真空退火爐

真空退火爐，主要適用於不鏽鋼拉深件如水暖器材、水脹件、銷、醫療器械、不鏽鋼釘、不鏽鋼鏍絲、壓鉚件、不鏽鋼軸承、表殼、錶帶、刀具、微型軸、自攻自鑽、餐具等不鏽鋼製品在保護氣氛控制下進行連續光亮退火、固溶、退磁及不鏽鋼淬火處理的多用爐。

基本介紹

• 中文名：真空退火爐
• 外文名：vacuum annealing furnace
• 適用於：不鏽鋼拉深件
• 密度：4.5克/立方厘米
• 熔點：1660±10℃
• 分類：歐式 井式

設備用途

主要適用於不鏽鋼拉深件如水暖器材、水脹件、銷、醫療器械、不鏽鋼釘、不鏽鋼鏍絲、壓鉚件、不鏽鋼軸承、表殼、錶帶、刀具、微型軸、自攻自鑽、餐具等不鏽鋼製品在保護氣氛控制下進行連續光亮退火、固溶、退磁及不鏽鋼淬火處理的多用爐。處理後產品表面光潔,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,勞動強度低等優點.也可供金屬材料釺焊,燒結之用.系引進消化國外90年初最先進產品.

鈦

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。鈦的塑性主要依賴於純度。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、硝酸或稀鹼溶液所腐蝕；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，已廣泛套用於航空航天、航海、核電、石油化工等領域 ,而這些行業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，但採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。

真空退火爐系類

臥式真空退火爐

用途：本系列臥式真空退火爐主要套用於特種材料、不鏽鋼、硒鋼片鐵芯、貴金屬零件、銀銅複合鉚釘及片件的真空退火處理。

臥式真空退火爐

設備特點：

1. 本設備專用於小零件等在真空狀態下的退火；

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、生鏽，提高了處理質量；

3. 保溫爐體可向後移動，退火完成後，在保持真空狀態下提高冷卻速度。

井式真空退火爐

用途：井式真空退火爐系列產品採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後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。由於攪拌風機的使用，該爐具有較高的爐溫均勻性。設備主要套用於機械零件、矽鋼片、銅材、紫銅、線材等的無氧化光亮退火。

井式真空退火爐

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，氣體更純淨；

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

5、爐溫控制採用PID自動調功平滑控溫。

管材真空退火爐工藝和設備特點

設備概述

全纖維雙爐台罩式電阻爐,系周期作業式爐,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智慧型溫度程式控制系統配套使用，可自動指示、控制和記錄該爐爐溫工作情況

設備特點

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

2.2、全纖維節能爐襯，同比複合磚混爐襯可節能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，並設有密封裝置，使得和移動爐罩拼合時與爐口密封貼實可靠自然密封。

退火爐

2.4、爐台與爐罩間採用側刀式軟密封，爐台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定輥道槽，槽內放置承重輥，馬弗罐熱脹冷縮時可以自由進退。

2.6、 在爐台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後的冷卻速度，提高該爐的利用率。

2.7、高精度智慧型溫度程式控制系統，採用日本富士高精度PID智慧型程式控溫儀表, 升溫、保溫程式可自行設定，可自動程式控制每區爐溫工作情況；溫度記錄採用中長圖有紙記錄儀，可同步記錄該爐每區爐溫工作情況，該型式具有直觀、方便和先進性；

2.8、爐底與爐頂均對應設定測溫控溫點，把爐膛溫度均衡性控制在允許範圍內，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；

該設備製造、驗收符合以下標準和規定

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範》

4.4、GB9452-2003《熱處理爐有效加熱區測定方法》

4.5、SJ31426-1994《台車式熱處理爐完好要求和檢查評定方法》

技術參數

3.1、爐膛工作區尺寸（室一）： 7000×900×830mm
爐膛工作區尺寸（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、控溫區數： 520/6區;280/3區
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： 程式設定無級可控
3.10、爐體表面溫升: ≤40℃

主要結構形式

該爐主要由爐罩、爐罩驅動機構、節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、爐台、爐台導電電極箱、智慧型PID溫度程式控制系統等主要部分組成。

5.1．爐罩殼體：

主要採用優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，並外設防護罩。

5.2．爐罩驅動機構：

爐罩驅動採用自行走方式，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#鍛制並調質；

裝配軸承採用大載荷雙滾柱軸承，鋼製軸承座；

5.3．節能型全纖維耐火爐襯：

爐襯側牆部分全部採用優質矽酸鋁針刺耐火纖維摺疊模組（耐火度大於1050℃）錨固而成。該結構型式爐襯是在目前大中型節能爐窯中套用最為廣泛的一種，它將高溫陶瓷耐火纖維摺疊成風琴狀，同時預埋金屬錨固件，並給予一定壓縮量製成纖維模組，安裝成型後,模組間相互擠壓形成一個無縫隙的整體隔熱爐襯。

該型式爐襯由於採用具有優良隔熱保溫性能的全纖維材料結構，因此具有優良的節電性能，結構上熱震穩定性好,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,節能顯著等優點，爐體外表溫升≤40℃。該結構型式爐襯低導熱率，在600℃是導熱係數≤0.25W/m.k, 僅為輕質隔熱耐火磚爐襯的1/8。

整台爐子的砌築嚴格按照國家築爐標準執行，並優於國家標準。

5.4．高溫高輻射率電熱元件：

5.4.1、採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於爐膛內表面，合理布置在爐膛的四周及爐底。

5.4.3、電熱元件分布,按爐膛前中後共分6個控溫區分布在爐膛內，並局部集中引出，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：

爐門主要由優質型鋼鋼板焊接而成，爐門內裝有高溫矽酸鋁針刺纖維摺疊模組，爐門密封良好，確保爐子在生產過程中始終處於密閉狀態，杜絕高溫爐氣的外逸，保證了爐溫均勻性並增強節能效果。

5.6.兩高強度爐台：

5.6.1、爐台車架橫樑及縱梁均採用優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、爐台表面採用優質高溫重質耐火磚砌築，高溫強度高，承載量大，車底採用高強度輕質保溫磚砌築，確保爐底外溫度工作時不超過50℃。

5.6.3、爐台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，確保全全操作。移動爐體進出靈活，定位準確，檢查檢修方便。

5.6.4、爐台上設定馬弗罐承重底座，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、在爐台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後的冷卻速度，提高該爐的利用率。

5.7.爐台導電電極箱：

爐台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，插刀和插頭均採用銅材，插頭安裝板材質為聚二苯醚層壓玻璃布板，安裝連線簡單可靠；保證了爐罩供電方式接觸的準確性和可靠性。

5.8．爐台側刀式軟密封：

爐台與爐體間採用耐熱鋼側刀式軟密封，爐台側刀在爐罩進入爐台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智慧型溫度程式控制系統：

5.9.1、本控制系統是為該爐配套設計，控制櫃為連立一體式，前、後開門，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：

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

溫度控制採用引進智慧型型專家PID自整定程式控制調節方式，可控制固態可控集成調功模組的連續輸出，將爐溫控制在理想狀態，控制精度高(±1℃)，爐溫均勻性好。同時在一定範圍內可手動設定功率大小，協調各區間功率比例，擴展該爐使用功能，減小熱慣性。該多區段爐可以通過此功能調節，能實現各區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。該爐按爐膛前後共分6個控溫區分布在爐膛內，合理設定測溫點位置，可避免真空罐因受熱不均勻而產生大幅度變形。控制系統各區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。

每台控制柜上均設有電壓指示表和三相電流指示表。

5.9.3、系統主要配置：

組合櫃體 (2台) （定製）

PID智慧型溫度程式控制儀 (6隻)

PID智慧型溫度程式控制儀

功率智慧型控制器 (6隻)

可控矽調功模組(400A):（6套）

高溫熱電偶(K分度芯) （6支）

六點溫度記錄儀 （1台）

溫度記錄儀

其它儀表電器電路 ： (國產名優)

5.9.10、安全保證系統：

為保證設備的安全使用，控制系統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出報警，同時停止加熱，防止過熱損害爐體及加熱元件。可控矽調功模組上設有溫度監測點，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。

設備安全措施

所有的帶電接頭均設有安全防護罩，並設有安全警示標記。

節能措施

爐襯為節能全纖維結構，模組化裝配，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質高溫耐火纖維針刺毯摺疊模組絕熱性能優，設計的爐襯厚度大於一般設備的爐襯，性能高於國家標準。

PLC系統控制及電器原理圖

1、PLC系統

1.1. 系統採用西門子可程式序控制器(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體互鎖外，在PLC的輸出外部還設有硬體的互鎖。

1.2.控制系統組成原理圖

1.3.系統的硬體設計與實現

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模組：擴展數字量模組，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，能滿足整個系統的控制要求。

西門子的S7-200系列PLC採用STEP7 4.0程式語言在PC機上編程，最後下載固化到CPU中。確保了程式的易操作和可靠性。

流程圖如下：

三、真空系統：

本爐配備兩套真空系統，每套真空系統由：一台 H150 滑閥泵，一台ZJB1200羅茨泵，一台KT800擴散泵，一台2X-70旋片泵，冷卻泵及氣動高真空擋板閥門等組成，如下圖所示。

真空管材退火爐調試內容

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範圍內跑動幾次，檢查各連線處、車輪及軸承處有無異常；

3、.檢查推拉小車前後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；

冷卻系統

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；