一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉制造技术

本实用新型专利技术提供基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，IGBT直流电柜通过汇流铜排组件与炉体内的电极组件连接，电极组件间装设有钽材负载。炉体通过真空管路与真空系统的进气端连接。IGBT直流电源柜的信号交换接口与供电及控制系统的第一输出端连接。真空系统的信号交换接口与供电及控制系统的第二输出端连接。优点是通过采用直流烧结方式解决了三相电网电流(交流电流)的不平衡、功率因数低等技术缺陷。且不像交流烧结法中电流集中在钽材负载表面产生趋肤效应，而是均匀分布在钽材负载的横截面上，提高烧结质量。由于IGBT控制方式具有高频率、高耐压、大电流、低压降等特点，本方案大幅提高电能的功率利用率、实现了降低耗能、提升烧结的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉
本技术涉及钽材烧结炉领域，尤其涉及一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉。
技术介绍
钽具有熔点高、延展性好、热导率大、化学稳定性好、抗腐蚀性强等优良特性，经氧化处理后，其表面可以形成致密、稳定、介电常数高的无定形氧化膜，加工后制成的电容器具备体积小、容量大、可靠性高、寿命长、耐压性能好、功能稳定、适应苛刻工作条件的优点。因而钽电容器在当代通讯、电脑、汽车电子、数码电器等方面得到了极其广泛的应用。钽丝是制作钽电容的主要原材料，其加工过程经过混料、冷等静压成型、垂熔烧结、轧制、拉拔、热处理等工序。垂熔烧结工艺的好坏直接影响后期产品的性能。其目的是提纯并致密化料材，从而使坯料具备满足后续加工及终端应用的质量要求。该工艺过程是在真空环境下采用低压大电流对钽条进行烧结处理，烧结的温度往往低于材料熔点，保证没有明显的液相产生，因此属于固相烧结过程。在烧结过程中多孔的粉末体会发生一系列复杂的物理、化学变化，包括杂质的相互反应和去除以及物质的再结晶和金属颗粒晶粒的长大等，这些变化最终导致坯料的致密化和杂质去除。目前工业生产当中均采用单相交流低压大电流的方式对料材进行烧结处理，该处理方式一容易导致电网负载不均衡，二由于交流电的电流周期性变化，导致了通过交流电加热材料不可避免的产生电流趋肤效应，导致烧结条表层与心部温度不均匀，继而出现除杂不均的结果。如何保证烧结条烧结过程中内外温度均衡，使得经烧结后的钽材负载表面均匀，达到理想的烧结提纯效果成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术提供一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，用以解决现有技术中无法保证烧结条烧结过程中内外温度均衡，导致经烧结后的钽材负载表面出现趋肤效应，还导致烧结条表层与心部温度不均匀，继而出现除杂不均结果的问题。为了实现上述目的，本技术技术方案提供了一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，它包括：IGBT直流电源柜、钽材负载、炉体、电极组件、真空系统和供电及控制系统：IGBT直流电柜通过汇流铜排组件与所述炉体内的所述电极组件连接，电极组件间装设有钽材负载。炉体通过真空管路与真空系统的进气端连接。IGBT直流电源柜的信号交换接口与供电及控制系统的第一输出端连接。真空系统的信号交换接口与供电及控制系统的第二输出端连接。作为上述技术方案的优选，较佳的，钽材负载通过述电极组件悬空竖直装设于所述炉体内。作为上述技术方案的优选，较佳的，IGBT直流电源柜的电力输出端通过汇流铜排组件与炉体内的电极组件连接。作为上述技术方案的优选，较佳的，真空系统通过真空管道组与炉体相连。作为上述技术方案的优选，较佳的，真空系统由若干真空机组组成。作为上述技术方案的优选，较佳的，电极组件包括上电极夹头和下电极夹头。作为上述技术方案的优选，较佳的，供电及控制系统包括：主控模块、断路器、PSM功率开关模块组、输出检测电路和总线：主控模块的信号交换接口分别与上位机、CAN总线和输出检测电路连接，信号交换接口还与PSM功率开关模块组连接。PSM功率开关模块组包括若干并联的PSM功率开关模块，PSM功率开关模块组的电力输入端和电力输出端与IGBT电源柜的汇流铜排短接。PSM功率开关模块组中每个PSM功率开关模块的电力输入端与所述汇流铜排之间均设有一断路器。作为上述技术方案的优选，较佳的，PSM功率开关模块组中包括一冗余PSM功率开关模块。本技术技术方案提供了一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，它包括：IGBT直流电源柜、钽材负载、炉体、电极组件、真空系统和供电及控制系统：IGBT直流电柜通过汇流铜排组件与所述炉体内的所述电极组件连接，电极组件间装设有钽材负载。炉体通过真空管路与真空系统的进气端连接。IGBT直流电源柜的信号交换接口与供电及控制系统的第一输出端连接。真空系统的信号交换接口与供电及控制系统的第二输出端连接。本技术的优点是通过采用直流烧结方式解决了三相电网电流(交流电流)的不平衡、功率因数低等技术缺陷。且不会像传统的交流烧结法一样受到“趋肤效应”影响使电流主要集中在钽材负载表面，而是均匀分布在钽材负载的横截面上，由于热辐射作用，钽材负载芯部温度相对较高，有利于杂质的挥发，提高烧结质量。由于IGBT控制方式高频率、高耐压、大电流、低压降等特点，本技术大幅提高电能的功率利用率、降低耗能、提升烧结的稳定性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉的结构示意图一。图2为本技术实施例提供的基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉的供电及控制系统的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。现结合实施例对本技术进行详细说明，如图1所示：钽材负载(2)以悬空且竖直方向安装于炉体(1)内，其两端分别与上电极夹头(3)和下电极夹头(4)固定，上电极夹头(3)和下电极夹头(4)匀与汇流铜排组件(6)的一端连接，汇流铜排组件(6)的另一端与IGBT直流电源柜(5)的电力输出端连接，基于上述结构实现IGBT直流电源柜(5)与钽材负载(2)的两端电性连接。由多个真空机组组成的真空系统(7)通过真空管道(8)与炉体(1)连接。进一步的，IGBT直流电源柜(5)的信号交换接口通过电缆与供电及控制系统(9)的第一输出端A连接，真空系统(7)的信号交换接口通过另一电缆与供电及控制系统(9)的第二输出端B连接。具体的，如图2所示：供电及控制系统(9)至少包括：断路器91、主控模块92、N+1个PSM功率开关模块93、输出检测电路94、总线(CAN总线)95和上位机96。主控模块92的信号交换接口分别与上位机96、CAN总线95和输出检测电路连接，所述信号交换接口还与所述PSM功率开关模块组连接，每个PSM功率开关模块93的电力输入端与汇流铜排之间均设有一断路器91。主控模块92、上位机96及控制电源柜：控制电源柜包括开关、PLC、继电器、接触器、空气开关等控制组件。主控模块92、上位机96及控制电源柜组成的总控功能是与IGBT直流电源柜(5)、真空系统(7)进行信号交换以及连锁控制(真空机组中真空泵及真空阀门连锁启停控制、真空机组水流状态监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，其特征在于，它包括：IGBT直流电源柜、钽材负载、炉体、电极组件、真空系统和供电及控制系统，/n所述IGBT直流电柜通过汇流铜排组件与所述炉体内的所述电极组件连接，所述电极组件间装设有所述钽材负载；所述炉体通过真空管路与所述真空系统的进气端连接；所述IGBT直流电源柜的信号交换接口与所述供电及控制系统的第一输出端连接；所述真空系统的信号交换接口与所述供电及控制系统的第二输出端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，其特征在于，它包括：IGBT直流电源柜、钽材负载、炉体、电极组件、真空系统和供电及控制系统，
所述IGBT直流电柜通过汇流铜排组件与所述炉体内的所述电极组件连接，所述电极组件间装设有所述钽材负载；所述炉体通过真空管路与所述真空系统的进气端连接；所述IGBT直流电源柜的信号交换接口与所述供电及控制系统的第一输出端连接；所述真空系统的信号交换接口与所述供电及控制系统的第二输出端连接。


2.根据权利要求1所述的基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，其特征在于，所述钽材负载通过所述电极组件悬空竖直装设于所述炉体内。


3.根据权利要求1所述的基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，其特征在于，所述IGBT直流电源柜的电力输出端通过汇流铜排组件与所述炉体内的所述电极组件连接。


4.根据权利要求1所述的基于IGBT的钽材专用真空直流垂熔烧结炉，其特征在于，所述真空系统通过真空管道组与所述炉体相连。


5.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勍，宁堃，孙照富，张睿，王征，陈俊，张伟，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11