專利名稱：超高溫電加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電加熱爐。主要適用于特種陶瓷材料的燒結(jié)、寶石的改色處理、單晶的拉制和材料的高溫性能檢測(cè)等。
現(xiàn)有技術(shù)中，氧化氣氛下，使用溫度＞1800℃的高溫電爐均采用氧化鋯質(zhì)發(fā)熱元件。氧化鋯質(zhì)發(fā)熱元件是氧化氣氛下，使用溫度高達(dá)2000℃以上的發(fā)熱元件，是目前氧化氣氛下使用溫度最高的發(fā)熱元件。氧化鋯雖常溫電阻大，但具有負(fù)的電阻溫度系數(shù)，只有當(dāng)溫度達(dá)到1000℃以上時(shí)，才開始導(dǎo)電。因此，氧化鋯為加熱元件的高溫電爐，必須具有輔助的加熱系統(tǒng)。
現(xiàn)有輔助加熱的方法有下列幾種1、感應(yīng)加熱。在氧化鋯發(fā)熱元件的外側(cè)設(shè)有感應(yīng)加熱系統(tǒng)。這種方法不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備費(fèi)用高，而且爐膛大小受到限制。
2、內(nèi)加熱。將輔助加熱元件置于ZrO2元件的主加熱爐膛內(nèi)。當(dāng)氧化鋯元件可以導(dǎo)電后，再將輔助加熱元件取出。該方法操作繁瑣。
3、固定式外加熱，將輔助加熱元件置于氧化鋯元件的主加熱爐膛的外側(cè)。輔助加熱元件可選用鉑、鐵鉻鋁、碳化硅等。這種輔助加熱方法操作簡(jiǎn)單。但當(dāng)采用鉑為輔助加熱元件時(shí)，則成本高，且來(lái)源困難;當(dāng)采用鐵鉻鋁和碳化硅為輔助加熱元件時(shí)，則升溫速度慢，且使用壽命短。
日本公開的專利申請(qǐng)平2-210785所述的高溫電爐，就是選用貴重金屬鉑做固定式輔助加熱元件，且在主、輔加熱元件之間隔有纖維增強(qiáng)的多孔隔熱材料。主加熱用氧化鋯元件為U形，并倒置于爐內(nèi)。爐頂為封閉式。
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，溫控精度高，操作方便，且有效爐膛大，在氧化氣氛下使用的超高溫電加熱爐。
本發(fā)明所述的超高溫電加熱爐的結(jié)構(gòu)采用主、輔加熱區(qū)，即分主加熱爐膛和輔助加熱爐膛。主、輔加熱區(qū)以主加熱爐膛的爐襯相隔。
主加熱區(qū)采用以鉻酸鍶鑭為引線體的直棒式氧化鋯發(fā)熱元件作為發(fā)熱體;發(fā)熱元件的數(shù)量(m)和規(guī)格根據(jù)爐型(箱式、立式、隧道式等)和爐膛有效容積的大小而定，通常m≥3;氧化鋯發(fā)熱元件采用并聯(lián)連接，并直立式排列于爐膛兩側(cè)(或四周)，發(fā)熱元件穿過(guò)整個(gè)爐體，接線端在爐外。主加熱區(qū)的爐襯采用電絕緣性高、且純度大于97%的電熔鎂質(zhì)耐火磚鋃嵌砌筑而成。
輔助加熱區(qū)采用MoSi2U型發(fā)熱元件為發(fā)熱體;發(fā)熱元件的數(shù)量(n)及規(guī)格根據(jù)爐型及主加熱區(qū)爐膛結(jié)構(gòu)、大小而定，通常n≥3;MoSi2發(fā)熱元件采用串聯(lián)連接，并從爐項(xiàng)吊掛于輔助加熱區(qū)的兩側(cè)(或四周)。輔助加熱區(qū)的爐襯采用隔熱效果好、強(qiáng)度大，且純度＞98%的Al2O3空心球磚鋃嵌砌筑而成。
在控制上，采用了雙路SCR自動(dòng)控溫線路。
本發(fā)明超高溫電加熱爐的供電制度如下根據(jù)發(fā)熱元件的特性，氧化鋯發(fā)熱元件采用“恒定電壓”操作;MoSi2發(fā)熱元件采用“恒定電流”操作。
操作時(shí)，首先啟動(dòng)輔助加熱供電系統(tǒng)，逐步使電流穩(wěn)定至一定值，并保持“恒定電流”操作。當(dāng)加熱爐膛溫度達(dá)到1100℃以上后，再啟動(dòng)主加熱供電系統(tǒng)，直至設(shè)定爐溫。當(dāng)輔助加熱區(qū)爐溫升至1500℃時(shí)，可降低輔助加熱系統(tǒng)的功率或停止供電，以保持輔助加熱區(qū)的溫度≤1500℃，從而保持MoSi2發(fā)熱元件有較長(zhǎng)的使用壽命。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)合理，爐子的爐膛大小和型式可根據(jù)需要選擇。即適用面廣。
2。根據(jù)主、輔加熱系統(tǒng)的供電制度，本發(fā)明電爐升溫快，且可大大節(jié)省電能。與同類型的碳粒相比，從室溫升至1700℃，可節(jié)電約50%。
3、可實(shí)現(xiàn)程控操作，不僅能保證操作制度的穩(wěn)定，而且改善了工作人員的勞動(dòng)條件。


附圖1為箱式超高溫電加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為立式超高溫電加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖1、2中，1為輔助加熱區(qū)爐襯，2為主加熱區(qū)爐襯，3為試樣，4為主加熱區(qū)爐膛，5為ZrO2發(fā)熱元件，6為MoSi2發(fā)熱元件，7為輔助加熱區(qū)爐膛。
ZrO2發(fā)熱元件裝設(shè)在主、輔加熱區(qū)爐襯相對(duì)應(yīng)的直孔內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種氧化氣氛下使用的超高溫電加熱爐，包含主加熱區(qū)和輔助加熱區(qū)，其特征在于A、主加熱區(qū)采用鉻酸鍶鑭引線體的直棒式氧化鋯發(fā)熱元件為發(fā)熱體，且發(fā)熱元件采用并聯(lián)連接。發(fā)熱元件的數(shù)量(m)和規(guī)格，根據(jù)爐型(箱式、立式、隧道式等)和爐膛有效容積的大小而定；B、輔助加熱區(qū)采用MoSi2U型發(fā)熱元件為發(fā)熱體，且發(fā)熱體采用串聯(lián)連接。發(fā)熱元件的數(shù)量(n)和規(guī)格，根據(jù)爐型和主加熱區(qū)爐膛結(jié)構(gòu)、大小而定；C、采用雙路SCR自動(dòng)控溫線路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐，其特征在于主加熱區(qū)的發(fā)熱元件數(shù)量m≥3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐，其特征在于輔助加熱區(qū)的發(fā)熱元件數(shù)量n≥3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐，其特征在于主加熱區(qū)的氧化鋯發(fā)熱元件為直立式排列于爐膛兩側(cè)，(或四周)，且發(fā)熱元件穿過(guò)整個(gè)爐體，接線端在爐外。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐，其特征在于MoSi2U形發(fā)熱元件從爐頂?shù)鯍煊谳o助加熱區(qū)的兩側(cè)(或四周)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐，其特征在于主加熱區(qū)的爐襯采用純度＞97%的電熔鎂質(zhì)耐火磚鋃嵌砌筑而成;輔助加熱區(qū)爐襯采用純度＞98%的Al2O3空心球磚鋃嵌筑而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐，其特征在于操作時(shí)，先啟動(dòng)輔加熱供電系統(tǒng)，待爐溫達(dá)1100℃后，再啟動(dòng)主加熱供電系統(tǒng);當(dāng)爐溫升至1500℃，即可降低或停止輔加熱功率。
全文摘要
本發(fā)明為超高溫電加熱爐。其主要技術(shù)特征是該電爐為氧化氣氛下，使用溫度1900℃的熱處理裝備。在結(jié)構(gòu)上分主加熱爐膛和輔助加熱爐膛，主加熱區(qū)采用直棒式氧化鋯發(fā)熱元件；用并聯(lián)連接；發(fā)熱元件數(shù)≥3，根據(jù)爐膛有效容積的大小而定。輔助加熱區(qū)采用MoSi
文檔編號(hào)F27D11/02GK1065926SQ9210350
公開日1992年11月4日 申請(qǐng)日期1992年5月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年5月15日
發(fā)明者潘慧英, 王壽增, 侯玉樸, 趙方, 張淼 申請(qǐng)人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院