真空退火爐工藝設備特點

真空退火爐設備概述

全纖維雙爐臺罩式電阻爐,系周期作業(yè)式爐,專供鈦管、鈦合金管等真空保護氣氛退火熱處理加熱。

該爐與PID智能溫度程序控制系統(tǒng)配套使用，可自動指示、控制和記錄該爐爐溫工作情況

真空退火爐設備特點

2.1、本設備為兩個固定式爐臺和14米一端固定的爐體及一個可移動加熱罩結構，固定爐臺承載真空馬弗罐，工件在真空馬弗罐內加熱，該爐爐溫均勻性較高（≤±10℃）；

2.2、全纖維節(jié)能爐襯，同比復合磚混爐襯可節(jié)能30%以上。2.3、移動爐罩設有一端和真空馬弗罐密封固定爐門【同時配有兩爐罩共用一個活動爐門】，固定爐體設有一端和真空馬弗罐密封固定爐門，另一端為開敞式，并設有密封裝置，使得和移動爐罩拼合時與爐口密封貼實可靠自然密封。

2.4、爐臺與爐罩間采用側刀式軟密封，爐臺側刀在爐罩進入爐內時均插在爐罩纖維內，使得爐膛與爐外密封絕熱，密封簡潔可靠。

2.5、馬弗罐承重底座上設置輥道槽，槽內放置承重輥，馬弗罐熱脹冷縮時可以自由進退。

2.6、 在爐臺端部設有強冷風機及管道，可根據需要加快馬弗罐加熱工藝結束后的冷卻速度，提高該爐的利用率。

2.7、高精度智能溫度程序控制系統(tǒng)，采用日本富士高精度PID智能程序控溫儀表, 升溫、保溫程序可自行設定，可自動程序控制每區(qū)爐溫工作情況；溫度記錄采用中長圖有紙記錄儀，可同步記錄該爐每區(qū)爐溫工作情況，該型式具有直觀、方便和先進性；

2.8、爐底與爐頂均對應設置測溫控溫點，把爐膛溫度均衡性控制在允許范圍內，減少馬弗罐加熱及冷卻過程中的變形量，延長馬弗罐使用壽命，方便操作。

2.9、本設備自動化程度高、工作運行安全可靠、壽命長、操作維修方便；

真空退火爐該設備制造、驗收符合以下標準和規(guī)定

4.1、JB2251《電阻爐基本技術條件》

4.2、GB1006《熱電設備基本技術條件》

4.3、JB/T7629-94《耐火纖維爐襯的設計合安全規(guī)范》

4.4、GB9452-2003《熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法》

4.5、SJ31426-1994《臺車式熱處理爐完好要求和檢查評定方法》

真空退火爐技術參數

3.1、爐膛工作區(qū)尺寸（室一）： 7000×900×830mm

爐膛工作區(qū)尺寸（室二）： 14000×900×830mm

3.2、爐膛額定溫度：　 950℃

3.3、爐溫均勻度： ≤±10℃

3.4、控溫精度: ±1℃

3.5、加熱功率 : 280Kw/520Kw（0～120%無級可調）

3.6、額定電壓： AC380V 50Hz 3N

3.7、控溫區(qū)數： 520/6區(qū);280/3區(qū)

3.8、空爐升溫時間： ≤2.5h（爐膛升溫和降溫可調控）

3.9、滿載升溫速度： 程序設定無級可控

3.10、爐體表面溫升: ≤40℃

真空退火爐主要結構形式

該爐主要由爐罩、爐罩驅動機構、節(jié)能型全纖維耐火爐襯、高溫高輻射電熱元件、軟密封鎖緊機構、爐臺、爐臺導電電極箱、智能PID溫度程序控制系統(tǒng)等主要部分組成。

5.1．爐罩殼體：

主要采用優(yōu)質國標型鋼骨架及鋼板焊接而成，保證了爐子的密封性能及足夠的剛強度，且所有焊縫均勻平滑，無氣孔、夾雜、未熔合等缺陷，爐殼外觀平直、美觀。爐殼外電熱元件引出棒集中分布，并外設防護罩。

5.2．爐罩驅動機構：

爐罩驅動采用自行走方式，由電機減速機傳動（8m/min）；

車輪共5排，3排主動輪2排從動輪，車輪材質ZG55,車軸材質45#鍛制并調質；

裝配軸承采用大載荷雙滾柱軸承，鋼制軸承座；

5.3．節(jié)能型全纖維耐火爐襯：

爐襯側墻部分全部采用優(yōu)質硅酸鋁針刺耐火纖維折疊模塊（耐火度大于1050℃）錨固而成。該結構型式爐襯是在目前大中型節(jié)能爐窯中應用最為廣泛的一種，它將高溫陶瓷耐火纖維折疊成風琴狀，同時預埋金屬錨固件，并給予一定壓縮量制成纖維模塊，安裝成型后,模塊間相互擠壓形成一個無縫隙的整體隔熱爐襯。

該型式爐襯由于采用具有優(yōu)良隔熱保溫性能的全纖維材料結構，因此具有優(yōu)良的節(jié)電性能，結構上熱震穩(wěn)定性好,耐急冷急熱。

該結構型式爐襯低密度（240Kg/m3）低熱容量，相對輕質隔熱耐火磚爐襯輕75℅以上，熱容僅為輕質隔熱耐火磚爐襯的1/9，大大減少了該爐襯蓄熱量，意味著爐襯吸收熱量少，同功率爐升溫快,節(jié)能顯著等優(yōu)點，爐體外表溫升≤40℃。該結構型式爐襯低導熱率，在600℃是導熱系數≤0.25W/m.k, 僅為輕質隔熱耐火磚爐襯的1/8。

整臺爐子的砌筑嚴格按照國家筑爐標準執(zhí)行，并優(yōu)于國家標準。

5.4．高溫高輻射率電熱元件：

5.4.1、采用高溫高輻射率電熱合金扁帶（材質：0Cr25Al5），低表面負荷 (≤1.6w/cm2)長壽命設計。

5.4.2、將電阻帶往復繞制，利用專用高溫白剛玉瓷螺釘錨固懸掛于爐膛內表面，合理布置在爐膛的四周及爐底。

5.4.3、電熱元件分布,按爐膛前中后共分6個控溫區(qū)分布在爐膛內，并局部集中引出，外設防護罩。

5.4.4、該電加熱元件具有良好的抗氧化性能、耐高溫、高表面負載，配以合理的元件結構參數設計。該電熱元件安裝方式牢固,耐用可靠,維護方便,電熱元件維修時，均可直接在看得見摸得到的位置進行整形、焊接、更換。

5.5．爐門：

爐門主要由優(yōu)質型鋼鋼板焊接而成，爐門內裝有高溫硅酸鋁針刺纖維折疊模塊，爐門密封良好，確保爐子在生產過程中始終處于密閉狀態(tài)，杜絕高溫爐氣的外逸，保證了爐溫均勻性并增強節(jié)能效果。

5.6.兩高強度爐臺：

5.6.1、爐臺車架橫梁及縱梁均采用優(yōu)質型鋼和厚鋼板側護板組合焊接而成，車體膨脹伸縮縫設計合理，使車體在使用中具有極小的熱形變，能更好的滿足長工件的熱處理加熱。

5.6.2、爐臺表面采用優(yōu)質高溫重質耐火磚砌筑，高溫強度高，承載量大，車底采用高強度輕質保溫磚砌筑，確保爐底外溫度工作時不超過50℃。

5.6.3、爐臺和移動爐體進出都設有雙保險限位機構和與爐門的連鎖機構，確保安全操作。移動爐體進出靈活，定位準確，檢查檢修方便。

5.6.4、爐臺上設置馬弗罐承重底座，底座上設有輥道槽，槽內放置承重輥，馬弗罐熱脹冷縮時可以自由進退。

5.6.5、在爐臺端部設有強冷風機及管道，可根據需要加快馬弗罐加熱工藝結束后的冷卻速度，提高該爐的利用率。

5.7.爐臺導電電極箱：

爐臺上的加熱元件的加熱電源是由門口部的電極箱供給的，電極箱由定插和動插刀等組成，插刀和插頭均采用銅材，插頭安裝板材質為聚二苯醚層壓玻璃布板，安裝連接簡單可靠；保證了爐罩供電方式接觸的準確性和可靠性。

5.8．爐臺側刀式軟密封：

爐臺與爐體間采用耐熱鋼側刀式軟密封，爐臺側刀在爐罩進入爐臺時均插在爐體纖維內，使得爐膛與爐外密封絕熱，該型式密封簡潔可靠，密封效果好。

5.9. PID智能溫度程序控制系統(tǒng)：

5.9.1、本控制系統(tǒng)是為該爐配套設計，控制柜為連立一體式，前、后開門，前面配線正面下部設有防塵通風窗，頂部設有防塵排氣裝置。

5.9.2、主要功能：

控制部分的主回路和控制回路分開，均配有空氣開關和斷路器作為操作單元，既有利于調試及維修又能對系統(tǒng)的短路和過載進行可靠的保護。整個控制系統(tǒng)具有升溫設定、鎖定、故障報警、溫度記錄等功能。

溫度控制采用引進智能型專家PID自整定程序控制調節(jié)方式，可控制固態(tài)可控集成調功模塊的連續(xù)輸出，將爐溫控制在理想狀態(tài)，控制精度高(±1℃)，爐溫均勻性好。同時在一定范圍內可手動設定功率大小，協調各區(qū)間功率比例，擴展該爐使用功能，減小熱慣性。該多區(qū)段爐可以通過此功能調節(jié)，能實現各區(qū)間接近同步升溫保溫降溫，最大限度的滿足產品在爐內的熱處理工藝的溫度均衡性，減少了熱不均形變。

控制系統(tǒng)具有熱處理過程的溫度顯示和溫度曲線記錄功能。六點溫度記錄儀可同步記錄該爐溫工作情況。該爐按爐膛前后共分6個控溫區(qū)分布在爐膛內，合理設置測溫點位置，可避免真空罐因受熱不均勻而產生大幅度變形?？刂葡到y(tǒng)各區(qū)均具有超溫斷偶聲光報警、自動切斷加熱電源等安全自動保護功能。

每臺控制柜上均設有電壓指示表和三相電流指示表。

5.9.3、系統(tǒng)主要配置：

組合柜體 (2臺) （定制）

PID智能溫度程序控制儀 (6只)

功率智能控制器 (6只)

可控硅調功模塊(400A):（6套）

高溫熱電偶(K分度芯) （6支）

六點溫度記錄儀 （1臺）

其它儀表電器電路 ： (國產名優(yōu))

5.9.10、安全保證系統(tǒng)：

為保證設備的安全使用，控制系統(tǒng)具有各種聯鎖保護功能和聲、光報警裝置。

報警功能：當爐溫偏差超過設定值時發(fā)出報警，同時停止加熱，防止過熱損害爐體及加熱元件。可控硅調功模塊上設有溫度監(jiān)測點，具有超溫、過流保護、故障報警等以保證設備及操作人員人身安全。

真空退火爐設備安全措施

所有的帶電接頭均設有安全防護罩，并設有安全警示標記。

真空退火爐節(jié)能措施

爐襯為節(jié)能全纖維結構，模塊化裝配，爐襯設計較大的厚度（350mm以上），選用高絕熱性能材料，是提高設備保溫性能和降低熱損失的有效措施。本套設備上所選用優(yōu)質高溫耐火纖維針刺毯折疊模塊絕熱性能優(yōu)，設計的爐襯厚度大于一般設備的爐襯，性能高于國家標準。

真空退火爐PLC系統(tǒng)控制及電器原理圖

1、PLC系統(tǒng)

1.1. 系統(tǒng)采用西門子可編程序控制器(簡稱PLC)控制真空泵、閥門等，PLC控制重要操作步驟除了在內部進行軟件互鎖外，在PLC的輸出外部還設有硬件的互鎖。

1.2.控制系統(tǒng)組成原理圖

1.3.系統(tǒng)的硬件設計與實現

選用西門子的S7-200系列（CPU224CN型）PLC作為控制中心。該系列PLC具有數字輸入、輸出功能，有豐富的功能指令，14個24VDC輸入，10個繼電器輸出端子EM223模塊：擴展數字量模塊，8個24VDC輸入端子，8個輸出端子，總共22個輸入端子，18個輸出端子，能滿足整個系統(tǒng)的控制要求。

西門子的S7-200系列PLC采用STEP7 4.0編程語言在PC機上編程，最后下載固化到CPU中。確保了程序的易操作和可靠性。

流程圖如圖1所示：

三、真空系統(tǒng)：

本爐配備兩套真空系統(tǒng)，每套真空系統(tǒng)由：一臺 H150 滑閥泵，一臺ZJB1200羅茨泵，一臺KT800擴散泵，一臺2X-70旋片泵，冷卻泵及氣動高真空擋板閥門等組成，如下圖2所示。

真空退火爐臥式真空退火爐

用途：本系列臥式真空退火爐主要應用于特種材料、不銹鋼、硒鋼片鐵芯、貴金屬零件、銀銅復合鉚釘及片件的真空退火處理。

設備特點：

1. 本設備專用于小零件等在真空狀態(tài)下的退火；

2. 爐罐密封性好，有效的避免了工件在退火處理中的表面氧化、生銹，提高了處理質量；

3. 保溫爐體可向后移動，退火完成后，在保持真空狀態(tài)下提高冷卻速度 。

真空退火爐井式真空退火爐

用途：井式真空退火爐系列產品采用預抽真空氣體保護方式工作，操作時先將爐內抽至一定真空度后爐內充入高純氮或氨分解氣體進行保護加熱，從而達到少無氧化加熱、無脫碳光亮的目的。由于攪拌風機的使用，該爐具有較高的爐溫均勻性。設備主要應用于機械零件、硅鋼片、銅材、紫銅、線材等的無氧化光亮退火。

設備特點：

1、加熱元件均布爐膛內，分布合理

2、爐蓋可設有熱風循環(huán)裝置，可使爐罐內的氣體及溫度均勻；

3、可配真空泵抽氣，增加換氣速度，氣體更純凈；

4、有保護氣體，經退火后產品無氧化，消除加工應力，提高鐵心磁性能，降低鐵損；

5、爐溫控制采用PID自動調功平滑控溫。

鈦具有金屬光澤，有延展性。密度4.5克/立方厘米。熔點1660±10℃。沸點3287℃。鈦的主要特點是密度小，機械強度大，容易加工。鈦的塑性主要依賴于純度。鈦越純，塑性越大。有良好的抗腐蝕性能，不受大氣和海水的影響。在常溫下，不會被稀鹽酸、稀硫酸、硝酸或稀堿溶液所腐蝕；只有氫氟酸、熱的濃鹽酸、濃硫酸等才可對它用。

近年來 ,稀有金屬管材特別是鈦管、鋯管等，已廣泛應用于航空航天、航海、核電、石油化工等領域 ,而這些行業(yè)對管材的質量有著極高的要求 ,真空退火是其中間和成品生產的重要工藝過程。在無氧化和無污染狀態(tài)下進行消除應力或再結晶退火 ,以消除加工硬化和恢復塑性。加熱退火處理的方法很多，但采用真空退火對鈦管材進行退火處理，是稀有金屬加工領域一項較新的技術和工藝。它以熱處理清潔、經濟、無污染、無氧化、變形小的特點越來越引起人們的重視。

主要適用于不銹鋼拉深件如水暖器材、水脹件、銷、醫(yī)療器械、不銹鋼釘、不銹鋼鏍絲、壓鉚件、不銹鋼軸承、表殼、表帶、刀具、微型軸、自攻自鉆、餐具等不銹鋼制品在保護氣氛控制下進行連續(xù)光亮退火、固溶、退磁及不銹鋼淬火處理的多用爐。處理后產品表面光潔,不氧化,不脫碳.具有生產效率高,能耗低,污染少,操作使用方便,勞動強度低等優(yōu)點.也可供金屬材料釬焊,燒結之用.系引進消化國外90年初最先進產品.

真空退火爐料車推拉機構

1、點動減速機電機按鈕，檢查電機轉向是否符合推拉方向要求；

2、把推拉桿掛上料車，啟動按鈕把料車在全程范圍內跑動幾次，檢查各連接處、車輪及軸承處有無異常；

3、.檢查推拉小車前后限位的動作情況是否正常；

4、檢查爐門的開啟和關閉有無卡塞現象；

真空退火爐冷卻系統(tǒng)

1、打開進水閥門，點動水泵電機按鈕開關，看電機轉向是否正確；

2、啟動水泵，檢查主水管路有無滲漏水現象及壓力表壓力指示是否正常；

3、打開機械泵進水閥門，檢查機械泵進水、回水管路各接頭處有無滲漏水現象，若有則處理；

4、按照步驟3依次對羅茨泵、擴散泵、水冷擋板、爐門、爐膽水套的冷卻水管路進行檢查；

合金材料真空退火。

適用于磁性材料、超導材料、合金材料的真空合金、退火等工藝。

真空度≤0.01Pa，最高溫度1300℃，900Kg/爐。