充氮隧道炉的构造

充氮隧道炉是一种在惰性氮气氛围中进行加热、干燥、烧结或热处理的工业设备，广泛应用于电子、光伏、锂电池、陶瓷等行业。其核心构造设计需确保氮气环境的稳定性和工艺的均匀性。以下是其主要构造组成及功能详解：

1.炉体结构

外壳：通常采用双层不锈钢结构，中间填充隔热材料（如陶瓷纤维），兼顾强度与保温性能。

内胆：耐高温材料（如310S不锈钢或陶瓷），直接接触高温及氮气环境，需耐腐蚀、抗氧化。

炉膛截面：根据工件形状设计为方形或圆形，确保气流均匀分布。

2.加热系统

加热元件：  

电阻丝（如铁铬铝合金）、硅碳棒或红外加热管，布置在炉膛顶部/两侧。  

分区控温（通常3~10区），每区独立PID调节，温度精度可达±1℃。

隔热层：多层陶瓷纤维或高铝砖，减少热损失，提高能效。

3.氮气系统

进气装置：  

高纯氮气（99.999%）通过管道注入，入口设流量计和减压阀。  

多通道设计，确保炉膛内各区域浓度均匀。

排气与循环：  

废气经出口水冷装置快速冷却，防止氧气倒吸。  

部分设备配备氮气循环风机，降低气体消耗。

氧含量监测：实时检测氧浓度（通常≤100ppm），超标时自动补氮。

4.传动系统

输送机构：  

网带式（金属网带耐高温至1000℃）、辊道式（陶瓷辊）或链条式，根据负载选择。  

变频调速电机控制传输速度（0.1~5m/min可调）。

密封结构：  

进出口采用双帘氮气风幕或迷宫式密封，配合抽气装置维持微正压（10~50Pa）。

5.冷却段

水冷夹套：快速降温至工艺要求温度（如100℃以下），避免工件氧化。  

缓冷区：自然冷却或强制风冷，防止热应力开裂。

6.控制系统

PLC/HMI：集成温度、氧含量、传动速度等参数监控，支持程序升温曲线。  

安全联锁：超温、断气、停电自动启动应急氮气保护。

7.辅助结构

观察窗：耐高温玻璃，便于目视检查炉内状态。  

应急泄压阀：防止炉内压力异常升高。  

清洗接口：用于定期清除炉内挥发物残留。

设计关键点

气密性：所有焊缝及接口需氦检漏，确保漏率＜1×10⁻⁶ Pa·m³/s。  

气流动力学：通过CFD模拟优化氮气流向，避免死角。  

能耗控制：余热回收系统可降低氮气加热成本。

不同行业（如锂电池极片干燥与电子元件烧结）的隧道炉会在细节上调整，例如锂电池炉可能增加溶剂回收装置，而电子炉则更注重超低氧控制（＜10ppm）。实际选型需根据工艺需求定制。