热炉处理组合系统

app亚博体育高纯度和先进材料的热处理设备需要可靠优质的产品输出,平衡经济生产和安全。亚博网站下载在当前的市场,公司需要平衡不同的产品线,每个需要相同的标准。

哈珀国际理解,每个产品需要有自己定制的处理解决方案。为了利用一个热力系统各种材料的发展和先进材料生产线,进步在哈珀的旋转炉允许交换过程中管形状或材料(图1)。亚博网站下载

图1所示。旋转炉系统。

图片来源:哈珀

在连续热系统等间接旋转炉,加热过程应用到传入的材料在几个热控制区域。该系统包括喂养、加热、冷却和气体处理,并提供了一个有效的方法处理粉末。回转管炉主要是由于用于粉末的传热传质效率和较低的材料处理要求。

旋转管式炉加热室的热量转移到一个旋转管。过程材料的管中所需的特殊亚博网站下载氛围。管壁的热量转移的炉床的材料处理。

材料不断通过加热和冷却部分的流程管保持在一个小角度和旋转。与其他类型的设备相比,旋转炉有一个最低的运营成本和热效率最高。app亚博体育

本文提出了两种情况下的哈珀国际设计独特的组合炉以适应专业需求为先进材料的开发。

案例研究1:合金/陶瓷管旋转炉组合系统

先进陶瓷材料的应用程序要求高的热导亚博网站下载率,如大功率LED照明产品和其他吸热基板由ECRIM正在开发,主要陶瓷微电子材料公司。

没有适当的研究和开发前的生产过程会导致浪费时间和原材料通常sparce为一个新项目,并导致劣质和不一致的产品。亚博网站下载作为第一步,ECRIM发展所需处理的新材料开发模式的过程。亚博网站下载

停留时间等各种参数,管倾角,管旋转速度,大气流量,温度,加料速度,和粉床深度进行了优化,然后参数用于扩大生产规模而精确的产品需求。

公司开发的新产品和流程需要的设备可以很容易地改变工艺参数。app亚博体育该公司需要一个旋转炉获得更好的气固接触,控制大气与气密扶轮海豹,材料混合,连续生产的产品。

管材料的选择

旋转炉管使用多种材料,包括石墨、合金、氧化铝和碳化硅。亚博网站下载旋转炉管材料是精心挑选,经受过程气氛和温度。选择不正确的管材料可以有几个产品污染等不良后果。

后果也可以严重如果危险物质和/或气体在管的内部处理,因为它是唯一的对象分离过程环境的环境氛围亚博网站下载。

陶瓷管可以打散如果受到太多的压力在不适当的条件下,可在炉内部造成重大的伤害。合金管可以裂缝高度紧张或当他们反应过程的环境。热冲击、成本和蠕变应力在管的选择也至关重要。流程管材料类型之间的相关性、最大允许压力,和温度,对于许多不锈钢合金如图2所示。

图2。不锈钢合金过程的温度和许用蠕变应力管。

图片来源:哈珀

最大允许应力取决于数量的蠕变破裂之前(变形)管可以容忍。通常,炉管设计的管变形由于蠕变应力小于1%,10000小时的手术后在过程最大温度。压力管可以取决于转速,在管的材料数量,暂停管的长度、直径和厚度的管。

铸造和锻造合金高温应用程序使用制造商。如图2所示,铸造合金通常有更高的许用蠕变应力。此外,一些材料只提供铸造形式,因为他亚博网站下载们没有足够的延性成锻管工作,比如高chromium-content合金。

旋转热系统要求直径大于~ 9 - 12英寸,用户显示强烈的偏好合金管大大便宜,拥有更短的交货期,和不受灾难性的脆性破坏。

热应力的增加成正比管直径,对脆性陶瓷这意味着增加管失败的概率。昂贵的大口径管周期长的不是一般实用、经济,随机缺陷可以导致陶瓷管失败。

如果一个产品需要高纯度和接受治疗或金属合金管的潜力与产品或生产过程中废气形成发生反应,那么陶瓷管应该被考虑。在高温陶瓷管是有用的应用程序和抵抗腐蚀。一些常用的陶瓷管石英、氧化铝、碳化硅,和,在某些情况下,石墨。

石墨管和围巾等用于需要高纯度或高温熔炉。他们是理想的环境1000 - 3000°C和惰性氛围,如氩或氮。碳排放将在这些温度氧化,不用于氧化环境。

碳化硅管有多种形式,包括reaction-bonded碳化硅,nitride-bonded碳化硅,再结晶碳化硅,solid-state-sintered碳化硅和liquid-phase-sintered碳化硅。根据碳化硅的品位,他们是理想的过程需要空气大气小于1400°C。做一个受控大气可以作为许多经济困难等级的碳化硅多孔。

氧化铝管,如碳化硅管,可用在许多成绩。一些氧化铝管能够承受热应力是高度多孔的,并且适合过程不需要控制大气环境。这些管子是首选的过程需要温度≤1600°C,取决于质量过程的材料和管率的大小。然而,必须加热和冷却管非常缓慢,因为他们无法轻易承受热冲击。

石英管适用于处理温度< 1300°C和氧化、减少或惰性氛围,也许多高纯度的应用程序。管是non-permeable和有一个非常低的热膨胀系数比大多数陶瓷管。然而,管是脆弱的和可以打破由于随机缺陷。

ECRIM的生产需要一个石英管过程基于严格的产品纯度,工作温度达到800°C,和精确的大气成分的空气和氮气严格控制氧化反应。所需的管直径,石英管远远比一个贵合金管,可以打破公司的研究和开发阶段。一种合金管引入污染风险,尽管它能承受高温。

因此,ECRIM与哈珀设计单一、连续热旋转处理系统可以很容易地函数作为合金管和一个石英管。

系统设计

哈珀的设备设计解决app亚博体育方案使用过程开发的合金管,后跟一个石英管重大批量生产高纯度的材料。除了是多功能的,这种技术避免了污染研究和开发材料和生产材料之间。

三个单独控制温度区域形成一个单一的热处理系统的一部分。温度曲线可以很容易在过程开发优化。炉有一个翻盖设计,使炉子的上半部分,将炉内部的部分。

翻盖的上半部分是气动驱动和一端铰接,使炉管的简单的可访问性,加热元件和绝缘,避免使用起重机。

一个完全密封的旋转管系统和封闭式放电收集维护大气完整性形成一个旋转管式炉的一部分。为了让海豹将管扩张,出口和入口的容器,rails和旋转密封。这是特别重要的,如果一个合金管使用,因为它有热膨胀~ 1.35%,这比石英管得多。

停留时间直接受管倾角和管旋转的影响。管旋转可以由一个可编程逻辑控制器通过变频驱动系统。因此,管旋转的速度和生成的物料停留时间在过程开发ECRIM就很容易改变的。

管倾角由气动控制可调杰克很容易调整系统不使用起重机。

这炉是独特的因为它能够使用一个合金或石英管。哈珀旋转管的这种支持通常是通过法兰焊接管的外表面。法兰螺栓的轮胎总成设置在施法者身上。

脚轮的耐热和被设计成温柔的管。而不是使用法兰焊接的外管,这种双重材料旋转炉系统使用管夹(图3)。管夹是提供担保功能的外圆周长管。

相同的轮胎可以互换ECRIM合金和石英管总成之间。变速驱动器连接到轮胎通过三角皮带反应堆管,从扩张,最后安装固定旋转管。

图3。哈珀dual-material管组装使用管夹,而不是焊接法兰。

图片来源:哈珀

通过释放和滑动器,rails, ECRIM删除管入口密封组件组装。入口密封组件和退出罩装配也解锁,滑的管移除,因为他们也在rails。

气动打开炉翻盖后,管可以很容易地移除和替换。该公司可以测试和开发新材料,利用陶瓷或合金管的过程。亚博网站下载

ECRIM的使命让应用程序需要先进陶瓷材料高的热导率是适时地支持这个炉的发展。亚博网站下载哈珀的这种双重功能的设计炉支持需求使用几种类型的管,节省时间,金钱,和设施空间。

案例研究2:扶轮/网带炉组合系统

在一个单一的设计,帮助连续热处理系统,国家实验室有限的可用面积,联系了哈珀。实验室需要连续热处理系统在操作温度高达1050°C和在不同类型的大气过程开发的商业生产的碳材料。亚博网站下载

实验室也想改变碳前体材料粒度、成分、含水率、形状和密度。亚博网站下载两种不同类型的炉系统所需的前体的变化材料:网带炉和一个旋转炉。亚博网站下载

前体具有良好的流动性能,需要更好的气固接触和较短的停留时间适用于旋转系统。随着混合和翻滚在整个管将有害的产品,一个旋转炉不是一个选择脆弱的前兆。

停留时间在一个旋转炉由管倾角和管转速控制。亚博网站下载材料需要更长、更可控的停留时间也不适合旋转炉,因为长时间居留需要管旋转速度缓慢和小倾角,创造困难在控制居住时间超过两个小时。

在连续热系统如网带炉、热过程应用到传入的材料通过几个热控制区域。该系统是由气体或电加热。大气的反应室由一个低沉的声音控制。

如果需要一个惰性气氛,带上产品转达了可以进入净化室在进入炉的加热区。过程材料是美联储亚博网站下载直航和直接放到传送带上或放在坩埚热处理。过程材料的进展通过炉支持皮带的长度,因为支持的皮带穿过加热部分合金低沉的声音。

带速度控制浸泡时间在每一个温度控制区域的带了材料通过每个区域。热处理后,材料被卸载后穿过一个冷却区和一个退出净化室。

在初始阶段看起来实验室需要两个单独的熔炉满足所有需要的设计方面。传统的旋转和网带炉被哈珀首先考虑。

然而,随着实验室面临空间和资源的限制,两个独立的熔炉并非最优。相反,哈珀的团队设计了一个多功能热处理系统,在使用单一热平台启用一个旋转管式炉转换为网带炉(图4)。

图4。网带/旋转热组合系统为国家实验室设计与空间约束。

图片来源:哈珀

系统设计

单一的翻盖设计热处理系统允许的上半部分炉打开暴露内部的部分。维护大气完整性,旋转管式炉有一个完全密封的旋转管系统和封闭放电集合。

调整加热速度、浸泡时间和冷却速度是由使用四个控制区域。通过调整系统的倾角,以及管的转速和进给速率从螺旋加料器系统,这个过程可以控制能力。

用户可以重新配置系统的主要部分快速连续网带之间的变换系统和旋转管系统,类似于汽车人在电影《变形金刚。“如果从旋转管系统中,用户可以删除螺旋加料器,旋转管(通过抓斗访问),入口和出口的容器。

接下来,合金消声器、净化室、冷却部分,和网带可以由用户安装。最低数量的组件需要重新配置,因为网带传动站和加热室仍然存在。

自清洗室位于入口和出口的炉系统,网带热系统也是气压上控制。调整热剖面是利用四个控制区域。与许多排气港口内部合金低沉的声音在重要位置移除腐蚀性尾气也由哈珀。

炉系统气密和操作在不同的大气腐蚀性和无功等气体,并能操作在1000°C的范围内。热处理周期之间的变化从30分钟到10个小时。

现在,主要国家实验室获得的灵活性进行测试和开发新型碳材料从不同的来源,包括可再生材料,以支持其使命,进一步材料研究的未来。亚博网站下载要求在有限的实验室空间和获得工作的灵活性在处理各种材料在旋转和网带炉系统支持哈珀炉设计的双重功能。亚博网站下载

这些信息已经采购,审核并改编自哈珀国际提供的材料。亚博网站下载

在这个来源的更多信息,请访问哈珀国际。