一、设备名称及型号
项目 | 技术参数 |
设备名称 | 高温真空气氛炉 |
设备型号 | GWDL-2100VAF |
加热方式 | 电阻辐射加热 |
热场类型 | 金属钨加热元件、金属反射隔热屏 |
炉型 | 立式上开门,炉体与控制柜一体式紧凑结构 |
适用气氛 | 真空及氩气 |
有效工作区尺寸 | Φ100 × H180 mm |
处理料件 | 金属材料,具体材质及工艺由客户确认 |
装料质量 | 100–2000 g,具体承载方式及性能条件根据料件和工装确认 |
二、主要技术参数
2.1 温度及加热性能
项目 | 技术参数及说明 |
最高温度 | 2100℃ |
常用工作温度 | 2000℃ |
高温工作状态 | 温度超过1600℃时,按本方案控制氩气流量及抽气状态,使炉内压力保持在100–1000 Pa,以减少高温下发热体及反射屏的蒸发损耗 |
加热设计功率 | 40 kW |
有效工作区尺寸 | Φ100 × H180 mm |
控温精度 | ±1℃ |
控温范围 | 原方案为50–2100℃ |
炉内温场均匀度 | ±5℃ |
测温元件 | C型钨铼热电偶 |
控温区数量 | 2个 |
升温速率调节 | 可根据工艺程序设定升温及保温阶段 |
最快升温速率 | 最高约20℃/min,非线性 |
最慢升温速率 | 最低约1℃/h,非线性 |
降温方式 | 水冷 |
2.2 供电及电气参数
项目 | 技术参数 |
供电电压 | AC 380 V, 50Hz |
供电连接方式 | 三相五线制,3P+N+PE |
加热电源 | 英杰集成式IGBT电源 |
主断路器 | 施耐德,160 A,3P塑壳断路器 |
主加热接触器 | 施耐德,125 A,3P接触器 |
导电铜排 | T2铜排,布置整齐,满足绝缘、散热及维护要求 |
电气保护 | 缺相、过流、超温、热电偶断线等报警与联锁 |
总功率核算 | 整机功率40 kW |
三、加热室及金属热场
3.1 加热元件及绝缘结构
项目 | 配置及说明 |
加热元件 | 高纯金属钨带 |
加热元件布置 | 水平圆环形布置于炉膛内 |
加热元件分区 | 按2个控温区进行设计,具体分区方式及电气回路以最终图纸为准 |
气氛限制 | 本设备按真空及氩气设计;禁止在800℃以上通入氮气 |
绝缘件 | 99.5%氧化铝陶瓷 |
绝缘件安装 | 安装位置及使用温度由热场结构设计确认 |
热场支撑及承载 | 根据100–2000 g料件及工装进行设计 |
3.2 反射隔热屏
项目 | 配置 |
隔热屏 | 炉膛内采用10层反射屏制作,3层钨、2层钼、2层310S、3层304 |
热场盖 | 与炉盖集成为一体,隔热屏层数及材料组合与热场筒身配套 |
四、炉体结构及制造要求
4.1 炉体总体结构
设备采用双层水冷真空炉壳,配立式上开门及电动升降机构。炉体与控制柜采用一体式紧凑布局,便于操作、维护及管线布置。
外部碳钢构件根据实际材质及工艺进行加工、打磨、表面处理和粉末喷涂;不锈钢真空腔体按相应工艺加工及清洁。设备外观整洁、美观,便于日常清理。
4.2 炉壳、炉盖及开门机构
部件 | 材质、结构及制造要求 |
真空炉壳 | 双层水冷结构 |
炉壳外层 | Q235碳钢,厚度5 mm |
炉壳内层 | 304不锈钢,厚度5 mm |
下封头 | 双层焊接结构 |
顶部法兰 | 304锻造件,厚度40 mm,密封面采用铣削加工 |
炉盖法兰 | 304锻造件,厚度40 mm,密封面铣平,设置O形密封圈安装槽 |
炉门/炉盖 | 双层结构,外层Q235碳钢,厚度5 mm;内层304不锈钢,厚度5 mm |
升降装置 | 位于炉体后侧,采用电机+减速机+螺杆驱动 |
升降轴 | 45号钢,直径50 mm,配2个滑动轴承 |
门密封圈 | 定制一体式氟橡胶O形密封圈,无拼接接口 |
锁紧手轮 | 4个,位置避开冷却水接头及相关管路,方便开启和关闭 |
炉体外壳温度 | 目标<45℃ |
炉体耐压 | 可耐正压0.098 MPa |
4.3 炉体接口及安装要求
接口/部件 | 配置及要求 |
热电偶接口 | 位于炉体侧面,采用304不锈钢螺纹管及手动锁紧螺母;数量满足至少2支工作区热电偶的安装要求 |
抽真空接口 | 位于炉体侧面,采用304不锈钢KF40法兰,配标准尺寸密封圈及卡箍 |
高真空连接接口 | 与分子泵、阀门及管路配套 |
电极接口 | 位于炉体侧面,数量2个,采用304不锈钢法兰 |
电极密封结构 | 采用不锈钢法兰、绝缘组件及配套O形密封圈;同规格连接件保持一致 |
电极安装角度 | 电极安装管道与炉体设计基准夹角90°,偏差≤±1° |
进气接口 | 原方案设置2个304不锈钢KF接口,分别位于炉体侧面下部和上部 |
进气接口附件 | 配标准尺寸密封圈及卡箍 |
排气接口 | 1个 |
排气接口附件 | 配标准尺寸密封圈及卡箍 |
压力及真空检测接口 | 用于压力报警仪表、压力变送器、真空计及平衡进气/泄压针阀 |
冷却水接头 | 用于炉盖、炉体及水冷电极,采用304不锈钢 |
冷却水接头要求 | 保证接头壁厚及连接强度,拧紧时不得损坏配套密封垫 |
安全泄压接口 | 位于炉盖,原方案采用KF25接口,配相应法兰、密封圈及卡箍 |
密封件 | 炉门采用氟橡胶 |
4.4 炉体支架及外观
项目 | 技术要求 |
支架结构 | Q235方钢、槽钢及角钢组合,保证结构稳定 |
支脚数量 | 6个 |
表面处理 | 粉末喷涂 |
标准颜色 | 白色,最终颜色可按双方确认执行 |
外观要求 | 美观、整洁、紧凑 |
漆面要求 | 无漏漆、无明显锈点 |
板材边缘 | 无毛刺,便于安全操作及维护 |
管线布置 | 布置整齐,预留开门、检修及拆装空间 |
五、真空系统
5.1 真空泵组及管路
项目 | 技术配置 |
前级泵 | 干式涡旋泵 |
高真空泵 | 涡轮分子泵 |
真空管路 | 真空波纹管及配套真空连接件 |
气动阀门 | 气动挡板阀,接口KF40/KF25 |
前级真空测量 | 配前级真空计 |
高真空测量 | 配覆盖目标真空范围的宽量程真空计 |
真空显示 | 独立显示面板及触摸屏显示 |
通讯 | 配RS-485通讯 |
5.2 真空性能
项目 | 技术指标及条件 |
冷态极限真空度 | ≤6.67 × 10⁻⁴ Pa,常温、洁净、干燥空炉状态 |
工作真空度 | ≤6.67 × 10⁻³ Pa; |
高温氩气分压运行 | 温度超过1600℃时,在100–1000 Pa下运行 |
冷态压升率 | ≤0.66 Pa/h,按保压24小时的平均压升计算 |
压升率测量条件 | 常温、洁净、干燥空炉,经规定抽气及稳定后隔离泵组测量 |
抽气时间 | 常温、洁净、干燥空炉状态下,从大气压开始抽气至≤1 × 10⁻² Pa,所需时间≤40 min |
抽气计时起点 | 从开始抽气计时,包含前级抽气过程 |
性能验收 | 按双方确认的测试条件进行出厂测试并记录结果 |
六、氩气系统及压力控制
6.1 气路配置
项目 | 技术配置 |
工艺气体 | 氩气(Ar) |
工艺气路数量 | 1路 |
标准气路组成 | 手动阀+氩气质量流量控制器(MFC)+电磁阀+配套管路 |
MFC流量范围 | 满量程500 sccm |
流量设定及显示 | 通过控制系统设定并显示气体流量 |
气路阀门 | 采用进口不锈钢阀门 |
预留进气接口 | 按最终图纸确定位置及封堵方式 |
排气管路 | 电磁阀+单向阀+手动阀,最终按运行压力及工艺确认 |
破空系统 | 通过受控充入氩气完成压力平衡,具体接口及控制逻辑以最终方案为准 |
电控排气口 | 1个,用于压力释放 |
6.2 压力检测及保护
项目 | 技术配置及说明 |
炉压检测 | 配正、负压数字显示仪表及压力变送器 |
压力报警 | 根据设定压力限值触发报警及相应联锁 |
压力保护动作 | 超压时关闭进气电磁阀,按设计开启泄压通道,并启动声光报警 |
平衡/泄压阀 | 1个不锈钢针阀,安装于炉体相应接口 |
安全泄压装置 | 与炉体允许工作压力及系统设计配套,具体形式和设定值待确认 |
七、水冷系统
7.1 冷却设备及供货范围
项目 | 配置及说明 |
冷却设备 | 3P带压缩机制冷机 |
八、控制柜及电气系统
8.1 控制柜
项目 | 技术配置 |
控制柜壳体 | 碳钢结构,粉末喷涂 |
布局 | 与炉体一体式紧凑布置 |
操作面板 | 温控仪表、水温显示、电压表、电流表、触摸屏 |
操作元件 | 急停按钮、控制电源开关、手动功率调节旋钮、加热启停、泵启停及真空阀控制 |
维护要求 | 布线整齐,端子及线路标识清晰,预留检修空间 |
操作语言 | 按客户要求确认,采用英文界面 |
8.2 主电路及控制配置
部件 | 配置及说明 |
主断路器 | 施耐德160 A、3P塑壳断路器 |
主加热接触器 | 施耐德125 A、3P接触器 |
IGBT电源 | 英杰集成式电源,具备缺相、过流及电源异常等报警功能,具体型号待确认 |
铜排 | T2铜排 |
水冷电极 | T2纯铜中空管,外套304不锈钢水冷装置,数量2个 |
温控器 | 日本岛电FP93 |
PLC | 西门子S7-1200 |
触摸屏 | 昆仑通态10英寸,原方案1台,配远程通讯功能,具体实现方式待确认 |
其他电器 | 接触器、电磁阀、中间继电器、按钮等采用国产一线品牌,最终清单确认 |
8.3 温控及测量配置
项目 | 配置及说明 |
控温区 | 2区 |
工作区热电偶 | 至少2支C型钨铼热电偶,按客户要求配置 |
真空计 | 前级真空计及宽量程真空计 |
真空显示 | 独立面板及触摸屏显示 |
压力变送器 | 分别按炉压、供气压力及冷却水压力选型 |
流量显示 | 氩气MFC流量及各冷却支路流量 |
水温显示 | 各规定测温位置温度 |
8.4 加热功率控制
采用与所选IGBT电源相匹配的闭环功率控制方式。系统根据温度控制信号调节加热输出,并通过电压、电流反馈及限流功能控制输出,减少异常电流对加热元件及电源的冲击。
九、操作界面及温度程序
9.1 触摸屏界面
触摸屏设置以下主要页面:
页面 | 主要内容 |
状态界面 | 设备运行状态、温度、真空度、压力、流量及冷却状态 |
参数设置界面 | 真空、气体、压力、冷却及保护参数 |
温度设置界面 | 升温、保温及程序段参数 |
记录界面 | 温度曲线、运行数据及报警记录 |
手动操作界面 | 泵、阀门、加热及气路手动控制,受安全联锁限制 |
9.2 显示参数
系统显示内容包括:
温度、温度程序段号、段运行时间、剩余时间、输出功率百分比、电压、电流、炉内压力、氩气流量、真空度、冷却水温度、冷却水压力、冷却支路流量,以及泵组、阀门和报警状态。
9.3 程序功能
项目 | 技术配置 |
温度程序 | 50段程序控制 |
曲线输入 | 支持多条温度曲线输入及调用,存储数量待确认 |
程序段设置 | 可设定升温、保温及结束阶段 |
工艺参数联动 | 通过PLC实现温度、真空状态、氩气流量及相关阀门的联动控制 |
程序执行 | 按设定参数运行,并受安全互锁约束 |
数据记录 | 记录温度、运行状态及报警信息,记录周期和导出方式待确认 |
| 炬星窑炉主要部件配置清单 | |||||||||
| 序号 | 项目 | 名称 | 分类 | 厂家 | |||||
| 1200度 | 1400度 | 1600度 | 1700度 | 1800度 | 1900度 | ||||
| 1 | 外壳 | 双层外壳 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | 炬星窑炉 |
| 2 | 电热元件 | 电加热器 | 高温合金电阻丝 | 硅碳棒 | 硅钼棒 | 1800型硅钼棒 | 1850型硅钼棒 | 1900型硅钼棒 | |
| 3 | 电器控制部分 | 温控仪 | 858P | 858P | 858P | 858P | 858P | 858P | 厦门宇电 |
| 4 | 热电偶 | K | S | B | B | B | B+光纤 | 大正/光明 | |
| 5 | 电压表 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | 正泰 | |
| 6 | 电流表 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||
| 7 | SCR调功器 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | 炬星窑炉 | |
| 8 | 接触器 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | 正泰/德力西 | |
| 9 | 空开 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||
| 10 | 按钮 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||
| 11 | 蜂鸣器 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | ||
| 12 | 快熔 | ● | ● | ● | ● | ● | ● | 茗熔 | |
| 13 | 变压器 | ○ | ○ | ● | ● | ● | ● | 炬星窑炉 | |
| 14 | 耐火隔热炉膛 | 陶瓷纤维板/模块 | 1260 | 1500 | 1700 | 1800 | 1850 | 氧化锆纤维2100 | |
| 15 | 炉口隔热塞砖(内门) | ○ | ● | ● | ● | ● | ● | ||
| 16 | 承烧板 | 石英陶瓷 | 石英陶瓷 | 刚玉莫来石 | 刚玉莫来石 | 刚玉莫来石 | 氧化锆纤维2100 | ||






