專利名稱：高效輻射紅外電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及加熱金屬件的電阻爐，尤其適合做為金屬熱處理加熱爐。
電阻爐是工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中特別是機械制造業(yè)中廣泛使用的設(shè)備，用以加熱金屬坯料或零件滿足熱處理工藝的要求。由于該種設(shè)備的廣泛使用，必然導(dǎo)致大量消耗電能，而能源短缺是當(dāng)今世界的重大問題之一。因此，降低爐子的電能消耗必然日益引起人們的關(guān)注。電阻爐可以分為箱式、臺車式和井式爐三種，爐內(nèi)所用加熱元件，當(dāng)前多數(shù)設(shè)備采用螺旋型電阻絲，實踐證明使用這種加熱體的爐子存在如下缺點〈1〉輻射面積小，在相同斷面積情況下，圓線的表面積比帶材表面積小一倍左右，這意味著發(fā)熱元件的輻射面積減少約一倍，不能充分利用熱能；〈2〉電阻絲加熱元件是以傳導(dǎo)和對流傳熱為主，而且受其形狀限制不能使用先進的紅外輻射技術(shù)，故加熱效率低，〈3〉電阻絲一般采用鎳鉻絲，較鐵鉻鋁等加熱元件價格約高四倍，而且電阻絲易斷，增加了維修的困難和造成停電事故。為了克服以上缺點，目前已有使用帶狀加熱元件的電阻爐產(chǎn)品問世，其特點是做為加熱元件的帶是盤曲成蛇形的帶，蛇形帶通過磁柱24垂直固定在爐內(nèi)側(cè)壁上，與電阻絲的電阻爐相比其優(yōu)點是〈1〉顯著增大了輻射表面積；〈2〉電阻帶的扁平表面對著爐膛中央，增大了有效輻射面積，〈3〉可以利用先進的紅外輻射技術(shù)，以上三點使?fàn)t子的節(jié)電率至少提高30％。明顯優(yōu)于電阻絲式電阻爐，然而該種電阻爐仍然有不可忽視的缺點，一般箱式爐和臺車式爐的爐高與爐長度比或井式爐高度與爐直徑展開長度之比約為13，這種將蛇形電阻帶垂直固定在爐內(nèi)側(cè)壁的方法，必然造成電阻帶拐彎太多，雖然帶的扁平表面對著爐膛中央，但拐彎處的帶卻逐漸過度到與扁平表面垂直的位置〈附圖2〉，使電阻帶的有效輻射面積大為減少，實測證明，拐彎處25圓弧形豎立面的長度ab等于帶的直線部分長度的1／3，使有效輻射面積減少了25－33％，即有約1／3的輻射熱能沒有得到合理充分地利用。
本實用新型的目的在于設(shè)計一種新型的高效熱輻射的紅外電阻爐，盡量減少電阻帶的彎曲次數(shù)，增長電阻帶直線部分的長度，使電阻帶對著爐膛中央的扁平表面相應(yīng)增加，以達(dá)到進一步提高電阻爐節(jié)能的效果。
本實用新型所說的高效熱輻射紅外電阻爐主要包括爐內(nèi)襯有耐火磚3的爐體，電阻帶2，將電阻帶2固定在耐火磚3上的固定件4，爐門5和爐門開閉機構(gòu)6。所說的電阻帶盤曲成蛇形，其直線部分9的扁平表面朝向爐膛中央，各直線部分彼此平行而且基本保持沿爐長方向〈箱式爐〉或直徑展開長度方向〈井式爐〉伸展〈附圖3，12，〉，電阻帶可以采用鐵鉻鋁合金，含鈮的鐵鉻鋁合金或含稀土的鐵鉻鋁合金材料制成，由于電阻帶直線部分9是沿爐長方向伸展開的，水平跨度較大，為防止安裝不牢固或受熱彎曲下垂在工作中造成短路事故，可以采用固定件4將電阻帶2牢固地固定在爐壁的耐火磚3上。固定件4可以制成鉤狀〈附圖5〉，用金屬片或耐火材料制成均可。為此，專門在耐火磚3上加工出保護電阻帶免受被加熱件等碰撞的槽8和安裝固定件4的槽7，用固定件4的兩端分別鉤住耐火磚3上的槽和電阻帶2〈附圖6、7〉，使鉤 形固定件一端的鉤住槽7，另一端鉤住電阻帶2，從而使電阻帶牢固可靠地安裝在耐火磚3上，為了使卡子不在工作中松動脫落，可以在槽7中充填硅酸鋁材料26加固鉤形固定件4的位置，鉤形固定件的材料可以采用與電阻帶相同的合金材料或其它類似性能的合金，當(dāng)電阻帶升溫時扁卡子一同被加熱參加熱輻射，以免影響輻射的優(yōu)良性能，固定件4也可以是由耐火材料制成的T型件，為此，在耐火磚3側(cè)面加工出槽7″和槽8″〈附


圖13，14〉，T型件一端鉤住耐火磚槽7″，另一端鉤住電阻帶2〈附
圖15〉。
目前，箱式電阻爐都采用平面滑動摩擦式爐門〈附圖8〉，通過安裝在爐體上的滑輪和鋼繩控制爐門上下開閉。當(dāng)爐門落下時，爐門呈自由懸掛狀態(tài)封住爐口，沒有外力使?fàn)t門消除縫隙關(guān)嚴(yán)爐門，爐膛中熱量由縫隙向外散出而損失熱能。為克服此缺點，本實用新型設(shè)計了新型的仔口密閉升降式爐門，由爐門5〈附
圖10〉和爐門開閉機構(gòu)6〈附圖9〉組成，在所說的爐門5上有塞入爐口11的凸塞10。以改善爐門5與爐口11間的密封性能，在爐門5兩側(cè)上、下各有一個導(dǎo)向零件15如滾輪或滑塊或銷軸，所說的爐門開閉機構(gòu)6包括兩個分別位于爐門兩側(cè)垂直安裝在爐外壁上的導(dǎo)向架12和安裝在導(dǎo)向架12大致中部適當(dāng)位置上的頂桿機構(gòu)13，導(dǎo)向架12上有傾斜槽14，傾斜槽14與爐前墻自下而上的傾斜一個角度，可使?fàn)t門上升時向斜上方離開爐口和下降時關(guān)閉爐門，爐門5上的導(dǎo)向零件15位于傾斜槽14中，在傾斜槽14大致中部位置有與傾斜槽相通的橫向槽23，爐門處于關(guān)閉狀態(tài)時爐門上部的導(dǎo)向零件位于橫向槽23中。使?fàn)t門保持垂直位置封住爐口11。為使?fàn)t門封閉嚴(yán)密不向外散失熱量，可以使用頂桿機構(gòu)13〈附
圖11〉，它包括支座16，安裝在支座16孔內(nèi)的手柄17，安裝在手柄17另一端的頂桿18和壓緊輪19，通過安裝在手柄17的孔20內(nèi)的彈簧21，使壓緊輪壓緊爐門。仔口密封升降式爐門的操作過程如下?lián)u動安裝在爐體上的爐門升降手柄，通過滑輪和鋼繩使?fàn)t門5沿傾斜槽傾斜上升，爐門打開，爐門重量由懸掛在爐體上的重錘平衡。關(guān)爐門時，反向搖爐門升降手柄，爐門沿傾斜槽下降，爐門上部滾輪進入橫向槽23，爐門封住爐口11，轉(zhuǎn)動手柄17，使頂桿機構(gòu)壓緊爐門。再打開爐門時，應(yīng)先轉(zhuǎn)動手柄17，使頂桿放松爐門，再搖動爐門升降手柄22，通過滑輪和鋼繩拉起爐門。
為了彌補一般電阻絲電阻爐僅以傳導(dǎo)和對流傳熱為主的加熱方式的不足，充分發(fā)揮熱輻射的作用，提高傳熱效率，在電阻帶扁平表面朝向爐膛中央的一面噴涂紅外線發(fā)射劑。
當(dāng)電阻帶升溫時，其表面可不斷射出紅外線，以電磁波形式進行輻射傳熱給工件，從而使電阻帶顯著地提高了熱輻射能力，使本實用新型所說的這種電阻帶的布置方式的優(yōu)點進一步得到充分的發(fā)揮，最大限度地達(dá)到節(jié)約電能的目的。
本實用新型的優(yōu)點是〔1〕增大了電阻帶有效輻射面積，使電爐升溫速度加快，縮短升溫時間，提高熱處理生產(chǎn)效率；〔2〕與垂直布帶的電阻爐比較，節(jié)電率提高10％左右；與電阻絲加熱爐比較，由于采用本實用新型的布帶方式，再加以在電阻帶表面噴涂紅外發(fā)射劑，使電阻爐節(jié)電率高達(dá)30－50％；〔3〕由于電阻帶半埋入耐火磚的槽內(nèi)，工件裝出爐時不會碰壞電阻帶；〔4〕用固定件將電阻帶固定在耐火磚上，結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，維修容易；〔5〕大量減少了蛇形電阻帶的拐彎次數(shù)，延長了電阻帶的使用壽命；〔6〕爐門及其開閉機構(gòu)工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，密封爐口嚴(yán)密，有效地防止熱量由爐門散失，對提高電阻爐的加熱效率也有顯著的作用。
附
圖1現(xiàn)有電阻爐的電阻帶布置圖附圖2現(xiàn)有電阻爐電阻帶拐彎圖附圖3本實用新型的箱式或臺車式電阻爐的電阻帶布置圖附圖4現(xiàn)有電阻爐的電阻帶固定法附圖5本實用新型用的鉤形固定件零件圖附圖6本實用新型鉤形固定件用的耐火磚零件圖附圖7本實用新型電阻帶安裝圖之一附圖8現(xiàn)有電阻爐的爐門機構(gòu)附圖9本實用新型用的爐門開閉機構(gòu)附
圖10本實用新型用的爐門附
圖11本實用新型用的爐門開閉機構(gòu)的頂桿裝配圖附
圖12本實用新型用的井式電阻爐的電阻帶布置圖附
圖13本實用新型用的T型固定件零件圖附
圖14本實用新型T型固定件用的耐火磚零件圖附
圖15本實用新型電阻帶安裝圖之二下面是本實用新型所說的高效輻射紅外電阻爐的具體實例一、45千瓦箱式電阻爐1.技術(shù)參數(shù)額定功率45千瓦額定電壓380伏額定溫度950℃相數(shù)3相紅外帶接法Y最大一次裝爐量500－600公斤爐膛尺寸長×寬×高 1200×600×450毫米2.結(jié)構(gòu)
〔1〕耐火保溫材料采用微珠輕質(zhì)耐火磚和導(dǎo)熱系數(shù)小的硅酸鋁耐火纖維取代普通耐火磚，用膨脹珍珠巖料代替石粉做低溫層，使電阻爐保溫性能好，具有升溫快、爐體外表面溫度低、熱損失少等優(yōu)點。
〔2〕加熱元件采用高溫鐵鉻鋁電阻帶〈斷面尺寸1.5×15毫米〉作為電熱元件，在電阻帶表面噴涂一層一定厚度的紅外線涂料，在爐內(nèi)兩側(cè)壁及爐底均安裝了沿爐長方向伸展的蛇形電阻帶，并使電阻帶的扁平表面朝向爐膛中央。以這種水平布置方式安裝的電阻帶拐彎60次，僅為垂直布置〈拐彎達(dá)300次之多〉的拐彎次數(shù)的1／5，使有效輻射面積增加25％。電阻帶半埋入耐火磚的槽7中，槽7深15毫米，寬度稍大于電阻帶寬。固定用的鉤形固定件尺寸長×寬×厚為50×16×2毫米。
〔3〕爐門及爐門開閉機構(gòu)爐門兩側(cè)上下分別安裝一個導(dǎo)向滾輪15，滾輪裝在導(dǎo)向架12的傾斜槽14中，傾斜槽自下而上與前爐墻外壁成一角度，當(dāng)爐門下降到關(guān)閉位置時，滾輪15進入與傾斜槽連通的橫向槽23中，以保證爐門垂直靠緊爐口。頂桿機構(gòu)13通過支座16安裝在導(dǎo)向架12中部適當(dāng)位置上，使壓緊輪19能壓住爐門外壁。在爐門四周與爐口接觸部位嵌有帶彈性的礦渣棉，在爐門壓緊時，礦渣棉與爐口處耐火材料接觸以提高門的密封性，爐門內(nèi)壁砌有微珠輕質(zhì)耐火磚和硅酸鋁耐火纖維，以保證爐門具有良好的隔熱和保溫性能，采用以上措施，爐門外殼表面溫度較低，不超過60℃。
3.節(jié)電效果采用以上結(jié)構(gòu)的電阻爐，較現(xiàn)有垂直布帶的紅外電阻爐節(jié)電率提高10％以上，較電阻絲式電阻爐節(jié)電可達(dá)50％。
權(quán)利要求1.高效輻射紅外電阻爐，主要包括爐內(nèi)襯有耐火磚3的爐體、電阻帶2、將電阻帶2固定在爐內(nèi)耐火磚3上的固定件4、爐門5及其開閉機構(gòu)6，其特征是1)所說的電阻帶2是固定在爐內(nèi)耐火磚3上并盤曲成蛇形的帶，帶的直線部分9的扁平表面的一面朝向爐膛中央部位，而且各直線部分9彼此平行并基本保持水平，2)所說的固定件4是用金屬片和耐火材料兩種當(dāng)中的一種制成的，3)所說的耐火磚3上有保護電阻帶免受碰撞的槽8和安裝固定件4的槽，用固定件4的兩端分別鉤住耐火磚3上的槽和電阻帶2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的高效輻射紅外電阻爐，其特征是1〉所說的爐門5上有塞入爐口11內(nèi)的凸塞10，在爐門5兩側(cè)各安裝了兩個導(dǎo)向零件15，2〉所說的爐門開閉機構(gòu)6包括兩個分別位于爐門兩側(cè)直立安裝的導(dǎo)向架12和安裝在導(dǎo)向架12中部適當(dāng)位置上的頂桿機構(gòu)13，3〉所說的導(dǎo)向架12上有傾斜槽14，傾斜槽14與爐前墻自下而上傾斜一個角度，爐門5上的導(dǎo)向零件15位于傾斜槽14中，在傾斜槽14大致中部位置有一與傾斜槽貫通的橫向槽23，爐門處于關(guān)閉狀態(tài)時爐門上部的導(dǎo)向零件位于橫向槽23中，4〉所說的頂桿機構(gòu)13包括支座16、安裝在支座16的孔內(nèi)的手柄17，安裝在手柄另一端的頂桿18和壓緊輪19，頂桿通過安裝在手柄孔20內(nèi)的彈簧21起壓緊爐門的作用。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所說的高效輻射紅外電阻爐，其特征是在電阻帶2的表面噴涂紅外發(fā)射劑涂層。
專利摘要本實用新型主要涉及金屬熱處理用電阻爐，該種電阻爐的特點是(1)使用了水平方向布置的電阻帶，與已有的垂直方向布置的電阻帶比較顯著地減少拐彎次數(shù)，從而提高了有效輻射面積節(jié)約了電能消耗，(2)采用了有凸塞塞入爐口的爐門和有導(dǎo)向架及頂桿機構(gòu)組成的爐門開閉機構(gòu)，避免了熱量由爐門和爐口的縫隙處散出，提高了電阻爐的加熱效率，使用本實用新型所設(shè)計的電阻爐，并在電阻帶表面噴涂紅外發(fā)射劑，與電阻絲電阻爐比較可節(jié)電50％左右。
文檔編號F27B3/08GK2050958SQ89204729
公開日1990年1月10日 申請日期1989年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月24日
發(fā)明者張寶興, 高俊清, 黎英豪 申請人:北京市昌平建興電爐廠