热加工与组合炉系统

2020欧洲杯下注官网高纯度和先进材料的热加工设备需要可靠地平衡高质量的产品产量、经济生产和安全。欧洲杯足球竞彩在目前的市场上,公司需要平衡各种产品线,每个产品线都需要相同的标准。

哈珀国际了解每个产品都需要自己的定制处理解决方案。为了利用一个用于各种材料开发和先进材料产品线的一个热系统,哈珀旋转炉的进步允许工艺管形状或材料的交换(图1)。欧洲杯足球竞彩

旋转炉系统。

图1。旋转炉系统。

图片来源:哈珀

在诸如间接烧制的旋转炉的连续热系统中,在几个热控制区域上将热量施加到进入的工艺材料上。该系统包括供给,加热,冷却和气体处理,并提供一种用于处理粉末的有效方法。旋转管炉主要用于粉末和低材料处理要求的热量和质量传递效率。

旋转管式炉将热量从热室转移到旋转管。工艺材料存在于具有所需特欧洲杯足球竞彩殊气氛的管中。来自管壁的热量由炉内传递到被加工物料的床层。

通过加热和冷却部分连续地传送材料,因为处理管保持在小角度并旋转。与其他类型的设备相比,旋转熔炉具有最低的运营成本和最高的热效。2020欧洲杯下注官网

本文提出了两种情况哈珀国际设计独特的组合炉,以满足先进材料开发的专业需求。

案例研究1:合金/陶瓷管旋转炉组合系统

通过Ecrim,领先的陶瓷微电子材欧洲杯足球竞彩料公司Ecrim开发了需要高导热率的应用的先进陶瓷材料,例如高功率LED照明产品和其他散热器基板。

在生产过程可以导致浪费时间和原材料之前没有适当的研究和开发,这些原材料通常是一个新项目的特点,并导致低质量和不一致的产品。欧洲杯足球竞彩作为第一步,ECRIM在过程开发模式下为其新材料开发所需的处理。欧洲杯足球竞彩

优化了停留时间、管倾角、管转速、气氛流量、温度分布、进料速率和粉床深度等参数,在保持精确产品要求的同时,利用这些参数扩大生产。

该公司的新产品和流程的开发需要其设备可以轻松改变加工参数。2020欧洲杯下注官网该公司需要旋转炉,可获得更好的气固接触,受控气氛,气密旋转密封件,材料混合和连续生产其产品。

管材料的选择

旋转炉使用各种管材,包括石墨、合金、氧化铝和碳化硅。欧洲杯足球竞彩在旋转炉的管材料是精心挑选的,以便它承受的过程气氛和温度。选择不正确的管材可能会产生一些不良后果,如产品污染。

如果在管的内部处理有害物质和/或气体,则所需的后果也可能是严重的,因为它是将过程环境与环境大欧洲杯足球竞彩气中的唯一物体。

陶瓷管可以粉碎如果在不正确的条件下受到过多的应力,这可能会在炉内造成显着损坏。如果它们高度压力或与过程环境反应时,合金管可以破裂。热冲击,成本和蠕变应力在管选择中也是至关重要的。对于许多不锈钢合金,处理管材料型,最大允许应力和温度之间的相关性如图2所示。

温度与允许的蠕变压力

图2。不锈钢合金工艺管的温度与许用蠕变应力。

图片来源:哈珀

最大允许的应力取决于蠕变(变形)管道在破裂之前可以耐受的量。通常,炉子管被设计成使得由于蠕变应力引起的管变形小于1%,在最大工艺温度下运行10,000小时。管子上的应力可以根据管内的旋转速度和材料的旋转速度和金额而变化,管的悬浮长度和管的直径和厚度。

制造商用于高温应用的铸造和锻造合金。如图2所示,铸造合金通常具有更高的允许蠕变应力。此外,一些材料仅以浇铸形式可用,因为欧洲杯足球竞彩它们没有足够的延展性以将其工作成锻造管,例如高铬含量合金。

对于需要直径大于〜9-12英寸的旋转热系统,用户对合金管的强烈偏好显示,因为它们的价格基本上更便宜,具有较短的交货时间,并且不会遭受灾难性的脆性失败。

热应力与管径成比例地增加,并且对于脆性陶瓷,这意味着导管衰竭的概率增加。由于随机缺陷可能导致陶瓷管随时失效,长时间的昂贵的大直径管通常不是实用的或经济的。

如果一个产品需要高纯度,并且正在被处理,或者合金管中的金属有可能与产品或生产过程中产生的废气发生反应,那么应该考虑陶瓷管。陶瓷管在高温应用和耐腐蚀方面很有用。一些常用的陶瓷管是石英、氧化铝、碳化硅,在某些情况下,还有石墨。

石墨管和松散物用于需要高纯度或高温的炉子中。它们是1,000 - 3,000℃的环境,以及惰性气氛,如氩气或氮。由于碳将在这些温度下氧化,它们不用于氧化环境。

碳化硅管以多种形式可用,包括反应键合的碳化硅,氮化物键合的碳化硅,重结晶的碳化硅,固态烧结碳化硅和液相烧结碳化硅。取决于碳化硅等级,它们是需要空气环境小于1,400°C的过程的理想选择。由于许多经济的碳化硅曲线是多孔的,因此使受控的气氛可能很困难。

氧化铝管,如碳化硅管,有很多等级。可以承受一些热应力的铝氧化物管是高度多孔的,并且是不需要受控气氛环境的工艺的理想选择。根据工艺材料和管尺寸的质量速率,这些管优选用于需要温度≤1,600℃的过程。但是,必须将管加热并非常缓慢地冷却,因为它们不能容易地承受热冲击。

石英管适于在温度下加工1300℃并用于氧化,还原或惰性气氛,以及许多高纯度应用。与大多数陶瓷管相比,管子是不透水的,并且具有非常低的热膨胀系数。然而,管是脆性并且可能由于随机缺陷而破裂。

ECRIM的生产需要基于严格的产品纯度的石英工艺管,工作温度达到800°C,以及严格控制氧化反应的空气和氮气的精确组成的气氛。对于所需的管径来说,石英管比合金管贵得多,而且在公司的研发阶段可能会断裂。即使合金管能够承受高温,也会有污染的风险。

因此,ECRIM用哈珀进行了设计,设计了一种可以容易地用作合金管和石英管的单个连续热旋转处理系统。

系统设计

哈珀的设备设计解决2020欧洲杯下注官网方案采用合金管进行工艺开发,其次是石英管,用于大量生产的高纯度材料。除了多功能的情况下,该技术避免了研发材料与生产材料之间的污染。

三个单独控制的温度区域形成单个热处理系统的一部分。在工艺开发期间可以容易地优化温度曲线。炉子有一个蛤壳设计,可以打开炉子的上半部分,暴露炉的内部部分。

蛤壳的上半部分充满气动驱动,并在一端铰接,使炉管,加热元件和绝缘材料的便于可接近,避免使用起重机。

一个完全密封的旋转管系统和封闭的排放收集,以保持大气的完整性,形成了旋转管炉的一部分。为了让密封随膨胀管移动,出口和进口罩以及旋转密封都安装在导轨上。如果使用合金管,这一点尤其重要,因为合金管的热膨胀率约为1.35%,比石英管的热膨胀率高得多。

停留时间直接受管倾斜和管旋转的影响。管旋转可以通过可编程逻辑控制器系统通过可变频率驱动来调节。因此,通过Ecrim容易改变过程开发期间的管旋转和得到的材料停留时间。

管倾斜度由气动调节插孔控制,以便在不使用起重机的情况下轻松调节系统。

这种炉是独特的,因为它能够使用合金或石英管。这种类型的哈珀旋转管通常由焊接到管的外部表面的法兰支持。法兰用螺栓固定在安装在脚轮上的轮胎组件上。

脚轮抗热,并被设计为温和的管。这种双料旋转炉系统使用管夹(图3),而不是使用焊接在管的外部的法兰。管夹由管的外部圆周上提供的功能固定。

同一轮胎可以用ECRIM在合金和石英管组件之间互换。一个变速驱动器连接到轮胎通过v带到反应器管,安装在末端固定从膨胀,旋转管。

哈珀双材料管组件使用管夹而不是焊接法兰。

图3。哈珀双材料管组件使用管夹而不是焊接法兰。

图片来源:哈珀

通过解锁和滑动馈线,在轨道上,Ecrim从入口密封组件中移除管组件。入口密封组件和出口罩组件也被解锁并滑出管道,因为它们也在轨道上。

气动打开炉壳后,管子可以很容易地拆除和更换。该公司可以测试和开发利用陶瓷或合金管的新材料。欧洲杯足球竞彩

ECRIM为需要高热导流性的应用程序进行先进的陶瓷材料,通过该炉的开发适当地支持。欧洲杯足球竞彩哈珀的设计这种双重功能炉的设计支持使用几种类型的管,节省时间,金钱和设施空间的要求。

案例研究2:回转/网带回转炉组合系统

为了帮助设计单一,连续热处理系统,一个具有有限的空间的国家实验室,联系哈珀。该实验室需要在高达1,050°C的工作温度下和不同类型的大气中的连续热处理系统,用于碳材料的商业生产的过程开发。欧洲杯足球竞彩

该实验室还希望在粒径,组成,水分含量,形状和密度中改变碳前体材料。欧洲杯足球竞彩前体材料的变化需要两种不同类型的炉子系统:网带炉和旋转炉。欧洲杯足球竞彩

具有良好流动性能并且需要更好的气固接触和较短停留时间的前体适用于旋转系统。随着整个管中的混合和翻滚对产品有害,旋转炉不是脆弱前体的选择。

在转炉中的停留时间由管倾角和管转速控制。欧洲杯足球竞彩需要更长的受控停留时间的材料也不适用于旋转炉,因为较长的停留时间需要较慢的管旋转速率和较小的倾斜角度,造成控制停留时间超过两个小时的困难。

在诸如网状带炉的连续热系统中,通过多个热控制区域将热量施加到进入的工艺材料上。该系统由气体或电加热供电。反应室中的气氛由Muffle控制。

如果需要惰性气氛,在进入炉子的加热区之前,在带上输送的产品可以进入吹扫室。工艺材料不停地送欧洲杯足球竞彩入并直接进入带上或保持在坩埚中以进行热处理。过程材料通过支撑在皮带上的炉子的长度进行,因为皮带通过由合金Muffle支撑的加热部分移动。

随着皮带通过每个区域传达材料,皮带速度控制每个温度控制区中的浸泡时间。在热处理之后,在进行冷却部分和出口吹扫室之后卸载材料。

在最初阶段,似乎实验室需要两个独立的熔炉来满足所有要求的设计方面。传统的旋转和网带炉是哈珀首先考虑的。

然而,由于实验室面临着空间和资源的限制,两个独立的炉子并不是最佳选择。相反,Harper团队设计了一个多功能热处理系统,使用一个单一的热平台,使旋转管式炉转变为网带式炉(图4)。

网带/旋转热组合系统专为国家实验室设计,具有空间限制。

图4。网带/旋转热组合系统专为国家实验室设计,具有空间限制。

图片来源:哈珀

系统设计

单热处理系统的翻盖设计允许炉子的上半部分打开,露出内部部分。为了保持大气的完整性,旋转管炉有一个全密封的旋转管系统和封闭的排放收集。

加热速率、浸泡时间和冷却速率的调整是通过四个控制区域进行的。通过调节系统的倾角,以及管的转速和螺旋给料系统的给料速率,可以控制加工能力。

用户可以快速地重新配置系统的主要部分,以便在电影“变压器”中的自动旋转管系统之间改造系统之间的系统。如果以旋转管系统从旋转管系统开始,则用户可以拆下螺旋馈线,旋转管(通过Clamshell Access),以及入口和出口罩。

然后,用户可以安装合金消声器、吹扫室、冷却段和网带。最小数量的组件需要重新配置,因为网带驱动机架和加热室留在原地。

由于吹扫室位于炉子系统的入口和出口端,因此网带热系统也是大气控制的。通过使用四个控制区域来调整热调。哈珀设计了重要地点以消除腐蚀性废气的重要地点的内部合金马弗。

这两种炉系统都是气密的,可以在不同的环境下工作,如腐蚀性和反应性气体,并可以在1000°C范围内工作。热处理周期从30分钟到10小时不等。

现在,领先的国家实验室已经获得了测试和开发各种来源的新碳材料的灵活性,包括可再生材料,以支持其进一步材料研究的未来的使命。欧洲杯足球竞彩在有限的实验室空间工作的要求,以及在旋转和网带炉系统中获得加工各种材料的灵活性,由哈珀的这款双重功能的炉的设计支持。欧洲杯足球竞彩

这些信息已被源,审查和调整哈珀国际提供的材料。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息,请访问哈珀国际。

引用

请使用以下格式之一在您的论文,纸张或报告中引用本文:

  • 美国心理学协会

    哈珀国际。(2021年2月04日)。用组合炉系统热处理。AZoM。从6月19日,2021年6月19日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=13531中检索。

  • MLA.

    哈珀国际。“组合炉系统的热加工”。AZoM.2021年6月19日。< //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13531 >。

  • 芝加哥

    哈珀国际。“组合炉系统的热加工”。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13531。(2021年6月19日生效)。

  • 哈佛

    哈珀国际。2021。热加工与组合炉系统.AZoM, viewed september 21, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13531。

问一个问题

关于这篇文章,你有什么问题想问吗?

留下您的反馈意见
提交