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真空退火炉管材真空退火炉工艺和设备特点

2022/07/16180 作者:佚名
导读:真空退火炉设备概述 全纤维双炉台罩式电阻炉,系周期作业式炉,专供钛管、钛合金管等真空保护气氛退火热处理加热。 该炉与PID智能温度程序控制系统配套使用,可自动指示、控制和记录该炉炉温工作情况 真空退火炉设备特点 2.1、本设备为两个固定式炉台和14米一端固定的炉体及一个可移动加热罩结构,固定炉台承载真空马弗罐,工件在真空马弗罐内加热,该炉炉温均匀性较高(≤±10℃); 2.2、全纤维节能炉衬,同比

真空退火炉设备概述

全纤维双炉台罩式电阻炉,系周期作业式炉,专供钛管、钛合金管等真空保护气氛退火热处理加热。

该炉与PID智能温度程序控制系统配套使用,可自动指示、控制和记录该炉炉温工作情况

真空退火炉设备特点

2.1、本设备为两个固定式炉台和14米一端固定的炉体及一个可移动加热罩结构,固定炉台承载真空马弗罐,工件在真空马弗罐内加热,该炉炉温均匀性较高(≤±10℃);

退火炉 2.2、全纤维节能炉衬,同比复合砖混炉衬可节能30%以上。2.3、移动炉罩设有一端和真空马弗罐密封固定炉门【同时配有两炉罩共用一个活动炉门】,固定炉体设有一端和真空马弗罐密封固定炉门,另一端为开敞式,并设有密封装置,使得和移动炉罩拼合时与炉口密封贴实可靠自然密封。

2.4、炉台与炉罩间采用侧刀式软密封,炉台侧刀在炉罩进入炉内时均插在炉罩纤维内,使得炉膛与炉外密封绝热,密封简洁可靠。

2.5、马弗罐承重底座上设置辊道槽,槽内放置承重辊,马弗罐热胀冷缩时可以自由进退。

2.6、 在炉台端部设有强冷风机及管道,可根据需要加快马弗罐加热工艺结束后的冷却速度,提高该炉的利用率。

2.7、高精度智能温度程序控制系统,采用日本富士高精度PID智能程序控温仪表, 升温、保温程序可自行设定,可自动程序控制每区炉温工作情况;温度记录采用中长图有纸记录仪,可同步记录该炉每区炉温工作情况,该型式具有直观、方便和先进性;

2.8、炉底与炉顶均对应设置测温控温点,把炉膛温度均衡性控制在允许范围内,减少马弗罐加热及冷却过程中的变形量,延长马弗罐使用寿命,方便操作。

2.9、本设备自动化程度高、工作运行安全可靠、寿命长、操作维修方便;

真空退火炉该设备制造、验收符合以下标准和规定

4.1、JB2251《电阻炉基本技术条件》

4.2、GB1006《热电设备基本技术条件》

4.3、JB/T7629-94《耐火纤维炉衬的设计合安全规范》

4.4、GB9452-2003《热处理炉有效加热区测定方法》

4.5、SJ31426-1994《台车式热处理炉完好要求和检查评定方法》

真空退火炉技术参数

3.1、炉膛工作区尺寸(室一): 7000×900×830mm

炉膛工作区尺寸(室二): 14000×900×830mm

3.2、炉膛额定温度:  950℃

3.3、炉温均匀度: ≤±10℃

3.4、控温精度: ±1℃

3.5、加热功率 : 280Kw/520Kw(0~120%无级可调)

3.6、额定电压: AC380V 50Hz 3N

3.7、控温区数: 520/6区;280/3区

3.8、空炉升温时间: ≤2.5h(炉膛升温和降温可调控)

3.9、满载升温速度: 程序设定无级可控

3.10、炉体表面温升: ≤40℃

真空退火炉主要结构形式

该炉主要由炉罩、炉罩驱动机构、节能型全纤维耐火炉衬、高温高辐射电热元件、软密封锁紧机构、炉台、炉台导电电极箱、智能PID温度程序控制系统等主要部分组成。

5.1.炉罩壳体:

主要采用优质国标型钢骨架及钢板焊接而成,保证了炉子的密封性能及足够的刚强度,且所有焊缝均匀平滑,无气孔、夹杂、未熔合等缺陷,炉壳外观平直、美观。炉壳外电热元件引出棒集中分布,并外设防护罩。

5.2.炉罩驱动机构:

炉罩驱动采用自行走方式,由电机减速机传动(8m/min);

车轮共5排,3排主动轮2排从动轮,车轮材质ZG55,车轴材质45#锻制并调质;

装配轴承采用大载荷双滚柱轴承,钢制轴承座;

5.3.节能型全纤维耐火炉衬:

炉衬侧墙部分全部采用优质硅酸铝针刺耐火纤维折叠模块(耐火度大于1050℃)锚固而成。该结构型式炉衬是在目前大中型节能炉窑中应用最为广泛的一种,它将高温陶瓷耐火纤维折叠成风琴状,同时预埋金属锚固件,并给予一定压缩量制成纤维模块,安装成型后,模块间相互挤压形成一个无缝隙的整体隔热炉衬。

该型式炉衬由于采用具有优良隔热保温性能的全纤维材料结构,因此具有优良的节电性能,结构上热震稳定性好,耐急冷急热。

该结构型式炉衬低密度(240Kg/m3)低热容量,相对轻质隔热耐火砖炉衬轻75℅以上,热容仅为轻质隔热耐火砖炉衬的1/9,大大减少了该炉衬蓄热量,意味着炉衬吸收热量少,同功率炉升温快,节能显著等优点,炉体外表温升≤40℃。该结构型式炉衬低导热率,在600℃是导热系数≤0.25W/m.k, 仅为轻质隔热耐火砖炉衬的1/8。

整台炉子的砌筑严格按照国家筑炉标准执行,并优于国家标准。

5.4.高温高辐射率电热元件:

5.4.1、采用高温高辐射率电热合金扁带(材质:0Cr25Al5),低表面负荷 (≤1.6w/cm2)长寿命设计。

5.4.2、将电阻带往复绕制,利用专用高温白刚玉瓷螺钉锚固悬挂于炉膛内表面,合理布置在炉膛的四周及炉底。

5.4.3、电热元件分布,按炉膛前中后共分6个控温区分布在炉膛内,并局部集中引出,外设防护罩。

5.4.4、该电加热元件具有良好的抗氧化性能、耐高温、高表面负载,配以合理的元件结构参数设计。该电热元件安装方式牢固,耐用可靠,维护方便,电热元件维修时,均可直接在看得见摸得到的位置进行整形、焊接、更换。

5.5.炉门:

炉门主要由优质型钢钢板焊接而成,炉门内装有高温硅酸铝针刺纤维折叠模块,炉门密封良好,确保炉子在生产过程中始终处于密闭状态,杜绝高温炉气的外逸,保证了炉温均匀性并增强节能效果。

5.6.两高强度炉台:

5.6.1、炉台车架横梁及纵梁均采用优质型钢和厚钢板侧护板组合焊接而成,车体膨胀伸缩缝设计合理,使车体在使用中具有极小的热形变,能更好的满足长工件的热处理加热。

5.6.2、炉台表面采用优质高温重质耐火砖砌筑,高温强度高,承载量大,车底采用高强度轻质保温砖砌筑,确保炉底外温度工作时不超过50℃。

5.6.3、炉台和移动炉体进出都设有双保险限位机构和与炉门的连锁机构,确保安全操作。移动炉体进出灵活,定位准确,检查检修方便。

5.6.4、炉台上设置马弗罐承重底座,底座上设有辊道槽,槽内放置承重辊,马弗罐热胀冷缩时可以自由进退。

5.6.5、在炉台端部设有强冷风机及管道,可根据需要加快马弗罐加热工艺结束后的冷却速度,提高该炉的利用率。

5.7.炉台导电电极箱:

炉台上的加热元件的加热电源是由门口部的电极箱供给的,电极箱由定插和动插刀等组成,插刀和插头均采用铜材,插头安装板材质为聚二苯醚层压玻璃布板,安装连接简单可靠;保证了炉罩供电方式接触的准确性和可靠性。

5.8.炉台侧刀式软密封:

炉台与炉体间采用耐热钢侧刀式软密封,炉台侧刀在炉罩进入炉台时均插在炉体纤维内,使得炉膛与炉外密封绝热,该型式密封简洁可靠,密封效果好。

5.9. PID智能温度程序控制系统:

5.9.1、本控制系统是为该炉配套设计,控制柜为连立一体式,前、后开门,前面配线正面下部设有防尘通风窗,顶部设有防尘排气装置。

5.9.2、主要功能:

控制部分的主回路和控制回路分开,均配有空气开关和断路器作为操作单元,既有利于调试及维修又能对系统的短路和过载进行可靠的保护。整个控制系统具有升温设定、锁定、故障报警、温度记录等功能。

温度控制采用引进智能型专家PID自整定程序控制调节方式,可控制固态可控集成调功模块的连续输出,将炉温控制在理想状态,控制精度高(±1℃),炉温均匀性好。同时在一定范围内可手动设定功率大小,协调各区间功率比例,扩展该炉使用功能,减小热惯性。该多区段炉可以通过此功能调节,能实现各区间接近同步升温保温降温,最大限度的满足产品在炉内的热处理工艺的温度均衡性,减少了热不均形变。

控制系统具有热处理过程的温度显示和温度曲线记录功能。六点温度记录仪可同步记录该炉温工作情况。该炉按炉膛前后共分6个控温区分布在炉膛内,合理设置测温点位置,可避免真空罐因受热不均匀而产生大幅度变形。控制系统各区均具有超温断偶声光报警、自动切断加热电源等安全自动保护功能。

每台控制柜上均设有电压指示表和三相电流指示表。

5.9.3、系统主要配置:

组合柜体 (2台) (定制)

PID智能温度程序控制仪 PID智能温度程序控制仪 (6只)

功率智能控制器 (6只)

可控硅调功模块(400A):(6套)

高温热电偶(K分度芯) (6支)

温度记录仪 六点温度记录仪 (1台)

其它仪表电器电路 : (国产名优)

5.9.10、安全保证系统:

为保证设备的安全使用,控制系统具有各种联锁保护功能和声、光报警装置。

报警功能:当炉温偏差超过设定值时发出报警,同时停止加热,防止过热损害炉体及加热元件。可控硅调功模块上设有温度监测点,具有超温、过流保护、故障报警等以保证设备及操作人员人身安全。

真空退火炉设备安全措施

所有的带电接头均设有安全防护罩,并设有安全警示标记。

真空退火炉节能措施

炉衬为节能全纤维结构,模块化装配,炉衬设计较大的厚度(350mm以上),选用高绝热性能材料,是提高设备保温性能和降低热损失的有效措施。本套设备上所选用优质高温耐火纤维针刺毯折叠模块绝热性能优,设计的炉衬厚度大于一般设备的炉衬,性能高于国家标准。

真空退火炉PLC系统控制及电器原理图

1、PLC系统

1.1. 系统采用西门子可编程序控制器(简称PLC)控制真空泵、阀门等,PLC控制重要操作步骤除了在内部进行软件互锁外,在PLC的输出外部还设有硬件的互锁。

1.2.控制系统组成原理图

1.3.系统的硬件设计与实现

选用西门子的S7-200系列(CPU224CN型)PLC作为控制中心。该系列PLC具有数字输入、输出功能,有丰富的功能指令,14个24VDC输入,10个继电器输出端子EM223模块:扩展数字量模块,8个24VDC输入端子,8个输出端子,总共22个输入端子,18个输出端子,能满足整个系统的控制要求。

西门子的S7-200系列PLC采用STEP7 4.0编程语言在PC机上编程,最后下载固化到CPU中。确保了程序的易操作和可靠性。

流程图如图1所示:

图1

三、真空系统:

本炉配备两套真空系统,每套真空系统由:一台 H150 滑阀泵,一台ZJB1200罗茨泵,一台KT800扩散泵,一台2X-70旋片泵,冷却泵及气动高真空挡板阀门等组成,如下图2所示。

图2

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