连续进料CVD回转窑炉炉压检测设计与实验研究

【作者】 郑鹏； 毛良明； 汪炜；

【机构】 南京航空航天大学机电学院； 南京航空航天大学无锡研究院；

【摘要】 连续进料CVD(Chemical Vapor Deposition)回转窑炉是利用化学气相沉积的方法进行粉体材料表面包覆改性的设备,通过粉体材料的表面包覆改性从而实现对基体材料的理化性能改善。使用CVD回转窑炉进行粉体材料表面包覆改性,其改性的优劣程度主要受到CVD回转窑炉炉膛内部包覆环境的影响,而CVD回转窑炉炉膛内部压力是影响CVD回转窑炉炉膛内部包覆环境的关键因素,同时也是安全生产的基本保障。在CVD回转窑炉生产过程中,通过控制炉膛内部压力的稳定来实现炉膛内部包覆环境的稳定,从而控制材料改性的质量。由于CVD回转窑炉在实际生产过程中高温(1200℃)、粉尘弥漫的恶劣环境,使炉压检测成为一个技术难题。连续进料CVD回转窑炉炉压检测系统设计与实验研究从提升企业精益生产水平的角度出发,开展了对CVD回转窑炉炉内压力检测方法的研究,通过采集分析炉膛温度分布曲线选取了合适的炉压采集点,综合考虑包覆材料的小粒径、易弥漫的特性以及基于材料安息角对炉压采集管路的结构进行了恰当的设计,再结合基于西门子PLC的检测电路系统的硬件搭建,构建了一套适合CVD回转窑炉恶劣环境的炉压检测系统。在炉压检测系统的基础上开展了系统测试实验,经对实验测得的炉压曲线存在的大幅度波动现象进行分析与实验研究,确定炉压波动影响因素后,从系统硬件结构上对炉压检测系统进行了优化,优化后经试验验证炉压曲线的最大波动量从优化前的270%减小至优化后的83%,系统的准确性得到了明显提高。鉴于炉压检测系统硬件优化后炉压仍存在波动的情况,继而开展了炉压波动影响因素的进一步实验研究,通过设计对比试验,分析了影响炉压波动因素的主次关系,这为CVD回转窑炉机械结构的优化设计提供了可靠的机理参考,同时为炉压的进一步精准控制奠定了基础。经过进一步的优化,结合生产工艺参数的进一步调整,该炉压检测系统将有望在连续进料CVD回转窑炉的实际生产中为实现超细粉体材料表面改性生产精益化提供关键技术指标。更多还原