2500℃高温石墨烧结炉：2500℃高温加热炉
2500℃高温石墨烧结炉技术方案
(适用于实验室及小批量生产,型号:STR CSF2035-25)
一、设备简介
2500℃高温石墨烧结炉为2500℃高温加热炉。本2500度高温石墨加热炉为卧式/立式一体结构,采用等静压石墨发热体,在三相 380 V/50 Hz 电网下通过低电压大电流方式直接加热,设计温度 2500 ℃(短时),长期连续工作温度 ≤2450 ℃。炉膛可在高纯 Ar/N2 微正压或粗真空(≤133 Pa)下运行,专供碳材料、陶瓷、金属粉体及复合材料的脱脂、烧结、石墨化与高温除气工艺。
二、典型用途
碳化硅、氮化铝、碳化硼等高性能陶瓷的无压烧结
碳纤维、C/C 复合材料的高温石墨化
W、Mo、Ta 等难熔金属及其合金的真空烧结
石墨粉、石墨烯导热膜的提纯与致密化
实验室用新材料配方验证与小试生产
三、工作原理
石墨发热体在保护气氛下呈低电阻特性,通过大电流(4–12 kA)产生焦耳热;热量以辐射为主、传导为辅向工件传递。PID 闭环+双色红外测温(1000–3200 ℃)实时比较设定曲线,可控硅调功器调节输出功率,实现±2 ℃的控温精度。
四、主要技术参数
电炉名称 :2500℃高温加热炉
电炉型号：STR CSF2035-25
设计温度:2500 ℃(≤2 h)
连续工作温度:2300–2400 ℃
有效热区:Φ200 × 350 mm(可定制至 Φ400 × 1200 mm)
炉温均匀性:≤±10 ℃(九点测温,2300 ℃)
升温速率:空炉 15–20 ℃/min;满载 5–12 ℃/min
额定功率:80 kW(实际输出 ≤60 kW)
工作电压:三相 380 V±10 %,五线制
保护气氛:Ar、N2(纯度 ≥99.999 %),微正压 0.5–3 kPa
极限真空:≤133 Pa(冷态,选配高真空 10-2 Pa)
压升率:≤3 Pa/h
冷却水:内循环蒸馏水 20 m3/h,压力 0.2–0.3 MPa,进水 ≤32 ℃
控温方式:50 段可编程曲线,带断电续跑、超温报警、数据记录
外形尺寸:约 2600 × 1500 × 2100 mm(含电控柜)
整机重量:≈1.2 t
五、可增选配置
高真空机组(旋片+罗茨+扩散泵,极限 5×10?3 Pa)
热压装置:上置/侧置液压缸,最大压力 50 t,石墨模具加热
质量流量控制器(MFC):3 路气体,精度 ±1 % F.S.
尾气燃烧塔与碱洗罐,用于 C/O/N 尾气环保处理
六、结构特点(详细描述)
炉壳
双层 304L 不锈钢+碳钢外框,通水冷却,表面温升 ≤35 ℃
法兰采用 O 型氟橡胶+金属 C 环双重密封,确保正压与真空两用
炉膛与保温
30 mm 厚高纯石墨硬毡+多层软毡复合结构,耐 3000 ℃,热导率 0.15 W·m?1·K?1
内侧石墨筒 Φ220 mm,壁 15 mm,可单独更换,减少维护成本
发热体
等静压石墨 Φ20 mm 棒材,竖直笼式排列 12 根,分段电极引入
表面功率设计 8–12 W·cm?2,保证 2500 ℃ 下寿命 ≥150 炉次
电极与引入
水冷铜排+石墨锥套浮动连接,补偿热膨胀,避免应力折断
电极外套波纹管,真空侧无焊缝,杜绝渗漏
测温与控温
进口双色红外仪 1000–3200 ℃,响应 10 ms,IP65
辅助 K 型/C 型热电偶用于低温段(≤1200 ℃)自动切换
气氛/真空接口
炉盖预留 Φ40 mm 观察窗(石英+铅玻璃双层),配电动挡板
真空口 DN100,充气口 DN25,带压力传感器与防爆阀
电控与安全
15 寸彩色触摸屏+西门子 S7-1200 PLC
独立硬件过温继电器+熔断器,双重保护
断水、过流、超压、炉盖未闭合均声光报警并切断主电
数据记录
内置 8 GB 存储,可导出 CSV 曲线,支持无纸记录与审计追踪(符合 GMP 可选)
七、易损件与更换周期（参考值，与工艺强度相关）
| 名称 | 材料 | 寿命 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 石墨发热棒 | 等静压石墨 | 150–200 炉 | 表面功率＜12 W·cm⁻² |
| 石墨硬毡内筒 | 高纯碳毡 | 300 炉 | 出现掉渣、变薄即更换 |
| 氟橡胶 O 圈 | Viton | 100 炉或 6 个月 | 真空失效前更换 |
| 红外镜头玻璃 | 石英 | 1–2 年 | 被碳灰污染需擦拭或更换 |
| 水冷电极波纹管 | 316L | 2 年 | 出现渗漏即更换 |
十一、使用注意事项
升温前必须预抽真空至 ≤500 Pa 或通入 Ar/N2 ≥0.5 m3/h,严禁在空气中直接加热 >400 ℃
石墨发热体表面功率不得超过 15 W·cm-2;建议梯度升温:室温→1000 ℃(≤15 ℃/min),1000→2000 ℃(≤10 ℃/min),>2000 ℃(≤8 ℃/min)
冷却水流量、压力每日点检;内循环须用蒸馏水或去离子水,电导率 ≤5 μS/cm,防止铜排结垢
炉内不得放入含 S、P、Pb、Zn 等低熔点挥发物,以免腐蚀石墨与保温毡
停机后保持微正压 Ar(0.2 kPa)至 300 ℃以下方可开炉,防止空气回吸氧化发热体
每 10 炉检查发热棒接线是否松动;发现表面裂纹宽度>1 mm 或电极烧蚀深度>2 mm 应立即更换
红外测温镜头每炉后用无水乙醇擦拭,避免碳黑沉积导致温度漂移
真空泵油每 3 个月更换;若工艺含碳粉尘,需在泵前加除尘过滤器
严禁超载装料,工件与发热体最小间距 ≥30 mm,防止短路或局部过热
长时间停用(>1 个月)需关闭总电源并排空冷却水,炉膛内放置防潮硅胶包
2500ºC高温马弗炉型号参考：
|
热区直径（mm） |
热区深度（mm） |
设计作温度（℃） |
功率（kW） |
|
100 |
150 |
2200 |
25 |
|
150 |
200 |
2500 |
40 |
|
200 |
250 |
2500 |
50 |
|
200 |
300 |
2500 |
50 |
