專利名稱：臺車式高溫氮化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燒成設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種臺車式高溫氮化爐。
背景技術(shù)：
氮化硅制品、其它含碳制品、碳化物、氮化物和含金屬的材料在高溫下燒結(jié)，一般需要在真空及無氧氣氛中進(jìn)行。有的采用埋碳法燒結(jié)，即將待燒結(jié)產(chǎn)品放入匣缽并埋入碳 粒中，這種方法的缺點是爐膛的空間利用率低、勞動強(qiáng)度大、操作環(huán)境差、成品率低。后又改 進(jìn)采用氮化燒結(jié)，即向爐膛內(nèi)通入氮氣將爐膛中空氣趕盡，在高溫下使制品燒結(jié)氮化。而現(xiàn) 有的氮化燒結(jié)設(shè)備主要有兩類一類為低溫氮化爐，特點是爐膛體積大、使用溫度低，一般 低于850°C ；另一類為高溫氮化爐，特點是溫度較高，能達(dá)到1550°C，但爐膛體積較小，不能 大批量生產(chǎn)。技術(shù)難點在于當(dāng)爐膛體積較大時，高溫時爐蓋、爐門和爐底密封難度大，爐內(nèi) 氣氛不均勻，制品氮化不充分，爐膛內(nèi)溫度場偏差較大，燒結(jié)制品成品率低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種臺車式大型高溫氮化爐，用于在高溫、氮氣氣氛下 大批量燒結(jié)耐火材料、陶瓷、電子材料及元器件。為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案一種臺車式高溫氮化爐，包括爐蓋2、爐底、爐門、爐殼20，其中，所述爐蓋2為位于 爐殼20上部的可升降的拱形爐蓋，所述爐底為雙層爐底結(jié)構(gòu)，包括固定爐底8和可移動式 臺車爐底9 ；所述爐門為內(nèi)外雙層爐門結(jié)構(gòu)；爐殼20內(nèi)有分區(qū)布置的發(fā)熱元件、多點進(jìn)氣管 道和與真空泵相連的真空管路。在爐殼20內(nèi)有在至少兩側(cè)間隔均勻地吊裝的所述發(fā)熱元件。爐蓋2、爐門、爐殼20、電極3設(shè)有水冷管路17 ；爐蓋2與爐殼20連接處焊有法蘭 盤，爐殼法蘭盤內(nèi)安裝有耐熱密封條。爐蓋2與爐蓋升降機(jī)構(gòu)1相連，爐蓋升降機(jī)構(gòu)1為液壓控制。固定爐底8與爐殼20焊接成一體，并且其上部安裝有延伸到爐外的固定軌道13， 固定軌道13上設(shè)有活動軌道12 ；敷設(shè)有重質(zhì)耐火材料10的臺車爐底9下部安裝有滾輪11， 滾輪11在活動軌道12上運行。內(nèi)外雙層爐門結(jié)構(gòu)包括內(nèi)層封火爐門6和外層密封爐門5，敷設(shè)有重質(zhì)耐火材料 10的內(nèi)層封火爐門6與臺車爐底9焊接為一體，外層密封爐門5上設(shè)有與爐殼相連的爐門 壓緊機(jī)構(gòu)22。外層密封爐門5為拱形結(jié)構(gòu)。爐殼20和爐蓋2有砌筑的耐火保溫材料。爐殼20上設(shè)有與所述電加熱元件連接的電極3和電極罩4，所述電極罩4罩住電 極3 ；爐蓋2上設(shè)有熱電偶19和安全放氣閥21 ；爐底設(shè)有排氣口和匯流排18。爐殼20上設(shè)有真空管道14，該真空管道一端與真空泵15相連，另一端穿過耐火材料與爐殼20內(nèi)相通。本實用新型提供的臺車式高溫氮化爐，包括上部液壓升降的拱形爐蓋，全密封爐體及耐火材料，高溫爐膛，安裝在爐膛兩側(cè)的發(fā)熱元件，外層拱形密封爐門，帶封火爐門的 可移動式臺車爐底，爐膛多點進(jìn)氣管道，與真空泵相連的真空管路。爐膛側(cè)壁和頂蓋內(nèi)砌筑耐火保溫材料，在爐膛內(nèi)側(cè)吊裝電加熱元件，頂部安裝控 溫?zé)犭娕?。整個爐體底部鋪設(shè)軌道，上部有液壓升降的水冷爐蓋，爐蓋與爐體的連接處焊接 有法蘭盤，法蘭盤上有橡膠棒凹槽。爐體一側(cè)有可打開的爐門，爐門共2套，其中一套為內(nèi) 層爐門，它與臺車爐底焊接，該爐門上覆有耐火材料，用于擋火；另一套為外層爐門，與爐殼 連接，為水冷套結(jié)構(gòu)，主要起密封作用。本實用新型的臺車式高溫氮化爐的爐殼上還設(shè)置有真空管路，該真空管路一端與 真空泵連接，在生產(chǎn)前可將爐中空氣排除干凈。在爐殼上設(shè)置有銅電極及由外入里與電熱 材料連接的電極孔和密封膠環(huán)。在爐蓋上設(shè)置有防爆口和控溫?zé)犭娕?；在爐殼底部的出氣 口上設(shè)置有手動放氣閥和自動放氣閥，當(dāng)爐內(nèi)超過設(shè)定壓力后放氣閥自動打開。在進(jìn)出料 門框、爐蓋和爐殼側(cè)壁有多個進(jìn)氣管路，以確保爐內(nèi)各點氮氣均勻充分。爐蓋、爐殼側(cè)壁、進(jìn) 出料門框、電極、爐底放氣管路均有循環(huán)水冷卻。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于1、采用雙層臺車式爐底結(jié)構(gòu)，爐體 密封性好，裝載量大，能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn)，裝出料安全可靠，勞動強(qiáng)度低；2、爐門采用雙層爐 門結(jié)構(gòu)，內(nèi)層爐門用于擋火，外層爐門用于密封，較好的解決了大型爐膛爐門的高溫密封問 題；3、爐蓋、外層爐門采用拱形結(jié)構(gòu)，增加了鋼構(gòu)的抗壓強(qiáng)度；4、頂蓋、側(cè)壁、爐頂、進(jìn)出料 門框、電極等均有水冷系統(tǒng)，門框法蘭加耐熱橡膠條密封，使用壽命長，較好解決了高溫密 封問題；5、爐內(nèi)采用多點均勻進(jìn)氣方式，爐頂、爐側(cè)壁均有進(jìn)氣點，爐內(nèi)各點氣氛均勻，制品 氮化效果好；6、分多區(qū)加熱控溫降低了爐膛溫度場的偏差。

圖1是本實用新型臺車式高溫氮化爐的主視示意圖；圖2是本實用新型臺車式高溫氮化爐的左視示意圖。附圖標(biāo)記1爐蓋2爐蓋升降機(jī)構(gòu)3電極4電極罩5外層密封爐門6封火爐門7爐襯耐火材料8固定爐底9臺車爐底10重質(zhì)耐火材料11滾輪12活動軌道13固定軌道14真空管道15真空泵16多點進(jìn)氣氣路17水冷管路18匯流排19熱電偶20爐殼21安全放氣閥22爐門壓緊機(jī)構(gòu)具體實施方式
下面根據(jù)附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明本實用新型為一種臺車式高溫氮化爐，參見圖1 2，包括拱型爐蓋2，爐蓋升降 機(jī)構(gòu)1，拱形外層密封爐門5和封火爐門6，臺車爐底9和固定爐底8，重質(zhì)耐火材料10，爐 殼20和敷設(shè)在爐殼上的爐襯耐火材料7，以及與爐殼20連接的電極3，電極罩4，爐門壓緊 機(jī)構(gòu)22，真空管路14，真空泵15，多點進(jìn)氣氣路16，水冷管路17，匯流排18，熱電偶19，安全 放氣閥。爐體上部的爐蓋2為焊接結(jié)構(gòu)，爐蓋內(nèi)表面焊有型鋼作為加強(qiáng)筋，爐蓋開啟為液 壓升降式結(jié)構(gòu)，安裝發(fā)熱元件及維修時可使用升降機(jī)構(gòu)1將爐蓋2用液壓缸升起，爐蓋上設(shè) 有雙區(qū)控溫用的2支B型熱電偶19和安全放氣閥21，熱電偶19與爐殼密封，安全放氣閥 21用于爐內(nèi)超過設(shè)定壓力時自動開啟釋壓。爐蓋2與爐殼20連接處均焊有法蘭盤，法蘭盤 凹槽內(nèi)安裝耐熱橡膠密封條，用于與爐蓋2密封。爐殼20上部為水冷套結(jié)構(gòu)，用于冷卻密 封處的耐熱橡膠密封條以及與發(fā)熱元件相連的電極3的橡膠密封環(huán)，防止密封橡膠老化失 效。爐殼20為鋼板和型鋼焊接結(jié)構(gòu)，爐殼四周均焊有筋板以承受抽真空時所承受的 大氣壓力，保護(hù)爐殼內(nèi)耐火材料和發(fā)熱元件。爐膛兩側(cè)吊掛發(fā)熱元件，其連接方式為每加熱 區(qū)星形或三角形接法。爐殼底部為固定爐底8，與爐殼20焊接成為一體，起到爐底處密封作 用。該爐底上部安裝固定軌道13，該軌道與活動軌道12對接，供臺車爐底9進(jìn)出，臺車底部 裝有4支滾輪11。臺車爐底9敷設(shè)有重質(zhì)耐火材料10，用于承載大批量加熱物料。圖2中 臺車爐底右上側(cè)焊有鋼板和加強(qiáng)筋即為封火爐門6，內(nèi)層敷設(shè)重質(zhì)耐火材料10。裝出料時， 臺車退出爐外，爐外設(shè)有固定軌道13的延伸部分，固定軌道13上面設(shè)有活動軌道12，臺車 滾輪11在活動軌道13上運行。爐蓋2和爐殼20四周設(shè)有多點進(jìn)氣支管16，與進(jìn)氣總管匯合，進(jìn)氣管路上裝有閥 門和流量計，爐殼底部設(shè)有出氣口。爐殼側(cè)壁的上部焊有真空管道14，真空管道上有過濾器 及閥門，真空管道與真空泵15相連。爐殼側(cè)壁、爐蓋、爐門處設(shè)有水冷管路17，全部的進(jìn)出 水冷管路均接到匯流排18上。本實施例的工藝流程為臺車裝上物料后推進(jìn)爐膛內(nèi)，關(guān)閉外層爐門并鎖緊。啟動 真空泵，將爐內(nèi)壓力抽到極限真空后，關(guān)閉真空泵，并向爐內(nèi)充氮氣，直到爐內(nèi)壓力達(dá)到微 正壓，打開手動放氣閥，少量放氣，使?fàn)t內(nèi)氣氛一直保持均勻的新鮮的氮氣氣氛。打開匯流 排上的各進(jìn)水閥門，檢查回水情況，一切正常后，接通電源向爐內(nèi)送電開始升溫，升溫過程 中按工藝規(guī)定的曲線，各加熱區(qū)同時升溫、保溫、降溫，直到曲線運行結(jié)束。打開密封爐門將 燒結(jié)、氮化好的制品拉出爐膛，整個工藝過程結(jié)束。
權(quán)利要求一種臺車式高溫氮化爐，包括爐蓋(2)、爐底、爐門、爐殼(20)，其特征在于，所述爐蓋(2)為位于爐殼(20)上部的可升降的拱形爐蓋，所述爐底為雙層爐底結(jié)構(gòu)，包括固定爐底(8)和可移動式臺車爐底(9)；所述爐門為內(nèi)外雙層爐門結(jié)構(gòu)；爐殼(20)內(nèi)有分區(qū)布置的發(fā)熱元件、多點進(jìn)氣管道和與真空泵相連的真空管路。
2.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于在爐殼(20)內(nèi)有在至少兩側(cè) 間隔均勻地吊裝的所述發(fā)熱元件。
3.如權(quán)利要求2所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于爐蓋(2)、爐門、爐殼(20)、電 極(3)設(shè)有水冷管路(17)；爐蓋(2)與爐殼(20)連接處焊有法蘭盤，爐殼法蘭盤內(nèi)安裝有 耐熱密封條。
4.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于爐蓋(2)與爐蓋升降機(jī)構(gòu)(1) 相連，爐蓋升降機(jī)構(gòu)(1)為液壓控制。
5.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于固定爐底(8)與爐殼(20)焊 接成一體，并且其上部安裝有延伸到爐外的固定軌道(13)，固定軌道(13)上設(shè)有活動軌道 (12)；敷設(shè)有重質(zhì)耐火材料(10)的臺車爐底(9)下部安裝有滾輪(11)，滾輪(11)在活動 軌道(12)上運行。
6.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于所述內(nèi)外雙層爐門結(jié)構(gòu)包括 內(nèi)層封火爐門(6)和外層密封爐門(5)，敷設(shè)有重質(zhì)耐火材料(10)的內(nèi)層封火爐門(6)與 臺車爐底(9)焊接為一體，外層密封爐門(5)上設(shè)有與爐殼相連的爐門壓緊機(jī)構(gòu)(22)。
7.如權(quán)利要求6所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于外層密封爐門(5)為拱形結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于爐殼(20)和爐蓋⑵有砌筑 的耐火保溫材料。
9.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于爐殼(20)上設(shè)有與所述電加 熱元件連接的電極⑶和電極罩(4)，所述電極罩(4)罩住電極(3)；爐蓋(2)上設(shè)有熱電 偶(19)和安全放氣閥(21)；爐底設(shè)有排氣口和匯流排(18)。
10.如權(quán)利要求1所述的臺車式高溫氮化爐，其特征在于爐殼(20)上設(shè)有真空管道 (14)，該真空管道一端與真空泵(15)相連，另一端穿過耐火材料與爐殼(20)內(nèi)相通。
專利摘要本實用新型涉及燒成設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種臺車式高溫氮化爐，包括爐蓋(2)、爐底、爐門、爐殼(20)，所述爐蓋(2)為位于爐殼(20)上部的可升降的拱形爐蓋，所述爐底為雙層爐底結(jié)構(gòu)，包括固定爐底(8)和可移動式臺車爐底(9)；所述爐門為內(nèi)外雙層爐門結(jié)構(gòu)；爐殼(20)內(nèi)有分區(qū)布置的發(fā)熱元件、多點進(jìn)氣管道和與真空泵相連的真空管路。用于在高溫、氮氣氣氛下大批量燒結(jié)耐火材料、陶瓷、電子材料及元器件。
文檔編號F27B5/14GK201593912SQ200920277579
公開日2010年9月29日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者張峰, 張晉, 張淼, 敖雯青, 朱世安, 王壽增, 程桂玲, 顧靜, 齊照東 申請人:中國鋼研科技集團(tuán)有限公司;新冶高科技集團(tuán)有限公司