CN219283951U - 一种氧化锆制品生产用的高温电炉 - Google Patents

Abstract

一种氧化锆制品生产用的高温电炉，包括：电炉本体，所述电炉本体由外至内依次包括电炉外壳、保温层、加热层、导热绝缘层、炉本体，所述炉本体顶部设置有加料口；供电系统,所述供电系统包括直流电源组、三相桥式同相逆并联整流电路，所述直流电源组、三相桥式同相逆并联整流电路、加热层依次电性连接。本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，设计合理，电炉本体采用电炉外壳‑保温层‑加热层‑导热绝缘层‑炉本体的多层结构，既节约能源，又提高安全性，高温电炉的加热层采用直流供电方式，提高了电效率，直流电源组的主电路拓扑结构采用三相桥式同相逆并联整流电路，可以扩大输出的电流，减小磁场干扰，还可以改善均流效果。

Description

一种氧化锆制品生产用的高温电炉

技术领域

本实用新型涉及电炉技术领域，具体涉及一种氧化锆制品生产用的高温电炉。

背景技术

氧化锆制品指以氧化锆为主要成分的制品，电炉是制备氧化锆制品的必备装置，根据不同种类的原材料，生产出一系列氧化锆制品产品，如氧化锆耐火材料、氧化锆陶瓷等。例如中国专利申请号为CN202022596932.0公开了一种氧化锆生产用电炉。

目前，氧化锆制品生产用的电炉通常采用直接降压的方式进行三相工频供电，因此，运行时会出现电网功率因数低、三相失衡和谐波污染等问题， 需要对运行效率进行提高。例如，中国专利申请号为CN201520318195.4公开一种工业电阻炉温控功率调节装置，包括三相工频交流电源输入共模滤波模块、不控整流桥模块、高频滤波模块，不控整流桥模块和高频滤波模块用于将输入的三相交流电转变为高压直流电。

为了解决上述问题，可以采用直流供电，直流供电的自焙电极质量高和折断率低，可以使电流均匀分布在横截面中，使电效率提高。因此，本实用新型的目的是提供另一种结构的氧化锆制品生产用的高温电炉，采用直流供电，通过对主电路进行优化，扩大输出的电流， 减小磁场干扰，改善均流效果。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种氧化锆制品生产用的高温电炉，设计合理，电炉本体由外至内依次包括电炉外壳、保温层、加热层、导热绝缘层、炉本体，既避免热量流失、节约能源，又提高了操作安全性，高温电炉的加热层采用直流供电方式，避免了交流供电运行过程中产生的电极间干扰、集肤效应等问题，提高了电效率，直流电源组的主电路拓扑结构采用三相桥式同相逆并联整流电路，可以扩大输出的电流，减小磁场干扰，还可以改善均流效果，应用前景广泛。

技术方案：一种氧化锆制品生产用的高温电炉，包括：

电炉本体，所述电炉本体由外至内依次包括电炉外壳、保温层、加热层、导热绝缘层、炉本体，所述炉本体顶部设置有加料口；

供电系统,所述供电系统包括直流电源组、三相桥式同相逆并联整流电路，所述直流电源组、三相桥式同相逆并联整流电路、加热层依次电性连接。

本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，设计合理，电炉本体由外至内依次包括电炉外壳、保温层、加热层、导热绝缘层、炉本体，保温层对内进行保温、对外进行降温，避免热量流失，同时使电炉外壳外壁面温度达到了操作的安全温度，节约能源，提高了安全性。

所述高温电炉的加热层采用直流供电方式，相比交流供电运行过程中会产生电极间干扰、集肤效应等问题，直流供电方式自焙电极质量高和折断率低，可以使电流均匀分布在横截面中，提高电效率。所述直流电源组的主电路拓扑结构采用三相桥式同相逆并联整流电路，该电路可以扩大输出的电流，减小磁场干扰，还可以改善均流效果。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述保温层包括：

低温保温层；

中温保温层；

高温保温层，所述低温保温层、中温保温层、高温保温层从外至内依次设置在炉外壳与加热层之间。

目前市场上的保温材料，应用在1500℃以上的保温材料价格相对昂贵，而应用800℃以下的保温材料价格比较便宜，因此，本实用新型的保温层的设计采用3层布置的结构，将保温层结构分为低温保温层、中温保温层、高温保温层三个区域，在确保保温效果的同时，减少成本。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述低温保温层采用酸铝保温棉，所述中温保温层采用氧化铝空心球砖堆砌而成，所述高温保温层采用氧化镁填充而成。

高温保温层采用氧化镁填充而成，氧化镁熔点为2820℃，导热率小于10w/m·k，能起到较好的隔热效果，通过高温保温层的降温，使得中温保温层的内壁面温度降到1500℃以下；中温保温层采用氧化铝空心球砖堆砌而成，氧化铝空心球砖可以在1800℃以下能够保持较好的完整性，使用寿命长，保温效果好，稳定性好，堆砌好后与炉本体之间的空间正好能够容纳氧化镁粉末；通过中温保温层的降温，使得低温保温层的内壁面温度降到800℃以下，低温保温层采用酸铝保温棉，酸铝保温棉质量稳定可靠，抗裂性能好，重量轻，保温性能好，很适合填充炉体缝隙，温度在40-1000℃范围内快速变化都不会开裂，脱落，不燃烧，是优良的保温材料，并且价格低廉。通过低温保温层、中温保温层、高温保温层，使得电炉外壳外壁面温度不超过70℃，达到了操作的安全温度，对炉本体的保温效果好。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述直流电源组由若干个175V/100kA 的直流电源组成。

优选的，所述直流电源组由3个175V/100kA 的直流电源组成。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述三相桥式同相逆并联整流电路由2个三相桥式全控整流电路并联组成，并且2个三相桥式全控整流电路按照相位相同电流方向相反组合在一起。

所述三相桥式同相逆并联整流电路的输出电压为200-1000V， 输出电流为6000-30000A，2个三相桥式全控整流电路按照相位相同电流方向相反组合在一起可以提高功率因数。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述供电系统还包括：

控制开关；

短路继电器，所述直流电源组、三相桥式同相逆并联整流电路、控制开关、短路继电器、加热层依次电性连接；

接地棒，所述短路继电器的外表面一端固定安装有接地棒。

通过设置短路继电器，供电系统的电路中一旦发生短路，短路继电器中控制回路熔断器熔丝会熔断，从而切断整个电路，而且接地棒会将部分电流引入地下，不会造成人员触电，提高了安全性。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述供电系统还包括：

霍尔电流传感器，所述直流电源组的直流输出端安装霍尔电压传感器。

安装霍尔电压传感器检测直流电源组的直流输入端和输出端的电压。

进一步的，上述的氧化锆制品生产用的高温电炉，所述加料口与密封加料机配合使用。

高温电炉的加料口配以悬挂式的密封加料机，既减少了物料飞扬，又减少了热损失。

本实用新型的有益效果为：

（1） 本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，结构设计合理，电炉本体由外至内依次包括电炉外壳、保温层、加热层、导热绝缘层、炉本体，保温层对内进行保温、对外进行降温，避免热量流失，同时使电炉外壳外壁面温度达到了操作的安全温度，节约能源，提高了安全性；保温层的设计采用3层布置的结构，将保温层结构分为低温保温层、中温保温层、高温保温层三个区域，在确保保温效果的同时，减少成本；

（2） 本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，高温电炉的加热层采用直流供电方式，相比交流供电运行过程中会产生电极间干扰、集肤效应等问题，直流供电方式自焙电极质量高和折断率低，可以使电流均匀分布在横截面中，提高了电效率；直流电源组的主电路拓扑结构采用三相桥式同相逆并联整流电路，该电路可以扩大输出的电流，减小磁场干扰，还可以改善均流效果；通过设置短路继电器，供电系统的电路中一旦发生短路，短路继电器中控制回路熔断器熔丝会熔断，从而切断整个电路，而且接地棒会将部分电流引入地下，不会造成人员触电，提高了安全性。

附图说明

图1为本实用新型所述氧化锆制品生产用的高温电炉的电炉本体内部结构示意图；

图2为本实用新型所述氧化锆制品生产用的高温电炉的构架图；

图3为本实用新型所述氧化锆制品生产用的高温电炉的直流电源组与三相桥式同相逆并联整流电路的原理图；

图中：电炉本体1、炉外壳11、保温层12、低温保温层121、中温保温层122、高温保温层123、加热层13、导热绝缘层14、炉本体15、加料口151、供电系统2、直流电源组21、直流电源211、三相桥式同相逆并联整流电路22、控制开关23、短路继电器24、接地棒25、三相桥式全控整流电路221、密封加料机3、变压器a。

具体实施方式

下面结合附图1-3和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例1

如图1、2所示，本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，电炉本体1由外至内依次包括电炉外壳11、保温层12、加热层13、导热绝缘层14、炉本体15，采用电炉外壳11-保温层12-加热层13-导热绝缘层14-炉本体15的多层结构，保温层12对内进行保温、对外进行降温，避免热量流失，同时使电炉外壳11外壁面温度达到了操作的安全温度，节约能源，提高了安全性。

所述高温电炉的加热层13采用直流供电方式，相比交流供电运行过程中会产生电极间干扰、集肤效应等问题，直流供电方式的自焙电极质量高和折断率低，可以使电流均匀分布在横截面中，提高电效率。所述直流电源组21的主电路拓扑结构采用三相桥式同相逆并联整流电路22，该电路可以扩大输出的电流，减小磁场干扰，还可以改善均流效果。

实施例2

基于实施例1以上的结构基础，如图1、2所示。

本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，保温层12的结构由外至内分为低温保温层121、中温保温层122、高温保温层123三个部分，在确保保温效果的同时，可以减少成本。

其中高温保温层123采用氧化镁填充而成，氧化镁熔点为2820℃，导热率小于10w/m·k，能起到较好的隔热效果，通过高温保温层123的降温，使得中温保温层122的内壁面温度降到1500℃以下；中温保温层122采用氧化铝空心球砖堆砌而成，氧化铝空心球砖可以在1800℃以下能够保持较好的完整性，使用寿命长，保温效果好，稳定性好，堆砌好后与炉本体之间的空间正好能够容纳氧化镁粉末；通过中温保温层122的降温，使得低温保温层121的内壁面温度降到800℃以下，低温保温层121采用酸铝保温棉，酸铝保温棉质量稳定可靠，抗裂性能好，重量轻，保温性能好，很适合填充炉体缝隙，温度在40-1000℃范围内快速变化都不会开裂，脱落，不燃烧，是优良的保温材料，并且价格低廉。通过低温保温层121、中温保温层122、高温保温层123，使得电炉外壳外壁面温度不超过70℃，达到了操作的安全温度，对炉本体的保温效果好。

实施例3

基于实施例1或者实施例2以上的结构基础，如图2、3所示。

本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，直流电源组21由3个175V/100kA 的直流电源211组成，三相桥式同相逆并联整流电路22由2个三相桥式全控整流电路221并联组成，并且2个三相桥式全控整流电路221按照相位相同电流方向相反组合在一起，三相桥式同相逆并联整流电路的输出电压为200-1000V， 输出电流为6000-30000A。每个三相桥式全控整流电路221的电源输入端采用三角形联结方式，变压器a二次侧将2组三相半波电路串联在一起，即把共阴极组VT11、VT12、VT31、VT32、VT51、VT52和共阳极组VT21、VT22、VT41、VT42、VT61、VT62串联起来 。所述三相桥式同相逆并联整流电路22的设计可以扩大输出的电流，减小磁场干扰，还可以改善均流效果。

实施例4

基于实施例1或者实施例2或者实施例3以上的结构基础，如图2所示。

本实用新型所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，供电系统2还包括控制开关23、短路继电器24、接地棒25、霍尔电流传感器，通过设置短路继电器24，供电系统2的电路中一旦发生短路，短路继电器24中控制回路熔断器熔丝会熔断，从而切断整个电路，而且接地棒25会将部分电流引入地下，不会造成人员触电，提高了安全性。安装霍尔电压传感器检测直流电源组31的直流输入端和输出端的电压。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，包括：

电炉本体（1），所述电炉本体（1）由外至内依次包括电炉外壳（11）、保温层（12）、加热层（13）、导热绝缘层（14）、炉本体（15），所述炉本体（15）顶部设置有加料口（151）；

供电系统（2）,所述供电系统（2）包括直流电源组（21）、三相桥式同相逆并联整流电路（22），所述直流电源组（21）、三相桥式同相逆并联整流电路（22）、加热层（13）依次电性连接。

2.根据权利要求1所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述保温层（12）包括：

低温保温层（121）；

中温保温层（122）；

高温保温层（123），所述低温保温层（121）、中温保温层（122）、高温保温层（123）从外至内依次设置在炉外壳（11）与加热层（13）之间。

3.根据权利要求2所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述低温保温层（121）采用酸铝保温棉，所述中温保温层（122）采用氧化铝空心球砖堆砌而成，所述高温保温层（123）采用氧化镁填充而成。

4.根据权利要求1所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述直流电源组（21）由若干个175V/100kA 的直流电源（211）组成。

5.根据权利要求4所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述三相桥式同相逆并联整流电路（22）由2个三相桥式全控整流电路（221）并联组成，并且2个三相桥式全控整流电路（221）按照相位相同电流方向相反组合在一起。

6.根据权利要求1或者4所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述供电系统（2）还包括：

控制开关（23）；

短路继电器（24），所述直流电源组（21）、三相桥式同相逆并联整流电路（22）、控制开关（23）、短路继电器（24）、加热层（13）依次电性连接；

接地棒（25），所述短路继电器（24）的外表面一端固定安装有接地棒（25）。

7.根据权利要求6所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述供电系统（2）还包括：

霍尔电流传感器，所述直流电源组（21）的直流输出端安装霍尔电压传感器。

8.根据权利要求1所述的氧化锆制品生产用的高温电炉，其特征在于，所述加料口（151）与密封加料机（3）配合使用。

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