氮化硅粉体、氮化硅陶瓷材料的烧结设备选型

设计单位：江苏前锦炉业设备有限公司   笔者联系方法：13771375139杜

    适用工艺：氮化硅材料、氮化物陶瓷等烧成。
    关键词：氮化硅特种陶瓷  工业陶瓷  结构陶瓷  电子陶瓷  氧化锆陶瓷  氧化铝陶瓷  承烧板  窑具  窑炉  推板  高温炉  烧结炉  1700度

    前言：氮化硅、氮化物陶瓷等工业陶瓷的烧结，一般不外乎就是传统的箱式气氛炉，今天笔者就关于烧结特种陶瓷的窑炉设备做以下详细介绍。

    前言：近些年随着生产发展，人们对新材料的需求日益广泛，原有的氧化陶瓷有的不能满足一些使用要求，需要通过气氛保护做些新的材料，以下就一些气氛保护烧结工艺做介绍。

    烧成原料 1）  原料形态           氮化硅材料粉体
    本电炉主要用于产品在氮氢（低氢）、氩气、氦气等气保护下的烧结工艺。设备采用日本进口1800型全纤维炉膛结构，发热元件采用U型硅钼棒垂直布置于炉膛两侧均匀加热，进口单回路智能温控仪控制。额定温度为1650℃。该气氛炉设计有专业的多路均匀进气系统，以达到气体有效均匀到达炉膛内各个角度；
电炉外形设计均采用国际最新款式，具有结构简洁大方、外形美观气派，操作简单等诸多优点。
1.技术规格
1、使用温度：RT～1600℃
2、额定温度：1650℃
3、炉膛尺寸：400×300×300㎜
4、炉膛材料：1800型进口陶瓷纤维+1400型陶瓷纤维
5、加热元件：硅钼棒
6、控温稳定度：±1℃，采用进口（日本岛电）智能程序调节仪控制，具有PID参数自整定功能。
7、控温段数：4×8段升温曲线         
8、控温点数：1点  
9、额定功率：10Kw；
10、炉门及接线腔密封：水冷却+硅橡胶
11、气路系统：流量计+减压阀     
12、气氛：氮气、氩气等惰性气体
13、电源： 380VAC，50Hz。

2.结构说明
整台设备采用轻体型机电一体化结构，主要分为炉膛、保温、变压器、气氛控制、炉门密封、水冷和温度控制等系统。
结构形式：上部为加热炉体，下部为控制系统。

2.1炉膛材质
    炉膛采用1800型陶瓷纤维板（日资企业生产）制造，采用高强度新型拼装式结构，将陶瓷纤维板围成一长方形加热腔体；两侧U型硅钼棒加热元件从顶部插入形成工作室。为考虑炉膛底部承载工件的承重问题，每台电炉都铺有1700度刚玉陶瓷承烧板。
2.2保温
在炉膛外层填充约50mm厚1400型进口优质陶瓷纤维板。由于陶瓷纤维优异的隔热性能和极低的热容，既可以保证设备迅速升温，又可以大大降低设备能耗及表面温度，具有明显的节能效果。 
2.3炉壳
    电炉炉壳采用双层结构，颜色搭配的主色调米白色、兰色为辅色。内层与外层之间设冷却风扇，炉顶盖板以及装饰板均采用透气板孔结构，为加快炉温的冷却速度，炉口采用水冷腔结构。

2.4气氛要求及控制
    本电炉采用MoSio2为加热元件，因此可以确保在氮气、氩气等惰性气体条件下连续使用，如实验或生产要求需通入氢气，氢气含量必需控制在8%以内，因为高温条件下氢气等还原气体对加热元件有侵蚀作用，因此会相应缩短加热元件的使用寿命。
设备的气氛控制分为压力控制和流量控制两部分。
 1）在设备使用过程中，整个炉内是充氮气密封的，这就要求炉膛必须维持一定压力一般在0.5Kpa左右。炉体上装一只0～1KPa的微压表。.  
2.5炉门密封
    为防止炉内氮气泄漏，炉门采用美国原装进口耐高温350℃的硅橡胶密封圈密封，采用快速夹钳压迫关闭。为延长硅橡胶密封圈的使用寿命，炉口设水冷却，用户只需拉上水源即可使用。为考虑水资源浪费，有条件的客户可以备用循环水装置，配以小泵即可工作。
2.6装卸料
松开炉门快速压钳，打开炉门取出挡砖，将所烧物料放置于炉膛中间，然后放入挡砖，关闭并压紧炉门。
2.7控制系统
    控制系统采用和炉体一体化设计。日本岛电智能程序温控仪，带有4×8段升温曲线，温度曲线的调节通过设定自动控制进行。温控仪接受热电偶检测的信号，调功板触发控制电力模块，B分度热偶测温。该仪表具有PID参数自整定功能，单点控制稳定度可达1℃，且具有高温上限报警、热电偶失效指示等多项报警保护功能。
电炉的温度控制系统安装在炉体下部的控制柜内，分为控制面板和强电板两部分。

本设备的温控系统还具有如下特点：
 功能齐全：本机对工作过程中的超温发出报警信号，并自动完成保护动作。
 操作简单：当所有的仪表完成设定功能后，只要按下运行按钮，以后的工作自动完成。
 工作状态一目了然。
3.客户准备
1）电源——380±5%V电源、50Hz。
2）氮气——99.999%以上的高纯氮气，供应流量≥1.6m3/h。

4.设备安装使用条件
1）该设备必须安装在室内，环境温度-10℃～45℃。室内无可燃性气体、腐蚀性气体、蒸汽的场合。
2）设备占地面积不得少于2平方米，工作间长不得少于3米，宽均不得少于2米，地基坚固、平整。
3）设备必须可靠接地。
4）设备冷却水进水压力为0.1-0.2Mpa。
5）设备氮气的进气压力为0.1-0.2Mpa。

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