[發明專利]一種大型復合輻射式加熱棒及其制備方法

有效

• 申請號: 201710114738.4
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106900094B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 孫勁騰;孫學賢
• 申請（專利權）人: 孫勁騰;孫學賢
• 主分類號: H05B3/64
• 分類號: H05B3/64;H05B3/02;H05B3/10;H05B3/12
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 左建華

1.一種大型復合輻射式加熱棒，其特征是：包括一絕緣材質的固定套管，沿固定套管的軸線方向在固定套管的管壁上均勻貫穿設有若干個安裝柱孔，所述安裝柱孔呈圓環狀排布于固定套管側壁上，在每個安裝柱孔內均插設有一加熱棒，所述加熱棒包括一由若干根棒體單元連接而成的加熱段以及焊接在加熱段兩端端部的兩個導電冷端，緊鄰每個安裝柱孔的固定套管外側壁均開設有若干個與安裝柱孔相連通的固定孔，在固定孔內以及正對固定孔的安裝柱孔內填充有陶瓷固結劑。

2.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：所述加熱棒的兩端分別伸出固定套管的端部10cm，所述導電冷端的長度為5.8m。

3.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：相鄰兩加熱棒的中心距為加熱棒直徑的4倍。

4.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：所述固定套管的長度為6m、外徑為40cm、壁厚為12mm，所述加熱棒的直徑為9mm，相鄰兩加熱棒中心間距為36mm。

5.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：每根棒體單元的長度為1.8-2m，與同一安裝柱孔相連通的相鄰兩固定孔之間的距離為1.8-2m。

6.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：相鄰兩棒體單元之間的連接方式為對焊焊接。

7.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：所述固定套管為莫來石材質。

8.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：所述陶瓷固結劑由以下重量比的原料燒結而成：Si粉5％、Fe₂O₃75％和Al粉20％。

9.根據權利要求1所述的大型復合輻射式加熱棒，其特征是：所述棒體單元為硅鉬棒。

10.根據權利要求1-9任一所述的大型復合輻射式加熱棒的制備方法，其特征是：包括如下步驟：

(1)混合固定套管原料：

(1-1)配料：

固定套管的原料組成為合成莫來石耐火材料，原料組成及百分比為：粒徑＜1mm的莫來石熟料顆粒50％、粒徑＜0.074mm的莫來石熟料粉35％、粒徑＜0.043mm的三氧化二鋁細粉10％、購于王村鎮正泰粘土礦的高純粘土粉5％；以及占莫來石熟料顆粒、莫來石熟料粉、三氧化二鋁細粉和高純粘土粉質量和3％的粘結劑，所述粘結劑為亞硫酸紙漿、聚合氯化鋁溶液或多聚磷酸鹽溶液；

(1-2)混料：

將步驟(1-1)中稱量得到的莫來石熟料顆粒、莫來石熟料粉、三氧化二鋁細粉和高純粘土粉置于混料機干混3-5min，得混料；向步驟(1-2)得到的混料中加入粘結劑，混碾3-5min，得泥料；

(2)在固定套管模具中預埋PVC細管：

在固定套管模具中均勻預埋直徑為9mm的PVC細管，PVC細管在固定套管模具中間呈圓環狀均勻分布，相鄰兩PVC細管中心距為40-50mm；

(3)固定套管成型：

將步驟(1-2)得到的泥料填入步驟(2)預埋PVC細管的固定套管模具中，邊填入邊采用人工細桿震搗，使固定套管模具內泥料均勻致密，制成固定套管成型坯料；

(4)烘干固定套管：

將步驟(3)得到的固定套管成型坯料風干，或者置于烘干爐中，從室溫起以5℃/h的升溫速度升至120℃，烘干后得到固定套管管坯；

(5)燒制固定套管：

將步驟(4)得到的固定套管管坯在工業爐窯內燒制，從室溫起以5℃/h的升溫速度升至600℃，保溫8小時；然后以10℃/h的升溫速度升至800℃，保溫6小時；再以100℃/h的升溫速度升至1400℃，然后自然冷卻至室溫出窯，得固定套管；在100℃前脫除管坯中的自由水，在600℃左右脫除管坯中的結合水，800℃左右脫除管坯中的化合水；

(6)處理棒體單元界面：

購買長度為1.8-2m的硅鉬棒棒體單元，打磨使棒體單元的界面平整后，使兩棒體單元界面抵接以充分接觸；

(7)焊接棒體單元：

將兩根棒體單元的外端固定在對焊機上，在兩根棒體單元的外端施加5MPa左右壓力，向棒體單元通入1000A電流使棒體單元快速升溫，棒體單元焊口界面溫度達到2000°時，便焊接在一起，然后通過水冷使連接處快速降至室溫；以此類推，將3-4根棒體單元焊接，得加熱段；

(8)將加熱段固定在固定套管：

將步驟(7)得到的加熱段插入安裝柱孔內，并使加熱段的兩端伸出固定套管10-20cm，然后在固定套管上的每個固定孔內填入陶瓷固結劑，使用鎂條點燃陶瓷固結劑，陶瓷固結劑燒結后即可將加熱段固定在安裝柱孔內；所述陶瓷固結劑的原料組成及重量比例為：5％的Si粉、75％的Fe₂O₃、20％的Al粉；

(9)焊接冷端：

在加熱段的兩端分別焊接一冷端，即得大型復合輻射式加熱棒。