与厂家联合设计的大型高真空除气炉是为我所目前正在进行的国家“九五”重大科学工程——兰州重离子加速器冷却储存环(HIRFL-CSR)而建造的。储存环所需要的工作真空度为6×10-9Pa,因此要求所有的真空零部件除真空清洗、现场烘烤外,必须进行高温除气。根据需要,真空炉有效加热空间为直径0.8 m,长3.3 m,基本满足HIRFL-CSR各尺寸真空炉室的除气要求。对于不锈钢材料,合适的除气温度为950℃,保温时间为每毫米壁厚1 h。

    这台除气炉由3台20 000 L/s的油扩散泵作为主排气泵,3台大型液氮冷阱分别安装在泵口以防止油分子污染炉膛,同时可提高炉内真空度。扩散泵和液氮冷阱联合排气的结果,系统极限真空度达3×10-5Pa,950℃保温时的真空度优于2×10-3Pa。运行时1个5 m3的液氮储罐向冷阱提供液氮。根据技术要求,保温结束后温度从850℃降到600℃必须在15 min内完成,以防止奥氏体不锈钢材料内部的碳晶粒析出。因此专门设计1套增压系统将由液氮气化的高纯氮气引入1个3 m3的氮气储罐,在真空炉需要从850℃降温到600℃时,将高纯氮气充入炉内以达到迅速降温的目的。这台设备建成后,已开炉50余次,为HIRFL-CSR工程真空系统除气300余件工件。