العربية

العربية

تحليل تجانس التركيب ودرجة الحرارة لـ LTCC فرن

تحليل تجانس التركيب ودرجة الحرارة لـ LTCC فرن الحرق


الملخص: هذا يناقش المقال هيكل نظام التحكم في التدفئة والجو للمصعد المتقطع بالحمل الحراري LTCC تلبيد فرن. مدمج مع اختبار تحليل العوامل الرئيسية التي تؤثر على توحيد درجة حرارة فرن التلبيد ، وقواعد وطرق ضبط المعلمات أثناء العملية موصوفة.

مفتاح الكلمات: LTCC فرن التلبيد ، اختبار ضبط توحيد درجة الحرارة


1 .LTCC المقدمة

LTCC (منخفضة درجة حرارة مشترك سيراميك) التكنولوجيا هي تقنية مكونات متكاملة رائعة تم تطويرها في السنوات الأخيرة. ال الخطوات الأساسية لملف LTCC النموذجي عملية إنتاج الركيزة تشمل: شريط من السيراميك الخام → قولبة → حفر → ملء → طباعة الشاشة → كشف جودة الطباعة → التصفيح → تصفيح → تلبيد → ما بعد المعالجة → LTCC دارة كشف.

مع التطور السريع لـ LTCC وضعت الصناعة والقدرة على الإنتاج ومراقبة الجودة متطلبات أعلى وأعلى للمعدات في LTCC عملية التلبيد من الطبقتان الأصليتان لكل الفرن إلى الإصدارات الحالية 16 لكل الفرن. ومع ذلك ، في الإنتاج الضخم ، تعرض المعدات العديد من المشاكل ، مثل إطلاق نفس منتج الفرن ، ومعدل انكماش المواد الموضوعة في مناطق مختلفة من الفرن مختلف تمامًا ، واتساق المنتجات ضعيف جدًا ، يسبب أيضًا المزيد من المشكلات المتعلقة بنفايات المنتجات وفضلاتها غرفة فرن التلبيد هي 600x600x600mm ، ومتوسط ​​درجة الحرارة 400x400x400m. عادة ، نضع طبقات قليلة فقط في الغرفة ، ولا يتم استخدام سوى جزء صغير من مساحة درجة حرارة ثابتة ، ويتم إضافة طبقات قليلة فقط بعد زيادة الإخراج ، والتي بعيد عن بذل أقصى قدر من كفاءة استخدام فرن التلبيد هذا الورق ، هيكل LTCC فرن تلبيد مع الحمل الحراري يتم تحليل البنية المتقطعة بأخذ 43 فرن تلبيد قيد الاستخدام حاليًا كمثال ، وتناقش العوامل الرئيسية التي تؤثر على التحكم في درجة الحرارة وطرق الضبط.


2.LTCC اختبار تجانس درجة حرارة التلبيد

من أجل العثور على المشاكل وحلها وتحسين كفاءة المعدات ، قام المؤلف بتخصيص ثماني مزدوجات حرارية مدرعة واختبارها مع دورية درجة الحرارة ثمانية مزدوجات حرارية موزعة بالتساوي في ثماني نقاط في منطقة درجة حرارة الفرن


التين 1 توزيع نقاط اختبار درجة الحرارة


من بيانات اختبار درجة الحرارة الفعلية في الجدول 1 ، يمكن ملاحظة أن أقصى انحراف لنقطة الاختبار هو 60 ℃ في قسم ارتفاع درجة الحرارة ، والحد الأقصى للاختلاف في انتظام منطقة التلبيد هو 17 ℃ من 850 ℃ في قسم درجات الحرارة المرتفعة ، التي من الواضح أنه لا يفي بمتطلبات العملية التناسق LTCC إنتاج التلبيد ، والتحكم المنتظم في توحيد درجة الحرارة في منحنى درجة الحرارة الكامل لفرن التلبيد له تأثير حيوي على اتساق جودة وإنتاجية LTCC الركيزة التصنيع.من نتائج الاختبار الفعلية ، فإن مؤشر اتساق درجة الحرارة لمنطقة درجة الحرارة الثابتة لفرن التلبيد الذي نستخدمه ضعيف للغاية ، ومنطقة درجة الحرارة الثابتة الحقيقية والمستقرة أقل بكثير من الرقم القياسي الاسمي لـ 400x400x400mmn الفضاء ، التي لا يفي بمتطلبات الإنتاج الضخم ، ولا يمكن تطويره وإنتاجه إلا بكمية قليلة في مساحة مستقرة محلية ، هو أيضًا السبب الرئيسي لتقييد اتساق جودة المنتج وتحسين المعدات السعة من أجل حل هذا تمامًا ، نحتاج إلى مزيد من التحليل وضبط فرن التلبيد ، والاستفادة الكاملة من إمكانات

الجدول 1 بيانات اختبار درجة الحرارة

تحليل الهيكل ومجال نقل الحرارة لفرن التلبيد

3.1 هيكل LTCC فرن تلبيد

من أجل تحسين اتساق درجة حرارة فرن التلبيد ، من الضروري أن نفهم تمامًا هيكل المعدات ، وخاصة هيكل التحكم في التدفئة والجو ، تأثير مهم على درجة الحرارة ، ثم تحليل العوامل الرئيسية وطرق الضبط التي تؤثر على تغير درجة الحرارة أنا استخدم هو الحمل الحراري الرفع المتقطع LTCC فرن التلبيد التي يتكون بشكل أساسي من نظام تسخين الفرن ونظام الغلاف الجوي ونظام تحميل الرفع ونظام التحكم الكهربائي فرن التلبيد من النوع الصندوقي ، وجسم الفرن مصمم على شكل مربع ، يقع في الجزء العلوي من الجانب الأمامي للفرن ال بطانة الفرن العازلة كلها مصنوعة من متعدد الطبقات لوح عازل من ألياف السيراميك الخفيف ، وأربع مناطق تسخين مرتبة في الاتجاه العمودي وفقًا للتوزيع المنتظم للحقل الحراري. يتم تسخين كل منطقة تسخين بواسطة أربعة عناصر تسخين في الأمام والخلف والجانب الأيمن لضمان التسخين المنتظم في منطقة الفرن ال يظهر الهيكل في الشكل 2 أدناه.

التين 2 ـ الهيكل الداخلي لفرن التلبيد

ال يوفر نظام الغلاف الجوي بشكل أساسي غاز معالجة مستقر وتحكمًا مستقرًا في الضغط للفرن ، أي يتكون من جهاز تنقية الهواء ، وجهاز تقليل الضغط ، وصمام تنظيم نسبي ، ومقياس تدفق ، وسخان غاز ونظام التحكم في درجة الحرارة ، وطارد مضغوط (هواء صندوق مدخل) ، تجميع صندوق العادم وعادم فنتوري. لتوزيع درجة الحرارة في الفرن ، يتم تقسيم هواء السحب إلى أربعة مسارات ، يتم التحكم في كل مسار من خلال معدل التدفق ودرجة الحرارة بشكل مستقل ، ويدخل الغاز بعد التسخين المسبق إلى درجة حرارة مناسبة إلى غرفة الفرن بالتساوي من القاذف فائق الشحن على الجانب الأيمن من غرفة التسخين ، يتدفق الهواء الساخن بالتساوي من خلال الطبقة البينية لقوس التلبيد ، ثم يتجمع من خلال صندوق العادم ، ثم يستخدم تأثير حقن الفنتوري لأنبوب العادم للحفاظ على ضغط سلبي دقيق معين في من خلال الفرن حلقة مغلقة التحكم ، وذلك لتحقيق الهدف المتمثل في جعل تدفق الغاز داخل الفرن موحد.

3.2 تحليل LTCC مجال درجة حرارة فرن التلبيد ونقل الحرارة

ال ظاهرة انتقال الحرارة ثلاثي الأبعاد في LTCC فرن التلبيد معقد ، أي ينتمي إلى عملية نقل الحرارة غير المستقرة مع ثلاث طرق لنقل الحرارة: التوصيل الحراري ، والحمل الحراري ، والإشعاع في الفضاء المغلق

ال تتضمن ظاهرة انتقال الحرارة بالحمل الحراري في الفرن بشكل أساسي انتقال الحرارة بالحمل القسري بين تدفق الهواء الناتج عن مدخل الهواء القسري و LTC المنتجات ، ورفوف المواد ، وألواح الاحتراق ، إلخ يعد نقل الحرارة بالحمل الحراري في الفرن أهم طريقة لنقل الحرارة في الفرن ، وهو العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على توحيد مجال درجة الحرارة في الفرن. نقل الحرارة بالإشعاع في فرن التلبيد هو أيضًا الطريقة الرئيسية لنقل الحرارة في الفرن والعامل الرئيسي الذي يؤثر على درجة حرارة الفرن ، ولكن التأثير على توحيد مجال درجة الحرارة في الفرن ليس كبيرًا لأن هيكل القولبة لفرن التلبيد ، ما لم درجة شيخوخة الأكسدة لكل لوح تسخين وطبقة عازلة لكل جزء غير متسقة.

3.3 تحليل العوامل المؤثرة LTCC التلبيد درجة حرارة الفرن التوحيد

وفقًا لتحليل الهيكل الحراري للفرن ، فإن العوامل الرئيسية التي تؤثر على درجة الحرارة هي كما يلي:

(1) ال الأول هو بنية مجال درجة الحرارة وطريقة التحكم في درجة الحرارة

ال يتم ترتيب مجال درجة حرارة الفرن بشكل موحد مع أربع مناطق درجة حرارة على طول اتجاه الارتفاع ، وأربع نقاط للتحكم في درجة الحرارة ، ومسخن مرتبة على الجوانب الأربعة لكل منطقة درجة حرارة. ال يحدد وضع التحكم في درجة الحرارة أن أربعة جوانب يتم تسخين السخانات الموجودة في نفس منطقة درجة الحرارة أو إيقافها بشكل متزامن في العملية الحرارية لأن في تصميم الهيكل المتماثل للفرن ، يكون النقل الشامل للحرارة للفرن في أي وقت هو نفسه في الاتجاهين الأمامي والخلفي. في الاتجاه العمودي ، من الأسهل تسخينه في الأعلى من في الجزء السفلي بسبب تأثير تصاعد تدفق الغاز الساخن هذا هو العامل الرئيسي الذي يؤثر على توحيد درجة حرارة الفرن في الاتجاه الرأسي.

(2) ال ترتيب مداخل الهواء وصناديق العادم وطريقة تدفق الغلاف الجوي المجال

بسبب القيود المفروضة على ترتيب حجرة العادم وغرفة المدخل ، يختلف انتقال الحرارة بالحمل في الاتجاهين الأيسر والأيمن للفرن ، يصبح العامل المباشر الذي يؤثر على توحيد درجة حرارة الفرن. ال عدم تناسق البنية اليسرى واليمنى لمجال درجة الحرارة وحقل تدفق الغلاف الجوي ، اتجاه التدفق من من اليمين إلى اليسار في الفرن ، أي اتجاه انتقال الحرارة مدفوعًا بنقل الحرارة بالحمل الحراري من من اليمين إلى اليسار ، سيجعل نقل الحرارة الشامل في الاتجاه الأيسر والأيمن للفرن مختلفًا في أي وقت ، هو العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على انتظام درجة حرارة الفرن ، ولكنه أيضًا العامل الأساسي.

(3) عوامل غير مؤكدة

43 الذي يستخدم فرن التلبيد منذ عشر سنوات ، ودرجة الأكسدة لكل لوحة تسخين وكل جزء من طبقة الحفاظ على الحرارة مختلفة ، والإشعاع الحراري ليس متماثلًا تمامًا ، وتوحيد مجال تدفق الغلاف الجوي في الفرن غير مؤكد بسبب لتأثير الوضع المختلف والارتفاع والإخراج لدعم التلبيد في الفرن وتأثير امتصاص الطاقة الحرارية بواسطة دعامة التلبيد ، بحيث يتأثر توحيد درجة حرارة الفرن أيضًا ؛


4 LTCC تلبد تعديل درجة حرارة التوحيد

تحليل البيانات من الاختبار (انظر الجدول 1) إنه يمكن أيضًا ملاحظة أن اتساق درجة الحرارة هو تغيير ديناميكي ، وهناك قانون تغيير ديناميكي معين ، درجة حرارة الجزء العلوي A1 ، B1 ، C1 ، D1 نقطة الاختبار أعلى من السفلي A2 ، B2 ، C2 ، D2 نقطة الاختبار في مرحلة التسخين ككل ، هذا هو بسبب في عملية التسخين ، يرتفع الغاز الساخن ، وينتقل الحرارة إلى الأعلى أكثر و أسهل ؛ B2 ، D2 على الجانب الأيمن أقل بشكل عام ، لأن الجانب الأيمن هو نهاية مدخل الهواء ، وانخفاض درجة حرارة الغلاف الجوي في سحب درجة حرارة منخفضة انتظام درجة الحرارة في نفس طبقة الارتفاع هو الأفضل. ال درجة الحرارة في الجانب الأيمن من الطبقة السفلى B2 ، D2 من الواضح أنه أعلى من ذلك في الجانب الأيسر A2 ، C2 ، أي يمكن تحليلها في اتجاه تدفق الغاز كما هو موضح في الشكل 3. ال تدفق الغاز من من اليمين إلى اليسار والاتجاه الصاعد جنبًا إلى جنب ، يمتص باستمرار الطاقة الحرارية المشعة لسلك التسخين أثناء عملية التدفق في الفرن غرفة. A2 ، C2 تقع في الجانب الأيسر السفلي من حجرة الفرن ، التي منطقة ميتة نسبيًا لتدفق الغاز. ال تتحقق بيانات الاختبار أيضًا من تحليل توزيع درجة الحرارة في غرفة الفرن.

من بيانات الاختبار أعلاه وتحليل مجال درجة الحرارة ، يمكننا استنتاج أن درجة الحرارة في الجانب الأيسر من حجرة الفرن عادة ما تكون أعلى من في الجانب الأيمن ، ودرجة الحرارة في الطبقة العليا أعلى من ذلك في الطبقة السفلى ؛ بسبب التأثير الماص للحرارة للقوس وتدفق الغاز ، فرق درجة الحرارة في تدفق الهواء الزاوية الميتة المنطقة كبيرة جدًا عند الارتفاع الأولي في درجة الحرارة ، وستنخفض تدريجيًا مع درجة الحرارة ارتفاع ؛ خلال عملية التلبيد بأكملها ، فإن تدفق الغاز الساخن هو السبب الأساسي الذي يؤثر على درجة الحرارة.

التين 3 رسم تخطيطي لتدفق الغاز الساخن في غرفة الفرن

ال يتم قياس درجة حرارة الفرن التقليدية بعد ثبات درجة الحرارة في حجرة الفرن ، ولكن في هذا منحنى العملية ، ترتفع درجة الحرارة إلى 850 تلبيد مستقر لمدة 10 دقائق فقط ، معدل التسخين له تأثير كبير على المنتج ، لذلك من الضروري الانتباه إلى التوحيد في عملية التسخين ، في هذا عملية ، يعتبر الحد الأقصى للطاقة الإشعاعية للوحة التسخين مهمًا بشكل خاص للحفاظ على توازن الحرارة لأربعة أسطح تسخين

أ طاقة الإخراج لكل لوح تسخين من ألياف السيراميك (16 في 4 درجات حرارة مناطق)

ب تدفق مدخل معدل ؛

ج 4 طاقة التسخين المسبق للغاز و درجة الحرارة ؛

يوضح الجدول 2 المعلمات الداخلية لفرن التلبيد ، التي لا توازن بشكل كامل تأثير ارتفاع تدفق الغاز الساخن الداخلي ، ولكن تحد جزئيًا من الطاقة في الاتجاهين الأيسر والأيمن بحيث تكون درجة الحرارة في نفس الطبقة الأفقية متسقة ، ولا تأخذ في الاعتبار تأثير تدفق الغاز الساخن في الاتجاه الرأسي ، ولا تعوض عن المعلمات ، التي يمكن رؤيته من بيانات الاختبار في الجدول 1. هذا يتماشى مع حقيقة أن متى تم تقديم الجهاز لأول مرة في معهدنا ، كان حجم التطوير صغيرًا ، وكانت مساحة درجة الحرارة الثابتة لمجموعة من المعلمات مع نفس درجة الحرارة ، التي تم تصحيحه بواسطة خبراء تقنيين من الشركة المصنعة من أجل قدر ضئيل من التطوير ، وكان صغيرًا جدًا ، لكن اتساق درجة الحرارة في جزء معين من نفس طبقة الارتفاع كان جيدًا.

الجدول 2 معلمات التحكم في المعدات الأصلية

وفقًا لقاعدة توزيع المجال الحراري التي تم الحصول عليها من في الاختبار والتحليل أعلاه ، يتم إعطاء مخطط ضبط معلمات المعدات على النحو التالي: مع الأخذ في الاعتبار متطلبات جو العملية لتفريغ الغراء في عملية التلبيد ، والحفاظ على معدل تدفق الغاز دون تغيير ، وضبط معلمات التحكم الداخلية للمعدات ، والحد من خرج الطاقة عن طريق التحكم في كل لوحة تسخين ، والحد من الطاقة في منطقة درجة الحرارة المرتفعة ، وتعويض الطاقة في منطقة درجة الحرارة المنخفضة ، لجعل نقل الحرارة الشامل على الجانب الآخر من الفرن متماثلًا في أي وقت قوة الخرج المحدودة للجانبين الأمامي والخلفي هي نفسها ، وتزداد قوة الخرج المحدودة للوحة التسخين في اتجاه تدفق الهواء للجانبين الأيسر والأيمن ، وتكون قوة مدخل الهواء الأيمن أكبر من الجانب الأيسر. يتم استخدام تعويض درجة الحرارة بين الطبقتين العلوية والسفلية لضمان اتساق درجة الحرارة لكل نقطة في منطقة درجة الحرارة الثابتة ، وذلك لتعويض عامل ارتفاع تدفق الهواء الساخن. يتم تحديد المعلمات الأولية ، وتركيب دعامة التلبيد ، وإجراء اختبارات متكررة ، وزيادة طاقة الإخراج بشكل مناسب بالقرب من نقطة درجة الحرارة المنخفضة ، ويتم استخدام تعويض الضبط الدقيق المحلي للتخلص من تأثير درجة الحرارة الناجم عن تقادم اللوح الساخن طبقة العزل وتأثير دعامة التلبيد على تدفق الغاز ، وذلك لتحسين حالة المعدات الأكثر استقرارًا.


5 ملاحظات ختامية

ال تُظهر بيانات الاختبار أن قانون توزيع مجال درجة حرارة الفرن ، من خلال حد الطاقة وتعويض درجة الحرارة ، يمكن أن يحسن توحيد درجة حرارة فرن التلبيد ، وسنعمل لاحقًا على تحسين اختبار العملية والإنتاج

ارسل رسالة
ارسل رسالة
إذا أنت مهتمون بمنتجاتنا ويريدون معرفة المزيد من التفاصيل ، يرجى ترك رسالة هنا ، وسنقوم بالرد عليك بأسرع ما نستطيع.

الصفحة الرئيسية

منتجات

حول

اتصل