶实现温度的测量 ,热电偶保护套管采用二硅化钼经烧结而成 ;为提高温度信号的抗干扰能力 ,热电偶输出的毫伏信号经现场信号变送器直接转换成标准的直流 4～ 2 0 m A信号 ,再经一级信号隔离模块隔离后 ,送至温度控制器的输入端 ;三相晶闸管调功器和低电压大电流变压器构成加热功率调节部分 ,三相晶闸管调功器根据温度控制器输出的控制信号改变晶闸管的导通角 ,实现加热功率的调节 ,低电压大电流变压器用于加热电流的转换 ,最大输出电流40 0 0 A。2 .5.2 真空控制和测量真空控制部分由设于控制柜面板的真空系统模拟操作盘、F1 - 40 MR可编程控制器和强电控制器件构成 ,用以实现各真空泵和真空阀门的手动联锁控制和自动控制。真空测量部分由复合真空计、冷阴极反磁控规和电阻规组成 ,用于 1× 1 0 5～ 1× 1 0 -5Pa真空度的测量。当真空度达到设定值时 ,复合真空计向 PLC发出信号 ,该信号用于设备的自动控制和联锁保护。2 .5.3 参数监测和报警参数监测由 SCB- 2单片单板机和 TP微型打印机构成 ,用于对真空度、加热温度、加热电流等关键工艺参数的监测和打印记录。报警系统用于对水压、气压、加热电流、设备运行状态的监视 ,当设备的运行状况超出危险警戒值时 ,将发出声光报警讯号 ;同时向 PLC发出信号 ,由 PLC完成设备的自动保护控制。3 结束语新研制开发的高温钽片金属炉具有生产效率高、操作简洁方便、自动化程度高等特点。经实际生产运行证明 ,该炉运行可靠、加热器使用寿命长、检修方便、稳定性和安全性好 ,适用于高温脱气、真空钎焊、气保护钎焊、气淬等场合1750℃高温钽片真空炉的研制@黄以平$桂林电器科学研究所电气物理研究室!广西桂林541004
@薛兴$桂林电器科学研究所电气物理研究室!广西桂林541004
@朱国坤$桂林电器科学研究所电气物理研究室!广西桂林541004热处理炉;;高温脱气本文 介绍了一种用于高压电容器钽粉高温脱气处理的新型金属热处理炉。这种炉子是针对钽粉高温脱气的特点开发研制的,即使在工作温度、真空度较高 ,除气量、温度梯度较大的情况下 ,仍能保证高温脱气的合理性和延长加热器的使用寿命 ;并能广泛适用于高温脱气、真空钎焊等场合护。2 .5.3 参数监测和报警参数监测由 SCB- 2单片单板机和 TP微型打印机构成 ,用于对真空度、加热温度、加热电流等关键工艺参数的监测和打印记录。报警系统用于对水压、气压、加热电流、设备运行状态的监视 ,当设备的运行状况超出危险警戒值时 ,将发出声光报警讯号 ;同时向 PLC发出信号 ,由 PLC完成设备的自动保护控制。3 结束语新研制开发的高温钽片金属炉具有生产效率高、操作简洁方便、自动化程度高等特点。经实际生产运行证明 ,该炉运行可靠、加热器使用寿命长、检修方便、稳定性和安全性好 ,适用于高温脱气、真空钎焊、气保护钎焊、气淬等场合1750℃高温钽片真空炉的研制@黄以平$桂林电器科学研究所电气物理研究室!广西桂林541004
@薛兴$桂林电器科学研究所电气物理研究室!广西桂林541004
@朱国坤$桂林电器科学研究所电气物理研究室!广西桂林541004热处理炉;;高温脱气本文 介绍了一种用于高压电容器钽粉高温脱气处理的新型金属热处理炉。这种炉子是针对钽粉高温脱气的特点开发研制的,即使在工作温度、真空度较高 ,除气量、温度梯度较大的情况下 ,仍能保证高温脱气的合理性和延长加热器的使用寿命 ;并能广泛适用于高温脱气、真空钎焊等场合
More abstracts about the 1750℃高温钽片真空炉的研制