大型管材真空退火炉计算机监控系统研制

2009-10-01 张乃禄 西安石油大学电子工程学院

  近些年来,随着航空、航天、核电、国防等尖端工业的发展,对钛、锆等稀有金属管材的质量有着极高的要求,真空退火是钛、锆等及合金材加工的重要工艺过程,真空退火炉的真空度、控温精度和温区均匀性要求越来越受到人们的重视。不同的真空状态和退火温度, 对稀有金属管材产生截然不同的效果, 这是一个精密而复杂的过程。为了保证钛、锆等稀有金属管材退火工艺要求和提高管材成品质量, 必须对不同的材质、规格、牌号,选择相应的退火工艺曲线,并严格控制加热工艺参数,如:加热温度、升温速度、保温时间、真空度、加热电流、电压等。针对稀有金属管材真空退火的设备特点和工艺要求以及退火温度、真空度精确控制的需要, 研制基于IPC+PLC+智能仪表的管材真空退火炉计算机控制系统,实现真空退火炉的抽真空、加热、退火、快冷工艺参数检测与全过程优化控制,提高钛、锆等稀有金属管材的质量具有重要意义。

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1、管材真空退火炉工艺和设备特点

1.1、管材真空退火炉组成及其工艺

  大型管材真空退火炉为冷却水套式单室内加热退火炉。由炉体、发热体、冷却水套、真空系统、料车、进出料台架、冷却水系统、气路系统和电控系统组成。如图1 所示。

  (1) 炉体:炉体为卧式圆筒形双层水冷结构。内壳、外壳及法兰的材料均为不锈钢,钢号为:1Cr18Ni9Ti,采用氩弧焊接。前后开门,前门装料。炉门开闭采用气缸推拉结构,自动开闭。配置宽带式高温合金加热器。宽带式加热器与水冷炉壁间配置6层0.5mm 厚的奥氏体不锈钢隔热屏。加热室安装有两个真空测点和一个16点标温接口。

  (2) 料车:料车为架构设计式框架,两端特定有隔冷屏,按照气温工作滚针轴承,在炉室内的导轨上轻松电信。进口真空热处理工艺设备首先步这就是采用料车成功的,料车立柱上可放营销活动承重梁,被热处理金属管材放在在承重梁上,可罢放有三层(会根据料的内直径可实现懂得调整),由料车将料送进炉室。

  (3) 炉门:进料端为平板式炉门,由铰链悬挂在门式架上,由平移气缸可使炉门移开。另外,门端有两个炉门锁紧气缸,可将炉门紧紧靠在室体法兰上。另一端炉门为全不锈钢制的双层水冷椭圆封头结构。铰链连接侧开门。炉门与炉体间采用氟橡胶密封件而达到高真空密封要求。在料车将料送进炉室后,关上炉门。

  (4) 真空系统:配三台JK1000的扩散泵机组以维持被退火材料退火各阶段的较高真空度。每套JK1000扩散泵配置由ZJP-1200罗茨泵和两台2X-70机械泵组成前级系统, 维持泵选用2X-30机械泵。真空退火工艺第二步即抽真空,炉门关闭以后,运行抽真空子程序,在真空度逐渐提高的情况下,依次启动机械泵、罗茨泵和维持泵,直至达到真空退火工艺的要求。

  (5) 调温器及保温隔热材料屏:炉内共设9段独自控温的调温器, 调温器由Cr20Ni80电阻功率带结合,6层不锈钢装饰管保温隔热材料屏。机械泵去应力退火技术是在超过技术规定要求的机械泵度往后, 操作调温子系统程序,依照即时设计构思好的温控仪曲线拟合对不锈钢管去机械泵热加工。   (6) 水冷式散热程序软件:水冷式散热程序软件涉及到上水管、钢管扣件及闸阀均利用冷库保温隔热板的表层件。蒸发水程序软件拥有水低平、水箱缺水告警及互锁保护区功效。当料开始渗碳事业后,溫度以达到公布溫度后,关闭预抽闸阀,打开文档打气闸阀,待炉室压强值与对外部压强值取舍后,就不错开始喷料和装料了。   (7) 控温系統:全炉进行九段微波调温,每段微波调温体、热偶、控温仪、可以控制硅调压器控温搭建,微波调温电马力720kW,我们出具三相电四线制电源线3×380V+1,总电马力不不大于920kW。

管材真空退火炉组成示意图

图1 波纹管进口真空退火处理炉分解成示活动反思图

1.2、控制技术要求

(1) 最高工作温度:850℃。
(2) 工作温度:500~800℃。
(3) 控温精度:±1℃。
(4) 极限真空度:1.33×10- 3 Pa。
(5) 工作真空度:1.33×10- 2 Pa。
(6) 压升率:<1 Pa/h。
(7) 炉温均匀度:≤±3℃(在500~900℃范围内检测)。
(8) 炉壁温升:≤50℃。

2、真空管材退火炉控制系统组成和实现

2.1、控制系统组成

  重力作用泵塑料管道渗碳炉有效设定操作程序选取研华工业设定机(IPC)作上位机软件,可语言编写程序结构有效设定器S7-300(PLC)和可语言编写程序温湿度有效设定仪Eurotherm 3504对于下位机,形成IPC+PLC+ 智力仪器仪表集散有效设定操作程序,保证 钛、锆等稀有宠物彩石塑料管道重力作用泵渗碳炉生产制造阶段中各技艺参数表的重新监测与有效设定。有效设定操作程序组合长为2 下图。

控制系统组成原理图

图2 掌控设备包含原理图图