Box - tipa Eksperimentalni keramički sintering 1700 stupnjeva industrijska peć za toplinsku obradu

Temeljna vrijednost ove peći za industrijsku toplinsku obradu od 1700 stupnjeva za eksperimentalno keramičko sintering leži u njegovoj savršenoj kombinaciji kontrole i stabilnosti temperature. Kad temperatura peći dosegne kritičnu točku od 1700 stupnjeva, nanopowder suspendiran unutar cirkonijskog keramičkog longa započinje izvanrednu transformaciju faze. Tijelo peći koristi multi - složena složena izolacijska struktura: unutarnji sloj plazme - prskani moduli vlakana od gluca, srednji sloj elementa rijetkog Zemlje -, oborine airgela. Ovaj dizajn "sendviča" smanjuje gubitak topline kroz zid peći na zadivljujućih 3,2%.

Inteligentni sustav kontrole temperature pokazuje zadivljujuću preciznost. PID algoritam, u kombinaciji s k - tipom volframa - renium termoelement, održava konstantnu temperaturu unutar raspona fluktuacije ± 1,5 stupnjeva. Kada se pokrene proces sinteriranja, unutar peći je stvoreno jedinstveno mikro - negativni tlak. Ovaj dizajn ne samo da sprječava infiltraciju nečistoća, već i smanjuje zatvorenu poroznost keramičkog tijela na ispod 0,8%. Safirno staklo koje se koristi u promatračkom prozoru obloženo je infracrvenim reflektirajućim filmom, omogućavajući istraživačima da jasno svjedoče čitav proces rasta žitarica glinice duž (104) kristalne ravnine na visokoj temperaturi.

Vrijedno je napomenuti da šina vodiča silikonskih karbida na dnu peći prihvaća bionski dizajn. Njegova valovita struktura utora može učinkovito rastjerati toplinski napon, omogućujući da se pritiskana ploča nabijena zubnom keramikom cirkonija da se nesmetano kreće. Tijekom faze hlađenja, sustav cirkulacije dušika i izmjenjivač topline bakrene cijevi zajedno rade kako bi precizno kontrolirali brzinu hlađenja unutar zlatne krivulje od 5 stupnjeva /min, što je ključno za inhibiranje transformacije tetragonalne cirkonije u monokliničku fazu. U eksperimentu je sustav uspješno sinterirao prozirnu keramiku magnezija aluminijskog spinela s čvrstoćom savijanja od 1200MPA i propusnošću od 91% u vidljivom svjetlosnom pojasu, potvrđujući izvrsne performanse opreme u kontroli mikrostrukture.

Dizajn 1700 - stupanj industrijske peći za toplinsku obradu za eksperimentalno sintering tipa kutije

I. Pozadina dizajna i ciljevi

U području istraživanja i razvoja, proizvodnje i industrijske toplinske obrade od keramičkog materijala, visoka - Sinteriranje temperature ključni je proces koji određuje performanse keramike. Mnoge napredne strukturne i funkcionalne keramike (kao što su silicij nitrid i cirkonijska keramika) zahtijevaju temperature sinteriranja dosegajući 1700 stupnjeva, što postavlja izuzetno visoke potrebe za ujednačeom temperature peći, točnosti kontrole temperature i stabilnosti opreme. Trenutno, konvencionalne visoke - Temperaturne peći na 1700 stupnjeva nedostaju toplinska izolacija, distribuciju toplinskog polja i dugu - termin operativna pouzdanost potrebna za industrijske eksperimente - i male - BATCH PROIZVODNJE. Da bismo se riješili, dizajnirali smo ovu komoru - tipa eksperimentalna keramička sintering i industrijska peć za toplinsku obradu na 1700 stupnjeva. Koristeći visoke - performanse, visoku {- temperaturu - otporne materijale, precizan izgled grijanja i inteligentni upravljački sustav, želimo stvoriti uređaj koji se prilagođava specijaliziranim procesima visokog {{16} i industrijskog keramičkog sinenta. To omogućuje pouzdanu visoku platformu za liječenje temperature za optimizaciju performansi i industrijsku primjenu keramičkih materijala.

Ii. Tehnički parametar Dizajn

Raspon temperature: Maksimalna temperatura može doseći 1700 stupnjeva, a radna temperatura može se kontinuirano prilagoditi od sobne temperature do 1650 stupnjeva, pokrivajući temperaturni raspon sinteriranja od većine visokih - performansi i osigurati da se različiti keramički materijali mogu sinterirati i toplinski tretirati na optimalnim procesnim temperaturama.

Točnost kontrole temperature: Upotreba uvezenog visokog - precizni modul za upravljanje temperaturom i termoelement plemenitih metala tipa B, točnost kontrole temperature doseže ± 1 stupanj. S 1700 stupnjeva, temperaturna ujednačenost unutar efektivne temperaturne zone (središnje 80% peći) manja je ili jednaka ± 5 stupnjeva. To sprječava probleme kao što su neravnomjerna sinterirana keramička gustoća i varijacije performansi uzrokovane fluktuacijama temperature, osiguravajući stabilnost eksperimentalnih podataka i kvalitete proizvoda.

Brzina grijanja: Brzina grijanja je podesiva od 0 - 10 stupnjeva /min. Na temelju karakteristika keramičkih materijala, preporučuje se tipična brzina grijanja od 2 - 8 stupnjeva /min. Ovaj sporo i stabilno postupak grijanja smanjuje toplinski stres unutar keramičkog tijela i smanjuje rizik od pucanja, što ga čini posebno pogodnim za sinteriranje keramičkih proizvoda u obliku tankog zida i složenih oblika.

Veličina peći: Nudimo razne industrijske i laboratorijske - veličine peći. Najčešća laboratorij - veličina je 300 × 300 × 300 mm (d × w × h). Prilagođene industrijske peći -, kao što su 500 × 500 × 500mm i 600 × 600 × 600mm, mogu udovoljiti zahtjevima sinteriranja različitih serija keramičkih uzoraka, prilagođavajući i male - laboratorijske probe i industrijskih pilota.

Konfiguracija napajanja: Snaga grijanja podudara se s veličinom peći. Peć od 300 × 300 × 300 mm konfigurirana je s 15kW, peć od 500 × 500 × 500 mm konfigurirana je s 30kW, a peć od 600 × 600 × 600 mm konfigurirana je s 45kW. To osigurava porast temperature s sobne temperature na 1700 stupnjeva u roku od 1-2 sata, a istovremeno održava stabilan izlaz grijanja.

Iii. Ključni strukturni dizajn

Struktura peći: Komora za peć izrađena je pomoću kompozita visoke - gustoće cirkonija vlaknastih ploča i opeka Corundum mullite. Unutarnji sloj sastoji se od 1800 - tipa modula vlakana od cirkonija (temperaturni otpor veći od ili jednak 1800 stupnjeva), dok je vanjski sloj laminiran laganim ciglama mullita Corundum mullita. Oni su spojeni korištenjem strukture Mortise i Tenon i zapečaćene visokim - temperaturnim adhezivom, stvarajući dvostruki visoki - temperaturni sustav izolacije. Ova struktura ne samo da podnosi dugoročne visoke temperature od 1700 stupnjeva, već smanjuje gubitak topline u peći za preko 50%, a temperatura površine peći ostala je manja ili jednaka 60 stupnjeva na 1700 stupnjeva.

Elementi grijanja: uvezeni visoki - Silicij gustoća - molibdenski šipke (radna temperatura manja od ili jednaka 1800 stupnjeva) koriste se kao grijaći elementi. Koristi se šest - stranih grijanja, obuhvaćajući četiri strane, gornji, donji, prednji i stražnji i simetrično raspoređeni s obje strane. Elementi grijanja ravnomjerno su raspoređeni u valnom uzorku sa svake strane, osiguravajući tri - dimenzionalno jednolično toplinsko polje unutar komore peći. Veze između silicija - molibdenum šipki i elektroda zaštićene su visokom temperaturom - - rezistentnim na rukavima od keramičke izolacije, produljejući njihov radni vijek na više od 1000 sati (kontinuirani rad na 1700 stupnjeva).

Struktura peći: Tijelo peći sadrži dvostruku - Sloj vodu - Ohlađeni dizajn školjke. Unutarnji sloj je 310s visok - temperaturni nehrđajući čelik (temperaturni otpor veći od ili jednak 1150 stupnjeva), a vanjski sloj je zavaren čelična ploča Q235. Voda od 100 mm - ohlađena međuslojna je rezervirana između dva sloja. Cirkulirajući sustav za hlađenje vode uklanja površinsku toplinu, a zajedno s izolacijom peći omogućuje "dvostruku kontrolu temperature" kako bi se spriječilo visoku temperaturnu deformaciju temperaturnog tijela peći. Teška -, šok {- Uključujući kotačići su instalirani na dnu tijela peći radi lakog kretanja i vrijednosnih papira.

Dizajn vrata peći: teška -, bočna - vrata za otvaranje peći opremljena su mehanizmom pneumatskog pomoći, što olakšava otvaranje i zatvaranje. Brtva na vratima peć koristi strukturu "visoke - temperaturne keramičke vlaknastih konopa + metalna tlačna traka" s kapacitetom kompresije do 20%, osiguravajući dobru brtvu čak i pri visokim temperaturama i brzinu curenja topline manjom ili jednakom 3%. Visoki prozor od 100 mm φ {- temperaturni kvarc ugrađen je u sredinu vrata peći, opremljen ugrađenim - u infracrvenoj temperaturnoj sondi, omogućavajući stvarni - vremenski nadzor keramičkog sinteriranja u peći bez otvaranja vrata.

Iv. Dizajn sustava za kontrolu temperature

Metoda upravljanja: Opremljen s 12 - Industrijskim industrijskim - stupnjem zaslona dodirnih zaslona PLC kontrolni sustav, integrira kontrolu temperature, uređivanje programa, dijagnozu grešaka i funkcije pohrane podataka, podržavajući prebacivanje između kineskog i engleskog sučelja. Brzina odziva sustava manja je ili jednaka 0,1 sekundi, sposobna je kontrolirati temperature do 1700 stupnjeva. Grafikon toka - Umjeravanje stila omogućuje brzo korisničko iskustvo za osoblje na licu mjesta.

Funkcija regulacije: Upotreba adaptivnog algoritma za kontrolu PID -a i temperature self - Ugađanje, sustav automatski optimizira kontrolne parametre na temelju procesa keramičkog sinteriranja, zadržavajući fluktuacije temperature unutar ± 1 stupnja. Podržava 100 programibilnih koraka za kontrolu temperature, svaki s programibilnom temperaturom, vremenom zadržavanja i brzinom grijanja (podesivo od 0,1 stupnjeva /min). To zadovoljava zahtjeve za kontrolu automatizacije složenih procesa keramičkog sinteriranja (poput odmašćivanja, pre -, visokog - temperaturnog sinteriranja i hlađenja peći, između ostalih multi - scenskih procesa).

Funkcija upravljanja podacima: Sustav ima ugrađeni - u modulu za pohranu od 16 GB koji kontinuirano bilježi 365 dana temperaturnih krivulja, radnih parametara i podataka o greškama. Podaci se pohranjuju u šifriranom formatu radi sprečavanja neovlaštenja. Izvoz Excel izvještaja putem USB flash pogona ili povezivanje s tvorničkim sustavom MES putem Ethernet -a omogućava daljinsko nadgledanje i sljedivost podataka, udovoljavajući zahtjevima za kontrolu kvalitete industrijske proizvodnje.

V. Dizajn sustava zaštite sigurnosti

Višestruko preko - razine zaštite temperature: razina 1 (5 stupnjeva preko - temperature) pokreće zvučni i vizualni alarm i prilagođava snagu; Razina 2 (10 stupnjeva preko - temperatura) isključuje snagu grijanja; i razina 3 (15 stupnjeva preko {- temperature) aktivira sustav hlađenja u nuždi (hlađenje prisilnog zraka + hlađenje vode) kako bi se osiguralo da temperatura peći pada ispod 1000 stupnjeva u roku od 10 minuta, sprečavajući keramičke uzorke pregrijavanja ili oštećenja opreme.

Električna sigurnosna zaštita: opremljena trostrukim preopterećenjem, kratkim - krugom i uređajima za zaštitu od propuštanja, struja curenja je manja od ili jednaka 30mA, a vrijeme rada je manje od ili jednako 0,1 sekundi. Prag zaštite od prekomjerne struje postavljen je na 1,2 puta od nazivne struje, brzo isključujući glavni krug. Sve električne komponente su industrijske - ocjene, visoka - temperatura - otporna, a terminali ožičenja izrađeni su od keramičkog izolacijskog materijala kako bi se izdržalo duge - u visokim {- temperaturnim okruženjima.

Mehanička sigurnosna zaštita: Vrata peći opremljena su mehaničkim zaključavanjem i električnim blokadom. Grijanje ne može započeti ako vrata nisu potpuno zatvorena. Ako se vrata otvore tijekom grijanja, sustav odmah isključuje grijaću snagu i aktivira svjetlo upozorenja. Eksplozija - dokazani ventil za smanjenje tlaka (tlak pucanja 0,1 MPa) ugrađen je na vrh peći kako bi se spriječio rizik od prekomjernog tlaka uzrokovanog širenjem plina unutar peći.

Zaštita sustava za hlađenje: Sustav hlađenja vode opremljen je senzorima protoka i temperature. Kad brzina protoka vode rashladne vode padne ispod 80% nazivne vrijednosti ili temperatura prelazi 50 stupnjeva, sustav automatski izdaje alarm i smanjuje grijaću snagu dok se ne obnovi normalan rad, sprječavajući pregrijavanje peći zbog nedovoljnog hlađenja.

Vi. Dizajn prilagodljivosti procesa

Kontrola atmosfere (neobavezno): Za keramiku sinteriranja koja zahtijeva zaštitu inertne atmosfere (poput silikonskog nitridskog keramike) može se konfigurirati sustav za kontrolu atmosfere, uključujući vakuumsku jedinicu (krajnji vakuum manje od 1 pa), kontroler protoka plina (detekcija ± 1% fs. To omogućava preciznu kontrolu inertnih plinova kao što su dušik i argon kako bi se spriječilo visoku - temperaturna oksidacija keramike.

Sintering tlaka (opcionalno): Podržava podesivi tlak peći (0,1 - 0,5 MPa). Sinteriranje pritiska potiče keramičko zgušnjavanje, što ga čini posebno prikladnim za pripremu materijala visokih performansi kao što su nanoceramika i prozirna keramika, povećavajući gustoću keramike na preko 99,5%.

Brzo hlađenje (neobavezno): Opremljen sustavom za hlađenje prisilnog zraka, povećava brzinu hlađenja na 10-20 stupnjeva /min (iznad 1000 stupnjeva) nakon sinteriranja, skraćujući cikluse proizvodnje. Kontroliranje brzine hlađenja također omogućava regulaciju keramičke veličine zrna i faznih prijelaza.

Vii. Područja primjene

Keramički materijal istraživanje i razvoj: Prikladan za keramičke laboratorije na sveučilištima i istraživačkim institutima. Može provesti istraživanje procesa sinteriranja nove strukturne keramike (poput silicij -karbida i boron nitrida) i funkcionalne keramike (poput piezoelektrične keramike i visoke - temperaturne supravodljivog keramike), istražujući učinke parametara, i vremenskog sadržaja i umreženih na ceramički.

Proizvodnja industrijske keramike: Ovaj sustav zadovoljava male potrebe za proizvodnjom malih i srednjih -. Koristi se za visoku - temperaturu sinteriranja i toplinsko obradu preciznih keramičkih dijelova (poput ležajeva, brtvila i alata za rezanje), poboljšavajući mehanička svojstva i dimenzionalnu točnost ovih proizvoda i ispunjavanje zahtjeva za primjenom visokih - krajnjih polja kao što su zračni i poluprovodnici.

Keramička toplinska obrada: Ovaj se sustav može koristiti za procese toplinske obrade poput žarenja, kristalizacije i zgušnjavanja keramičkih materijala. Eliminira zaostali stres unutar keramike, optimizira mikrostrukturu i poboljšava čvrstoću, tvrdoću i toplinsku stabilnost keramike, proširujući radni vijek keramičkog proizvoda.

Buduće nadogradnje usredotočit će se na IN - dubinsku primjenu algoritama umjetne inteligencije. Uspostavljanjem modela neuronske mreže koji integrira parametre sinteriranja, mikrostrukturu i mehanička svojstva, ovaj će sustav postići prijelaz iz "empirijskog pucanja" u "prediktivno sintering". Ovaj samostalno - sustav inteligentnog liječenja topline može postati revolucionarni alat u istraživanju i razvoju novih materijala.