STR CF2030-24 超高温升降炉为实验室用2400度升降式高温炉。

STR CF2030-24 超高温升降炉技术方案

1. 简介

STR CF2030-24高温炉是一款专为科研院所、高等院校及企业研发中心设计的实验室用超高温升降式电阻炉。其最高工作温度可达2300℃,采用优质碳纤维复合材料作为加热元件,配合高纯度氧化铝纤维真空成型炉膛,具备超高温、高真空、快速升降温、操作简便等特点。该设备广泛应用于陶瓷烧结、金属化处理、石墨化、玻璃熔化、超高温材料合成等前沿领域的研究与开发。

2. 用途

材料烧结:如高纯陶瓷(氧化铝、氧化锆、氮化硅等)、硬质合金、耐火材料的无压烧结。

碳材料处理:石墨材料的纯化、石墨化处理。

金属热处理:难熔金属(如钨、钼、钽)的高温退火、烧结。

玻璃陶瓷:特种玻璃的熔化、澄清实验。

化学气相沉积(CVD):在高温环境下进行材料沉积。

其他:任何需要在惰性气氛或真空环境下进行超高温热处理的实验。

3. 工作原理

该高温炉采用电阻加热原理。电流通过低电阻率的碳纤维发热体,利用电流的热效应(焦耳效应)将电能转化为热能,对炉膛内部进行加热。

炉体设计为升降式结构,炉体固定,炉膛底部通过精密丝杠机构驱动升降。工作时,炉体下降将样品完全密闭形成均匀的热场;实验结束后,炉体升起,样品得以快速暴露在环境中,实现急速冷却,大大提高实验效率并保护加热元件。

4. 主要技术参数

电炉名称：2400度升降式高温炉

电炉型号：STR CF2030-24

炉体结构：垂直升降式

最高工作温度：2300 ℃

长期使用温度：≤ 2200 ℃

炉膛尺寸：200 mm (宽) × 200 mm (深) × 300 mm (高)

加热元件：质优碳纤维复合材料

升温速率：≤ 20 ℃/min (推荐常用 5-10 ℃/min,可自由设定)

降温速率：自然降温(炉体升起后加快)

控温精度：±1 ℃

温度均匀性：±5 ℃ (恒温区测量,根据炉膛尺寸而定)

控制系统：30段程序控温仪,PID调节,支持RS485通讯

热电偶：S型铂铑热电偶 (0-1600℃) + 红外测温仪 (1600-2300℃) 双路测温

气氛系统：真空/惰性气体保护 (标准配置含真空机组接口、进气/出气阀门、压力表)

额定电压：380 V AC, 三相

额定功率：~24-30 kW (取决于升温速率)

外观尺寸：约 1000 mm × 800 mm × 1500 mm (长×宽×高)

5. 可增选配置

高精度质量流量计:用于精确控制惰性气体(Ar, N?)的流量。

更高等级的真空系统:如分子泵组,可获得更高真空度(如10?? Pa)。

数据记录软件:在电脑上实时显示、记录、存储和导出温度-时间曲线、真空度曲线等数据。

超高温坩埚:钨、钼、石墨等材质的坩埚和料架。

增强型冷却系统:外置循环水冷系统,用于加速炉体冷却或保护真空法兰密封圈。

气压烧结功能:增加加压系统,实现真空热压烧结。

6. 结构特点(详细描述)

炉体结构:

双层水冷壳体:炉体外壳采用双层304不锈钢结构,中间可通冷却水,确保外壳温度低于安全标准,保护操作人员并减少热变形。

升降机构:采用精密丝杠/齿轮齿条升降机构,由电机驱动,运行平稳,定位准确,带有机械和电气限位保护,安全可靠。

隔热系统:

高性能隔热层:采用多层复合结构,从内到外依次为石墨硬毡、碳纤维软毡和氧化铝纤维板。这种设计极大地减少了热损失,提高了热效率,并确保了炉壳的低温度。

加热区设计:

顶部/底部加热:加热元件(碳纤维棒或板)科学地布置在炉膛的顶部和底部,通过精确的功率分配和反射设计,在炉膛内部形成一个均匀稳定的高温区域。

热场均匀性:通过计算机模拟热场分布,优化加热元件的排布和隔热层的厚度,确保有效工作区间内的温度均匀性。

气氛与真空系统:

真空密封:炉体与炉底法兰采用大直径O型圈(氟橡胶或硅橡胶)密封,并配套水冷夹层,确保高温下的密封可靠性。

标准接口:预留标准KF法兰接口,方便连接真空泵(机械泵、罗茨泵)、充放气系统和真空计。

控制系统:

智能控温:采用进口多段程序控温仪,可设置多达30段升、保、降温程序,具备PID自整定功能,控温精准。

双路测温:1600℃以下采用S型热电偶,1600℃以上自动切换至红外测温仪,保证全量程测量的准确性。

安全保护:集成超温保护、断偶保护、水压报警、过流保护、漏电保护等多重安全联锁装置,确保设备和人员安全。

7. 易损件

加热元件:碳纤维发热体,在高温氧化环境下极易损坏,严禁在空气中高温使用。其寿命与使用温度、气氛纯度、升降温频率密切相关。

隔热材料:石墨硬毡和碳纤维软毡,在长期高温和热循环下会缓慢挥发和粉化,需定期检查更换。

真空密封圈:O型橡胶密封圈,长期处于高温烘烤环境下会老化失去弹性,需定期更换。

热电偶:S型热电偶为消耗品,长期在高温下使用会发生晶粒长大,导致精度下降或损坏。

8. 使用寿命

加热元件:在真空或高纯惰性气氛(露点<-40℃)保护下,正确使用(避免急冷急热),其寿命在1500小时以上(2000℃条件下)。

炉体整体:在规范操作和定期维护下,主体结构寿命可达8-10年。

9. 售后与质保

质保期:整机质保期为壹年(自设备验收合格之日起计算)。

售后服务:提供终身技术支持,48小时内响应客户问题。质保期内因设备自身质量问题提供免费维修或更换配件服务(易损件除外)。

技术支持:提供免费的设备安装指导、操作培训及远程调试服务。

10. 包装与运输

包装方式:

主机(大件):采用坚固的木质底座,外部包裹防雨防潮薄膜,内部用珍珠棉/泡沫板对设备进行固定和缓冲,关键部位加垫防护。

控制系统、真空泵等(小件/精密件):采用独立纸箱包装,内部用泡沫模具固定,再统一装入打木箱的包装箱内,确保运输安全。

运输方式:采用物流专车或汽运方式送达客户指定地点。

11. 使用注意事项(含加热元件)

气氛要求(极其重要!):

碳纤维加热元件严禁在空气中加热至600℃以上! 否则会瞬间氧化烧毁。

炉子升温前,必须先抽真空至中低真空度(如10Pa以下),然后充入高纯度(99.999%)的惰性气体(如氩气或氮气)至微正压,方可进行升温操作。

实验过程中,应始终保持炉内为惰性气氛或真空状态。

升降温速率:

过快的升降温速率会对加热元件和隔热层产生热应力冲击,缩短其寿命。建议在600℃以下和1800℃以上采用较慢的速率(如3-5℃/min)。

样品放置:

样品和坩埚必须放置在炉膛有效均温区内,切勿触碰加热元件或炉壁。

确保样品无挥发物,若实验会产生挥发性物质,需在炉膛内放置吸附材料或加强通气排出,以免污染炉膛和加热元件。

冷却水:

开机前必须确认冷却水循环系统已正常启动,水压、流量符合要求。

炉子在高温运行时及停机后一段时间内(炉壳温度降至60℃以下前),绝对不允许关闭冷却水。

维护保养:

定期检查真空系统的密封性。

定期用软毛刷或吸尘器清理炉膛内的灰尘和挥发物残留。

长期不用时,应将炉体保持在真空或充惰性气体的干燥状态。

安全操作:

操作时必须佩戴高温手套和防护眼镜。

设备运行时,炉体表面温度可能仍很高,切勿用手触摸。

发生任何异常(如冒烟、异味、异常声响),应立即按下急停按钮,切断电源,并联系专业人员。