專利名稱：實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝、爐體及坩堝電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬工業(yè)電爐領(lǐng)域，特別是一種實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，利用該坩堝的一種爐體， 及利用該爐體實現(xiàn)的內(nèi)加熱坩堝電阻爐。
背景技術(shù)：
坩堝電阻爐是一種將電能轉(zhuǎn)換成熱能的工業(yè)電爐設(shè)備，用于熔化玻璃、化學物質(zhì)、 有色金屬及其合金等，在熱處理、有色金屬熔化及玻璃熔煉等領(lǐng)域廣泛使用。坩堝電阻爐屬于高耗能設(shè)備，坩堝電阻爐的節(jié)能對于降低使用成本，建設(shè)可持續(xù)發(fā)展型社會具有重要意義。坩堝電阻爐可以看成是由爐體和輔助設(shè)備組成，輔助設(shè)備包括爐蓋、測溫裝置、電熱器控制裝置、氣氛控制裝置、水冷和氣冷裝置、爐體傾斜裝置、坩堝內(nèi)部保護裝置、成型裝置、出水裝置等實現(xiàn)不同功能的設(shè)備。坩堝電阻爐節(jié)能主要是爐體部分的節(jié)能。現(xiàn)在共知的坩堝電阻爐的爐體有兩種結(jié)構(gòu)。一種是外熱式結(jié)構(gòu)，爐體由外殼、保溫材料、爐膛、電熱體和坩堝組成，其中爐膛設(shè)置在爐殼內(nèi)；電熱體設(shè)置在爐膛內(nèi)壁上；爐殼和爐膛間設(shè)置有保溫材料；坩堝設(shè)置在爐膛內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的電阻爐熱效率低，維修不方便，但使用方便。第二種爐體結(jié)構(gòu)是內(nèi)熱式結(jié)構(gòu)，爐體由外殼、保溫材料、坩堝和加熱器組成，如中國專利申請?zhí)?2008201058828及87201580所公布的，其中坩堝設(shè)置在外殼內(nèi)，保溫材料設(shè)置在坩堝和外殼之間，加熱器由坩堝上部開口處設(shè)置在坩堝內(nèi)，通常設(shè)置在坩堝邊緣處。這種結(jié)構(gòu)的電阻爐熱效率高，維修方便，但使用不方便。這兩種結(jié)構(gòu)的坩堝爐還有一個缺點是當坩堝容量大時，坩堝內(nèi)物質(zhì)溫度均勻性差。本發(fā)明擬提出一種坩堝、一種基于這種新型坩堝的坩堝爐爐體，及一種利用這種爐體的坩堝電阻爐，達到能耗低、使用方便、維修方便及坩堝內(nèi)物質(zhì)溫度均勻的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，其技術(shù)方案是坩堝為一上部開口的容器，容器的底部有多個向上凸起的柱體，柱體的內(nèi)部是空的，與坩堝外部連通。上述的實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝還可以是坩堝內(nèi)部用隔離體分成多個區(qū)，各區(qū)之間相互連通。上述的實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝還可以是在坩堝底部設(shè)置一成型口。上述的實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝還可以是在坩堝上設(shè)置一出水口。本發(fā)明提出一種基于上述坩堝的爐體，其技術(shù)方案是由外殼、保溫材料、坩堝和加熱器組成，所述的加熱器由坩堝外部設(shè)置在坩堝底部空腔柱體的空腔內(nèi)；所述的坩堝設(shè)置在外殼內(nèi)；所述的保溫材料設(shè)置在外殼和坩堝之間。本發(fā)明提出一種由上述爐體構(gòu)成的坩堝電阻爐，由爐體和電爐輔助設(shè)備組成，電爐輔助設(shè)備至少包括爐蓋、測溫裝置和電熱器控制裝置，其特征是所述的測溫裝置可以對爐體中單點或多點進行測溫；所述的電熱器控制裝置可以對爐體內(nèi)的加熱器進行聯(lián)合控制
3或獨立控制。利用本發(fā)明提出的坩堝電阻爐，結(jié)合現(xiàn)有的各種電爐輔助設(shè)備，可以制造有色金屬熔化爐、玻璃熔煉爐、鹽浴爐、堿浴爐、油浴爐等工業(yè)電爐。本發(fā)明的坩堝分區(qū)方案用一臺爐子實現(xiàn)多臺爐子的功能、適合用于多項連續(xù)處理的生產(chǎn)場合。本發(fā)明的坩堝帶成型口技術(shù)方案適合用于玻璃熔煉爐，如石英玻璃熔煉爐。本發(fā)明的坩堝帶出水口技術(shù)方案便于爐內(nèi)物質(zhì)的排放。本發(fā)明提出的技術(shù)方案制造的坩堝電爐與現(xiàn)有坩堝電爐相比有以下幾個方面的好處1.能耗低。能耗要比現(xiàn)有的外熱式坩堝電阻爐低。2.使用方便。使用要比現(xiàn)有的內(nèi)熱式坩堝電阻爐方便。3.維修方便，且可實現(xiàn)不停機維修。由于采用分散加熱、獨立控制的方式，電阻爐中最易損壞的加熱體的維修非常方便，可以在電爐工作中進行維修。4.大型坩堝內(nèi)被加熱物質(zhì)溫度均勻。由于可以采用多點測溫，底部分散加熱和控制，溫度均勻性好。


圖IA為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第一種實施結(jié)構(gòu)的俯視IB為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第一種實施結(jié)構(gòu)的剖視2A為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第二種實施結(jié)構(gòu)的俯視2B為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第二種實施結(jié)構(gòu)的剖視3A為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第三種實施結(jié)構(gòu)的俯視3B為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第三種實施結(jié)構(gòu)的剖視4為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的一種爐體結(jié)構(gòu)圖5為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的第一種實施方案圖6為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的第二種實施方案圖7為按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的第三種實施方案其中1為殼體；2為保溫層；3為坩堝；4為電加熱器；5為爐蓋；6為坩堝保護裝置；7為電熱器控制裝置；81、82、83為測溫裝置；91、92為保護氣體發(fā)生及控制裝置；10為成型桿及控制裝置；11為送料裝置；12為出液泵；13為通有保護氣體的攪拌裝置；14為澆液泵；15為料框；18為出水堵頭。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出的具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步說明。按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第一個實施例如圖1所示，圖IA為俯視圖，圖IB 為剖視圖，坩堝底部設(shè)計了 9個空腔柱體。這種坩堝可以用于熱處理爐、玻璃熔化爐和有色
金屬熔化爐。按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第二個實施例如圖2所示，圖2A為俯視圖，圖2B 為剖視圖，坩堝底部設(shè)計了 8個空腔柱體和一個成型口。這種坩堝可以用于玻璃熔化及成型爐。
按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝的第三個實施例如圖3所示，圖3A為俯視圖，圖3B 為剖視圖，坩堝被分成四個區(qū)，中間的兩個區(qū)底部連通，其它兩個相鄰區(qū)上部連同。每個區(qū)的底部設(shè)置了 3個空腔柱體，在最右邊的坩堝區(qū)底部設(shè)有出水口。這種坩堝可以看成多個坩堝的組合，可以用于實現(xiàn)連續(xù)工作的多功能電阻爐。圖4給出了按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐爐體的一個實施例。由爐外殼1、 保溫層2、坩堝3和電熱器組成，電熱器設(shè)置在坩堝底部的空腔柱體內(nèi)。圖5給出了按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的第一個實施例。這是一種鹽浴爐，由外殼1、保溫層2、坩堝3、電熱器4、爐蓋5、坩堝保護裝置6、電熱器控制裝置7和測溫裝置81組成。其中，坩堝3可以由耐高溫耐腐蝕鋼制成，也可以用石墨和碳化硅等材料制做；坩堝保護裝置6為帶有多條腿的平臺，用于保護坩堝下部的加熱體不受工件損傷。平臺臺面上開有許多孔，方便鹽液透過臺面，工作臺的腿支在坩堝底上。坩堝保護裝置6還可以設(shè)計成懸掛式結(jié)構(gòu)，即工作臺面是吊在爐體外殼上。測溫裝置81 —般為熱電偶，將爐溫傳遞給電熱器控制裝置7，電熱器控制裝置7根據(jù)工作溫度要求控制加熱器的功率，實現(xiàn)爐子的溫度控制。各電熱器通常以并聯(lián)方式工作，以降低電熱器故障對工作過程的影響，同時可以增加維修的方便性。圖6給出了按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的第二個實施例。這是一種石英玻璃熔化拉管爐，由外殼1、保溫層2、坩堝3、電熱器4、爐蓋5、電熱器控制裝置7和測溫裝置81、氣體保護裝置91、92、送料裝置11及成型桿及控制裝置10組成。其中，坩堝3由鎢制成；測溫裝置81 —般為紅外測溫儀；送料裝置11將石英砂由坩堝上部送入坩堝3，氣體保護裝置保護坩堝不被氧化；成型桿及控制裝置10控制所成型玻璃管的壁厚；電加熱器由石墨材料制成。各電熱器通常以并聯(lián)方式工作，以降低電熱器故障對工作過程的影響，同時可以增加維修的方便性。圖7給出了按本發(fā)明技術(shù)方案設(shè)計的坩堝電阻爐的第三個實施例。這是一種可以用于鎂合金的精煉和連續(xù)鑄造的電阻爐。該熔煉爐分為4個區(qū)，由外殼1、保溫層2、坩堝3、 電熱器4、爐蓋5、電熱器控制裝置7和測溫裝置81、82、83、出液泵12、通有保護氣體的旋轉(zhuǎn)式排氣裝置13、澆液泵14，料框15及出水堵頭18組成。其中，坩堝3由復合不銹鋼制成； 測溫裝置81、82、83為熱電偶，將溫度送給電熱器控制裝置7，電熱器控制裝置根據(jù)工作要求，控制每個區(qū)的加熱器的功率，實現(xiàn)溫度控制。各電熱器通常以并聯(lián)方式工作，以降低電熱器故障對工作過程的影響，同時可以增加維修的方便性。該熔煉爐是這樣工作的將鹽放入坩堝中最右邊兩個區(qū)域，加溫使其熔化，鹽液分布在圖中16所示區(qū)域；將粗鎂料放在物料框15中，啟動澆液泵14，用鹽液熔化料框15種的金屬鎂，鎂熔化后雜質(zhì)沉到其下方坩堝的底部，鎂由于比鹽輕浮在鹽的上部，隨著熔化量的增加，鎂會流入17所示區(qū)域，為了排除鎂中殘留的氣體，并保護鎂不被氧化，開啟通有保護氣體的旋轉(zhuǎn)式排氣裝置13，當鎂液面高度達到一定位置時，開啟出液泵12，將鎂液輸出鑄造。當料框下方坩堝中的雜質(zhì)過多時，打開出水堵頭18，可以清除雜質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，其特征是所述坩堝為一上部開口的容器，容器的底部有多個向上凸起的柱體，柱體的內(nèi)部是空的，與坩堝外部連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，其特征是所述的坩堝內(nèi)部用隔離體分成多個區(qū)，各區(qū)之間相互連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，其特征是在坩堝底部設(shè)置一成型口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，其特征是在坩堝上設(shè)置一出水口。
5.一種由權(quán)力要求1所述坩堝構(gòu)成的爐體，由外殼、保溫材料、坩堝和加熱器組成，其特征是所述的加熱器由坩堝外部設(shè)置在坩堝底部空腔柱體的空腔內(nèi)；所述的坩堝設(shè)置在外殼內(nèi)；所述的保溫材料設(shè)置在外殼和坩堝之間。
6.一種由權(quán)力要求5所述爐體構(gòu)成的坩堝電阻爐，由爐體和電爐輔助設(shè)備組成，電爐輔助設(shè)備至少包括爐蓋、測溫裝置和電熱器控制裝置，其特征是所述的測溫裝置可以對爐體中單點或多點進行測溫；所述的電熱器控制裝置可以對爐體內(nèi)的加熱器進行聯(lián)合控制或獨立控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)內(nèi)加熱的坩堝，利用該坩堝的一種爐體，及利用該爐體實現(xiàn)的內(nèi)加熱坩堝電阻爐。坩堝為一上部開口的容器，容器的底部有多個向上凸起的柱體，柱體的內(nèi)部是空的，與坩堝外部連通。爐體由外殼、保溫材料、坩堝和加熱器組成，加熱器由坩堝外部設(shè)置在坩堝底部空腔柱體的空腔內(nèi)。這種電阻爐能耗低，使用方便，維修方便，溫度均勻。
文檔編號F27B14/20GK102384646SQ20101026993
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者方強 申請人:方強