ZR-900-13W 型真空爐是一種臥式單室冷壁爐。主要組成部分有: 爐體、真空系統、強制冷卻系統、壓縮空氣系統、冷卻水系統、加熱電源系統、電氣控制系統等。設備結構示意圖如圖1。

真空爐體

       由爐殼、爐膽、加熱器、前門車、工件支撐等組成。爐殼為圓形, 雙層水冷夾套結構, 內壁材質為不銹鋼其余均為碳鋼。隔熱屏采用50 mm 復合碳氈, 圍成長方體空間, 結構留有充分的抽空及冷卻通道, 并充分考慮了各段對接漏熱及軸向熱膨脹因素。隔熱屏外層的兩側面為鋼制風筒, 均勻布置多個風嘴, 用于強冷進風。加熱器選用高強高密石墨管, 加熱器絕緣件采用優質95 瓷。根據設備的操作要求, 前爐門需要經常開啟, 而且開啟、關閉、鎖緊要求簡便靈活、安全可靠, 為了提高生產效率, 強制冷卻時爐內氣氛為正壓力。

       因此, 不宜采用螺栓連接或手輪式鎖緊式的爐門結構, 而采用高壓鍋式的旋箍式的爐門鎖緊結構。前門車上安裝有前爐門、門屏、底屏、工件車。爐內溫度控制采用6 只S 分度熱電偶, 分別對應6 個加熱溫區。設置溫度均勻性測量口, 安裝9支K 分度熱電偶, 供溫度均勻性測量使用。

真空機組

       采用3 套獨立的抽氣系統, 可分別使用, 也可同時使用。每套真空系統由1 臺ZJP-1200羅茨泵、1 臺HG-150滑閥泵組成二級抽氣系統。該系統從大氣壓到10- 1 Pa 有良好的抽氣能力。真空閥均為氣動擋板閥, 突然停電時會自動關閉, 保護系統不受破壞。在各級管道上均有檢漏接口,便于逐級檢漏。為避免誤操作, 系統設置了完善的安全聯鎖。

強制冷卻系統

       采用外循環方式, 配備75 kW的高溫風機和換熱器。保溫結束后, 按工藝設定通過氣動回填閥充入高純度的干燥氮氣, 到達回填氣體壓力設定上限后回填閥將自動關閉, 打開前后風門,同時風機啟動開始工作。冷卻氣體通過兩路管道送進爐體, 通過兩側面隔熱屏上的風嘴, 氣流均勻吹向工件, 使工件均勻冷卻。整個過程中低于回填氣體壓力設定下限會自動補氣。

壓縮空氣系統

      設備配備帶有油霧氣、濾水器、壓力表、分配器的壓縮空氣集散系統。具有氣壓報警功能。

冷卻水系統

       水冷系統分為供水系統和排水系統。供水系統設總進水閥門, 總進水管具有進水溫度、水壓顯示功能, 所有分流管均設有水量調節閥門。排水系統采用開式水箱, 這種結構降低了各支路的排水壓力, 保證各支排水流暢, 同時便于觀察各支路的流水情況。系統配備有壓力繼電器, 水冷電極、換熱器等關鍵部件配有進口流量開關以實現斷水報警及其他聯鎖控制。

加熱電源系統

       加熱電源系統為爐內加熱器提供可控制的電源。加熱電源系統由SCR 控制器、加熱隔離開關、無級調壓器、低壓變壓器等構成。具有過流、缺相、短路、過熱等故障診斷和保護功能。每個可控加熱區分別配置一套加熱電源, 在自動釬接過程中, 跟隨工藝曲線自動調整加熱功率。隔離開關的作用是當設備處于危險時迅速切斷加熱電源系統, 從而保證設備的安全性。無級調壓器、低壓變壓器是構成高精度溫度控制的核心部件, 無級調壓器完全可以實現高精度溫度控制的穩定性。

電氣控制系統

       電氣控制系統由輔機部分電氣控制( 爐門、工件車、真空系統、回填、強冷) 和溫度控制部分組成。輔機部分電氣控制由PLC、相關低壓元件、真空計、數據記錄工具等構成。低壓保護電路用于保護真空系統的組成部件, 如機械泵、羅茨泵等。PLC 用于實現設備的安全連鎖、順序控制、用戶的特殊要求等復雜控制。數據記錄工具用于保存設備在生產過程中的各種必要的工藝數據, 在任何時候調用一定時間范圍內的工藝數據, 以備查錯、修改工藝等。溫度控制由智能溫度控制器、加熱電源、熱電偶組成的閉環無差補償系統構成, 具有自適應、自整定、無級調壓功能, 保證溫度控制的穩定性、均勻性、重復性。