硅碳棒烧结炉工况与结构
自上世纪以来,计算机模拟技术得到迅速发展,广泛应用于流体传热、流动过程的研究。通过流体动力学软件ANSYSFLUENT,利用仿真模拟技术,不仅可以直观地观察硅碳棒工业炉内流场与温度场的分布情况,而且能够得到详细的实时数据,发现存在的问题,这已经成为众多学者用来研究温度场与流场的重要方法。模拟了余热锅炉烟道处流场及温度场,通过设置导流装置有效避免了低温腐蚀情况的发生。模拟研究了热等静压炉内的温度场分布,认为炉内温度分布不均匀的主要原因是石墨舟和烧结制品布置方式、石墨筒结构的不合理。认为热等静压炉内温度场不均匀的主要原因是发热体功率匹配不合理以及石墨舟摆放不合理。
本文利用仿真模拟技术,研究压力硅碳棒烧结炉在特定工况(1 450 ℃)下炉内温度场的分布状况,并通过调整加热体的数量、结构及分布,优化炉内温度的分布,进而降低制品的温度偏差,为后续炉体结构的优化升级,提高压力硅碳棒烧结炉制品质量提供依据。
现代硬质合金的烧结工艺是将工件装人炉内,在低温阶段通人氢气(载气)脱蜡后,升温至烧结温度(1 450℃左右)恒温通人氢气在低压(如6 MPa)下进行热等静压,最后迅速冷却,其详细的工艺流程见图1。本次设备是仿照德国ALD公司生产的5518-6MPa四带压力硅碳棒烧结炉,其内部由三层圆形外壳组成,由外向内依次是炉壳、碳毡保温筒和石墨均温箱。保温筒与均温箱之间按照一定角度布置着十四根石墨硅碳棒,均温箱内部放置三层装料板,制品放置于板上进行烧结,其结构如图2所示。工作时,硅碳棒通过热辐射使均温箱外壁温度逐渐升高,均温箱外壁通过热传导将热量传递到均温箱内壁,均温箱内壁再通过热辐射将热量均匀的传递给铺在物料板上的制品。为保障烧结产品组织均匀、性能优良,均温箱内的温度分布要求均匀。http://www.zbqunqiang.cn/
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