CN114688871A - 一种高温感应加热炉 - Google Patents

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Abstract

一种高温感应加热炉，包括炉身(4)，和从内向外依次设置在炉身内的发热体(1)、保温层、感应器(3)，感应器(3)包括加热线圈(3001)、镶套式冷却线圈(3009)，加热线圈(3001)螺旋缠绕在发热体(1)外侧，镶套式冷却线圈(3009)螺旋镶嵌在加热线圈(3001)的匝间空隙中；感应器(3)还包括浇注层(3007)，浇注层(3007)将加热线圈(3001)、镶套式冷却线圈(3009)包裹在内；保温层包括套筒保温层(2)、上保温层(9)、下保温层(10)，套筒保温层(2)设在浇注层(3007)与发热体(1)之间。该加热炉具有炉膛温度高，温度均匀，寿命长的优点。

Description

一种高温感应加热炉
技术领域
本发明涉及一种感应加热设备，尤其涉及一种带粉体保温层的感应加热炉。
背景技术
随着科学技术的不断发展，高温材料对热处理温度要求越来越高，某些高温材料要求热处理温度能达到或超越3000℃，感应加热炉是一种可满足3000℃热处理工艺要求的理想热处理装备，但现有感应加热技术由于炉体结构设计不合理等原因，即使加大感应功率，仍然无法达到3000℃以上的炉温，或炉体不能长时间稳定运行。
进一步说，就是普通高温感应加热炉的加热线圈的匝间空隙中没有设置冷却线圈，使线圈浇注层容易开裂，导致加热线圈对保温层或炉壳短路，严重影响了高温感应炉的正常运行；另一方面，普通高温感应炉靠近发热体部位采用碳毡或石墨毡保温，保温材料烧损严重，同样严重影响了高温感应炉的正常运行。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种粉体保温层高温感应加热炉，具有炉温高，运行可靠性高，寿命长等优点。
一种高温感应加热炉，包括炉身(4)，炉身中部为柱状发热体(1)、发热体中心为放置物料的炉膛(50)，发热体外圈包裹保温层、感应器(3)设在保温层外圈与炉膛对应设置；所述保温层包括套筒保温层(2)、上保温层(9)、下保温层(10)，所述套筒保温层(2)包括感应器(3)的浇注层(3007)内壁与发热体(1)外壁之间的环形空间和填充其内的碳质粉体保温材料，所述上保温层(7)设在发热体(1)上方，下保温层设在发热体(1)下方；所述感应器(3)包括浇注层(3007)、加热线圈(3001)和镶套式冷却线圈(3009)，加热线圈(3001)螺旋缠绕在套筒保温层外侧，镶套式冷却线圈(3009)螺旋镶嵌在加热线圈(3001)的匝间空隙中；浇注层(3007)将加热线圈(3001)、镶套式冷却线圈(3009)包裹在内。
进一步地，所述感应器(3)还包括设在浇注层(3007)内的上冷却线圈(3003) 和/或下冷却线圈(3002)，上冷却线圈(3003)、下冷却线圈(3002)分别设置在加热线圈(3001)上下两端。所述浇注层采用耐高温水泥浇注而成。
进一步地，各线圈之间均绝缘布置。
进一步地，加热线圈(3001)、镶套式冷却线圈(3009)、上冷却线圈(3003)、下冷却线圈(3002)均为通水冷却金属管，所述加热线圈(3001)与电源电连接。
进一步地，所述发热体(1)为管状或桶状碳质材料物体，内壁设有内台阶 (1001)，内台阶上设有内盖。
进一步地，上保温层(9)和下保温层(10)可以采用固体保温层或粉体保温层，也可以将固体保温层与粉体保温层共同使用。固体保温层为碳毡、石墨毡，粉体保温层由设在发热体上方或下方的容器、和填充其内的碳质粉体保温材料构成。本发明将内盖(7)设置成盆状，在盆状内盖中填充粉体保温材料形成上粉体保温层；将内底(8)设置成盆状，在盆状内底中填充粉体保温材料形成下粉体保温层。
进一步地，所述加热炉设有测温管，(11)所述测温管(11)设置在上保温层(7)上，测温管(11)下端伸入炉膛(50)内。
进一步地，所述炉盖(5)中部位于测温管(11)上方位置设有测温观测孔 (5001)，观测孔(5001)内设有用于清扫测温管(11)中的烟雾、可上下移动的清扫管(5002)，清扫管(5002)与测温管(11)止口连接、间歇配合。
进一步地，所述发热体(1)为管状，下保温层(8)顶部设有活动盖板(8001)，发热体(1)置于活动盖板(8001)上。
进一步地，所述发热体(1)为桶状，发热体(1)的底面覆盖在下保温层(8) 上面。
进一步地，所述套筒保温层(2)顶部设有环形保温盖板(2001)。
进一步地，所述感应器(3)还包括环形底座(3004)、环形端板(3008)、支撑条(3005)。
进一步地，在炉身(4)与环形端板(3008)之间设有连接条(14)。
进一步地，在炉身(4)与环形端板(3008)之间设有环形盖板(15)。
进一步地，所述炉体下方设有炉底座(6)，炉底座(6)内设有支撑板(6001)。
进一步地，支撑板(6001)上设有多个通孔(6002)，支撑板(6001)下方设有一个集气空腔(6003)，集气空腔(6003)底部设有用于排气排水的海底孔 (6004)。
进一步地，下保温层(10)下方设有炉底砖(12)，所述炉底砖(12)外侧与感应器(3)内侧设有环形排气空间(13)；套筒保温层(2)、下保温层(8)、 (10)中的部分水份和气体经过环形排气空间(13)、排气孔(6002)、海底孔(6004) 排到炉外。
与现有技术相比，该发明具有如下有益效果：
本发明技术加热线圈的匝间空隙中设有镶套式冷却线圈，对线圈浇注层起到较好的整体冷却作用，避免浇注层开裂导致保温粉体材料泄漏，提高了浇注层的绝缘性能，延长了浇注层的使用寿命；另一方面，靠近发热体部位采用粉体保温材料，改善了炉体保温性能，延长了保温材料的使用寿命。通过这些改进措施，不但可使感应炉的使用温度可达到3000℃以上，还延长了炉膛使用寿命，降低了炉体运行成本。
附图说明
图1为一种高温感应加热炉炉体结构示意图；
图2为一种高温感应加热炉局部结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种立式高温感应加热炉，炉体为立式结构，包括炉身，炉身中部为柱状发热体1，发热体1中心中空，为容纳物料的炉膛50。保温层设在发热体1外侧，将发热体包裹在内，保温层包括套筒保温层、上保温层和下保温层，感应器3 设在套筒保温层外侧。感应器3用耐高温绝缘水泥浇注成型，里面包裹加热线圈 3001、镶套式冷却线圈3009，上冷却线圈3003，下冷却线圈3002，耐高温水泥为耐1500℃以上高温的氧化物绝缘水泥。加热线圈3001绕套筒保温层2外侧螺旋缠绕，镶套式冷却线圈3009螺旋镶嵌在加热线圈3001的匝间空隙中，与加热线圈3001平行并列缠绕在套筒保温层外侧，上冷却线圈3003、下冷却线圈3002 分别设置在加热线圈3001上下两端，各线圈之间均绝缘布置。或各线圈之间也可以不绝缘布置，只要各线圈内部没有短路，即使各线圈之间没有绝缘，除加热线圈3001外，其它线圈上只存在电位但没有电流，设备仍然可以运行。
感应器3内壁与发热体1外壁之间有间隔空隙，形成以发热体为中心的环形空间，空间内填充有碳质粉体保温材料，如碳粉或石墨粉，构成了套筒保温层2；发热体1上方设有上保温层9，下方设有下保温层10。感应器浇注层由绝缘材料浇注而成，使加热线圈与套筒保温层中的粉体保温材料之间绝缘。
所述发热体1为管状或桶状碳质材料物体，内壁设有内台阶1001，内台阶 (1001)上设有内盖，上保温层9盖在内盖上，发热体1下方设有下保温层10，上保温层9和下保温层10为碳毡或石墨毡。
发热体上端设有薄壁套管1002，薄壁套管1002的壁厚小于发热体1的壁厚。
炉身还设有测温管，所述测温管11设置在上保温层9上，测温管11上下贯穿上保温层9和内盖。所述炉盖5中部位于测温管11上方位置设有测温观测孔5001，观测孔5001内设有用于清扫测温管11中的烟雾、可上下移动的清扫管5002，清扫管5002与测温管11止口连接、间歇配合。
所述套筒保温层2顶部对应位置设有环形保温盖板2001，环形盖板2001直径等于或略小于套筒保温层2直径，能随套筒保温层内的粉体体积变化而升降。套筒保温层内的粉体保温材料为炭黑，在高温作用下体积会缩小，环形盖板2001 随着粉体下降，可以挤压粉体，使粉体密实，保温效果好。
所述感应器3还包括环形底座3004、环形端板3008、支撑条3005、起吊螺母3006。
加热线圈3001、镶套式冷却线圈3009、上冷却线圈3003、下冷却线圈3002 均为通水冷却铜管，其中加热线圈3001与中频电源电连接，其余线圈均为通水不同电的冷却线圈。线圈铜管截面形状为方形，也可为圆形或其它形状。
所述环形端板3008对应正下方起吊螺母3006位置设有通孔30081，起吊螺杆通过通孔30081与起吊螺母连接，实现对感应器3的吊装操作；或环形端板 3008对应正下方起吊螺母3006位置设有开口槽30081，起吊螺杆通过开口槽 30081与起吊螺母连接，实现对感应器3的吊装操作。在炉身4与环形端板3008 之间设有连接条14，连接条14用于校正感应器3与炉身4的相对位置，确保测温管11与测温孔5001轴心线同心，连接条14还用于固定感应器3。在炉身4 与环形端板3008之间设有环形盖板15，环形盖板15放置在连接条14上，或环形盖板15放置在环形端板3008上，或环形盖板15放置在炉身4上。
所述炉体下方设有炉底座6，炉底座6内设有支撑板6001，支撑板6001上设有多个通孔6002，支撑板6001下方设有一个集气空腔6003，集气空腔6003 底部设有用于排气排水的海底孔6004。
下保温层10下方设有炉底砖12，所述炉底砖12外侧与感应器3内侧设有环形排气空间13；套筒保温层2、盆状下保温层8、下保温层10中的部分水份和气体经过环形排气空间13、排气孔6002、海底孔6004排到炉外。
所述盖板上保温层9分为上下两部分，下部设置在发热体内侧，上部设置在发热体1和环形保温盖板2001的顶部及感应器内侧位置，或上部设置在薄壁套管1002和环形保温盖板2001的顶部及感应器内侧位置。
实施例2
与实施例1的区别在于，本实施例的上保温层或下保温层设有粉体保温层。如图1所示，发热体上端设有内台阶1001，内盖7放在内台阶上，内盖设置成盆状，中间为收纳空腔，内填充有碳质粉体保温材料，构成了上粉体保温层，上粉体保温层上方可以加设碳毡或石墨毡等固体保温层9。在发热体下方设有内底 8，内底为盆状，其内填充碳质粉体保温材料，构成了下粉体保温层，下粉体保温层下方可以加设碳毡或石墨毡等固体保温层10。所述上粉体保温层7顶部设有用于吊装的内台阶7001。固体保温层为碳毡或石墨毡。
所述发热体1为管状或桶状。管状的发热体没有内底，下保温层8顶部设有活动盖板8001，发热体1置于活动盖板8001上，活动盖板8001相当于发热体的底板和下保温层粉体容器的顶盖。桶状发热体1有内底，此时发热体1的底放置在下粉体保温层8顶部，下粉体保温层8的粉体容器没有顶盖，发热体内底相当于其顶盖。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种高温感应加热炉，包括炉身(4)，和依次设置在炉身内的发热体(1)、保温层、感应器(3)，其特征在于：所述发热体(1)中空位置为放置物料的炉膛(50)，保温层设在发热体(1)外侧，感应器(3)设在保温层外侧；
所述保温层包括套筒保温层(2)、上保温层(9)、下保温层(10)，所述套筒保温层(2)包括所述感应器(3)内壁与所述发热体(1)外壁之间的间隙和填充其内的碳质粉体保温材料，所述上保温层(7)设在发热体(1)上方，下保温层设在发热体(1)下方；
所述感应器(3)包括浇注层(3007)，加热线圈(3001)和镶套式冷却线圈(3009)，加热线圈(3001)螺旋缠绕在套筒保温层(2)外侧，镶套式冷却线圈(3009)螺旋镶嵌在加热线圈(3001)的匝间空隙中；浇注层(3007)将加热线圈(3001)、镶套式冷却线圈(3009)包裹在内。
2.根据权利要求1所述一种高温感应加热炉，其特征在于：所述感应器(3)还包括设在浇注层内的上冷却线圈(3003)和/或下冷却线圈(3002)，上冷却线圈(3003)、下冷却线圈(3002)分别设置在加热线圈(3001)上下两端。
3.根据权利要求1或2所述一种高温感应加热炉，其特征在于：各线圈之间均绝缘布置。
4.根据权利要求2所述一种高温感应加热炉，其特征在于：加热线圈(3001)、镶套式冷却线圈(3009)、上冷却线圈(3003)、下冷却线圈(3002)均为通水冷却金属管，所述加热线圈(3001)与电源电连接。
5.根据权利要求1所述一种高温感应加热炉，其特征在于：所述发热体(1)内壁设有内台阶(1001)，内台阶上设有内盖。
6.根据权利要求1所述一种高温感应加热炉，其特征在于：上保温层(9)和下保温层(10)为固体保温层或/和粉体保温层，所述固体保温层为碳毡、石墨毡。
7.根据权利要求6所述一种高温感应加热炉，其特征在于：所述粉体保温层包括设在发热体上方的容器(7)和/或下方的容器(8)、以及填充其内的碳质粉体保温材料。
8.根据权利要求1所述一种高温感应加热炉，其特征在于：所述加热炉设有测温管(11)，所述测温管(11)设置在上保温层(7)上，测温管(11)下端伸入炉膛(50)内。
9.根据权利要求8所述的一种高温感应加热炉，其特征在于：所述炉盖(5)中部位于测温管(11)上方位置设有测温观测孔(5001)，观测孔(5001)内设有用于清扫测温管(11)中的烟雾、可上下移动的清扫管(5002)，清扫管(5002)与测温管(11)止口连接、间歇配合。
10.根据权利要求7所述一种高温感应加热炉，其特征在于：所述发热体(1)为管状，下保温层(8)顶部设有活动盖板(8001)，发热体(1)置于活动盖板(8001)上。
11.根据权利要求7所述一种高温感应加热炉，其特征在于，所述发热体(1)为桶状，发热体(1)的底面覆盖在下保温层(8)上面。
12.根据权利要求1所述一种高温感应加热炉，其特征在于，所述套筒保温层(2)顶部设有环形保温盖板(2001)。
13.根据权利要求1所述的一种高温感应加热炉，其特征在于：所述感应器(3)还包括环形底座(3004)、环形端板(3008)、支撑条(3005)。
14.根据权利要求13所述的一种高温感应加热炉，其特征在于：在炉身(4)与环形端板(3008)之间设有连接条(14)。
15.根据权利要求14所述的一种高温感应加热炉，其特征在于：在炉身(4)与环形端板(3008)之间设有环形盖板(15)。
16.根据权利要求1所述的一种高温感应加热炉，其特征在于：所述炉体下方设有炉底座(6)，炉底座(6)内设有支撑板(6001)。
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