[發(fā)明專利]一種高溫均勻性的鐘罩爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011062216.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112179130B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李海華;黃子謙;陳志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海寶鋼磁業(yè)有限公司;上海交通大學(xué)
• 主分類號: F27B11/00
• 分類號: F27B11/00;F27D1/18;F27D7/02;F27D19/00
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 周一新

本發(fā)明公開了一種高溫均勻性的鐘罩爐，該鐘罩爐為方形或圓形鐘罩式結(jié)構(gòu)，壁體由外而內(nèi)固定設(shè)為爐體外殼和爐體耐火內(nèi)層，爐側(cè)壁設(shè)有若干條含流量計、三通接頭和進(jìn)氣管的獨立進(jìn)氣通路，進(jìn)氣管經(jīng)爐側(cè)壁上的通氣孔伸入爐腔內(nèi)，伸入爐腔部分管壁周向均勻分布若干出氣孔；硅鉬棒均勻排布垂吊于爐腔邊緣，長度略小于爐腔高度；爐門為自下而上固定設(shè)有爐門耐火內(nèi)層和爐門外殼的升降式結(jié)構(gòu)，爐門耐火內(nèi)層為多層對稱蛋糕式結(jié)構(gòu)，單層面積自下而上依次減小，底層橫截面大于爐腔橫截面。本發(fā)明的鐘罩爐爐門結(jié)構(gòu)設(shè)計可改進(jìn)硅鉬棒彎曲底部加熱溫度低的問題，多分路和不同流量進(jìn)氣使?fàn)t內(nèi)氣體循環(huán)流動，有效工作區(qū)的溫度差達(dá)到±1℃，提高爐內(nèi)高溫均勻性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高溫均勻性的鐘罩爐。

背景技術(shù)

鐘罩爐是用于很多材料燒結(jié)的常用設(shè)備，由于電加熱高溫鐘罩爐具有高溫和工藝操作的靈活性，在微波鐵氧體和氧化鋯、氧化鋁等特種陶瓷行業(yè)被廣泛地使用。隨著市場需求的不斷變化，對產(chǎn)品的性能、形狀、尺寸精度等要求，對產(chǎn)品燒結(jié)溫度的均勻性要求更高。現(xiàn)有1500℃以上的高溫硅鉬棒加熱鐘罩爐，一般為圓形或方形，U型硅鉬棒加熱，均勻排布垂吊在爐膛側(cè)面。由于硅鉬棒高溫會伸長，選用硅鉬棒的加熱端長度比爐膛高度短一些，與下部保持一定的伸長間隙，如圖1所示。這樣容易形成上部溫度高、下部溫度低的現(xiàn)象，導(dǎo)致爐腔內(nèi)部產(chǎn)生上下溫差，溫度越高的高溫爐溫差越大，有的高達(dá)幾十度。通常高于1500℃的高溫?zé)Y(jié)爐，標(biāo)稱值大都是±5℃，對于一些對溫度均勻性高的材料，難以滿足其要求。

為改善上述情況，提高高溫均勻性進(jìn)行很多改進(jìn),如：為保證爐膛熱場均勻，設(shè)計時保持爐膛四周熱阻一致；爐膛頂部散熱較大，頂部保溫層一般適當(dāng)加厚等。陳躍峰等(陳躍峰，齊建平，提高電加熱高溫鐘罩爐溫度均勻性方法及應(yīng)用，陶瓷，2015年3月，P27)設(shè)計一種電加熱高溫鐘罩爐爐膛的特殊溫區(qū)——下部補(bǔ)償獨立溫區(qū)，較好地縮小爐膛截面的上下溫差。方法如下：在窯爐爐膛內(nèi)增設(shè)一種特殊硅鉬棒的加熱元件，使加熱元件總長度不變，縮短加熱元件的熱端，加大加熱元件的冷端，即加熱元件較長的冷端部分伸進(jìn)爐膛，并在爐膛下端增設(shè)溫度控制點，控制下部特殊溫區(qū)溫度。當(dāng)特殊加熱元件工作時，由于發(fā)熱端位于爐膛截面下部，加熱元件的主要功率在爐膛下部位置釋放，相應(yīng)的增加爐膛下部的加熱功率，提高下部的實際溫度。改進(jìn)前，常規(guī)結(jié)構(gòu)的鐘罩爐內(nèi)最大溫差為20℃(最高1653℃，最低1633℃)，增加特殊溫區(qū)后爐最大溫差為±3℃(最高1652℃，最低1646℃)，鐘罩爐的溫度均勻性有明顯提高。

歐陽建等(申請?zhí)?01811277258.0的專利：一種鐘罩爐)在活動爐門上設(shè)置進(jìn)氣口，保護(hù)氣氛經(jīng)過爐膛側(cè)壁的進(jìn)氣口進(jìn)入爐膛，基于現(xiàn)有鐘罩爐的保護(hù)氣氛通入裝置都是僅在爐膛的側(cè)壁上設(shè)置進(jìn)氣口設(shè)計。該進(jìn)氣方式雖然結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)便捷，但不利于溫度均勻性和氣氛場均勻性，在持續(xù)大進(jìn)氣量情況下，容易造成靠近爐膛內(nèi)壁部位和進(jìn)氣點附近溫度較低、保護(hù)氣氛濃度較高，而爐膛中部位置和底部溫度較高、保護(hù)氣氛濃度較低，從而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量較差。上述鐘罩爐側(cè)壁進(jìn)氣量非常大導(dǎo)致底部和頂部溫度較高時適用，但如果爐壁進(jìn)氣口進(jìn)氣量不大則不適用，因為爐門在最下面(即底部進(jìn)氣)，本來底部溫度最低，再進(jìn)氣，使?fàn)t內(nèi)底部溫度更低，進(jìn)一步增大溫差。另外，爐門是活動裝置，爐門上進(jìn)氣，增加設(shè)備的復(fù)雜性，降低設(shè)備的安全可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高溫均勻性的鐘罩爐，通過對現(xiàn)有鐘罩爐爐門進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，使鐘罩爐的工作區(qū)域在加熱棒豎直部分，同時通過進(jìn)氣氣路分布、不同流量的控制，調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度的均勻性。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種高溫均勻性的鐘罩爐，包括：流量計、三通接頭、進(jìn)氣管、爐體外殼、爐體耐火內(nèi)層、硅鉬棒和爐門，所述鐘罩爐為方形或圓形鐘罩式結(jié)構(gòu)，其壁體由外而內(nèi)固定設(shè)置為爐體外殼和爐體耐火內(nèi)層，爐側(cè)壁設(shè)有若干條含有流量計、三通接頭和進(jìn)氣管的獨立進(jìn)氣通路，所述進(jìn)氣管經(jīng)爐側(cè)壁上均勻分布的通氣孔伸入爐腔內(nèi)，伸入爐腔部分管壁周向均勻分布若干出氣孔；硅鉬棒，均勻排布垂吊于所述鐘罩爐的爐腔邊緣，其長度略小于爐腔高度；