В лидеры эффективной термомагнитной обработки выходит высоковакуумная колпаковая электропечь СГВЭ-3.4/11,5-ИТМО-НИТТИН

Загрузить статью в формате PDF => Колпаковая высоковакуумная электропечь СГВЭ-3.4_11,5-ИТМО-НИТТИН

 

При изготовлении магнитопроводов статоров авиационных электродвигателей из железокобальтовых сплавов обязательная и ответственная технологическая операция — термомагнитная обработка в вакууме заготовок из листа. Для этой цели разработана инновационная одноколпаковая высоковакуумная электропечь модели СГВЭ-3.4/11,5-ИТМО-НИТТИН.

Высоковакуумная электропечь модели СГВЭ-3.4/11,5-ИТМО-НИТТИН спроектирована специалистами ООО «НПП «НИТТИН». Электропечь предназначена для вакуумного и термомагнитного отжига в вакууме таких материалов, как: нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (15Х28), 29НК-ВИ Сплав прецизионный с заданным ТКЛР, магнитные материалы, термомагнитная обработка магнитомягкого сплава 49К2ФА, а также другие электротехнические стали и сплавы.

Исполнение Электропечи – одноколпаковое. Направление загрузки – горизонтальное. Тип садки – составной. Садка для отжига устанавливается на подовую плиту или в составе узла термомагнитной обработки (входит в комплект поставки, включая источник питания магнитного поля). Способ загрузки – вручную. Максимальные габариты садки с оснасткой: диаметр 300 мм, высота 400 мм. Масса садки вместе с оснасткой – не более 30 кг.

Рис. Высоковакуумная колпаковая электропечь модели СГВЭ-3.4/11,5-ИТМО-НИТТИН

Буквенно-цифровая маркировка Электропечи:

С       –       вид нагрева – сопротивлением;

Г       –       основной конструктивный признак – колпаковая;

В       –       характер среды в рабочем пространстве – вакуум;

Э       –       теплоизоляция – экранно-вакуумная;

3       –       диаметр рабочего пространства, дм; (300 мм)

4       –       высота рабочего пространства, дм; (400 мм)

11,5  –       номинальная температура, оС, условно уменьшенная в 100 раз;

ИТМО       –       исполнение для вакуумного отжига и термомагнитной обработки;

НИТТИН – торговая марка производителя Электропечи.

 

Электропечь состоит из следующих основных узлов, систем и механизмов:

  • моноблочный несущий каркас;
  • вакуумной системы, включающей вакуумную камеру колпачного типа (далее по тексту — вакуумный колпак) с горизонтальной загрузкой садки и откачной вакуумный пост;
  • цельнометаллического нагревательного модуля;
  • узел термомагнитной обработки;
  • механизма подъема и опускания колпака;
  • замкнутой системы водяного охлаждения, подключенная к чиллеру;
  • автономной пневмосистемы;
  • системы электропитания с печным трансформатором;
  • системы автоматического управления;
  • системы безопасности.

 

Моноблочный несущий каркас Электропечи является единым конструктивным монтажным блоком, который к месту эксплуатации перемещается на собственных роликах. После монтажа Электропечи ролики превращаются в стационарные опоры. При транспортировке может подвергаться частичной разборке. Все системы и узлы Электропечи собираются в пределах моноблочного несущего каркаса, чем обеспечивается максимальная компактность Электропечи при минимальных габаритах. Электропечь допускается устанавливать непосредственно на пол цеха без специального фундамента. Из всех внешних коммуникаций требуется только подключение к внешнему сетевому напряжению предприятия. Декоративно-защитные ограждающие панели установлены на легкоразъемных соединениях и обеспечивают легкий доступ ко всем системам и узлам Электропечи. Моноблочный несущий каркас обеспечивает максимальную компактность Электропечи и минимальный размер занимаемой производственной площади.

Вакуумная система – это совокупность всех взаимосвязанных между собой элементов вакуумной системы: вакуумного колпака и откачного вакуумного поста для создания, повышения и поддержания вакуума в рабочем пространстве Электропечи. Откачной вакуумный пост агрегатируется с нижним фланцем вакуумного колпака.

Вакуумный колпак. Корпус вакуумного колпака представляет собой двухстеночный сосуд со сплошной водяной рубашкой. Материал вакуумного колпака – листовая нержавеющая конструкционная сталь. Рабочая среда в вакуумном колпаке при нагреве, выдержке и охлаждении – вакуум.

Откачной безмасляный высоковакуумный пост Электропечи предназначен для откачки вакуумного колпака. Он состоит из двух линий. Первая линия состоит из форвакуумного механического спирального насоса и турбомолекулярного насоса. Основная линия обеспечивает откачку вакуумного колпака Электропечи до остаточного давления не хуже 7,5•10-5 Па (9,975•10-7 мм рт.ст.) в обезгаженной вакуумной системе и без садки в рабочем пространстве. Вторая линия – форвакуумная на основе механического спирального насоса.  Она используется для предварительной откачки вакуумной камеры. Для улавливания частиц антиадгезионного порошка в начальный момент откачки в линии предусмотрен циклон. На патрубке, соединяющем турбомолекулярный насос с вакуумным колпаком установлен клапан сброса избыточного давления (предохранительный клапан).

Кроме того, вакуумная система включает запорную арматуру, вакуумные трубопроводы и датчики контроля вакуума (остаточного давления). Время вакууммирования до включения нагрева – не более 50 мин.

Цельнометаллический нагревательный модуль установлен внутри вакуумного колпака. Он опирается кронштейнами на посадочные места внутри колпака. Основные элементы конструкции цилиндрического нагревательного модуля – остов, теплоизоляция, нагревательные элементы, электроизоляторы, элементы крепления. Конструкция нагревательного модуля имеет высокую прочность и гарантирует контролируемое терморасширение при нагреве и термоусадку при охлаждении с отсутствием деформаций. Остов нагревательного модуля выполнен в форме цилиндра. Материал остова – листовая нержавеющая конструкционная сталь. Теплоизоляция — экранно-вакуумная. Она состоит из полированных листов молибдена и нержавеющей стали. Нагревательные элементы выполнены из молибдена. Подовые опоры и подовая плита для размещения садки изготавливаются из молибдена. Размеры рабочего пространства: диаметр 300 мм, высота 400 мм. Номинальная температура Электропечи 1150 оС. Равномерность температуры (максимальный перепад температуры) в загруженном деталями рабочем пространстве Электропечи не более ± 10 оС в установившемся тепловом режиме в диапазоне температур от 600 до 1150 оС.

Узел термомагнитной обработки предназначен для проведения отжигов в постоянном магнитном поле в Электропечи на подовом столике устанавливается узел термомагнитной обработки, который входит в комплект поставки. После проведения процесса термообработки данный узел с садкой снимается. Узел подключается к источнику питания магнитного поля (входит в комплект поставки) через токоподводы на подовом столике.

Механизм подъема и опускания колпака. Для подъема и опускания вакуумного колпака при загрузке и выгрузке садки имеется механизм подъема, подвижная секция которого перемещается по направляющей колонне с помощью грузового винта и гайки. Привод механизма перемещения колпака – электромеханический.

Замкнутая система водяного охлаждения, подключенная к единому чиллеру и предназначена для охлаждения составных частей Электропечи, имеющих температуру выше 45 °С. Система управления чиллером позволяет обеспечить необходимую температуру воды и поддержание рабочего давления на входе в систему водяного охлаждения Электропечи.

Система электропитания включает понижающий печной трансформатор. Установленная мощность – 56 кВт.

Система автоматического управления построена на базе программируемого логического контроллера, а также блоков функционального расширения, которые имеют действующие свидетельства об их утверждении в качестве средств измерений. Предоставление информации осуществляется от мнемосхемы, изображенной на сенсорной панели оператора. Эта система обеспечивает автоматический и ручной (наладочный) режим управления Электропечью.

Система безопасности. Все сообщения о нештатном режиме работы Электропечи передаются на блокировки автоматически. Это стало возможным благодаря полной автоматизации работы Электропечи.

Электропечь оснащена клапаном сброса давления (предохранительным клапаном), в случае внезапного роста давления газов выше атмосферного внутри вакуумной системы. Сообщения сигналов о нештатных ситуациях и блокировки будут работать автоматически. Нагрев Электропечи не включится, пока уровень вакуума не достигнет заданного в соответствии с технологическим процессом термообработки. Автоматическое прекращение подъема температуры и остановки программы при импульсном газовыделении из садки и увеличении давления до 1,33•10-1 Па (1•10-3 мм рт.ст.). Автоматическое отключение нагревательного модуля при увеличении давления до 6,65•10-1 Па (5•10-3 мм рт.ст.).

 

Технические характеристики Электропечи модели СГВЭ-3.4/11,5-ИТМО-НИТТИН

 

Наименование параметра Номинальная норма параметра
Номинальная температура, оС 1150
Предельное остаточное давление

(после дегазации без садки), Па (мм рт.ст.), не более

7,5·10-5 Па

(9,975·10-7 мм рт.ст.)

Размеры рабочего пространства, мм,
— диаметр 300
— высота 400
Среда в рабочем пространстве:

— при нагреве и выдержке;

— при охлаждении

 

вакуум

вакуум

Габаритные размеры Электропечи без учёта источника питания термомагнитного узла, мм
— ширина 1900
— длина 1400
— высота 2600
Установленная мощность, кВт 56
  в том числе нагревательных элементов, кВт 30
Равномерность температуры в рабочем пространстве в установившемся режиме в пределах температур 600 – 1150оС, не более ±10
Точность поддержания температуры, оС 5
Количество независимых зон нагрева 1
Масса садки, кг, не более 30
Масса Электропечи, кг, не более 1 500
Время вакууммирования, мин, не более 50

 

 

Таким образом отечественный рынок термообработки электротехнических сталей и сплавов получил самую современную одноколпаковую высоковакуумную электропечь модели СГВЭ‑3.4/11,5‑ИТМО-НИТТИН, которая конкурентоспособна по отношению к современным зарубежным аналогам.

Комментирование запрещено