箔材真空退火炉的研制(2)

2009-09-20 王军宁宝钛集团有限公司宝鸡稀有金属装备设计研制所

3.3、磁性流体密封技术的应用

　　高真空动密封问题是影响真空性能指标的难点之一，一般的机械式密封装置由于使用周期短易损，存在摩擦和振动，而且噪音大，不能够保证高真空的稳定。本设备的循环风冷系统属于动密封传动，密封的可靠性将会直接影响真空性能指标。

　　1995年美国人帕佩尔（Papell）发明的磁性流体，是把磁铁矿等强磁性的微细粉末（约100×10-10m）在水、油类、酯类、醚类等液体中进行稳定分散的一种胶态液体。这种液体具有在通常离心力和磁场作用下，既不沉降和凝聚又能使其本身承受磁性，可以被磁铁吸引的特性。而磁性流体密封技术是在磁性流体的基础上发展的，属非接触密封，当磁性流体注入具有磁场的间隙中时，在磁场的作用下，它可以充满整个间隙，成为一种液体“O 型密封圈”，将缝隙通道堵死而达到密封的目的。

　　磁性流体密封技术与机械密封相比，密封圈由永磁结构和一个稳定的磁性流体组成，机械磨损仅发生在轴承上，具有良好可靠性，使用寿命长。因为密封圈无磨损，没有微粒产生，降低了整个系统的污染，而且低气压可使密封圈便于维修。磁性流体低的黏滞阻力和无接触密封结构，又决定了稳定操作和高速旋转能力，力矩可100%的输送。磁性流体真空传动装置在循环风冷传动系统的使用，保证了高真空的稳定性，解决了真空动密封难的问题，极大的提高了设备的使用性能。

3.4、电加热器系统

　　高温真空电阻炉主要采用钼、钽、钨等金属电阻加热，热量通过加热器辐射传向被加热工件。本设备分主区（三个加热区）+两端补偿共五区加热、控温，加热总功率420 kW。主加热区采用高温钼带制成三相加热器（图4 所示为一个区三相加热器结构简图），炉外三角型接法。两端炉门布置单相加热器进行温度补偿，补偿加热体全部采用高温钼丝束。保温反射屏采用一层高温钼+四层耐热不锈钢制成。

加热器结构简图

图4 加热器结构简图

　　加热电源采用晶闸管调压模块带电炉变压器，应用MR-13多段曲线可编程序温度控制器，加热自动控制为可控硅PID连续控制，控制工艺曲线自动升、降温、冷却全过程。每区均装有K 型控温热电偶，对升温、保温、降温做全程跟踪、监测记录，实现加热过程的全自动控制。

3.5、真空炉室及冷却、气路系统

　　真空炉室采用双层水冷夹套结构，内层材质0Cr18Ni9，外层水套材质普通碳钢Q235。底部设有冷却水泥沙排除口，可方便清洗、排污。球冠型封头炉门，横向平移式结构，采用汽缸拉紧式锁紧。为了缩短物料降温时间，提高生产效率，配有专用内循环式风冷系统。采用向真空室充氩气内置风机强制循环冷却。冷却时，先关闭真空计，再向炉内充入工作气体（氩气），通过电接点压力表控制（气体压力为0.02~0.05 MPa）炉内压力。冷风从炉体后端进入炉内，跟炉料充分接触后变成热风，沿炉室内壁循环进行冷却。

3.6、电气控制系统

　　采用进口MR-13多段曲线可编程序温度控制器，以及欧姆龙公司CPM1A可编程序控制器，保证设备按工艺曲线自动升降温。主要电器元件为知名进口器件，可靠性高，工作时只需按动按钮即可按预先设定的工艺曲线自动完成升、降温、冷却全过程控制，具有过流、短路、缺水、超温等一系列完善的自动保护措施。自动控制系统采用欧姆龙公司PLC可编程序控制器，并配有手动炉前操作盒，可以安全、方便的控制炉门开启、关闭及工件进出炉的全部动作。整个电气系统设有安全保护、联锁和报警系统，对重大故障，立即切断电源并进行声光报警。自动化程度高，性能可靠，寿命长，而且操作简单方便。