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超高温石墨化炉的养护有哪些方式
2025年05月09日 09:37
来源：上海晨华科技股份有限公司
超高温石墨化炉是用于材料高温石墨化处理的核心设备，广泛应用于新能源、半导体、碳纤维及金属加工等领域。其运行环境恶劣(温度常达2500℃以上)，设备损耗大，科学养护是保障设备性能、延长使用寿命的关键。以下是超高温石墨化炉的养护方式详解：
一、日常检查与维护
1. 炉体密封性检查
- 每日开机前检查炉门、观察窗、气体管道接口等部位的密封性，防止高温气体泄漏。
- 使用氦质谱检漏仪定期检测炉腔真空度，确保漏率低于1×10⁻⁹ Pa·m³/s。
- 更换老化的密封圈(如石墨垫片、金属法兰)，避免因密封失效导致炉内氧化或污染。
2. 加热系统状态监控
- 检查石墨发热体的电阻值，偏差超过10%需更换，防止局部过热。
- 清理电极接触面，去除氧化层或碳沉积物，确保电流传输稳定。
- 定期校准热电偶(如钨铼合金热电偶)，误差应控制在±5℃以内。
3. 冷却系统维护
- 检查水冷管路流量及压力，确保进水温度≤25℃、出水温度≤50℃，防止石墨件热震裂纹。
- 定期清洗冷却塔滤网，补充去离子水，避免水垢堵塞管道。
4. 气体循环系统清洁
- 清理惰性气体(如氩气、氮气)进气口过滤器，防止杂质进入炉膛。
- 检查质量流量控制器(MFC)精度，校准误差需<1%FS，确保气氛稳定性。
二、周期性深度保养
1. 炉腔清洁与修复
- 每运行50~100炉次后，停炉清理炉内碳沉积物(使用专用刮刀或超声波清洗设备)。
- 检查石墨坩埚、托盘的氧化和磨损情况，轻微裂纹可涂覆抗氧化涂层(如SiC浆料)，严重损伤需更换。
- 用金刚石磨头抛光炉壁石墨衬，恢复表面光洁度，减少杂质吸附。
2. 电气系统检修
- 每季度检查高压变压器、可控硅模块的绝缘性能，测试耐压值≥10kV/mm。
- 紧固电气接线端子，防止虚接导致打火或短路。
- 备份PLC程序及温控参数，防止系统故障导致数据丢失。
3. 机械传动部件润滑
- 对炉门旋转机构、升降台丝杠等运动部件涂抹耐高温润滑脂(如MoS₂基润滑剂)。
- 检查导轨平行度，误差>0.5mm时需调整，避免卡滞或偏载。
三、关键部件更换周期
1. 石墨发热体：使用寿命约200~300炉次，出现局部熔化或直径缩小超10%时更换。
2. 隔热屏(碳毡/石墨纤维)：每500炉次检查厚度，超20%需更新，防止热量散失。
3. 观察窗石英透镜：表面出现雾状氧化或裂纹时更换，避免透光率下降影响测温。
4. 密封法兰：每次开炉后检查变形量，超出允许范围则更换，确保真空密封。
四、停机期间的保养
1. 防潮防锈处理
- 长期停用时，向炉腔内通入干燥氮气(露点≤-60℃)，保持内部干燥。
- 在电气柜内放置硅胶干燥剂，每月更换一次。
- 对金属部件涂抹防锈油(如硬膜防锈油)，覆盖裸露石墨件防氧化。
2. 功能测试与校验
- 每月通电测试一次，检查仪表显示、报警功能是否正常。
- 校准温控系统PID参数，模拟升温曲线，确保控温精度±1%以内。
五、操作规范与安全注意事项
1. 严禁超温运行：严格按工艺卡设置温度，最高不超过设计极限(如3000℃)。
2. 避免急冷急热：降温速率控制<15℃/min，防止石墨件热应力开裂。
3. 异常处理：若炉内出现冒烟、异味或电压突变，立即断电并通入保护气体。
4. 个人防护：维护时穿戴隔热服、防割手套及防尘口罩，防止烫伤或吸入碳粉尘。
六、养护记录与数据分析
1. 建立档案：记录每次养护内容、更换部件型号、运行参数及故障现象。
2. 寿命预测：通过分析发热体电阻变化、炉腔真空度衰减等数据，提前预判零件更换时间。
3. 持续改进：根据生产需求优化养护周期，例如增加氩气纯度监测装置以减少炉内氧化。
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