專利名稱:耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加熱器，特別是一種用于鍍鋅鍋內(nèi)的耐鋅蝕加熱器。
背景技術(shù)：
目前用于熱鍍鋅內(nèi)加熱的加熱器由無機非金屬材料如石英玻璃、炭化硅、氮化硅或石墨等制成耐熔鋅腐蝕的外套管，內(nèi)裝加熱體制成。由于這些材料脆性大，易損壞，壽命低，難于用于工業(yè)生產(chǎn)。因此，熱鍍鋅內(nèi)加熱方式一直未能理想實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的加熱器外套管材料脆性大、易損壞、壽命低、難于用于工業(yè)生產(chǎn)等方面的問題，而提供一種用特殊金屬材料制成其外套管的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種能插入鍍鋅鍋內(nèi)直接加熱鋅的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器，主要由引出電極(1)、防護帽(2)、調(diào)節(jié)螺母(3)、上壓蓋(4)和外套管(5)組成，在外套管(5)內(nèi)裝有電加熱管(6)，外套管(5)是由具有良好耐熔鋅腐蝕性能和較高機械強度的金屬材料制成的，在外套管(5)和電加熱管(6)之間還裝有導(dǎo)熱體(7)。制成外套管(5)的金屬材料是由耐鋅蝕層(51)和強度支持層(52)組成的，所說的耐鋅蝕層(51)是經(jīng)稀土元素改性的FeB金屬間化合物，所說的強度支持層(52)為普通碳鋼管。所說的經(jīng)稀土元素改性的FeB金屬間化合物與普通碳鋼管之間的成型方法有以下兩種第一種方法，熱擴散法通過固體硼一稀土元素共滲的方法，將硼原子滲入普通碳鋼管表面，滲硼工藝為950℃15小時，滲硼劑配方為供硼劑B4C 5～20％wt，活化劑KBF45～15％wt，催化劑(30％NH4BF4+70％NH4Cl) 0.5～2％wt，韌化劑 稀土鈰合金2～8％wt，余量SiC，隨后進行1100℃0.5小時的共晶化處理；第二種方法，粉末冶金法首先利用霧化法制成經(jīng)稀土元素改性的FeB粉，制粉配方為硼鐵89％wt，純鐵10％wt，鈰稀土合金1％wt；壓型配方為鐵粉15％wt，改性FeB粉85％wt；兩種粉末混勻后在普通碳鋼管上壓型后燒結(jié)；燒結(jié)工藝為(1)爐內(nèi)由常溫升溫至900℃ 保溫20分鐘(2)繼續(xù)升溫至1000℃ 保溫10分鐘(3)繼續(xù)升溫至1100℃ 保溫10分鐘(4)繼續(xù)升溫至1200℃ 保溫10分鐘(5)繼續(xù)升溫至1220℃ 保溫10分鐘(6)繼續(xù)升溫至1240℃ 保溫30分鐘(7)降溫制成外套管(5)的金屬材料是鉬鎢合金復(fù)層材料，它是由兩層金屬構(gòu)成的，其中包括耐熔鋅腐蝕層(51)和強度支持層(52)；耐熔鋅腐蝕層(51)是用粉末冶金法壓制成型的，材料成分為Mo 68～70％wt、W 28～29％wt和0.5～4.5％wt的稀土鈰合金；強度支持層(52)由熔鑄法成型，其材料由純金屬如銅、鋁、鋅、鉛、鎘、鎳等或它們的合金構(gòu)成，兩層材料復(fù)合后最終制成同時具備良好耐熔鋅腐蝕性能和足夠高的機械強度的金屬復(fù)層材料。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果利用本耐熔鋅腐蝕金屬復(fù)層材料制成的加熱器，可長期在700℃以下的鋅液中浸泡而不被腐蝕。而且，其機械強度遠高于其它耐熔鋅腐蝕金屬材料和非金屬材料。用其作為熱鍍鋅鋅鍋的加熱元件可理想的實現(xiàn)熱鍍鋅內(nèi)加熱方式。
與目前的外加熱方式相比，用本加熱器實現(xiàn)的內(nèi)加熱方式可節(jié)電30％以上，節(jié)鋅10～15％，鋅鍋的壽命提高10倍左右。



圖1是本發(fā)明耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器結(jié)構(gòu)圖圖2是圖1的A部放大圖圖3是燒結(jié)工藝圖具體實施方式
圖1和圖2所示本發(fā)明耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器主要由引出電極1、防護帽2、調(diào)節(jié)螺母3、上壓蓋4和外套管5等組成，在外套管5內(nèi)裝有電加熱管6，在電加熱管6內(nèi)有加熱體8和絕緣填料9，加熱體8實際上是一種電熱絲，它的上端通過導(dǎo)線與引出電極1相接，在電加熱管6與外套管5之間裝有導(dǎo)熱體7。外套管5由耐鋅蝕層51和強度支持層52組成，可由下述兩種方案制成方案1經(jīng)稀土元素改性的FeB金屬間化合物，成型方法有二第一種方法，熱擴散法即通過固體硼—稀土元素共滲的方法將硼原子滲入作為強度支持層52的普通碳鋼管表面。滲硼工藝為950℃×15h，滲硼劑配方為供硼劑B4C 5-20％wt，活化劑KBF45-15％wt，催化劑 (30％NH4BF4+70％NH4Cl) 0.5-2％wt，韌化劑 稀土鈰合金2-8％wt，余量SiC，隨后進行1100℃×0.5h的共晶化。
第二種方法，粉末冶金法首先利用霧化法制成經(jīng)稀土元素改性的FeB粉制粉配方硼鐵(含硼23.8％)89％wt；純鐵10％wt；鈰稀土合金1％wt。壓型配方鐵粉15％wt；改性FeB粉85％wt。兩種粉末混勻后，在作為強度支持層52的普通碳鋼管上壓型后燒結(jié)。燒結(jié)工藝為爐內(nèi)由常溫升溫至900℃ 保溫20分鐘繼續(xù)升溫至1000℃ 保溫10分鐘繼續(xù)升溫至1100℃ 保溫10分鐘繼續(xù)升溫至1200℃ 保溫10分鐘繼續(xù)升溫至1220℃ 保溫10分鐘繼續(xù)升溫至1240℃ 保溫30分鐘降溫方案2鉬鎢合金復(fù)層材料它是由兩層金屬構(gòu)成的，其中包括耐熔鋅腐蝕層51和強度支持層52；耐熔鋅腐蝕層51是用粉末冶金法壓制成型的，材料成分為Mo 68-70％wt、W 28-29％wt和0.5-4.5％wt的稀土鈰合金；強度支持層52由熔鑄法成型，其材料由純金屬如銅、鋁、鋅、鉛、鎘、鎳等或它們的合金構(gòu)成，兩層材料復(fù)合后最終制成同時具備良好耐熔鋅腐蝕性能和足夠高的機械強度的金屬復(fù)層材料。
權(quán)利要求
1.一種能插入鍍鋅鍋內(nèi)直接加熱鋅的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器，主要由引出電(1)、防護帽(2)、調(diào)節(jié)螺母(3)、上壓蓋(4)和外套管(5)組成，在外套管(5)內(nèi)裝有電加熱管(6)，其特征在于外套管(5)是由具有良好耐熔鋅腐蝕性能和較高機械強度的金屬材料制成的，在外套管(5)和電加熱管(6)之間還裝有導(dǎo)熱體(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器，其特征在于制成外套管(5)的金屬材料是由耐鋅蝕層(51)和強度支持層(52)組成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器，其特征在于所說的耐鋅蝕層(51)是經(jīng)稀土元素改性的FeB金屬間化合物，所說的強度支持層(52)為普通碳鋼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器，其特征在于所說的經(jīng)稀土元素改性的FeB金屬間化合物與普通碳鋼管之間的成型方法有以下兩種第一種方法，熱擴散法通過固體硼一稀土元素共滲的方法，將硼原子滲入普通碳鋼管表面，滲硼工藝為950℃15小時，滲硼劑配方為供硼劑B4C5～20％wt，活化劑KBF45～15％wt，催化劑30％NH4BF4+70％NH4Cl 0.5～2％wt，韌化劑 稀土鈰合金2～8％wt，余量SiC，隨后進行1100℃0.5小時的共晶化處理；第二種方法，粉末冶金法首先利用霧化法制成經(jīng)稀土元素改性的FeB粉，制粉配方為硼鐵89％wt，純鐵10％wt，鈰稀土合金1％wt；壓型配方為鐵粉15％wt，改性FeB粉85％wt；兩種粉末混勻后在普通碳鋼管上壓型后燒結(jié)；燒結(jié)工藝為(1)爐內(nèi)由常溫升溫至900℃ 保溫20分鐘(2)繼續(xù)升溫至1000℃ 保溫10分鐘(3)繼續(xù)升溫至1100℃ 保溫10分鐘(4)繼續(xù)升溫至1200℃ 保溫10分鐘(5)繼續(xù)升溫至1220℃ 保溫10分鐘(6)繼續(xù)升溫至1240℃ 保溫30分鐘(7)降溫
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器，其特征在于制成外套管(5)的金屬材料是鉬鎢合金復(fù)層材料，它是由兩層金屬構(gòu)成的，其中包括耐熔鋅腐蝕層(51)和強度支持層(52)；耐熔鋅腐蝕層(51)是用粉末冶金法壓制成型的，材料成分為Mo 68～70％wt、W 28～29％wt和0.5～4.5％wt的稀土鈰合金；強度支持層(52)由熔鑄法成型，其材料由純金屬如銅、鋁、鋅、鉛、鎘、鎳等或它們的合金構(gòu)成，兩層材料復(fù)合后最終制成同時具備良好耐熔鋅腐蝕性能和足夠高的機械強度的金屬復(fù)層材料。
專利摘要
一種用于熱(浸)鍍行業(yè)，能直接加熱鍍鋅鍋內(nèi)鋅液的耐熔鋅腐蝕內(nèi)加熱器。其外套管用耐熔鋅腐蝕并具有較高機械強度的金屬材料制成。本加熱器可在700℃以下長期加熱鋅液而不產(chǎn)生腐蝕。此外，該加熱器還能承受鋅液凝固收縮的擠壓力和工件的偶然碰撞，因此可以用于直接啟動鋅鍋并能在熱鍍鋅惡劣的工況條件下正常工作。
文檔編號H05B3/64GKCN1094716SQ98117359
公開日2002年11月20日 申請日期1998年8月21日
發(fā)明者曹曉明, 姜信昌, 韓文祥 申請人:河北工業(yè)大學(xué), 天津市工大鍍鋅設(shè)備有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan