大規格新型機械立窯的製作方法
2023-08-01 05:13:06 3
專利名稱：大規格新型機械立窯的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電加熱爐技術，主要提出一種電阻加熱式超高溫真空燒結爐。
真空燒結爐是滿足反應結合碳化矽製品的超高溫燒結工藝的專用技術裝備，可滿足該產品工業化生產的要求。此外尚可用於精細碳-石墨製品的燒結與石墨化處理、非氧化物陶瓷製品高溫燒結等場合。目前，在國內精細碳化矽窯具行業中，凡具有生產實用價值的大型超高溫真空燒結裝置，均為從國外進口的中頻感應加熱真空爐，其價格十分昂貴，每臺(套)1300-1500萬元，整體設備設計結構較為複雜。而國內目前生產的電阻加熱式超高溫真空燒結爐，僅可滿足實驗室階段小型樣品的研製，不具備大型實用化產品的生產要求。研製並利用電阻加熱式超高溫真空燒結爐生產高性能碳化矽窯具，使其效果不低於進口或國內利用進口設備生產的同類產品。並使其具有較低的造價，從而為降低高性能碳化矽窯具的生產成本，提高其市場競爭力，提供必要條件。同時也為發展我國自主智慧財產權的新型碳化矽窯具提供必要的裝備基礎。
本實用新型的目的即是提出一種電阻加熱式超高溫真空燒結爐，從而滿足高性能碳化矽窯具工業化的生產要求。
本實用新型完成其發明任務所採取的技術方案是其主要構成部分包括爐體、電阻加熱裝置、真空一壓力及超高溫檢測部分等輔助裝置；電阻加熱裝置中電源兩極通過爐外大電流母線及金屬水冷電極進入燒結爐，再經由碳-石墨材料製成的過渡電極連接於發熱體板架上，構成完整的迴路系統。電阻加熱裝置中發熱體板架採用一端進電，一側上下發熱體串聯，兩側並聯的電路結構。
電阻加熱裝置中，一種結構方案是電源兩極通過位於爐體兩側部的四隻金屬水冷電極引入爐中，經過渡電極分別連接於兩側對稱設置的上下發熱板上，即爐體每側的兩隻水冷電極及過渡電極與其側的上下發熱板連接，上下發熱板尾端則通過橋板連接構成串聯迴路，對稱設置的兩側發熱體構成並聯迴路。
電阻加熱裝置中的另一種結構方案是電源兩極通過爐體端部互相平行的上下兩隻金屬水冷電極進入並通過過渡電極分別連接於爐內端部的上下石墨橫板中心，上下石墨橫板兩端分別與兩側上下發熱板對應連接。上下發熱板尾端仍通過橋板連接，形成一側串聯，兩側並聯的電路形式。
金屬水冷電極可設置為四隻，分為兩側，每側上下設置。金屬水冷電極也可設置為兩隻，位於爐體端部並上下設置，分別通過過渡電極對應連接爐內端部的上下石墨橫板上，進而連接於兩側上下發熱板上。
本實用新型發熱體採用單側上下發熱板串聯，兩側並聯的設計結構，這種電路連接方式提供了電源兩極從燒結爐一端進入的可能性，使電源母線最短，有利於節省昂貴的母線投資及降低母線能耗，同時使各關鍵的電氣連接部位在可靠的約束狀態下實現緊密連接，穩定地完成其傳導強大電流的功能；另一方面從機械角度看，單側發熱體板架相當於一個三點約束支承系統，高溫形變下發熱體板架通過相對於掛軸部的小量位移，即可使板架自身可能產生的巨大破壞性應力得以松解，從而保證了板架系統的安全與穩定。加之其電流引入結構的設計。使其可保證在8000-10000安培高強度電流負荷及承受2000℃以上高溫的極其嚴苛的工況條件下可靠的工作。
總之，本燒結爐發熱體板架的結構特點是(1)電源兩極從燒結爐一端的端部或兩側進入；(2)單側上下發熱板串聯，兩側並聯；(3)單側發熱體板架構成的支承系統一方面保證了各電氣結點處的緊密連接，另一方面又保證了高溫條件下板架系統的安全與穩定。
(4)本實用新型的發熱體板架結構形式，為燒結爐的大型化工程實施，奠定了可靠的技術基礎。
實施例附
圖1為本實用新型結構示意圖。
附圖2為
圖1的A向視圖。
附圖3為圖2的A部局部放大圖。
參照附圖給出的實施例對其結構加以進一步說明如附
圖1、2所示，其主體為爐體、電阻加熱裝置和真空壓力及超高溫檢測部分等輔助裝置；爐體中由碳鋼或不鏽鋼焊接的雙層水冷夾套式爐壁，具有一定的承壓性能。燒結爐工作時，爐殼1與爐蓋2各自的夾套內通水冷卻，冷卻水系統具有系統控制與閉路循環功能，以維持正常的工作狀態。爐蓋2通過多隻螺栓固定於爐殼法蘭上，其間通過真空橡膠11實現密封。爐蓋的拆卸與安裝及產品進出通過安裝於燒結爐正上方的可調速起重裝置完成。爐襯由多層碳纖維製品與石墨屏蔽板組合而成，並通過高強度石墨螺栓14固定於爐殼內壁或專用的金屬框架上。
鑑於燒結爐超乎尋常的工作溫度及爐內極其複雜而嚴苛的化學氣氛條件，選用碳-石墨材料作發熱體。發熱體10-2為長矩形平板，分兩側排列，每側兩塊成上下設置。電源兩極通過位於燒結爐兩側進電端的四隻金屬水冷電極4-1及母線卡頭4引入爐中，再經過渡電極10-1分別連接於兩側的上下發熱板上。上下發熱板的尾端通過橋板10-3連接。並藉助掛軸5安置在爐壁上。電流同時由兩側的電極進入，順上發熱板循行至尾端後，通過橋板引渡到下發熱板上，然後順下發熱板返回進電端下電極構成迴路。形成一側上下發熱板串聯。兩側並聯的電路形式。與上述連接方式並列。電源兩極進入爐區的另一種方式為電源兩極通過兩隻金屬水冷電極自燒結爐端部進入，通過過渡電極分別連接於爐內端部的上下石墨橫板中心，上下橫板兩端分別與兩側上下發熱板呈垂直狀態對應連接。兩側發熱體的尾端連接方式不變，仍如前述。此種連接方式，仍保持了一端進電，單側上下發熱板串聯、兩側並聯的電路格局。其加熱電源要求為大功率單相電源並具備無級調壓功能。
如附
圖1、2所示，爐體的真空接管3通過高真空蝶閥，過濾器與真空機組連接，真空機組由籮茨泵與滑閥式真空泵組成，構成燒結爐的真空系統。測溫窗6為燒結爐非接觸式測溫窗口，通過裝置等效背景作為精密光學測溫計的觀測目標，藉助於儀器的比較系統，以確定爐內設定區域的溫度。充氣管7位於爐底兩端，通過氣體淨化裝置，流量計，減壓閥等與保護氣高壓氣瓶連接。排氣管9位於爐蓋上部，正壓狀態下通過放氣閥可釋放爐內壓力，真空狀態下通過放氣閥接通大氣。通過電阻式真空計及真空-壓力表8監測爐內真空度及壓力。
權利要求1．一種電阻加熱式超高溫真空燒結爐，其主要包括爐體，電阻加熱裝置和真空壓力及超高溫檢測部分等輔助裝置；其特徵是(1)電阻加熱裝置中電源兩極通過爐外大電流母線及金屬水冷電極(4-1)從一端進入燒結爐，再經由碳-石墨材料製成的過渡電極(10-1)連接於發熱體板架上，構成完整的迴路系統；(2)電阻加熱裝置中發熱體板架採用一側上下發熱體串聯，兩側並聯的電路結構。
2．按照權利要求1所述的電阻加熱式超高溫真空燒結爐，其特徵是電源兩極通過位於爐體兩側部的四隻金屬水冷(4-1)電極引入爐中，經過渡電極(10-1)分別連接於兩側對稱設。置的上下發熱體(10-2)上，即爐體每側的兩隻金屬水冷電極(4-1)與其側的上下發熱體(10-2)構成串聯迴路，對稱設置的兩側發熱體並聯。
3．按照權利要求1所述的電阻加熱式超高溫真空燒結爐，其特徵是電源兩極通過爐體端部的上下兩隻金屬水冷電極(4-1)進入並分別連接於爐內端部的上下石墨橫板中心，上下石墨橫板兩端分別與兩側上下發熱體對應連接。即每側的上下發熱體通過上下石墨橫板與兩隻金屬水冷電極(4-1)構成串聯迴路。兩側發熱體並聯並對稱設置。
4．按照權利要求1所述的電阻加熱式超高溫真空燒結爐，其特徵是金屬水冷電極(4-1)設置為四隻，分為兩側，每側上下設置。
5．按照權利要求1所述的電阻加熱式超高溫真空燒結爐，其特徵是金屬水冷電極設置為兩隻，位於爐體端部並上下設置，分別通過過渡電極對應連接爐內端部的上下石墨橫板上。上下石墨橫板兩端分別與兩側的上下發熱板對應連接，構成單側上下發熱板串聯，兩側並聯的電路形式。
專利摘要一種大規格的新型機械立窯,鋼球支承,銷齒(或齒輪)傳動,為彌補中風不足,設有中心風管,通入窯的中部,使窯面通風均勻。卸料部分除周邊卸料外,還增設中部卸料,約比同規格機械立窯多1/3的卸料面積。窯的規格在φ4m—φ5m之間。
文檔編號F27B1/00GK2449165SQ0024054
公開日2001年9月19日 申請日期2000年10月9日 優先權日2000年10月9日
發明者張接生, 高章明 申請人:高章明, 張接生