CN111854431B - 一种沉浸式炉内加热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属熔炼技术领域，尤指一种沉浸式炉内加热系统。该系统不仅可以通过加热单元沉浸到加热对象直接加热而避免氧化，实现高效加热，整个加热模块处于浮动状态不易在热胀冷缩过程损坏，维护保养亦轻松便利。其中，利用金属液的浮力把浮岛浮在金属液上，浮岛处于浮动状态不易在热胀冷缩过程损坏，维护保养亦轻松便利；在浮岛两侧设置隔离墙，可有效防止浮岛倾斜或翻转；并且在浮岛和隔离墙之间设置耐高温软性层，而浮岛上部设置气体隔热层，从而能够阻隔浮岛以及下端的金属液和高温气体往浮岛上部大量传热；浮岛与金属液之间应属于无氧氛围，可同时接入保护性气体，在金属液上方形成保护气体层，能够有效防止金属液氧化。
Description
技术领域
本发明涉及金属熔炼技术领域，尤指一种沉浸式炉内加热系统。
背景技术
在冶金领域中，熔化金属是十分普遍而重要的工艺。熔化后的金属能够用于铸造各种造型的金属部件。其中包括用于保温及转运工艺环节的对高温熔融合金加热的炉体。
目前，传统的炉体有两种加热金属液的方式：第一种为嵌入式加热炉子，其加热单元嵌入炉子底部或侧面的炉壁内，加热单元与炉壁接触容易散失热量到炉体外，另外由于加热单元和炉壁的材料的膨胀系数差异，停机冷却时两种材料的收缩量不一致，容易导致加热单元损坏，且维修更换不便；第二种为顶部靠加热空气为媒介热传导及热辐射的加热方式，容易引起加热对象氧化，且热效率较低。
发明内容
为了解决上述能量散失、收缩损件及维修不便的问题，本发明提供一种沉浸式炉内加热系统，该系统不仅可以通过加热单元沉浸到加热对象直接加热而避免氧化，实现高效加热，整个加热模块处于浮动状态不易在热胀冷缩过程损坏，维护保养亦轻松便利。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种沉浸式炉内加热系统，包括炉体，所述炉体内部设有两层隔离墙，把炉体内部从左到右依次分为取料区、加热区和加料区，所述隔离墙上端与炉体顶部连接，下端与炉体底部留有间隔，使得加料区、加热区和取料区下侧相连通，所述炉体的加料区上端设有加料口，所述加热区内设有具有导热性能的浮岛，所述浮岛内设有加热单元，所述浮岛与加热单元的平均密度小于金属液的密度，所述加热单元连接有电源线或供能主线，所述电源线或供能主线从炉体加热区上端贯穿至炉体外，所述炉体的取料区上端设有取料口。
进一步地，所述浮岛下端设有向下延伸的延伸柱，所述浮岛内部设有容纳加热单元的容置通道，所述容置通道延伸至延伸柱内部。
其中，所述加热单元为电热元件和/或高温传热流体。
进一步地，所述浮岛上端留有空间安装阻热辐射反射板，并通过阻热辐射反射板形成气体隔热层，所述浮岛左右两端分别设有耐高温软性层，所述浮岛通过耐高温软性层与隔离墙接触。
其中，所述耐高温软性层为耐火纤维层。
进一步地，所述炉体的取料区、加热区和加料区上端分别接入保护气体管，所述保护气体管外接保护气体，从而向取料区、加热区和加料区内注入保护气体。
进一步地，所述取料口和加料口分别设有可拆卸的保温盖，所述加料口为漏斗形加料口。
其中，所述浮岛位于隔离墙之间。
本发明的有益效果在于：
1.浮岛由耐高温且不与金属液发生化学反应的材料制成，具有良好的导热性，并且在浮岛内置加热单元，通过加热单元对浮岛进行加热，并且把热量传递到金属液中，实现对金属液的加热；其中，利用金属液的浮力把浮岛浮在金属液上，浮岛处于浮动状态不易在热胀冷缩过程损坏，维护保养亦轻松便利；
2.在浮岛两侧设置隔离墙，可有效防止浮岛倾斜或翻转；并且在浮岛和隔离墙之间设置耐高温软性层，而浮岛上部设置气体隔热层，从而能够阻隔浮岛以及下端的金属液和高温气体往浮岛上部大量传热；
3.浮岛与金属液之间应属于无氧氛围，可同时接入保护性气体，在金属液上方形成保护气体层，能够有效防止金属液氧化；
4.在浮岛底部制作成向下延伸的延伸柱，能够增加传热热的面积，提高加热效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标号说明：1.炉体；11.取料区；111.取料口；12.加热区；13.加料区；131.加料口；2.隔离墙；3.浮岛；31.耐高温软性层；32.延伸柱；4.加热单元；41.电源线或供能主线；5.阻热辐射反射板；6.保护气体管；7.保温盖。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。
请参阅图1所示，本发明关于一种沉浸式炉内加热系统，包括炉体1，所述炉体1内部设有两层隔离墙2，把炉体1内部从左到右依次分为取料区11、加热区12和加料区13，所述隔离墙2上端与炉体1顶部连接，下端与炉体1底部留有间隔，使得加料区11、加热区12和取料区13下侧相连通，所述炉体1的加料区13上端设有加料口131，所述加热区12内设有具有导热性能的浮岛3，所述浮岛3内设有加热单元4，所述浮岛3与加热单元4的平均密度小于金属液的密度，所述加热单元4连接有电源线或供能主线41，所述电源线或供能主线41从炉体1加热区12上端贯穿至炉体1外，所述炉体1的取料区11上端设有取料口111。
在本实施例中，加热单元4可以为电热元件，如加热电阻丝，也可以采用高温传热流体进行发热，从而使得具有导热性的浮岛3发热，还可以同时使用电热元件和高温传热流体，对炉体1内的金属液体进行加热保温。其中，浮岛3内部设有容纳加热单元4的容置通道，浮岛3底部可以做成平面的；但为了增加热传导的面积，还可在浮岛3下端设有向下延伸的延伸柱32，此时，容置通道延伸至延伸柱32内部。
在本实施例中，所述浮岛3位于隔离墙2之间，可有效防止浮岛3倾斜与翻转；此外，浮岛3上端留有空间安装阻热辐射反射板5，并通过阻热辐射反射板5形成气体隔热层，需要注意的是，阻热辐射反射板5中还应设有便于电源线或供能主线41的通孔和加热单元4的通道；此外，同时在浮岛3左右两端分别设有耐高温软性层31，所述浮岛3通过耐高温软性层31与隔离墙2接触，此处的耐高温软性层31采用耐高温软性材料制成，比如耐火纤维，能够阻挡下部高温金属液及气体往浮岛3上部传热，同时能够减热量的损失。
其中，所述炉体1的取料区11、加热区12和加料区13上端分别接入保护气体管6，所述保护气体管6外接保护气体，从而向取料区11、加热区12和加料区13内注入保护气体，能够在金属液上方形成保护气体层，能够减少金属液因氧化造成的反应损失。
此外，所述取料口111和加料口131分别设有可拆卸的保温盖7，在非取料状态或加料状态时，可以通过保温盖7堵住取料口111或加料口131，减少热量的损失，其中加料口131为漏斗形加料口，能够在加料时能够更好进行导流。
在本实施例中，浮岛3需要采用耐高温、导热性好并且不与金属液发生化学反应的材料制成浮岛壳体，并且利用浮力浮在金属液上侧；其中，浮岛3整体结构加上内部通道空间的平均密度必须小于金属液的密度，可设计液面和浮岛3有相对固定的吃水线；此外，电热元件的电源线或高温传热流体的供能主线从炉顶1通入。本实施例沉浸式炉内加热系统具有能效高、保护气体层减少加热对象因氧化造成的反应损失、部件不易损、维修保养便利等优点。
需要进一步说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”“固定”“安装”“设置”等术语应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：包括炉体，所述炉体内部设有两层隔离墙，把炉体内部从左到右依次分为取料区、加热区和加料区，所述隔离墙上端与炉体顶部连接，下端与炉体底部留有间隔，使得加料区、加热区和取料区下侧相连通，所述炉体的加料区上端设有加料口，所述加热区内设有具有导热性能的浮岛，所述浮岛内设有加热单元，所述浮岛与加热单元的平均密度小于金属液的密度，所述加热单元连接有电源线或供能主线，所述电源线或供能主线从炉体加热区上端贯穿至炉体外，所述炉体的取料区上端设有取料口。
2.根据权利要求1所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述浮岛下端设有向下延伸的延伸柱，所述浮岛内部设有容纳加热单元的容置通道，所述容置通道延伸至延伸柱内部。
3.根据权利要求1或2所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述加热单元为电热元件和/或高温传热流体。
4.根据权利要求1所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述浮岛上端留有空间安装阻热辐射反射板，并通过阻热辐射反射板形成气体隔热层，所述浮岛左右两端分别设有耐高温软性层，所述浮岛通过耐高温软性层与隔离墙接触。
5.根据权利要求4所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述耐高温软性层为耐火纤维层。
6.根据权利要求1所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述炉体的取料区、加热区和加料区上端分别接入保护气体管，所述保护气体管外接保护气体，从而向取料区、加热区和加料区内注入保护气体。
7.根据权利要求1所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述取料口和加料口分别设有可拆卸的保温盖，所述加料口为漏斗形加料口。
8.根据权利要求1所述的一种沉浸式炉内加热系统，其特征在于：所述浮岛位于隔离墙之间。
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