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碳化硅多温区感应碳管炉

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2013-08-13 14:37:52

碳化硅多温区感应碳管炉

一、设备用途:
主要用于碳化硅质产品的反应烧结。
二、产品工艺过程简述:
产品在N2气保护气氛下经预热区、高温区、冷却区,完成产品的烧成。
三、设备结构特殊要求:
四、设备结构:
4.1炉体部分
4.1.1有效炉膛尺寸:13200×ф300内(L×D)mm。
4.1.2工作标高1000mm(以炉膛中心与地平面距离为准)。
4.1.3最高使用温度:2300℃,室温升至最高温度小于12小时。
4.1.4高温区控温精度: ±30℃(仪表显示温度和炉膛实际温度之差).预热区控温精度5℃(仪表显示温度和炉膛实际温度之差)。
4.1.5极限真空度6.7×10-1Pa。
4.1.5炉膛结构
全炉共设4个温区,其中前3个温区为预热区,第4个温区为高温区。第1温区长度1500 mm,设计温度400℃。第2温区长度1200 mm,设计温度700℃。第3温区长度1650 mm,设计温度1000℃。第4温区长度1850 mm,设计温度2300℃。缓冷段长度2350mm,快冷段长度2300,过渡取料段长度2350mm。
第1、2、3温区炉管选用壁厚10mm耐高温不锈钢无缝管(Cr25Ni20Si2材质)制作,前端伸出保温层约200 mm,设有可密封关断的排胶出气口和进口密封炉门装置。炉膛耐火保温材料分别采用1级高铝、莫来石轻质砖、硅酸铝纤维硬板、硅钙石板等优质材料砌成;与高温区(4温区)衔接处炉膛砖选用氧化铝空心球制品。加热方式采用优质高性能等直径硅碳棒上下水平加热,加热元件等间距分布,保证加热均匀。
第4温区为高温区,炉膛采用高纯电极石墨管,炉膛管外采用定型复合碳纤维毡保温隔热,外围用云母纸和玻璃丝布绝缘层包裹,在铜方管弯成的感应线圈铜管外表面涂敷有耐高温绝缘层,进一步保证绝缘可靠。线圈通过高温绝缘瓷座和耐热不锈钢框架支撑固定,不锈钢框架通过可调节不锈钢螺杆与炉壳连接固定。
缓冷区炉管采用与高温区同规格的石墨管,两端用碳砖固定在双层水冷炉壳上。石墨管与水冷炉壳之间留有适当的间隙,间接传热,缓慢降低产品温度,防止降温过急影响产品性能。
快冷段不设保温材料,采用双层水冷套结构。冷却水套的内层即是炉膛管,由缓冷取出来的产品直接与冷却水套接触,提高了降温冷却效果。
4.1.6炉体
炉体采用分段式结构,外壳采用优质型钢、钢板焊接而成。炉体各段之间采用螺栓连接,连接处采用橡胶石棉板和高温密封胶进行密封。各段底部均设有调整块(调整炉体水平)和接地螺钉;预热段、降温段下设有便于移动的滚轮(便于更换碳管和维修)。为了设备外表美观,炉架外设装饰挂板,挂板外喷装饰漆,颜色按用户要求。
高温段炉壳采用双层水冷夹套式结构,为了减少漏磁引起的能源损失,高温段炉壳内外两层都采用不导磁的不锈钢材料制作,内层经特殊抛光处理,热辐射性能好,炉膛热损失小。感应线圈的水冷电极引出位置采用特殊的密封窗口,密封绝缘可靠。高温段炉壳两端设有双层水冷段盖,水冷端盖与炉膛管之间设有支撑碳砖和符合定型碳纤维隔热层,防止热量损失。水冷端盖大法兰端与高温段水冷炉壳法兰之间采用橡胶石棉板和高温密封胶密封性连接。水冷端盖小法兰端与预热段和缓冷降温段炉壳法兰之间采用橡胶石棉板和高温密封胶密封性连接。高温段炉壳设置有真空系统以及接口管路、光学测温口、观察口、安全防爆口等。
4.1.7气路部分
全炉共设置5路N2进气,第1路进气通入炉管进口气幕,用以打开前炉门时隔绝炉管内外气氛,防止空气进入炉膛。第2路进气由2、3温区之间通入炉膛。第3路进气由3、4温区之间通入炉膛。第4路进气设置在高温段路壳内,用以清除高温端炉壳空腔及保温层中的空气,提高保温材料及感应线圈使用寿命。第5路进气由高温测温管通入高温炉膛管内。第6路进气设置在缓冷段的前端用以向炉膛内供气。第7路进气通入炉管出口气幕,用以打开后炉门时隔绝炉管内外气氛,防止空气进入炉膛。所有进气管路上都装有流量调节阀门和流量计。炉进口设置有废气排放口,排放口设置有可调节阀门。
4.1.8
全炉共设有7路进出水。第1路通入降温水套,用于产品的快速降温。第2路通入缓冷段降温水套,用于产品的缓慢降温。第3路通入高温段水冷炉壳,用于降低炉壳表面温度。第4、第5路分别通入高温段炉壳两端端盖,端盖处的进水通过隔离板分两路从左右分别通入,防止单路进水时,冷却水从一侧通过,另一侧温度过热。第6路进水通入感应线圈,降低感应线圈和电极连线的温度。第7路进水通入中频柜内,用以给晶闸管电力等电器元件降温。
4.1.9炉体砌炉按照工业炉砌筑工程施工及验收规范施工(GBJ- 211-8)。 各水管、气管标志均按照国家标准涂覆。
4.1.10炉体总长约21.5米(参考) = 炉体长约13.5 米+ 推进器长约4米 +出车器长约4米。
4.2推进器;
4.2.1主推进为机械连续推进,利用链条传动,支撑辊为橡胶。
4.2.2主推进器速度1000-6000 mm/h,连续可调,常用速度2000 mm/h。驱动力及连接链条等需保证最小推重为3T。
4.2.3推进系统设置有挡板报警功能(到位后提醒拆掉)和保护功能.
4.3电器部分
4.3.1全炉共设4个温区,预热区设有3个温区(分别是400℃、700℃、1000℃),高温区设1个温区(2300℃)。
4.3.2预热区控温仪表用智能化数显仪表,控温仪表设有自动、手动控温功能,具有自动踪设定最佳PID值、温度补偿等功能;高温区选用远红外线控温仪表控温。
4.3.3各温区采用可控硅移相触发,日本进口智能化温控仪表控温。
4.3.4加热方式:1、2、3温式采用硅碳棒上下水平加热, 4温区选用石墨管感应加热。
4.3.5热电偶位置区划分由设计定。
4.3.6控制柜面板上设有总电压表、总电流表、总电源开关、智能化仪表、调速器。
4.3.7每一组控制系统均设有独立的空气开关。
4.3.8控制柜内散热采用带隔滤网的换气扇,在控制柜底侧的下部采用百叶窗作为进气通道,开门方式均采用对开式,柜内设置照明装置并设有独立开关。

注:可根据用户要求设计生产。