VHSgr-20/20/30-2300真空石墨烧结炉

（V2GR23）技术方案书

一、                      设备基本原理、主要用途及特点

1.                      基本原理

VHSgr-20/20/30-2300真空石墨烧结炉是在真空（或其它气氛）条件下将材料烧结成型的成套设备，此炉型主要采用石墨电阻加热，真空泵组达到一定的真空值。在高温下，物料生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙（气孔）和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体，从而将物料压制成形。

（设备图示，以实际出货产品为准）

2.                      设备用途

该真空烧结炉是用石墨作发热元件的真空电阻炉，在抽真空状态下，石墨电阻产生热量，使炉腔内产生高温，通过热辐射传导到材料上，适用于科研、军工单位对难熔合金如钨、钼及其合金的粉末成型烧结。主要应用于陶瓷、硬质合金、复合材料等在真空或保护气氛中高温烧结，也可以供金属材料在高真空条件下的高温热处理或贵金属材料的除气处理。

皓越科技该设备的结构设计合理，设计及制造符合相应的国家及行业标准和规范，能够满足用户的使用要求。其配套产品和元器件具有国际水平，能够适应长期、稳定、安全、可靠的生产需求。设备的节能效果好。使用、操作、维修方便简捷，造型美观，安全可靠，售后服务优良。

3.                      设备特点

1)                      采用卧式、侧开门结构：装、卸模具精度高，操作方便；

2)                      升温快：升温速率10℃/分钟（≤1600℃），升温速率5℃/分钟（＞1600℃）；

3)                      温度均匀性好：平均温度均匀性为±5℃（5点测温，恒温区1000℃保温1h后检测）；

4)                      采用单温区控制：预留两个测温孔，以便高温监测使用；

5)                      安全性能好：采用HMI+PLC+PID压力传感控制，安全可靠；

6)                      密封性能好：动态压头均采用波纹管密封，确保不漏气。

二、                      设备规格型号

本设备为卧式周期式真空石墨烧结炉，具体型号为VHSgr-20/20/30-2300（V2GR23），其具体代码含义如下图所示。

三、                      主要技术参数

1．       设备形式：                        卧式

2．       装料方式：                  侧装料

3．       加热方式：                        石墨电阻加热

4．       加热功率：                        50KW（以实际为准）

5．       炉膛尺寸：                        200 x 200 x 300mm（宽 x 高 x 长）

6．       最高温度：                        2300℃（设计温度）

7．       工作温度：                        2200℃（此温度为验收标准）

8．       温度均匀性：                ±5℃（5点测温，恒温区1000℃保温1h后检测

9．       升温速率：                        5～10℃/min

       常温~1600℃，升温速率为10℃/min

1600℃~2200℃，升温速率为5℃/min

10．       控温精度：                ±1℃

11．       极限真空度：                6.7x10-3Pa（空炉、冷态、经净化）

12．       真空抽速：                从大气压力抽至5 Pa≤20min

13．       压升率：                        ≤2.0Pa/h（空炉、冷态、经净化）

14．       测温传感器：                钨铼型热电偶和进口红外测温仪（1400℃以内采用钨铼测温，1400℃以上采用红外测温）

15．       保护气氛：                氮气、氩气一路气氛

16．       气氛压力：                ≤0.1MPa·A（绝对压力，可调）

17．       脱脂系统（可选配）：适用CIM/MIM；脱脂温度100℃~950℃

18．       控制系统：                PLC+HMI+PID

19．       水源要求：                水压 0.15-0.3MPa，循环水流量 6m³/h

20．       水质要求：             PH值7.0～8.5，悬浮物固体＜100mg/L，总硬度CaO＜10mg当量/L，溶解性固体＜30mg/L，电导率＜500μS/cm

21．       设备外形尺寸：        1560mm（W）X1690mm（D）X2000mm（H）（以实际发货产品为准）

22．       设备重量：                约1.5t

四、                      设备组成

皓越科技真空石墨烧结炉设备主要由炉体、炉门、加热室、真空系统、气氛系统、水冷系统、气动系统、测温系统、料箱（可选配）、脱脂系统（可选配）、变压器及连接电缆、电控系统等组成。

五、                      设备结构特征

1.                      炉体

炉体为双层壳体卧式结构，内外壁均为304不锈钢，并经仔细的抛光，表面光滑，有利于缩短抽气时间，且便于清洁。双层壳体之间通水冷却，确保炉壁温度低于55℃。炉体及其接管内表面抛光后均经过严格的水压及气压试验，以确保焊缝质量而不发生渗漏，真空室经过严格的真空极限及真空漏率测试。

炉体侧部设有真空抽气口、热电偶测温口、红外测温口、进出水口、电极口等。

附属品：        

1)       真空接管

2)       电极引入接管

3)       热电偶引入接管

4)       真空测量及真空指示接管

5)       冷却水接管

6)       炉腿

2.                      炉门

炉门采用双层水冷结构，内外壁均为304不锈钢经精密抛光处理，内外壁之间通水冷却，炉门上设有进出水口等。

3.                      加热室

加热系统采用石墨加热体，侧面及底面的分布保证了最佳的温度均匀性和工件的均匀受热，且便于发热体的维修及更换。四周的隔热屏均采用由硬毡、软毡共同组成的复合保温层，经过加工制作成一个整体的隔热系统，能方便的进行安装及维护。

加热电极为专门设计的紫铜水冷电极，水冷电极设计不但保证与炉体的良好密封和绝缘，而且与引入电源连接线的接触良好，拆卸方便，电极中水冷却装置能够降低导电接头的温度，防止烧毁真空密封材料，以致影响炉内真空度。新型的电极结构避免了长时间使用发生铜管腐蚀及焊口腐蚀而漏水的现象。

绝缘件采用优质陶瓷结构，电极引出结构为紫铜水冷电极，绝缘结构为氧化铝陶瓷（能够避免热处理过程中材料挥发造成短路而烧毁电极）。加热室外框使用不锈钢板材料，并且焊接多道加强筋以保证长期使用不变形。

4.                      真空系统

真空系统采用直联泵、扩散泵、气动高真空阀、真空变送器、真空压力表、真空放气阀、过滤器、真空管路等，并留有充气接口。为减少炉体振动，真空管道与泵的连接采用金属波纹管，真空度由真空变送器进行测量。

真空阀门设掉电保护和安全联锁，如设备突然断电，真空系统的各系统阀门自动调整为关闭状态，保护真空室和扩散泵。

所有真空管路均采用不锈钢或碳钢电镀制造。管路连接处采用金属波纹管连接，以隔绝泵组的震动，防止将震动传递至真空加热室系统。

5.                      气氛系统

充气系统（不含气体干燥、气体过滤）主要由充气阀、浮子流量计、压力传感器、充气管道等组成，用于工艺所需充氩气、氮气或氢气的一路气氛要求，最大充气压力≤0.1MPa·A（绝对压力）。

1)       进气管道采用一路浮子流量计控制；

2)       所有气路管道均采用SUS304材质；

6.                      水冷系统

系统由集成式进水组件（不锈钢管）、集成式回水组件（不锈钢管）、球阀、优质橡胶管及接头等组成。回水方式采用封闭式，在关键回路如电极上设置了水温水流量传感器，水温过高或水流量不足时及时报警并停止加热。

进水主管路上设有电接点压力表，当水压不足时提供信号给控制系统，然后由控制系统判断报警，启动备用水源系统或切断电源。设备的备用水装置由客户自备，备用水流量≥5m3/h。

水路特点：

1)                      所有水路管道均采用耐高温、高压软管材质，确保不生锈；其他辅助水路管道采用高压防爆管道。确保水路安全；

2)                      所有出水管路均设置有水流量传感器和水温测温传感器和报警装置，水流量过低报警，水超温报警，及时发现安全隐患。水超温、水流量低、欠水压与加热PLC互锁，超温时，欠水压时停止加热，确保炉体安全。

3)                      使用方须做好备用水源及UPS电源。主电路停电可立即切换至UPS电源，给水泵供电，冷却水源循环，确保炉体安全。

7.                      气动系统（需选配空压机）

由气动三联件（除水器、压力表、油雾器）、电磁换向阀，管道和产气量为0.6m3/min的空压机（可选配）等组成。可对气动执行元件（如气缸、充气阀、真空阀门等）提供洁净的压缩空气，确保气动原件运行稳定可靠，管路走向整洁美观。

8.                      测温系统

测温元件采用钨铼热电偶与红外测温仪共同进行测温，1400℃以内采用钨铼测温，1400℃以上采用红外测温，自动切换，无须人工干预。配合温度控制仪进行温度闭环控制，测温元件测量温度并供给温度控制器控制信号，从而调整功率调控器的输出，从而控制变压器的输出大小，以满足系统的控温需求。此外，在保温屏外侧，设有监测热电偶，当系统超温时，通过控制系统及时切断加热电源，确保设备安全。

9.                      料箱（可选配）

加热区里有封闭式石墨料箱，专应用于烧结和脱脂工艺。

10.                      脱脂系统（可选配）

本脱脂系统由多级水冷蝶片捕集器、炉内密封隔离等部分组成。

本脱脂系统采用载气扫荡式脱脂方式，在炉内可形成定向气流，将脂类物质携带至炉外捕脂器内，通过冷凝方式脱离出来，脱脂效果好，在炉内基本无漏脂污染现象。

11.                      变压器及连接电缆

采用与之相匹配的变压器及连接水冷电缆或铜排。

12.                      电控系统

电气控制系统：全自动 PLC+触摸屏系统，可以手动、自动切换。

电源控制系统软件介绍： 有以下特点：

1)       源控制具有手动和自动两种控制方式，手动和自动都可以在触摸屏上控制，操作方便、系统稳定，具有误操作提示报警功能。

2)       温控系统：全自动 PLC+触摸屏系统，可以手动、自动切换，采用热电偶和控温仪表控制电源的输出从而控制模具的温度，触摸电脑自动记录烧结过程及历史曲线。配备 PLC 控制器（西门子/欧姆龙），具有 PID 及超温报警功能，能储存和输出记录，清晰反应炉子工作状况。

3)       控制系统软件由我公司自行开发，人机界面操作系统，画面友好，操作简单，响应速度快，可对炉内工况进行实时监测，系统稳定可靠。

4)       本设备可自动采集温度曲线、真空度曲线和烧结时间等曲线，对各个工艺参数（温度、真空度）实现动态显示，方便用户根据历史曲线分析烧结工艺。

5)       通讯接口丰富，如 RS485、LAN、USB 等，易于和其它设备 组网应用。软件控制界面形象化，能够动态显示工作流程，方便直观。

6)       控制系统上设有过流、超温及断水等分类报警功能，电器元件采用施耐德、 LG等品牌，产品品质有保证。电控柜按照西门子标准制作，所有的仪表及控制元件集中到一个电控柜内。

7)       软件免费升级。

温度的控制也可通过数显温度程序控制仪根据用户设定的工艺曲线，实行自动控制温度，并具有PID自整定功能，也可根据用户需要手动控制温度。

六、                      安全保护系统

1.                      电气联锁保护系统；

2.                      保险丝；

3.                      电热过电流保护装置。

七、                      现场要求

1.                      电力需求：     380V，三相五线制，60KVA，50Hz

2.                      起重设备：     ≥2吨

3.                      压缩空气气源：

1)                      耗量：                ~3L/s

2)                      压力：                ≥0.6Mpa

4.                      水源：

1)                      循环水量：  12m3/h

2)                      水压：      0.2~0.3Mpa

3)                      进水水温：  ≤25℃

4)                      水质：       PH值7.0～8.5，悬浮物固体＜100mg/L，总硬度CaO＜10mg当量/L，溶解性固体＜30mg/L，电导率＜500μS/cm；及总排水管与设备的连接管路和阀门；

八、                      安装、调试及验收

1.                      甲方负责地基、气源，乙方电控柜的总线输入端之前的进线电缆。进回水接到乙方冷却水箱的总进回水口处。在所有准备工作完成后，通知乙方进行安装、调试。设备以卖方组织，买方配合的方式在买方现场安装、调试并达到买方正常使用的要求；

2.                      验收工作完成后，由双方共同签署设备最终验收报告。

九、                      培训

1.                      设备安装调试过程中，卖方同时对买方设备使用人员进行必要的操作和维护保养的培训。经培训，用户技术人员能够达到独立正确操作设备并能判断故障及简单维修。

2.                      培训计划和内容：

十、                      保固期

机器全系统保固壹年（易损件如加热元件、热电偶除外）。长期优惠提供备品备件。

十一、                      售后

保固期内，若设备发生故障，我公司在2小时内给予回复，并在72小时内派员到达现场，组织维修。

十二、                      随机资料

1.                      操作说明书。

2.                      出厂检验报告。

3.                      安装调试必需的图纸。

十三、                      客户可选配配件

1.                      冷水机HCA-12      1台

2.                      水路管道及法兰：   1套

3.                      空压机HA-1        1台

4.                      分子泵组/DM或/OD：1台