CN202329066U

CN202329066U - 一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉

Info

Publication number: CN202329066U
Application number: CN 201120515186
Authority: CN
Inventors: 尹清军; 李勇; 杨雷
Original assignee: XI'AN ELECTRIC FURNACE INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: XI'AN ELECTRIC FURNACE INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-12

Abstract

本实用新型涉及一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉。目前对还原甑加热的加热设备普遍为井式电阻加热炉加热后变形情况比较严重，易造成短路，难以精确控制下区与中、上区的温度，对整个工艺过程进行不利，不利于精确控温。本实用新型的加热体为圆形镍铬合金制成的波形结构，炉衬设置在炉壳的内壁上，炉衬上设置设置有陶瓷管，加热体通过S型挂钩与炉衬上的陶瓷管连接，炉壳的中段部分和下段之间设置有四个90度的弧形密封块，每个弧形密封块外设置有可动隔热装置，四个可动热电偶装置设置在炉壳的下部；炉壳的下段部分与冷却系统连接。本实用新型结构简单，易制作，辐射效率高、使用寿命长、安全可靠、维修更换十分方便。

Description

一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉

技术领域

本实用新型属于电加热热处理设备行业，具体涉及一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉。

背景技术

在国内生产海绵锆的行业内，用于对还原甑加热的加热设备普遍为井式电阻加热炉，其炉衬采用耐火纤维压缩折叠块，用锚固件固定在炉壳上；加热元件多为高温电阻带，悬挂在上下两排交错拧入纤维块中的瓷螺钉；无冷却装置来辅助控制下区还原反应加热区温度，且下区还原反应的加热区与中、上面保温区相通；热电偶位置固定不动，测量所在区域炉膛温度，此种结构虽然结构较简单，但存在以下缺点：

1. 在生产海绵锆的厂房内，存在腐蚀性的四氯化锆、氯化氢气体，电阻带与腐蚀性气体接触的表面积大，截面厚度薄，腐蚀后局部电阻变大，加热过程中会熔断，不仅使用寿命受到影响，如果在使用过程中出现问题，还会造成更大的损失。另外，电阻带的宽与厚的比值较大，热变形向截面小的方向发展，加热后变形情况比较严重，易造成短路。

2. 利用瓷螺钉固定电阻带，为了将瓷螺钉固定在炉衬里，瓷螺钉粗、长，且数量大，热导很高，易造成大面积热短路；安装的随意性大，易造成电热元件电短路；瓷螺钉为脆性材料，在极冷极热的工作状态下，寿命短；瓷螺钉拧入炉衬后造成不可恢复的损害，无法更换维修。另外耐火纤维折叠块高温下容易收缩，在几次加热后，拧入折叠块中的瓷螺钉会出现松弛脱落。

3. 因为金属镁与气态四氯化锆的反应是放热反应，所以如果温度控制不好，加之反应放热，温度如果高于934℃，在此温度下，铁锆低共熔混合物便可形成，这样还原生产的海绵锆便被污染，并结于铁坩埚壁上，普通的还原炉仅靠控制四氯化锆（气）在氩气或氦气中的浓度来控制反应速度，进而控制反应过热。

4. 在正常工艺中，下区和中、上区所需温度不同，（下区温度高达900℃，中、上区最高温度为650℃），如果下区还原反应的加热区与中、上面保温区相通，就难以精确控制下区与中、上区的温度，对整个工艺过程进行不利。

5.热电偶位置固定不动，测量所在区域炉膛温度，然而内部发生反应的还原甑自身的温度与炉膛温度存在一些差异，因此不利于精确控温。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题是提供一种辐射效率高、使用寿命长、安全可靠、维修更换十分方便的还原生产海绵锆的井式电阻加热炉。

为解决上述的技术问题，本实用新型采取的技术方案：

一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特殊之处在于：包括底部设置有可拆卸炉底的炉壳、炉衬、加热体、可动隔热装置、可动热电偶装置、冷却系统、可拆卸炉底，加热体为圆形镍铬合金制成的波形结构，炉衬设置在炉壳的内壁上，炉衬上设置设置有陶瓷管，加热体通过S型挂钩与炉衬上的陶瓷管连接，炉壳的中段部分和下段之间设置有四个90度的弧形密封块，每个弧形密封块外设置有可动隔热装置，四个可动热电偶装置设置在炉壳的下部；所述的炉壳的下段部分与冷却系统连接。

上述的可动热电偶装置包括带磁性开关的第一微型气缸、热电偶、第一气缸固定座，第一微型气缸设置在炉壳外的第一气缸固定座上，第一微型气缸的活塞杆与焊在连接杆上的螺母连接，热电偶从连接杆另一端的圆筒内穿过并通过紧定螺钉固定。

上述的可动隔热装置包括第二微型气缸、第二气缸固定座，第二微型气缸设置在炉壳外的第二气缸固定座上，第二微型气缸的活塞杆通过连接头与长螺杆的一端连接，长螺杆的另一端与弧形密封块连接。

上述的弧形密封块的下方设置有托板。

上述的炉壳的下段部分设置有观察窗。

上述的冷却系统由进风系统及出风管道构成，进风系统由鼓风机、阀门、管道组成，鼓风机通过环形管道及沿圆周方向均布的支管进入炉膛。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1. 使用合适直径的电阻丝替代电阻带，因为同样的截面积，圆的表面积最小，电阻丝的截面不存在厚薄差异，耐腐蚀性好，使用寿命较长。同样的原因电阻丝的截面均匀，受热后除长度方向外，其它方向的变性量基本相同，变形较小，有实验表明，在高温下，同样的波节高度，丝与带的变形呈现了很大的不同，丝变形很小，伸长和扭曲基本可以忽略；而带变形非常大，尤其是扭曲很大，容易直接接触从而造成短路。

2. 电阻丝的固定方式采用通过在耐火纤维折叠块中穿Φ20XΦ10的陶瓷管，并在陶瓷管上固定“S”型耐热钢挂钩，用来悬挂电阻丝，此种结构辐射效率高、使用寿命长、安全可靠、维修更换十分方便。避免了使用瓷螺钉悬挂电阻带所带来的问题。

3. 为了使炉内下段工作区温度控制在所需要的温度内，能够实现较快的冷却降温，在炉壳下段设有冷却系统，每台炉子的排风口与集风管道连接，以使热风排出车间，进风量大小可通过电动调节阀调节，出风口的热风电通阀门只有打开和闭合两个动作，对热风出量不做调节，调节阀带有保温套，以减少散热损失，同时集风管道外部也有保温层，防止集风管道外壁温度过高，如不用此冷却系统，可将排风口完全关闭。

4. 下区与中、上区之间的可动隔温装置，可保证下区温度和中、上区温度的精确控制，可动隔温装置采用4个带磁性开关气缸分别同时带动4个90°的弧形密封块进行密封，选择带磁性开关的微型气缸，可实现密封块前行、缩回到位位置反馈，当4个气缸活塞杆同时伸出时，密封槽前进，进行密封；同时收缩时，密封槽后退，前端纤维面与还原甑侧面脱离，在每个密封槽底部有两块支撑板，拖住密封槽，防止对其下部炉衬的损坏，再有，长螺杆从焊在炉内壳的圆钢管内穿过，可以保证密封槽沿着朝向圆心的方向运动。

5. 下段加热区测温用的可动热电偶装置，可以更加精准的测出还原甑下段坩埚的温度，以便更加精确的控制温度，在热电偶前进时，在外部设有缓冲弹簧，使得热电偶头部缓慢接触。气缸固定在炉壳外的固定座上，当气缸活塞杆伸出时，热电偶前进，其头部接触还原甑外表面；收缩时，热电偶后退，其头部与还原甑侧面脱离。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的可动热电偶装置；

图3为本实用新型的可动隔热装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

参见图1~3，本实用新型包括底部设置有可拆卸炉底7的炉壳1、炉衬2、加热体3、可动隔热装置4、可动热电偶装置5、冷却系统6、可拆卸炉底7，加热体3为圆形镍铬合金制成的波形结构，炉衬2设置在炉壳1的内壁上，炉衬2上设置设置有陶瓷管，加热体3通过S型挂钩与炉衬2上的陶瓷管连接，炉壳1的中段部分和下段之间设置有四个90度的弧形密封块15，每个弧形密封块15外设置有可动隔热装置4，四个可动热电偶装置5设置在炉壳1的下部；所述的炉壳1的下段部分与冷却系统6连接。

上述的可动热电偶装置5包括带磁性开关的第一微型气缸8、热电偶10、第一气缸固定座11，第一微型气缸8设置在炉壳1外的第一气缸固定座11上，第一微型气缸8的活塞杆与焊在连接杆9上的螺母连接，热电偶10从连接杆9另一端的圆筒内穿过并通过紧定螺钉11固定，当4个气缸活塞杆同时伸出时，热电偶前进，其头部接触还原甑外表面；同时收缩时，热电偶后退，其头部与还原甑侧面脱离。

上述的可动隔热装置4包括第二微型气缸12、第二气缸固定座16，第二微型气缸12设置在炉壳1外的第二气缸固定座16上，第二微型气缸12的活塞杆通过连接头13与长螺杆14的一端连接，长螺杆14的另一端与弧形密封块15连接，当4个气缸活塞杆同时伸出时，密封槽前进，进行密封；同时收缩时，密封槽后退，前端纤维面与还原甑侧面脱离。在每个密封槽底部有两块支撑板，拖住密封槽，防止对其下部炉衬的损坏。再有，长螺杆从焊在炉内壳的圆钢管内穿过，可以保证密封槽沿着朝向圆心的方向运动。

上述的弧形密封块15的下方设置有托板17。

上述的炉壳1的下段部分设置有观察窗8，观察窗由管座、石英玻璃片、垫片、压紧螺母组成。石英玻璃板可透光区域直径为Φ70mm。在上段炉体设有两个观察窗，中段炉体设有一个观察窗，它们的水平标高与各区热电偶标高一致，并于热电偶错开。

上述的冷却系统6由进风系统及出风管道构成，进风系统由鼓风机、阀门、管道组成，鼓风机通过环形管道及沿圆周方向均布的支管进入炉膛，风向沿炉衬内壁与下段还原甑之间的通道由下向上流动，再经过与4个进风支管相互错开的出风支管进入环形出风管道收集，每台炉子的排风口与集风管道连接，以使热风排出车间。进风量大小可通过电动调节阀调节，出风口的热风电通阀门只有打开和闭合两个动作，对热风出量不做调节，调节阀带有保温套，以减少散热损失，同时集风管道外部也有保温层，防止集风管道外壁温度过高。如不用此冷却系统，可将排风口完全关闭。

Claims

1.一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特征在于：包括底部设置有可拆卸炉底（7）的炉壳（1）、炉衬（2）、加热体（3）、可动隔热装置（4）、可动热电偶装置（5）、冷却系统（6）、可拆卸炉底（7），加热体（3）为圆形镍铬合金制成的波形结构，炉衬（2）设置在炉壳（1）的内壁上，炉衬（2）上设置设置有陶瓷管，加热体（3）通过S型挂钩与炉衬（2）上的陶瓷管连接，炉壳（1）的中段部分和下段之间设置有四个90度的弧形密封块（15），每个弧形密封块（15）外设置有可动隔热装置（4），四个可动热电偶装置（5）设置在炉壳（1）的下部；所述的炉壳（1）的下段部分与冷却系统（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特征在于：所述的可动热电偶装置（5）包括带磁性开关的第一微型气缸（8）、热电偶（10）、第一气缸固定座（11），第一微型气缸（8）设置在炉壳（1）外的第一气缸固定座（11）上，第一微型气缸（8）的活塞杆与焊在连接杆（9）上的螺母连接，热电偶（10）从连接杆（9）另一端的圆筒内穿过并通过紧定螺钉（11）固定。

3.根据权利要求1所述的一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特征在于：所述的可动隔热装置（4）包括第二微型气缸（12）、第二气缸固定座（16），第二微型气缸（12）设置在炉壳（1）外的第二气缸固定座（16）上，第二微型气缸（12）的活塞杆通过连接头（13）与长螺杆（14）的一端连接，长螺杆（14）的另一端与弧形密封块（15）连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特征在于：所述的弧形密封块（15）的下方设置有托板（17）。

5.根据权利要求4所述的一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特征在于：所述的炉壳（1）的下段部分设置有观察窗（8）。

6.根据权利要求5所述的一种还原生产海绵锆的井式电阻加热炉，其特征在于：所述的冷却系统（6）由进风系统及出风管道构成，进风系统由鼓风机、阀门、管道组成，鼓风机通过环形管道及沿圆周方向均布的支管进入炉膛。