專利名稱：一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電加熱熱處理設(shè)備行業(yè)，具體涉及一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐。
背景技術(shù)：
在國內(nèi)生產(chǎn)海綿鋯的行業(yè)內(nèi)，用于對還原甑加熱的加熱設(shè)備普遍為井式電阻加熱爐，其爐襯采用耐火纖維壓縮折疊塊，用錨固件固定在爐殼上；加熱元件多為高溫電阻帶， 懸掛在上下兩排交錯擰入纖維塊中的瓷螺釘；無冷卻裝置來輔助控制下區(qū)還原反應(yīng)加熱區(qū)溫度，且下區(qū)還原反應(yīng)的加熱區(qū)與中、上面保溫區(qū)相通；熱電偶位置固定不動，測量所在區(qū)域爐膛溫度，此種結(jié)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)較簡單，但存在以下缺點1.在生產(chǎn)海綿鋯的廠房內(nèi)，存在腐蝕性的四氯化鋯、氯化氫氣體，電阻帶與腐蝕性氣體接觸的表面積大，截面厚度薄，腐蝕后局部電阻變大，加熱過程中會熔斷，不僅使用壽命受到影響，如果在使用過程中出現(xiàn)問題，還會造成更大的損失。另外，電阻帶的寬與厚的比值較大，熱變形向截面小的方向發(fā)展，加熱后變形情況比較嚴(yán)重，易造成短路。2.利用瓷螺釘固定電阻帶，為了將瓷螺釘固定在爐襯里，瓷螺釘粗、長，且數(shù)量大， 熱導(dǎo)很高，易造成大面積熱短路；安裝的隨意性大，易造成電熱元件電短路；瓷螺釘為脆性材料，在極冷極熱的工作狀態(tài)下，壽命短；瓷螺釘擰入爐襯后造成不可恢復(fù)的損害，無法更換維修。另外耐火纖維折疊塊高溫下容易收縮，在幾次加熱后，擰入折疊塊中的瓷螺釘會出現(xiàn)松弛脫落。3.因為金屬鎂與氣態(tài)四氯化鋯的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以如果溫度控制不好，加之反應(yīng)放熱，溫度如果高于934°C，在此溫度下，鐵鋯低共熔混合物便可形成，這樣還原生產(chǎn)的海綿鋯便被污染，并結(jié)于鐵坩堝壁上，普通的還原爐僅靠控制四氯化鋯(氣)在氬氣或氦氣中的濃度來控制反應(yīng)速度，進(jìn)而控制反應(yīng)過熱。4.在正常工藝中，下區(qū)和中、上區(qū)所需溫度不同，(下區(qū)溫度高達(dá)900°C，中、上區(qū)最高溫度為650°C )，如果下區(qū)還原反應(yīng)的加熱區(qū)與中、上面保溫區(qū)相通，就難以精確控制下區(qū)與中、上區(qū)的溫度，對整個工藝過程進(jìn)行不利。5.熱電偶位置固定不動，測量所在區(qū)域爐膛溫度，然而內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)的還原甑自身的溫度與爐膛溫度存在一些差異，因此不利于精確控溫。

實用新型內(nèi)容本實用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種輻射效率高、使用壽命長、安全可靠、維修更換十分方便的還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐。為解決上述的技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特殊之處在于包括底部設(shè)置有可拆卸爐底的爐殼、爐襯、加熱體、可動隔熱裝置、可動熱電偶裝置、冷卻系統(tǒng)、可拆卸爐底，加熱體為圓形鎳鉻合金制成的波形結(jié)構(gòu)，爐襯設(shè)置在爐殼的內(nèi)壁上，爐襯上設(shè)置設(shè)置有陶瓷管，加熱體通過S型掛鉤與爐襯上的陶瓷管連接，爐殼的中段部分和下段之間設(shè)置有四個90度的弧形密封塊，每個弧形密封塊外設(shè)置有可動隔熱裝置，四個可動熱電偶裝置設(shè)置在爐殼的下部；所述的爐殼的下段部分與冷卻系統(tǒng)連接。上述的可動熱電偶裝置包括帶磁性開關(guān)的第一微型氣缸、熱電偶、第一氣缸固定座，第一微型氣缸設(shè)置在爐殼外的第一氣缸固定座上，第一微型氣缸的活塞桿與焊在連接桿上的螺母連接，熱電偶從連接桿另一端的圓筒內(nèi)穿過并通過緊定螺釘固定。上述的可動隔熱裝置包括第二微型氣缸、第二氣缸固定座，第二微型氣缸設(shè)置在爐殼外的第二氣缸固定座上，第二微型氣缸的活塞桿通過連接頭與長螺桿的一端連接，長螺桿的另一端與弧形密封塊連接。上述的弧形密封塊的下方設(shè)置有托板。上述的爐殼的下段部分設(shè)置有觀察窗。上述的冷卻系統(tǒng)由進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)及出風(fēng)管道構(gòu)成，進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機、閥門、管道組成，鼓風(fēng)機通過環(huán)形管道及沿圓周方向均布的支管進(jìn)入爐膛。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果1.使用合適直徑的電阻絲替代電阻帶，因為同樣的截面積，圓的表面積最小，電阻絲的截面不存在厚薄差異，耐腐蝕性好，使用壽命較長。同樣的原因電阻絲的截面均勻，受熱后除長度方向外，其它方向的變性量基本相同，變形較小，有實驗表明，在高溫下，同樣的波節(jié)高度，絲與帶的變形呈現(xiàn)了很大的不同，絲變形很小，伸長和扭曲基本可以忽略；而帶變形非常大，尤其是扭曲很大，容易直接接觸從而造成短路。2.電阻絲的固定方式采用通過在耐火纖維折疊塊中穿Φ20ΧΦ10的陶瓷管，并在陶瓷管上固定“S”型耐熱鋼掛鉤，用來懸掛電阻絲，此種結(jié)構(gòu)輻射效率高、使用壽命長、安全可靠、維修更換十分方便。避免了使用瓷螺釘懸掛電阻帶所帶來的問題。3.為了使?fàn)t內(nèi)下段工作區(qū)溫度控制在所需要的溫度內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)較快的冷卻降溫，在爐殼下段設(shè)有冷卻系統(tǒng)，每臺爐子的排風(fēng)口與集風(fēng)管道連接，以使熱風(fēng)排出車間，進(jìn)風(fēng)量大小可通過電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，出風(fēng)口的熱風(fēng)電通閥門只有打開和閉合兩個動作，對熱風(fēng)出量不做調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥帶有保溫套，以減少散熱損失，同時集風(fēng)管道外部也有保溫層，防止集風(fēng)管道外壁溫度過高，如不用此冷卻系統(tǒng)，可將排風(fēng)口完全關(guān)閉。4.下區(qū)與中、上區(qū)之間的可動隔溫裝置，可保證下區(qū)溫度和中、上區(qū)溫度的精確控制，可動隔溫裝置采用4個帶磁性開關(guān)氣缸分別同時帶動4個90°的弧形密封塊進(jìn)行密封， 選擇帶磁性開關(guān)的微型氣缸，可實現(xiàn)密封塊前行、縮回到位位置反饋，當(dāng)4個氣缸活塞桿同時伸出時，密封槽前進(jìn)，進(jìn)行密封；同時收縮時，密封槽后退，前端纖維面與還原甑側(cè)面脫離，在每個密封槽底部有兩塊支撐板，拖住密封槽，防止對其下部爐襯的損壞，再有，長螺桿從焊在爐內(nèi)殼的圓鋼管內(nèi)穿過，可以保證密封槽沿著朝向圓心的方向運動。5.下段加熱區(qū)測溫用的可動熱電偶裝置，可以更加精準(zhǔn)的測出還原甑下段坩堝的溫度，以便更加精確的控制溫度，在熱電偶前進(jìn)時，在外部設(shè)有緩沖彈簧，使得熱電偶頭部緩慢接觸。氣缸固定在爐殼外的固定座上，當(dāng)氣缸活塞桿伸出時，熱電偶前進(jìn)，其頭部接觸還原甑外表面；收縮時，熱電偶后退，其頭部與還原甑側(cè)面脫離。

[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的可動熱電偶裝置；圖3為本實用新型的可動隔熱裝置。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖廣3，本實用新型包括底部設(shè)置有可拆卸爐底7的爐殼1、爐襯2、加熱體3、 可動隔熱裝置4、可動熱電偶裝置5、冷卻系統(tǒng)6、可拆卸爐底7，加熱體3為圓形鎳鉻合金制成的波形結(jié)構(gòu)，爐襯2設(shè)置在爐殼1的內(nèi)壁上，爐襯2上設(shè)置設(shè)置有陶瓷管，加熱體3通過 S型掛鉤與爐襯2上的陶瓷管連接，爐殼1的中段部分和下段之間設(shè)置有四個90度的弧形密封塊15，每個弧形密封塊15外設(shè)置有可動隔熱裝置4，四個可動熱電偶裝置5設(shè)置在爐殼1的下部；所述的爐殼1的下段部分與冷卻系統(tǒng)6連接。上述的可動熱電偶裝置5包括帶磁性開關(guān)的第一微型氣缸8、熱電偶10、第一氣缸固定座11，第一微型氣缸8設(shè)置在爐殼1外的第一氣缸固定座11上，第一微型氣缸8的活塞桿與焊在連接桿9上的螺母連接，熱電偶10從連接桿9另一端的圓筒內(nèi)穿過并通過緊定螺釘11固定，當(dāng)4個氣缸活塞桿同時伸出時，熱電偶前進(jìn)，其頭部接觸還原甑外表面；同時收縮時，熱電偶后退，其頭部與還原甑側(cè)面脫離。上述的可動隔熱裝置4包括第二微型氣缸12、第二氣缸固定座16，第二微型氣缸 12設(shè)置在爐殼1外的第二氣缸固定座16上，第二微型氣缸12的活塞桿通過連接頭13與長螺桿14的一端連接，長螺桿14的另一端與弧形密封塊15連接，當(dāng)4個氣缸活塞桿同時伸出時，密封槽前進(jìn)，進(jìn)行密封；同時收縮時，密封槽后退，前端纖維面與還原甑側(cè)面脫離。在每個密封槽底部有兩塊支撐板，拖住密封槽，防止對其下部爐襯的損壞。再有，長螺桿從焊在爐內(nèi)殼的圓鋼管內(nèi)穿過，可以保證密封槽沿著朝向圓心的方向運動。上述的弧形密封塊15的下方設(shè)置有托板17。上述的爐殼1的下段部分設(shè)置有觀察窗8，觀察窗由管座、石英玻璃片、墊片、壓緊螺母組成。石英玻璃板可透光區(qū)域直徑為Φ70mm。在上段爐體設(shè)有兩個觀察窗，中段爐體設(shè)有一個觀察窗，它們的水平標(biāo)高與各區(qū)熱電偶標(biāo)高一致，并于熱電偶錯開。上述的冷卻系統(tǒng)6由進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)及出風(fēng)管道構(gòu)成，進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機、閥門、管道組成，鼓風(fēng)機通過環(huán)形管道及沿圓周方向均布的支管進(jìn)入爐膛，風(fēng)向沿爐襯內(nèi)壁與下段還原甑之間的通道由下向上流動，再經(jīng)過與4個進(jìn)風(fēng)支管相互錯開的出風(fēng)支管進(jìn)入環(huán)形出風(fēng)管道收集，每臺爐子的排風(fēng)口與集風(fēng)管道連接，以使熱風(fēng)排出車間。進(jìn)風(fēng)量大小可通過電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，出風(fēng)口的熱風(fēng)電通閥門只有打開和閉合兩個動作，對熱風(fēng)出量不做調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)閥帶有保溫套，以減少散熱損失，同時集風(fēng)管道外部也有保溫層，防止集風(fēng)管道外壁溫度過高。如不用此冷卻系統(tǒng)，可將排風(fēng)口完全關(guān)閉。
權(quán)利要求1.一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特征在于包括底部設(shè)置有可拆卸爐底(7)的爐殼(1)、爐襯(2)、加熱體(3)、可動隔熱裝置(4)、可動熱電偶裝置(5)、冷卻系統(tǒng) (6)、可拆卸爐底(7)，加熱體(3)為圓形鎳鉻合金制成的波形結(jié)構(gòu)，爐襯(2)設(shè)置在爐殼(1) 的內(nèi)壁上，爐襯(2)上設(shè)置設(shè)置有陶瓷管，加熱體(3)通過S型掛鉤與爐襯(2)上的陶瓷管連接，爐殼(1)的中段部分和下段之間設(shè)置有四個90度的弧形密封塊(15)，每個弧形密封塊(15)外設(shè)置有可動隔熱裝置(4)，四個可動熱電偶裝置(5)設(shè)置在爐殼(1)的下部；所述的爐殼(1)的下段部分與冷卻系統(tǒng)(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特征在于所述的可動熱電偶裝置(5)包括帶磁性開關(guān)的第一微型氣缸(8)、熱電偶(10)、第一氣缸固定座 (11)，第一微型氣缸(8)設(shè)置在爐殼(1)外的第一氣缸固定座(11)上，第一微型氣缸(8)的活塞桿與焊在連接桿(9)上的螺母連接，熱電偶(10)從連接桿(9)另一端的圓筒內(nèi)穿過并通過緊定螺釘(11)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特征在于所述的可動隔熱裝置(4)包括第二微型氣缸(12)、第二氣缸固定座(16)，第二微型氣缸(12)設(shè)置在爐殼(1)外的第二氣缸固定座(16)上，第二微型氣缸(12)的活塞桿通過連接頭(13) 與長螺桿(14)的一端連接，長螺桿(14)的另一端與弧形密封塊(15)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特征在于 所述的弧形密封塊(15)的下方設(shè)置有托板(17)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特征在于所述的爐殼(1)的下段部分設(shè)置有觀察窗(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐，其特征在于所述的冷卻系統(tǒng)(6)由進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)及出風(fēng)管道構(gòu)成，進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機、閥門、管道組成，鼓風(fēng)機通過環(huán)形管道及沿圓周方向均布的支管進(jìn)入爐膛。
專利摘要本實用新型涉及一種還原生產(chǎn)海綿鋯的井式電阻加熱爐。目前對還原甑加熱的加熱設(shè)備普遍為井式電阻加熱爐加熱后變形情況比較嚴(yán)重，易造成短路，難以精確控制下區(qū)與中、上區(qū)的溫度，對整個工藝過程進(jìn)行不利，不利于精確控溫。本實用新型的加熱體為圓形鎳鉻合金制成的波形結(jié)構(gòu)，爐襯設(shè)置在爐殼的內(nèi)壁上，爐襯上設(shè)置設(shè)置有陶瓷管，加熱體通過S型掛鉤與爐襯上的陶瓷管連接，爐殼的中段部分和下段之間設(shè)置有四個90度的弧形密封塊，每個弧形密封塊外設(shè)置有可動隔熱裝置，四個可動熱電偶裝置設(shè)置在爐殼的下部；爐殼的下段部分與冷卻系統(tǒng)連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易制作，輻射效率高、使用壽命長、安全可靠、維修更換十分方便。
文檔編號F27B1/28GK202329066SQ20112051518
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者尹清軍, 李勇, 楊雷 申請人:西安電爐研究所有限公司