矽碳棒中低溫電加熱爐的製作方法
2023-10-27 08:09:02 3
專利名稱：矽碳棒中低溫電加熱爐的製作方法
技術領域：
本發明屬於電加熱爐，主要涉及玻璃行業使用的電加熱退火爐、烤花爐及800℃以下的中低溫電加熱爐。
現有技術的退火爐、烤花爐，特別是玻璃製品行業使用的電加熱退火爐、烤花爐，其加熱元件均採用金屬加熱絲間接加熱，通過強制循環風來加熱製品。國際上著名的生產玻璃製品退火爐和烤花爐的公司，美國「波門」公司、德國「凱尼派姆」公司、義大利「安東尼尼」、「肯尤特」公司，國內的「山東輕工機械廠」、「瀋陽輕工設備廠」、「煙臺熱工設備廠」、「成都南光機械廠」、「可南水利機械廠」等生產的電加熱爐、烤花爐，其加熱元件也均是金屬加熱絲，如Cr20Ni80、Cr15Ni60等，均為在兩側內室加熱，通過循環風機，將熱風鼓入爐膛的內循環方式(見附
圖1結構)。由於金屬加熱絲的負荷密度小，同樣功率所需的加熱器體積大，壽命短，熱效率低，成本高，安裝不方便。矽碳棒作為電加熱元件，在800℃以上區域呈現正阻特性，而在800℃以下呈現負阻特性，隨溫度升高電阻減小(見附圖2)。在800℃以下的負阻區使用時，在恆定的電壓下，功率呈現正反饋，導致溫度自動升高，出現不穩定。而且由於溫度不能穩定，甚至由於功率的急驟增大而使矽碳棒炸裂，所以，現有技術的退火爐、烤花爐以及其它800℃以下的低溫電加熱爐均沒有採用矽碳棒作為電加熱元件。國內外對矽碳棒的應用，均用於1000℃以上的正阻特性區的爐溫中。
本發明的目的是提供一種溫度控制精度高、負荷密度大、熱效率高、結構簡單、安裝方便、成本低、加熱均勻、壽命長、用矽碳棒作為電加熱元件的中低溫電加熱爐。
本發明包括控制裝置、電加熱元件、傳動裝置和爐體，其特徵在於電加熱元件採用矽碳棒，控制裝置採用可控矽閉環控制系統。
本發明電加熱元件矽碳棒設置在爐體前端退火區的上傳動網帶的周圍。控制裝置的可控矽閉環控制系統由儀表、熱電偶、可控矽控制裝置及熔斷器和連接線路組成，可控矽與矽碳棒和儀表通過連接線連接，熔斷器連接在可控矽控制裝置與電源之間，熱電偶通過連接線與儀表連接。在爐體的末端設置冷卻正壓自控裝置，其是由冷卻電機帶動的風機、熱電偶、溫控表，變頻器和正壓調節器組成，熱電偶一端插入爐體內，另一端聯接溫控表，變頻器一端聯接電機，另一端與溫控表相聯，正壓調節器安裝在爐體內的風機出風口部。爐體內上部傳動網帶頂部、底部設置的矽碳棒中間設置支撐，矽碳棒兩端由耐火纖維氈包裹，並由耐火磚支撐。爐體內上部傳動網帶由網格式的鑄鐵蓖支撐。
本發明利用矽碳棒作為電加熱元件，並採用可控矽閉環控制系統，即溫度與輸出的負反饋閉環系統，可截止由於矽碳棒工作在0～800℃負阻區功率急劇上升的可能，同時，可控矽控制器所具有的限壓、限流功能，也限制了矽碳棒的最大電流和最大功率，二者雙重作用，保證了本發明矽碳棒在0～800℃負阻區的安全性和穩定性，在智能調節儀表PID的調節作用下，保證了系統溫度控制的高精度。
本發明充分利用了矽碳棒在低溫下的獨特優點，對製品直接進行輻射加熱，因此熱效率高、加熱均勻、而且矽碳棒壽命長、負荷密度大、結構簡單、安裝方便、成本低，開拓了矽碳棒在800℃以下溫區的應用範圍。利用矽碳棒作為電加熱元件的退火爐、烤花爐與傳統的金屬加熱絲內循環式退火爐、烤花爐相比，具有以下特點1、單位時間能耗降低40％以下。
2、溫控精度提高5～6倍。
3、製造成本降低40％以上。
4、使用壽命提高2～3倍。
5、安裝和維護簡單，運行可靠。
本發明可廣泛用於玻璃瓶罐的退火爐，玻璃瓶罐製品的烤花爐，平板玻璃退火爐，顯象管退火爐，以及用於烘乾的烘乾爐。可適宜的網帶規格為長5m～34m，寬0.3m～3.6m。可以實現800℃以下上述各種爐溫的精確控制。
下面結合附圖對本發明作進一步說明圖3是本發明實施例的結構示意圖；圖中，以矽碳棒電加熱退火爐為例，將爐體分為三部分I為加熱段，II為緩冷段，III為急冷段。在加熱段內的傳動網帶4上部安裝電加熱矽碳棒1，在傳動網帶4下部安裝電加熱矽碳棒3，在爐體側部安裝三相矽碳棒2；在緩冷段內的末端安裝冷卻及爐膛壓力自控裝置8；在急冷段內安裝網帶漲緊輥和導向輥5及由電機和變速箱組成的驅動機構6。
圖4是圖3的A～A剖視圖；圖中，7是爐體中填充的保溫材料。其可採用優質耐高溫綿填充，良好的保溫能達到節能降耗的效果。
圖5是控制系統原理圖；圖中，11是熱電偶，分度號K型，溫度範圍0-1000℃；12是可控矽控制裝置，具有移相觸發調壓和過零觸發調功兩種控制方式，可採用TY3-220/160A三相可控矽調壓器或TG3-220/160A三相可控矽調功器；13是溫控表即智能調節儀，可採用日本理化公司(RKC)C900型調節表；14是矽碳棒，可採用SH型Φ20mm-Φ30mm的等直徑矽碳棒。
圖6是冷卻及正壓裝置結構示意圖；圖中，15是熱電偶，16是溫控表，17變頻器，18正壓調節器。溫控表16一端連接變頻器17，另一端連接熱電偶15，通過熱電偶測溫，由溫控表16控制變頻器17，可改變電機轉速，從而達到控制風量目的。
圖7是圖3中傳動網帶的頂部和底部矽碳棒與爐體安裝及支撐示意圖；圖中，9是耐火磚，10是耐火纖維氈。矽碳棒兩端由耐火纖維氈10包裹，並由耐火磚9支撐，如果爐體跨度較長，則應在矽碳棒中部設置支撐，防止其變形過大。
需要退火的玻璃製品放置在上部傳動網帶4上，上部傳動網帶由鑄鐵蓖支撐，驅動機構6帶動傳動網帶在爐體內緩慢移動，網帶的鬆緊由漲緊輥和導向輥5調節。玻璃製品隨傳動網帶在爐體內移動，被安裝在上部傳動網帶4頂端、底部和側面矽碳棒1、2和3直接輻射加熱，在I段加熱到退火溫度後，進入II段緩冷；在緩冷段，由變頻器17控制的電機帶動風機旋轉，通過正壓調節器18調節進入該段的風量，使爐膛內保持正壓，消除因過膛風造成的能耗損失。當製品從II段緩冷進入到III段急冷時，製品得到進一步冷卻，從爐體另一側的傳動網帶輸出，完成製品退火過程。
實施例以一臺爐膛網帶寬1.8m，爐體長24m的玻璃製品退火爐為例，用於一臺六組制瓶機生產640ml啤酒瓶的退火，啤酒瓶生產率為39隻/分，爐體I段的退火溫度為Tmax550℃，II段緩冷的溫度範圍為485℃——300℃，III段急冷的溫度為室溫，傳動網帶的移動速度為5——50cm/分，各項經濟技術指標如下
本發明是現有技術的替代產品，也是燒油、燒煤、燒氣退火爐、烤花爐的替代產品，也是節能型、環保型的產品，具有顯著的經濟和社會效益。
權利要求
1.一種矽碳棒中低溫電加熱爐，包括控制裝置、電加熱元件、傳動裝置和爐體，其特徵在於電加熱元件採用矽碳棒，控制裝置採用可控矽閉環控制系統。
2.根據權利要求1所述的矽碳棒中低溫電加熱爐，其特徵在於電加熱元件矽碳棒設置在爐體前端退火區的上部傳動網帶的周圍。
3.根據權利要求1所述的矽碳棒中低溫電加熱爐，其特徵在於控制裝置的可控矽閉環控制系統由儀表、熱電偶、可控矽控制裝置及熔斷器和連接線路組成，可控矽與矽碳棒和儀表通過連接線連接，熔斷器連接在可控矽控制裝置與電源之間，熱電偶通過連接線與儀表連接。
4.根據權利要求1所述的矽碳棒中低溫電加熱爐，其特徵在於在爐體的末端設置冷卻正壓自控裝置，其是由冷卻電機帶動的風機、熱電偶、溫控表、變頻器和正壓調節器組成，熱電偶一端插入爐體內，另一端聯接溫控表，變頻器一端聯接電機，另一端與溫控表相聯，正壓調節器安裝在爐體內的風機出風口下部。
5.根據權利要求2所述的矽碳棒中低溫電加熱爐，其特徵在於爐體內上部傳動網帶頂部、底部設置的矽碳棒中間設置支撐，矽碳棒兩端由耐火纖維氈包裹，並由耐火磚支撐。
6.根據權利要求2所述的矽碳棒中低溫電加熱爐，其特徵在於爐體內上部傳動網帶由網格式的鑄鐵蓖支撐。
全文摘要
本發明主要涉及玻璃行業使用的退火爐、烤花爐及800℃以下的中低溫電加熱爐。其包括控制裝置、電加熱元件、傳動裝置和爐體,特徵是電加熱元件採用矽碳棒,控制裝置採用可控矽閉環控制系統。本發明利用了矽碳棒在低溫下的獨特優點,溫度控制精度高、負荷密度大、熱效率高、結構簡單、安裝方便、成本低、加熱均勻、壽命長。
文檔編號F27B9/08GK1263249SQ9911206
公開日2000年8月16日 申請日期1999年2月8日 優先權日1999年2月8日
發明者王承堯 申請人:王承堯