卧式炉操作说明综述.docx

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卧式炉操作说明综述

1设备的主要用途:

本设备，主要用于金属化的瓷壳与金属零件封接，去气和退火。

2主要技术参数：

2.1型式：

卧式、循环式快冷、程控真空电阻炉。

2.2总电源电压：

3相,380V/220V,50HZ。

2.3设备功率：

2.3.1电力总消耗功率：

165KW

2.3.2加热功率：

120KW

2.3.3风机功率：

7.5KW

2.4炉内有效工作区：

700×700×1000（mm）

2.5装载量：

6000Kg

2.6炉温：

2.6.1最高炉内温度：

1200℃

2.6.2正常工作温度：

1000℃

2.7温度均匀性：

温度极差≤10℃（850℃保温15分钟后测量，测量点9个）。

2.8真空度：

2.8.1冷态极限真空度：

优于5×10-5Pa（空炉、干燥、洁净）

2.8.2运行真空度：

优于5×10-3Pa（满负荷）

2.8.1热态极限真空度：

优于5×10-1Pa（满负荷850℃）

2.8.3分压范围：

10-1~10Pa

2.9压升率：

优于0.067Pa/h（空炉）

2.10效率（空炉）：

2.10.1真空系统（空炉）：

在60分钟内达到5×10-3Pa。

2.10.2升温时间（空炉）：

60分钟从70℃升至850℃。

2.10.3快冷时间（空炉）：

充高纯N2（80KPa），从400℃降至60℃所需时间≤1小时。

2.11动力条件：

2.11.1冷却水进口温度：

≤21℃（夏季）水压0.25~0.4MPa，消耗量12.5T/h。

2.11.2冷却水水压：

2~4bN2。

进水管口径：

DN50（2吋管），排水管口径：

4吋管。

2.11.3冷却水总用量：

≤7.5T/h（快冷时）。

2.11.4循环水形式：

封闭循环。

3设备介绍：

3.1设备由炉体、加热系统、真空系统、冷却水系统、充气管路、快冷装置、电气控制系统等几部分组成。

3.2炉体：

炉体为卧式，前门可以打开，炉内四周和前、后方向都有加热器，炉下方有托架放置工件。

关闭前门后用液压卡子压紧。

3.3真空系统：

由1路预抽真空管路和3个分子泵机组组成。

预抽管路上有预抽阀，用于对炉体预抽真空。

每个分子泵机组由前级阀、分子泵和高真空阀组成，用于对炉体抽高真空。

机械泵和罗茨泵用于直接对炉体抽低真空和当炉体抽高真空时作为分子泵的前级泵。

3.4充气管路：

由1个真空阀门（充N2阀1）和1个耐压力阀门（充N2阀2）串联用于的向内充N2气。

另外还有1个分压阀用于分压控制。

3.5快冷装置：

由风机、热交换器和前、后风门等部件组成。

3.6电气控制系统：

由电源柜、控制柜、操作柜和磁性变压器柜及外部配线组成。

电源柜和控制柜并排放在炉体的后侧，磁性变压器柜放在炉体的上方，操作柜放在炉体的前方。

控制操作在操作柜上进行。

操作柜门上安装了温度控制器、真空计、炉压显示表、超温监视表等仪器，柜内安装了多个数显表，对温度、真空度、充气压力、分子泵转速等进行测量。

柜门上的系统图显示设备的工作状态以及故障报警。

柜门上的按钮开关可用于自动操作。

操作柜内安装了计算机，在门上有显示器和键盘、鼠标。

显示器有工作状态、故障报警、仪表设定、记录曲线、记录数据等多个画面，并且能够用鼠标进行自动和手动操作。

3.7设备工作系统示意图：

4安全和危险说明：

4.1操作人员只在启动计算机和使用打印机时可以打开操作柜的右侧门。

除此之外，设备通电时非专门维修人员不要打开各电气控制柜门，以免触电。

4.2炉前门和炉体上的加热电极上的电压高于安全电压，当设备加热时不要触摸电极，以防止触电。

4.3炉门打开时，先将炉门稳定停好再装取工件，以免炉门滑动撞伤人。

4.4如果人必须进入炉体（清洁或维修等），事先应对炉体进行充分的通风换气，防止炉体内残留的工作气体对人造成伤害。

4.5室内应通风良好，防止工作气体随着开炉门而溢出累积过量造成伤害。

4.6操作送料小车行走时，不得有人站在小车行进的前方，以免撞伤。

4.7操作送料小车升降、进退等动作时，不得有人接触小车的运动部分，以免碰伤。

4.8托盘上的物体要放稳，分布均匀、受力平衡，避免托盘上的物体在炉内或进出炉门过程中掉落翻倒，砸伤人或设备。

4.9工件放置范围不要超过有效工作区700×700×1000mm，避免工件碰到加热器造成短路事故。

4.10关炉门之前，必须检查炉内不能遗留除工件以外的任何物品，确认无误后关闭炉门。

5功能过程：

5.1关闭炉门，用门卡子卡紧炉门。

5.2对分子泵抽真空：

启动机械泵，开前级阀对分子泵抽真空，20秒后开罗茨泵，将3个分子泵均抽到压力低于10Pa。

5.3对炉体预抽真空：

关闭前级阀、关闭罗茨泵，稍后开预抽阀对炉体抽真空，炉压低于3KPa时开罗茨泵，将炉压抽到低于5Pa。

5.4排空2个串联的充N2阀之间的气体：

当炉体压力低于5Pa时先打开连接炉体端的充N2阀1，以便排除2个串联的充N2阀之间可能存在的空气。

//当炉体达到高真空时。

5.5启动分子泵：

当炉体压力稳定低于5Pa，开3个前级阀，启动3个分子泵，打开3个高真空阀。

20秒后关预抽阀。

5.6对炉体抽高真空：

随着分子泵转速增加达到满转速，炉体真空度逐渐提高，当真空度优于3×10-3Pa时关充N2阀1，对两充N2阀排空结束。

继续对炉体抽高真空。

5.7真空漏率自检：

炉体真空度优于3×10-3Pa之后4分钟，关闭高真空阀，使炉体处于完全封闭状态下，检测炉真空度的变化，检测时间10分钟。

5.7.1漏率检查合格：

10分钟后若炉内压力低于2×10-1Pa，漏率检查合格，将继续下一步工作。

5.7.2漏率检查不合格，重检：

10分钟后若炉内压力高于2×10-1Pa，漏率检查不合格。

进行重新检测，过程如下：

关分子泵。

打开充N2阀使炉压达到80KPa，然后关前级阀、开预抽阀再次预抽炉体，当抽到炉压低于5Pa时关预抽阀、开前级阀和高真空阀再次对炉体抽高真空，当炉内压力低于3×10-3Pa时关闭高真空阀，重新开始自检。

再次自检期间“真空自检差重检”灯亮。

5.7.3关闭高真空阀10分钟后，若漏率检查合格，“真空自检差重检”灯灭，将继续下一步工作。

若漏率再次不合格，设备停止自动运行，“真空自检不合格”灯亮。

5.8加热：

自检合格后打开高真空阀，抽到炉压低于3×10-3Pa时启动加热。

同时温控器运行，按照预设的温度曲线控制温度，直到温控器上设定的关加热信号出现时加热停止。

5.9分压：

5.9.1分压信号设置在温控器的温度曲线上，当有分压信号时，设备开始进行分压控制。

当分压信号消失时，分压过程结束。

一炉工作中分压只进行一次。

如果温度曲线上没有设置分压信号，设备将不进行分压控制。

5.9.2分压时的工作气体是Ar气。

分压开始时先开Ar放空阀5秒钟，排出管道中可能存在的空气。

5.9.3关闭Ar放空阀后，如果没有Ar压力不足报警，先关高真空阀并且关分子泵，然后开分压阀小流量向炉内充Ar气，当炉压高于分压下限时开预抽阀，由机械泵和罗茨泵抽出Ar气，并且此后分压过程中预抽阀保持开状态。

进入炉体Ar气的流量由微调阀调定，使经分压阀进入炉体的Ar气略多于从预抽阀抽走的Ar气，当炉压高于分压上限时关分压阀，当炉压低于分压下限时再开分压阀，使炉压保持在一定范围内。

5.9.4分压期间如果任何分子泵出现压力高于10Pa，将关闭预抽阀，先对压力高于10Pa的分子泵抽真空，然后对3个分子泵同时抽真空2分钟，再关前级阀，开预抽阀继续分压控制。

5.10分压转真空：

分压结束时关闭分压阀，由预抽阀抽除炉内Ar气，当炉压低于5Pa时关预抽阀，开分子泵，开高真空阀，当分子泵达到满转速时对炉体抽高真空。

从分压结束到炉真空度优于3×10-3Pa之前，设备保持当前温度，当炉真空度优于3×10-3Pa时继续升温。

5.11在真空加热过程中若炉真空度差于7×10-2Pa就由温控器保持当前温度，直到炉真空度优于3×10-3Pa时继续升温。

5.12关加热、真空降温：

当温控器上设置的关加热信号出现时自动停止加热。

炉温高于500℃时仍由分子泵继续抽高真空。

5.13关分子泵：

当高真空阀关闭时也关分子泵。

由机械泵和罗茨泵继续对分子泵抽真空。

每个分子泵当转速下降到1半时就关这个泵的前级阀。

当3个分子泵的前级阀都关闭后，罗茨泵和机械泵也相继停止。

5.14充N2气冷却：

当炉温低于500℃（依工艺确定）时先关闭高真空阀，然后打开靠近炉体的充N2阀1，稍后打开串联的耐压的充N2阀2，当炉压上升到80KPa时先关充N2阀2，后关充N2阀1。

充N2气同时也打开前后风门。

随着炉温下降炉内压力也下降，当炉压低于80KPa之后6分钟自动开充N2阀，又使炉压达到80KPa。

5.15风机冷却：

当炉温低于300℃时开始风冷，先打开前、后风门，2个风门打开到位后启动风机。

风机冷却期间仍由分压阀自动补充N2气，炉温下降到60℃以下还继续风冷50分钟后停止风机，风机停后自动关闭前、后风门。

风冷结束，一炉工作完成。

5.16开炉门：

打开充大气阀，松开液压卡子，当炉内外压力平衡时拉开炉门。

6操作规程

6.1基本检查：

6.1.1检查冷却水源应正常。

6.1.2检查N2气源应正常，供气压力应0.55～0.65MPa。

6.1.3检查外露的导线没有破损或断落现象。

6.2开机和关机

6.2.1开机：

6.2.1.1开机时，先在炉体后面的电源柜上合上总电源开关，柜门上有电压表显示电源电压。

6.2.1.2通电后在炉门前面的操作柜上，打开右边最下边的门，按计算机上黑色的启动钮，计算机启动并且自动进入应用程序。

注意：

计算机启动过程中，不要对工控机进行任何操作。

6.2.2关机：

关机时首先在计算机屏上按“起始/退出窗口”钮，进入这个窗口后再按“关闭计算机”钮，关闭计算机需要一段时间，一定要等计算机正常的完全关闭之后才能切断电源。

6.3工作准备：

6.3.1合上总电源开关，除”缺水”外应无其它故障指示。

6.3.2由工艺负责人员根据工艺要求在温控器上编制出温度曲线，并选定要执行的曲线号。

6.4取工件、装工件：

6.4.1取出炉内工件之前应准备好将要装炉的工件，尽量在一次打开炉门时用较短时间完成取工件和装工件的工作，以免炉内过多次或过长时间暴露大气影响真空度。

6.4.2开炉门：

6.4.2.1炉温低于60℃情况下才能进行开炉门操作。

6.4.2.2若炉内压力低于80KPa，应先按“充N2阀开/关”开充N2阀使炉压达80KPa。

6.4.2.3再打开炉门卡子，按“充大气阀开/关”使炉体内外压力平衡，用手拉开炉门。

6.4.2.4开充大气阀条件:

条件1：

炉内温度低于60℃。

条件2：

与炉体腔室连接的所有阀门都关闭，自动运行、加热和风机都是停止状态。

条件满足时可以开充大气阀，若不满足不能打开。

6.4.3取出已加工好的工件，用干净绸布清洁托盘、炉内壁，炉门法兰及密封圈，然后放入新工件。

6.4.4装好工件后，必须检查炉内不能遗留工件以外的任何物品，确认无误后关闭炉门并且卡紧。

6.5工作方式：

6.5.1设备有“自动运行”和“手动”2种工作方式。

6.5.2“自动运行”和“手动”方式转换：

6.5.2.1开机后“手动”指示灯亮，设备处于“手动”方式。

6.5.2.2按“自动运行启动”钮设备将自动运行，设备按照自动步骤执行动作。

按“自动运行停止”钮设备将转为手动方式，并且设备动作状态不变。

6.5.2.3一炉自动运行完成后，“完成”指示灯亮，自动运行停止，并且转为手动方式。

一炉完成后将不能再启动自动运行，只有新的一炉才能再进行自动运行。

6.6自动运行：

6.6.1先按照6.1、6.2、6.3做好准备。

6.6.2按照6.4装好工件，关好炉门。

6.6.3在没有故障指示的情况下，按“自动运行启动”钮，“自动运行”指示灯亮，设备开始自动运行。

6.6.4自动运行方式下，一炉的工作过程按照“5功能过程”所述步骤自动执行，完成整个工作过程。

在自动运行中不能人为的改变设备的动作。

6.6.5若按“自动运行停止”按钮，设备转变为手动方式并且保持当前的动作状态。

设备出现报警故障时，也自动转变为手动方式。

6.6.6炉子经过升温、降温，冷却到60℃以下时完成了一炉的工作，自动运行停止。

这时蜂鸣器响，“自动运行”指示灯灭，“手动”和“完成”指示灯亮，就可以按4.3开炉门了。

6.7手动操作：

手动方式操作一般用于维修、调试、工艺试验及工作运行中临时处理或故障处理等情况，

手动操作也能够完成一炉的工作过程，要求操作者有一定的操作经验，了解各个泵的运行条件、各阀门打开条件以及其加热条件，操作时注意观察测量仪表，按照工作条件和工作步骤，用按钮对于各泵、阀及加热进行控制。

为了简化手动操作，手动工作过程与自动工作过程有所不同。

手动操作不适于分压控制。

6.7.1先按照6.1、6.2、6.3做好准备工作。

6.7.2按照6.4装好工件，关好炉门。

6.7.3手动操作是在计算机屏幕显示的“操作控制系统图”上用鼠标操作的。

系统图上有构成系统的各个元件的图形，其中标有“开/关”字样的元件图形具有开、关功能。

手动方式下，用鼠标右键点击图形可以对相应的元件执行开或关的操作。

为了防止无意的操作，手动操作前先要进行用户登录。

在系统图左下角有“手动操作登录”按钮，按下按钮后输入用户名和密码完成登录。

手动操作完应按“手动操作注销”钮退出登录。

6.7.4手动方式工作步骤：

6.7.4.1对炉体预抽真空：

启动机械泵（用鼠标点机械泵图标），开预抽阀对炉体抽真空。

注意：

如果曾开过罗茨泵，必须等罗茨泵停止20秒之后才能开预抽阀。

当炉体压力低于3KPa时启动罗茨泵，使炉体压力稳定低于5Pa。

6.7.4.2排空充N2阀：

炉体压力低于5Pa后，按屏幕上“充N2阀1单动开/关”，打开充N2阀1，直到炉内真空度优于3×10-3Pa之后再关充N2阀1。

注意：

开充N2阀1后可以开高真空阀，但已经开了高真空阀就不能打开充N2阀1，是为了防止开充N2阀1时放出的气体冲击分子泵。

6.7.4.3对炉体抽高真空：

开高真空阀后，炉内真空度随着分子泵转速提高而提高，由真空计观察炉内高真空度，当炉内真空度优于3×10-3Pa时关充N2阀1。

6.7.4.4加热：

关充N2阀后，按“加热开/关”按钮开始加热。

在真空加热过程中，若炉内压力高于7×10-2Pa就由温控器自动保持温度，当炉内压力低于3×10-3Pa时继续升温。

加热完成后自动关加热（在温度曲线上有关加热信号设定）。

6.7.4.5分压：

分压过程不适于手动控制，因为由手动开、关分压阀控制炉压可能波动较大。

如果必须进行手动分压控制按下述操作：

6.7.4.5.1分压操作：

先开Ar放空阀5秒，关Ar放空阀后若没有Ar不足报警，先关分子泵和高真空阀，15秒后打开分压阀向炉内充Ar气，注意观察真空计显示，当炉压高于分压下限时开预抽阀，分压过程中不再关预抽阀。

当炉压高于分压上限关分压阀，当炉压低于分压下限时再打开分压阀，以保证分压范围。

6.7.4.5.2分压转真空：

分压转真空时关闭分压阀，由预抽阀抽到炉压低于5Pa时，关预抽阀、开前级阀，开高真空阀，开分子泵对炉体抽高真空。

6.7.4.6关加热：

由温控器设定的关加热信号在手动方式下也能够自动关加热，另外，加热中按“加热开/关”按钮将加热。

6.7.4.7降温充N2气：

关加热后炉温下降到500℃以下时，先关闭分子泵，关高真空阀，15秒后按“充N2阀开/关”图标，自动按顺序打开充N2阀1和充N2阀2，向炉内充N2。

达到需要的充气压力时再按“充N2阀开/关”图标，自动按顺序关充N2阀2和充N2阀1。

若没有手动关充N2阀，充气到80KPa时自动关充N2阀。

6.7.4.8关罗茨泵和机械泵：

关分子泵后大约5分钟可以关前级阀，关罗茨泵，再关机械泵。

6.7.4.9风机冷却：

炉温下降到300℃以下时，按“风机开/关”图标，自动打开前、后风门之后启动风机。

炉温下降到60℃以下再按“风机开/关”图标，风机停止，前、后风门自动关闭。

6.7.4.10炉温低于60℃可以按照4.4取工件、装工件。

6.8仪表设定：

6.8.1温度曲线编制：

6.8.1.1操作柜门上的温控器（欧陆2704）用于控制左右和门2路加热，温控器中2个回路共用1条温度曲线。

编制温度曲线一方面要按照工艺要求设定时间和温度，另一方面要按照设备的控制要求设置控制信号，设备才能正常运行。

6.8.1.2进入温度曲线编制：

按“”按钮在出现的菜单，按“∧”或“∨”钮选择“PROGRAM_EDIT”，按“”钮进入，再选择“Segment”，就进入了曲线中“段设定页”。

段设定页中，第1行“Program　Number”项右面的数字是曲线号，将其改为要编辑的曲线号之后，这一页就是这条曲线各段的内容。

每段都有段号“SegmentNumber”，每一段中有目标值“PSP1TN2get”和时间“SegDuration”。

按照段号顺序将所需各段的温度和时间设定好，基本的温度曲线就形成了，然后还要设定控制信号和控制参数，按下面叙述操作。

6.8.1.3控制信号及设定方法：

在温控器的段设定页中，每段中都有事件信号“Prog_DOValus”项：

参数为“□□□□”，每一个“□”代表一个控制功能，选中某个“□”，用“∧”或“∨”钮将其点成“■”，就表示在这一步将执行其所代表的功能。

6.8.1.3.1分压信号：

“□□□□”中左面第1个已定义为“分压信号”，将其“□”点成“■”表示：

运行这一段时，设备进行分压控制。

6.8.1.3.2关加热信号：

“□□□□”中左起第2个已定义为“关加热信号”，将其“□”点成“■”表示：

运行到这一段时，执行关加热。

6.8.1.3.3充N2信号：

“□□□□”中左起第3个已定义为“充N2信号”，将其“□”点成“■”表示：

运行到这一段时，当炉温下降到600℃以下时执行充N2。

6.8.1.3.4风冷信号“□□□□”中左起第4个已定义为“风冷信号”，将其“□”点成“■”表示：

运行到这一段时，当炉温下降到300℃以下时启动风机进行风冷。

6.8.1.3.5充N2温度设定：

这个信号用于设定充N2的温度，当“充N2信号”执行充N2时，将按照这个设定温度执行。

设定方法：

按“”按钮，在菜单上选择“ALARMS”，再选择“LP1”，再选择“Alm1Setpoint”其右面参数就是充N2温度设定值，将其设定为“500”（℃根据工艺）。

6.8.1.3.6风冷温度设定：

这个信号用于设定启动风冷的温度，当“风冷信号”执行风冷时，将按照这个设定温度执行。

设定方法：

按“”按钮，在菜单上选择“ALN2MS”，再选择“LP1”，再选择“Alm2Setpoint”其右面参数就是风冷温度设定值，将其设定为“300”（℃根据工艺）。

6.8.1.3.7温度偏差报警信号：

上、下偏差报警设定：

按“”按钮，在菜单上选择“ALARMS”，再选择“LP2”，再选择“Alm1Setpoint”其右面参数就是温度偏差报警设定值，将其设定为“30”。

6.8.1.3.8出炉温度设定：

这个信号用于设定允许打开炉门的温度。

设定方法：

按“”按钮，在菜单上选择“ALARMS”，再选择“LP2”，再选择“Alm2Setpoint”其右面参数就是出炉温度设定值，将其设定为“50”。

6.8.1.4控制参数设置方法：

欧陆2704温控器在运行时需要设置适当的PID参数。

温控器中每个回路（LP1、LP2）有6组PID参数，曲线中每一段都要选择1组PID参数，不同组的PID参数可以设定不同的值以满足需要。

6.8.1.4.1选择PID参数组：

在曲线的每一段中都有用户可选值“PIDNo-1”项，其参数值可以在0~5这6个数字中选择，就对应选择了PID参数1~6组。

各回路使用自己回路的PID参数。

注意：

“PIDNo-1”为0，选择了PID-1组参数；“PIDNo-1”为1，选择了PID-2组参数；……“PIDNo-1”为5，选择了PID-6组参数。

6.8.1.4.2修改PID参数：

可以分别修改各回路各PID参数值。

方法：

按“”按钮，要改第×回路的PID参数，就在菜单上选择“LP×_SETUP”（×为回路号），再选择“PID”就进入了PID参数区，每组之中都有“PB×”、“Ti×”、“Td×”（×为PID号），可以修改其参数。

6.8.2真空计设定：

真空计上有6个设定点，分别是A、B、C、D、E、F。

每个设定点都是作用在某个真空测量规上的。

各点的功能及设定方法如下：

6.8.2.1设定点A：

加热/保持真空度设定点。

设定点A作用于“Sensor1”，是炉体真空规。

设定点A的上限值是7×10－2Pa，当炉压高于此值时执行温度保持。

设定点A的下限值是3×10－3Pa，当炉压低于此值时开加热、升温。

6.8.2.2设定点B：

分压上、下限设定点。

设定点B作用于“Sensor1”，是炉体真空规。

设定点B的上限值是10Pa，自动分压时炉压高于此值将关分压阀。

设定点B的下限值是6Pa，自动分压时炉压低于此值将开分压阀。

。

6.8.2.3设定点C：

开高真空阀真空度设定点。

设定点C作用于“Sensor1”，是炉体真空规。

设定点C的上、下限值都是5×10－3Pa，当炉压低于此值时允许打开高真空阀。

6.8.2.4设定点D：

分泵1启动点。

设定点D作用于“Sensor3”，是分子泵1前级真空规。

设定点D的上、下限值都是10Pa，当分子泵1压力低于此值时允许启动分子泵1。

6.8.2.5设定点E：

分泵2启动点。

设定点E作用于“Sensor4”，是分子泵2前级真空规。

设定点E的上、下限值都是10Pa，当分子泵2压力低于此值时允许启动分子泵2。

6.8.2.6设定点F：

分泵3启动点。

设定点D作用于“Sensor5”，是分子泵3前级真空规。

设定点F的上、下限值都是10Pa，当分子泵3压力低于此值时允许启动分子泵3。

6.8.2.7修改设定点的方法：

真空计面板上有5个按钮，真空计显示屏可以显示5个按钮标签分别与5个按钮相对应。

在测量显示状态下，按“Mode”钮，出现5个按钮标签，再按“Setpoint”钮进入设定点模式，用“Relay”钮选择设定点A~F，选择了某个设定点后，再用“next”钮选择到设定点上限“Setpointhigh”，或设定点下限“Setpointlow”，用“∧”或“∨”钮可以改变设定值。

设定完以后，按“Return”钮返回测量显示状态。

注意：

在修改某一个设定点时，用“next”钮选择的第1行“ControlSensor”是这个设定点作用的测量规，已经按照各设定点的功能设置好了，不要改动。

6.8.3超温报警设定：

操作柜门上有“超温监测”数显表，