一、主要原理、用途、特點
真空高溫氫氣燒結爐是在抽真空後充氫氣保護狀態下，利用電阻發熱輻射加熱的原理，通過熱輻射傳導到工件上，對工件進行熱處理的設備。
氫氣燒結爐用途：
◆ 本設備可滿足在氫氣或成型氣體氣氛中對硬質合金、陶瓷材料、磁性材料和難熔金屬等材料進行還原、燒結、退火和表面處理
等工藝需要
◆ 用於一些難熔金屬在氫氣保護下燒結
◆ 用於在真空高溫環境中有蒸發的材料釬焊
◆ 用於粉末材料還原燒結成型
◆ 可滿足陶瓷金屬化需要
◆ 廣泛應用於航空航天、熱處理、粉末冶金、磁性材料等領域
氫氣燒結爐特點：
◆ 高溫度可達到1800℃
◆ 具備完善的報警功能，更先進的連鎖保護係統
◆ 多重防暴措施，多種氣體排放方式確保良好的工作環境
◆ 先進的自動化控制係統，通過可編程控制器PLC自動完成整個工藝過程,可配備計算機控制係統
◆ 完善的氣氛控制係統，滿足各種工藝需要
◆ 電氣元件保證設備長期運行的穩定可靠性
◆ 低負荷加熱器，可有效提高設備的使用壽命
◆ 配備自動點火裝置、防回火裝置等多種輔助裝置，提高設備運行的性
二、主要結構及組成
結構形式為臥式、側門出料方式。其主要組成為：電爐本體、真空係統、水冷係統、氣動係統、進出料機構、底座、工作臺、電阻加熱裝置及金屬保溫隔熱屏、進電裝置、晶閘管調壓電源及電氣控制係統等。
三、主要功能
在抽真空後充入氫氣保護氣體，控制爐內壓力和氣氛的燒結狀態。可用紅外線溫度計和鎧裝鎢錸熱電偶連續測溫(0～1600℃)，並通過智能控溫儀與設定程序相比較後，選擇執行狀態反饋給晶閘管電源，自動控制溫度的高低及保溫程序。
四、技術參數
產品型號:VHSF – 500
爐體結構: 單室、臥式、水平前裝料、全金屬屏、電加熱、自然冷卻
大額定載重: 150Kg
有效均溫區(L×W×H) 500mm×600mm×500mm
工作環境:真空或氫氣氣氛
高溫度:1800℃
加熱元件:鉬帶
工作溫度:1750℃
控溫精度:±1℃
有效發熱區均溫性：:±5℃
設備總功率:220KW
電源功率:200KW
輸入電壓：380V±10% 3相 50Hz
極限真空度: 5×10 -1Pa(空爐、冷態)
壓升率: 2 pa / h(空爐、冷態)
溫度上升速度:5 - 8℃/分鐘(1300℃以下)
5 - 8℃/分鐘(1300℃以上)
冷卻速度: 20℃-25℃/分鐘
發熱區數：單區
加熱元件: 鉬帶、 Y 型接法
保溫材料:4層高溫鉬屏,3層不銹鋼屏
爐殼材料:雙層水冷,內壁304 SS鋼,，外壁Q235碳鋼。壁厚12mm
控制方式:三菱空開，Siemens PLC控制,11英寸 觸摸屏
測溫方式：0-1200℃ 熱電偶（自動送出式）1000-1800℃紅外
控溫方式：手動控制及智能化程序控制（按給定升溫曲線升溫）
控溫儀表： SHIMADEN FP-23 自動控制
控溫熱電偶:WRe/526 C分度
熱電偶測溫數目: 3點測量
紅外線測溫計： (USA Raytek) 測溫範圍： 1000-1800℃
數據記錄：無紙記錄儀
真空泵：H-150滑閥機械泵
真空測量：ZDF─Ⅲ復合真空計
真空規管：ZJ-52T電阻規 ZJ-27電離規
保護氣體類型：H2 .N2
氣體純度：99.99%
氫氣壓力0.02MPa~0.06MPa
冷卻水循環量：20M3/h
水壓：0.15-0.25Mpa
壓縮空氣的壓力：0.4-0.6MPa
五、高溫氫氣燒結爐的構成
5.1、爐殼及爐門
高溫氫氣燒結爐為內熱式，電阻加熱，爐殼中安設不銹鋼爐膽、鉬帶電熱元件、金屬隔熱屏、爐床、料架、鉬料框和其它部件。
爐體為臥式單室水冷夾套結構，內壁採用12mm厚SUS304不銹鋼，外壁Q235碳鋼，雙壁之間有加強筋加固，爐殼內部拋光，爐殼焊接焊縫嚴密，滿足水壓試驗，X射線或氦質譜儀檢測的檢漏技術要求。爐殼內壁溫度低於150℃.
爐體為圓柱形，圓筒兩端與不銹鋼法蘭焊接，底部也為雙層水冷半球封頭。爐體前部開門，爐體與爐門為高頸、高壓法蘭連接。真空口位於爐體後部，採用高壓法蘭與真空機組連接；爐體設有觀察孔，進氣口，真空，燃燒口，防爆孔，電氣接口等
爐門是送入或者取出工件的通道，爐門通常是有法蘭。密封圈、門板、轉動鉸鏈、預緊機構、水冷裝置和觀察孔等組成。
爐門採用雙層橢圓形爐門，中間通水冷卻，爐門法蘭上開有密封槽及密封圈密封，爐門開啟為手動，爐門設有4套絲桿螺母加緊機構。
圈齒式爐門與爐體採用鉸鏈連接，手動操作，左側開啟，氣動鎖緊、異型圈密封，即能封負壓，也能封微正壓；
5.2、真空高溫燒結爐熱場
燒結爐熱場又稱爐膽，由外至內分別由不銹鋼圓筒、鉬板不銹鋼復合隔熱屏、鉬帶發熱體、鉬支架、鉬托盤等組成。
加熱器為圓筒狀，前後門無加熱器，單區發熱，三角形連接方式。為了保證溫度的均勻性，依靠加長加熱器的長度予以彌補。發熱材料為寬30mm鉬帶，三相鉬籠網狀式結構，圍成一個有效加熱內徑φ600mm×600mm的圓柱面發熱體。整個加熱器接成星形，圓筒形加熱器的上端引出三個電極，電極用水冷卻。
隔熱屏由前隔熱屏、後隔熱屏和側面圓筒式隔熱屏組成。後隔熱屏和側隔熱屏都固定在爐膽不銹鋼殼體內，前隔熱屏固定在爐門上隨爐門一起轉動。側隔熱屏固定在爐膽的不銹鋼殼體內側，8層隔熱屏為同軸圓筒狀，層與層間距10mm,有鉬屏和不銹鋼屏組成復合式隔熱屏，鉬屏厚度為0.3mm高溫TZM合金金屬片，不銹鋼屏厚度為0.6mm，屏的各層間通過高溫鉬螺釘和陶瓷隔套隔開，外層用不銹鋼圓筒固定並直接懸挂在爐體上。前，後隔熱屏與側隔熱屏採用階梯式熱場封閉方式，盡可能的減少熱量散失
由於加熱爐的高使用溫度為1750℃，這裏我們採用8層全金屬隔熱屏，其中內5層為鉬層，3層為不銹鋼層。按設計計算，第一層鉬輻射屏與爐溫相等，以後各輻射屏逐層降低，鉬層每層降低250℃左右，不銹鋼層每層降低150℃左右。
熱場爐殼為圓筒狀，304不銹鋼材質，是隔熱屏和發熱體的載體。
六、真空係統
真空係統配置1臺H-150真空泵，本爐真空係統各管道上主要閥門均採用DDC-JQ電磁充氣閥門,真空管道碳鋼和不銹鋼波紋管，管道上設計有真空測量和氦氣質譜儀檢測接口。真空管道和爐體之間加裝除塵罐，防止燒結爐內的灰塵和油煙污染真空泵。
真空測量：真空表、ZDF─Ⅲ型係列電阻/電離復合真空計，ZJ-52T電阻規 ZJ-27電離規。
手動充氣閥門和放氣閥門、閥門
充氣氣路係統
對爐內進行預抽真空，真空度達到200Pa後再向爐內充氮氣使爐內壓力達到正壓，再向爐內充氫氣。
氮，氫氣體由集氣瓶送出，經本設備配備的流量計，壓力計後，經電磁充氣閥進入爐體。氫氣進出口設高低壓報警裝置。氫氣進氣側設備設計露點溫度探測，以有效檢測氫氣壓力。
氫氣經爐堂後，在爐體下部引出排氣口，排氣口到燃燒口設有一水封口，可直觀的看到氣體氣泡大小及流速。
尾氣處理方式為手工鳴爆及點燃。
設備設計氫氣/氮氣供應係統緊急轉換裝置，通過氣動電磁閥自動切換。
七、晶閘管調功器
高溫真空氫氣燒結爐電源由希曼頓 SCR-PAD26調功器和降壓變壓器組成。
調功器是一種四層三端半導體器件，把它接在電源和負載中間，配上相應的觸發控制電路板，就可以調整加到負載上的電壓、電流和功率。
“晶閘管調整器”主要用於各種電加熱裝置的加熱功率調整，既可以“手動”調整，又可以和電動調節儀表、智能調節儀表、PLC以及計算機控制係統配合，實現對加熱溫度的恒值或程序控制。
八、電氣控制係統
8.1、電氣控制櫃功能：
具有手動及自動兩種控制方式，採用並聯方式，兩種方式可自動裝換。
1)自動方式使用溫度控制儀完成控溫操作。使用這種方式，用戶只需調用相應的工藝溫度曲線即可。可通過觸摸屏調用，也可在溫度控制儀上直接編制控溫曲線。
2)手動方式使用面板控制器完成控溫操作。使用這種方式，用戶只需調節面板控制器即可
本設備採用觸控屏，主面板上顯示爐內工作狀態，各控制點的運行狀態，動態方式演示爐內升溫狀況。記錄各種重要數據，並實時存檔以配調用。能夠記錄溫度、進線電壓、功率、氫氣源壓力、爐內氣體壓力、真空度、冷卻水壓力、冷卻水出口溫度、氫氣露點等。並且工業觸控屏上設有所有控制點的手動控制按鈕。
本設備裝有先進的智能化測溫、控溫裝置來測控爐體高溫區溫度，以確保產品質量和爐堂。儀表採用日本島電FP23，測溫裝置採用美國雷泰（MR1SCSF）.加熱過程（升溫、保溫過程）可全部由程序自動完成，操作者只需在開機前把存儲好的升溫工藝曲線調出來投入運行即可，係統將顯示和記錄加熱過程的當前溫度狀況。
係統配有以PLC為核心的水、電、氣保護及報警裝置，確保設備只有在各方面條件同時具備的情況下方能開機。如爐溫出現超溫超調、冷卻水欠水、冷卻水溫、傳感器故障、保護氣體流量不足、過電流、過電壓、三相進線缺相、欠壓、超壓、保護氣體欠流量保護、等現象，立即發出聲光報警，停止加熱，提醒操作者及時處理現場，確保係統。
報警保護係統：當設備工作異常時發出聲，光報警信號並執行相應的保護程序。可對以下的故障進行報警：
1. 控溫過程中氫氣壓力異常報警，同時面板流程圖有指示。
2. 控溫過程中爐內壓力異常報警，同時面板流程圖有指示。
3. 控溫過程中水流量異常報警，同時面板流程圖有指示。
4. 爐體超溫有報警，同時面板流程圖有指示。
5. 設備工作異常後會執行以下的保護程序：
1)爐門為關閉充氫和充氮操作不能進行。
2)充氫時間未達到要求不能進行溫度控制。
3)控溫過程中如果發生水流量不足報警，控溫停止。
4) 控溫過程中如果發生氫氣壓力異常報警，控溫停止。
5) 控溫或充氣操作處於工作狀態下，爐門不能打開。
6、無紙記錄儀對各工藝參數（溫度、真空度、壓力，位移）實現動態顯示、記錄、存儲、生成文檔、下載、打印。
8.2、電氣控制係統組成
供電及電氣控制櫃：拼裝式組合機櫃
低壓電氣元件：三菱斷路器、接觸器、接近開關、中間繼電器、按鈕、報警器和指示燈等。
降壓變壓器：200KVA。 輸入380V 輸出電壓60V
晶閘管加熱調功器： 希曼頓 PAD26
可編程序控制器（PLC）：Siemens S7-200
帶觸摸屏的工控機：
真空測量儀：成都正華ZDF─Ⅲ復合真空計
溫度控制儀表：SHIMADEN FP-23
紅外線測溫儀 (USA Raytek)
控溫熱電偶：WRe/526 C分度 熱電偶：S型雙芯，共三根
無紙記錄儀
其它電壓表、電流表、電源指示燈、聲光報警等
九、冷卻水循環係統
本設備用水對爐殼、爐底、爐門、電極進行冷卻。冷卻設備採用FB-350閉式冷卻塔。全封閉內循環。
本係統可保證通往爐體的水壓：1.5-2.5MPa
流量：20M3/h
入口水溫25≦℃
出口水溫40≦℃
無結垢現象
採用匯流排形式；由總進後再由分水閥多點供水；出水由多點匯流；每點進 水均設安裝有可視化水流指示器。
總進水口安裝水溫表和水壓表，水溫和水壓報警裝置。
高溫設備在運行過程中不允許斷水，預留應急水源接口。
水路管道採用PPR管道、橡膠管道和不銹鋼連接件連接。
十、設備工作環境
電源：380V±10%，50Hz
環境溫度：10～30℃；
相對濕度：＜60%
地面平整，通風良好，不含易燃、易爆、腐蝕性氣體和粉塵，附近沒有強電磁輻射源和振動源；
要求設備在上述工作環境下長期穩定工作
