[發明專利]一種復合加熱式熱處理爐

在審

• 申請號: 201610594942.6
• 申請日: 2016-07-26
• 公開（公告）號: CN107655333A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 賀俊德;羅旺;朱登偉
• 申請（專利權）人: 株洲晨昕中高頻設備有限公司
• 主分類號: F27B14/06
• 分類號: F27B14/06;F27B14/14;F27D27/00;F27D11/06;H05B6/24;H05B6/36;C01B32/205
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 盧宏,李發軍

技術領域

本發明涉及一種復合加熱式熱處理爐，屬于熱處理爐領域。

背景技術

現有石墨化爐多為石墨體發熱，然后將熱量通過輻射或者熱傳遞的方式傳給被加熱材料，能耗高，效率低；多數中頻感應爐僅通過石墨坩堝感應加熱傳遞熱量給加熱體，靠近坩堝的粉體和位于中間的粉體存在較大溫度差。

中國專利CN201010108189.8公開了一種豎式高溫連續石墨化爐，以上下電極對連接直流電源，以物料為電阻發熱，其缺點是能耗高，加熱效率低。后又出現中頻感應石墨化爐，如中國專利CN201410666556.4公開的一種立式連續感應高溫石墨化爐、中國專利CN201410016297.0公開的一種超高溫石墨化處理設備、中國專利CN201210487294.6公開的一種連續式高溫石墨提純設備、中國專利CN200910042891.6公開的石墨提純及石墨化高溫立式連續感應加熱爐、中國專利CN200920009018.2公開的連續立式中頻高溫高純石墨生產設備等，其特點是加熱效率高，能耗低，但是粉體的導熱系數較低，從而造成爐內材料的溫度均勻性較差，產品的性能參差不齊，并且這些石墨化爐均有爐殼結構和保溫層，除了需要爐殼冷卻水冷卻外，還限制了加熱爐的體積大小，保溫層更換維護費事費時費工，實際中并未實現大批量生產。

現有的感應加熱爐的加熱方式是通過中頻感應對石墨坩堝進行加熱，然后熱量由坩堝通過熱傳導的方式傳遞給物料，但是物料的導熱系數較低，會造成中心處和邊緣靠近坩堝處的物料存在溫差，最終導致產品性能參差不齊；而直流加熱爐需要大電流，能耗高，加熱效率低。

發明內容

本發明旨在提供一種復合加熱式熱處理爐，該熱處理爐結合中頻感應加熱技術和直流加熱技術，在節約能耗的同時提高加熱物料的溫度均勻性，加熱效果更好。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種復合加熱的熱處理爐，其結構特點是，包括設置在爐體外側用于感應加熱物料的感應線圈和設置在爐體內作為二次加熱元件的電極對；設置在石墨化爐最外層的所述感應線圈兼作爐殼。

由此，本發明采用感應加熱和電極對直流加熱相結合，顯著地提高了加熱效果，同時提高了物料加熱的均勻程度，彼此溫度相互補償，最高溫度可以達到3100℃。此外，本發明以感應線圈兼作外層爐殼，不再設置傳統的金屬爐殼，使爐體大小不再受金屬爐殼的限制，即可以減去金屬爐殼的體積，爐殼直徑通常為加熱線圈的1.2-1.8倍，降低占地面積，又可以省去金屬爐殼的制造成本和冷卻成本，利用粉體物料導熱性較差的特點，使其兼作保溫材料使用，同時利用感應線圈可以穿過非導體的特性，對粉體物料直接加熱，極大地提高了石墨化爐的加熱效率，降低生產成本，方便大批量規模化生產。

根據本發明的實施例，還可以對本發明作進一步的優化，以下為優化后形成的技術方案：

所述感應線圈為封裝感應線圈；優選所述感應線圈直徑為0.5m-10m，更優選為1m-3m；優選感應線圈的上部為由澆筑料澆筑而成的支撐體，下部為澆筑的空心感應線圈。

所述感應線圈頂部設有轉動盤，該轉動盤上設有轉動軸、電極和進料口；所述感應線圈底部設有板電極，該板電極中間設有與冷卻區相連的出料口；所述電極與板電極之間形成所述的電極對，由此，在電極對形成二級加熱元件的同時，電極被感應線圈加熱形成加熱元件（采用感應加熱加熱效率高，能耗低，無低壓大電流，不需要低壓整流，減少變壓器的銅損與鐵損的消耗，生產成本低，其電加熱效率提高了50%），可以進一步提高加熱區域面積，同時進一步提高爐內溫度，提高加熱效率。

所述轉動盤的邊沿部位由感應線圈支撐；所述電極貫穿并固定在轉動盤上，所述板電極與感應線圈形成用于盛裝加熱物料的坩堝。優選所述電極上設有調節電極伸入感應線圈內部長度的調節結構；更優選所述調節結構為旋轉結構或螺紋結構。

所述電極數量不少于2根，沿轉動盤中心線均勻分布；優選所述電極距離感應線圈內壁距離為50-500mm。

為了在加熱時方便雜質氣體快速溢出，所述電極的中部為通孔結構，該通孔結構兼作排氣通道和測溫通道；優選電極下部設有均勻分布的由外向內的斜向開孔。

為了實現電極旋轉時同時對物料起到攪拌作用，使物料加熱過程更均勻，所述轉動軸與驅動裝置相聯形成轉動元件帶動轉動盤旋轉；優選所述轉動軸的轉速不高于6r/min，優選為0 r/min - 3r/min。由此，電極由驅動裝置驅動轉動，在加熱時對物料進行攪拌。

所述熱處理爐為無爐殼石墨化爐，裝設在感應線圈內壁區域的物料兼作內保溫層。