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          真空連鑄爐
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          10kg真空感應熔煉爐

          2020-06-12 10:05:04
          10kg真空感應熔煉爐
          詳細介紹:

          真空感應熔煉爐

          ZGD10kg 真空感應熔煉定向凝固爐技術條件

          1 概述:

          真空感應熔煉定向凝固爐是我所以真空感應熔煉爐為基礎研制開發的一種用于獲得晶體材料的一種現代化設備。

          2 工作原理:

          本設備利用中頻感應加熱進行熔化材料,然后將熔融的材料倒入特定形狀的坩堝內,通過石墨電阻爐 (帶組合屏) 加熱、保溫、控溫。然后使坩堝緩慢下降,通過一個溫度梯度較大的區域,讓結晶從坩堝底部開始,逐漸向上推移,進行晶體生長。本產品主要適用于生產堿鹵化物、光學晶體、閃爍晶體、激光晶體等。

          3 主要技術指標:

          3.1 坩堝容積: 5~10kg (鋼)

          3.2 設備總功率: 145kW

          3.3 中頻電源功率: 60kW

          3.4 中頻工作電壓: 250V

          3.5 中頻頻率: <4000Hz

          3.6 輸入電壓:三相 380V

          3.7 電阻爐總功率: 60kW

          3.8 電阻爐工作電壓: ≤28V

          3.9 電阻爐輸入電壓: 220V

          3.10 力矩電機輸入電壓: 220V±10%

          3.11 力矩電機速度設定: 0.5~500 轉/分

          3.12 力矩電機電流設定: 0.10~1.70A

          3.13 鑄模拉速范圍: 0.1~10mm/min (下降)

          3.14 拉模行程: 50mm/min (回位)

          3.15 拉模工作振動指標: 400 行程內振動小于 0.05g 、擺動量小于 20μ m

          3.16 熔化周期: 小于 30min

          3.17 極限真空度: 6.67×10-3

          3.18 工作真空度: 6.67×10-2

          3.19 壓升率: 小于 3Pa/h

          3.20 電阻爐溫度: 極限 1400℃ ¢90×400mm 均溫區內溫差±5℃

          3.21 中頻熔煉溫度: 極限 1700℃

          3.22 冷卻水壓: 0.15MPa — 0.3MPa

          3.23 冷卻水流量: 9m3/h

          3.24 設備總重量: 3.8t (視不同的中頻電源略有變化)

          4 結構性能和特點:

          4.1 10kg 真空感應熔煉定向凝固爐的主要結構:爐體、爐蓋、提升機構、轉軸進電、線圈、保溫爐、托錠機構、真空系統、液壓系統、氣動系統、視窗機構、控溫系統等。

          4.1.1 爐體、爐蓋:是組成該類電爐的真空容器,所有的其它機構都附屬在爐體爐蓋上,爐體的直徑為 800mm 立式結構,爐蓋可提升轉動,均采用水冷夾壁結構,爐蓋采用三圓弧結構。

          4.12 提升機構:

          提升機構為爐體、爐蓋的連接機構,通過提升機構,可將爐蓋提升起來回轉,爐蓋提升為液壓驅動,電控操作。

          4.13 轉軸進電系統與傾爐機構:

          轉軸為水冷同軸式饋電方式,可以拆卸,進電系統由 0.1mm 單導線組成截面導線50mm2,共 20 根,制成母線與轉軸之間的連線,比原來單用水冷電纜的導線提高了5%以上效率,線路壓降不大于 5V。這樣結構既提高了效率,轉動起來也靈活、可靠。澆鑄傾爐為液壓轉動,手動操作,能夠調節傾動速度,控制臺上設有傾動操作桿。

          4.1.4 感應線圈:

          感應線圈是由一種紫銅管制成的,匝與匝之間有 3 — 4mm 的間隙,通過外圍的絕緣板來固定位置,感應線圈和進出電極間是由螺母連接的,拆卸方便,既能保證良好的導電性能,又能保證可靠的真空密封。由于本設備采用的是感應石墨加熱方法,在線圈與石墨發熱體之間應有 20~30mm 保溫絕緣材料,以免線圈短路,也防止了線圈直接受熱輻射。從試驗結果來看,最 大線圈電壓不應大于 250V,以免引起放電。

          4.15 保溫爐:

          采用三段電阻加熱,發熱元件為高純,高密度石墨,加熱器為圓形結構,有效溫區長400mm,熱區溫差±5℃。保溫采用兩層鉬屏,兩層不銹鋼屏,一層碳氈組成的組合屏結構,用隔離環和支撐桿連接。外殼采用δ 4mm 無磁不銹鋼,分為三段,可調整三段發熱體的間隙,保溫爐工作溫度在 800~1300℃。該保溫爐利用可控硅調壓電源通過三段石墨發熱體進行加熱,由 PAC16P 單相調壓調功/一體化智能電力調整器與 SR53 智能溫度控制表進行溫度控制,自動升溫、降溫、恒溫。全過程的微機操作系統可以對加熱功率、溫度、升降溫速度等工藝參數進行設置和修改,并可對采集的各類數據進行存儲、顯示,并打印各種工作狀態值及曲線圖,以便對工藝進行研究分析。

          另外,用坩堝下降法生長晶體,對于坩堝材料的選擇和形狀的設計,都有具體要求,由客戶自己掌握。

          4.1.6 托錠機構:

          托錠機構由兩部分組成,出鋼機構、錠模升降。

          4.1.6.1 出鋼機構為液壓驅動,液壓缸通過連接元件帶動上、下連在一起的兩塊滑板,使錠模升降機構做整體上、下移動,行程為 650mm,此導軌副為 D 級的滾珠直線導軌副,傳動定位準確、可靠。

          4.1.6.2 錠模升降機構:

          此機構采用力矩測速機組加微型擺線減速器帶動一根 D 級的滾珠絲桿,上升下降坩堝(坩堝放置在冷卻水的升降托桿上),水冷升降托桿在爐體部分裝了一個盛有室溫為液態合金的水冷套,有效的阻擋了揮發物在水冷升降托桿上的沉積,從而降低了傳動阻力,杜絕了由于沉積物過多,阻力過大,致使力矩電機堵轉,中斷晶體生長的情況發生。坩堝的下降速度為 0.1—10mm/min,連續可調,傳動平穩、無噪音、無爬行,力矩測速機組的電源有計算機接口,可遠程控制晶體的生長速率。

          4.1.6.3 真空系統:

          為了能在整個熔煉過程中,有良好的工作真空度,本設備真空機組配置為 KT—300 油擴散泵一臺、ZJ—150 羅茨泵一臺、2X—70 機械泵一臺。真空系統均有氣動閥門來控制,閥門由¢300mm 氣動翻板閥、¢90mm 氣動蝶閥、¢

          100mm 氣動蝶閥、¢80mm 電磁放氣閥組成。所有閥門均由壓縮空氣驅動,電氣開關操作,亦可手動操作,方便快捷,閥門使用壽命長。

          4.1.6.4 液壓系統:

          主要滿足爐蓋的提升,坩堝傾轉,托錠機構上升、下降等動力驅動,爐蓋提升、托錠機構提升可調速,同時設有液壓鎖,保證其動作安全可靠,傾爐采用我所設計開發的手動液壓比例閥,以便控制澆注速度。

          4.1.6.5 氣動系統:

          所有閥門均為氣動驅動,操作為電動、手動操作。

          4.1.6.6 視窗機構:

          在爐蓋上安有視窗機構,三個觀察孔,均為雙層石英玻璃,另有一組隔熱屏,其上有銅刷,由一臺微型電機驅動,電機轉動時可觀察爐內的情況,并可有效的防止金屬蒸氣對玻璃的污染,同時利用銅刷隨時清除附著玻璃上的臟物,如玻璃損壞,亦可以方便調換。其中一個觀察孔,制成水冷觀察孔,以便用戶配置電視攝象機時,保護攝象頭。一個為用戶配紅外測溫裝置時用,另一個可讓操作者直接觀察。

          4.1.6.7 測溫裝置:

          在爐體上有一組、爐底有三組測溫裝置,裝上 WRE5/26 熱電偶和保護管,可分別實現對熔煉爐和保溫爐的連續在線測溫,由普通測溫表可直接讀出溫度數值。保溫爐上另裝有三組 WRE5/26 熱電偶,配三塊 SR53 智能溫度控制表,可實現在線連續測溫控溫,配有計算機接口,具備溫度——功率閉環控制,升溫、恒溫自動控制,工藝溫度在線存儲功能。

          爐體上設有氣動充放氣閥一件,滿足用戶對爐體放氣,充保護性氣體的要求,在爐體上另設有備用接口一對。


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