一种真空炉的保温结构论文和设计-刘汉和

全文摘要

一种真空炉的保温结构，料座垫砖之间留有间距；料座垫砖保温毡与发热体垫砖保温毡结合处形成犬齿交错的结构，密封保温效果好、温度均匀。将料座保温毡分两组安放，料座垫砖上部保温毡直径小于料座垫砖下部保温毡直径，形成了梯形结构，与发热体底座保温毡梯度啮合，形成阻尼，能够有效防止温场温度的辐射，增大均温区尺寸。料座保温毡分两组叠放，上面一组保温毡直径小于下面一组保温毡直径，形成梯形结构。发热体底座两组保温毡则叠放成倒梯形，保温毡梯度之间相互啮合，形成阻尼结构，阻断热量辐射路径，有效防止温场温度的散失，增大均温区尺寸。本发明所采取的技术措施有效的提高了炉温的均匀度，提升了产品质量，消除了安全隐患。

主设计要求

1.一种真空炉的保温结构，包括料座底板、料座垫砖碳毡、料座垫砖、发热体底板、保温毡、发热体垫砖、石墨料盘、发热体和炉体底板；所述保温毡分为发热体垫砖下部保温毡、发热体垫砖上部保温毡、料座垫砖下部保温毡、料座垫砖上部保温毡和发热体保温毡；所述料座垫砖碳毡安放料座底板的上表面；料座垫砖安放该碳毡的上表面；料座垫砖下部保温毡安放该料座垫砖的上表面；料座垫砖上部保温毡安放该料座垫砖下部保温毡的上表面；其特征在于：所述料座垫砖上部保温毡的直径比该料座垫砖下部保温毡的直径小，在二者之间的圆周表面形成阶梯；所述料座垫砖上部保温毡直径与料座垫砖下部保温毡直径单边的差为15～20mm；料座垫砖均匀排放该碳毡的上表面；多个发热体垫砖位于在所述料座垫砖的外圆周外侧，并均匀排布在所述发热体垫砖碳毡上；当某个发热体垫砖与某个所述料座垫砖的位置相对应时，该发热体垫砖的内弧面与该料座垫砖外弧面之间有10mm的间隙；所述发热体垫砖的数量大于所述料座垫砖的数量。

设计方案

所述料座垫砖上部保温毡的直径比该料座垫砖下部保温毡的直径小，在二者之间的圆周表面形成阶梯；所述料座垫砖上部保温毡直径与料座垫砖下部保温毡直径单边的差为15～20mm；

料座垫砖均匀排放该碳毡的上表面；多个发热体垫砖位于在所述料座垫砖的外圆周外侧，并均匀排布在所述发热体垫砖碳毡上；当某个发热体垫砖与某个所述料座垫砖的位置相对应时，该发热体垫砖的内弧面与该料座垫砖外弧面之间有10mm的间隙；所述发热体垫砖的数量大于所述料座垫砖的数量。

2.如权利要求1所述真空炉的保温结构，其特征在于，所述发热体底板套装在所述料座垫砖的外圆周上，并且该炉体底板的内表面与料座垫砖的外表面之间有10mm的间隙。

3.如权利要求1所述真空炉的保温结构，其特征在于，所述发热体垫砖碳毡套装在所述料座垫砖的外圆周上，并安放在所述发热体底板上；该发热体垫砖碳毡的内表面与料座垫砖的外表面有10mm的间隙。

4.如权利要求1所述真空炉的保温结构，其特征在于，发热体垫砖套装在所述料座垫砖的外圆周上，并安放在所述发热体垫砖上；该发热体垫砖的内表面与料座垫砖的外表面之间有10mm的间隙；发热体垫砖下部保温毡套装在所述料座垫砖下部保温毡的外圆周上，并安放在所述发热体垫砖；发热体垫砖下部保温毡的内表面与料座垫砖下部保温毡的外表面之间有10mm间隙；发热体垫砖上部保温毡套装在所述料座垫砖上部保温毡上，并安放在所述发热体垫砖下部保温毡和料座垫砖下部保温毡的表面，发热体垫砖下部保温毡和料座垫砖下部保温毡之间的10mm的间隙；套筒状的发热体安放在发热体垫砖上部保温毡上表面；石墨料盘位于发热体内并安放在所述料座垫砖上部保温毡上；发热体保温毡套装在所述发热体垫砖下部保温毡、发热体垫砖上部保温毡和发热体的外圆周表面，并使该发热体保温毡的内表面与所述发热体垫砖下部保温毡、发热体垫砖上部保温毡和发热体的外圆周表面之间无间隙配合。

5.如权利要求1所述真空炉的保温结构，其特征在于，所述石墨料盘和发热体均采用石墨材料制成；石墨体积密度大于1.62g\/cm^{3<\/sup>,抗压强度大于30MPa，电阻率为10×10^{-4<\/sup>Ω.cm,灰份≤0.3％。}}

6.如权利要求1所述真空炉的保温结构，其特征在于，所述发热体垫砖有14块；各发热体垫砖相对应的两个边均为弧面，分别形成了各发热体垫砖的内表面和外表面，使各发热体垫砖的外形呈扇形；所述各发热体垫砖的内表面的半径与所述料座垫砖的半径相同，所述各发热体垫砖的外表面的半径小于炉体炉壳的内半径；所述各发热体垫砖均布在炉体底板上表面。

7.如权利要求1所述真空炉的保温结构，其特征在于，所述料座垫砖有8块；各所述料座垫砖为顶角等于15°的等腰三角形，并且该等腰三角形的底边为弧面，当各料座垫砖排布在所述料座垫砖碳毡的上表面后形成了空间圆形；所述形成的空间圆形的半径与所述碳毡的半径相等。

设计说明书

技术领域

本发明涉及一种真空感应炉下出料炉体内部底座结构。特别是针对提高真空感应炉底座保温性能的场合。

背景技术

真空感应炉一般工作在几百到几千度之间，炉温均匀性在±15℃之内。真空感应炉能否在相应的温度下连续正常运行，关键取决于炉体内的保温材料和结构。真空感应炉炉膛结构由外到内依次是感应线圈、保温毡、发热体。炉子采用下进出料结构时，料车底盘上是料座垫砖、保温毡，保温毡与料座垫砖外径等尺寸，保温毡采用多层叠放形式。为了进出料方便，料座保温毡外圆与发热体底座保温毡内圆有一定间隙。由于炉体固有结构，存在炉内温度不均匀的问题，一般地，炉内中心温度比炉内边缘温度高，炉内上层温度比炉内下层温度高，并且料座保温毡与发热体底座保温毡之间的间隙造成热量散失。由于炉内存在上述的温差，致使有效温区缩短，导致炉内上层产品比下层产品的处理效果好。如果控制炉内下层温度达到工艺要求温度，就要加大升温功率或延长保温时间，同时又使炉内上层产品过温。发热体垫砖及料座垫砖采用氧化铝材料，炉内温度辐射引起发热体垫砖及料座垫砖温度升高，而垫砖不是水冷结构，在进行较高温度的热处理时，出现垫砖氧化，高铝材料烧熔，结成琉璃块状。基于上述底座结构的缺陷与不足，曾经有单位在清理发热体垫砖烧化突出的琉璃块状物时发生爆炸，约1吨重的上炉盖拔掉与炉体固定的螺栓，冲上2米多高与房梁相撞。国内的同行生产企业均出现过料座垫砖与发热体垫砖烧流、粘结一起，无法降料盘取料的现象。

检索国内外的专利文献和论文数据库，没有查找到与本发明最接近的现有技术。

发明内容

为克服现有技术中存在的出现垫砖氧化、高铝材料烧熔和结成琉璃块状，以及带来安全隐患的不足，本发明提出了一种真空炉的保温结构。

本发明包括料座底板、料座垫砖碳毡、料座垫砖、发热体底板、保温毡、发热体垫砖、石墨料盘、发热体和炉体底板；所述保温毡分为发热体垫砖下部保温毡、发热体垫砖上部保温毡、料座垫砖下部保温毡、料座垫砖上部保温毡和发热体保温毡；所述料座垫砖碳毡安放料座底板的上表面；料座垫砖安放该碳毡的上表面；料座垫砖下部保温毡安放该料座垫砖的上表面；料座垫砖上部保温毡安放该料座垫砖下部保温毡的上表面；其特征在于：

料座垫砖均匀排放该碳毡的上表面；多个发热体垫砖位于在所述料座垫砖的外圆周外侧，并均匀排布在所述发热体垫砖碳毡上；当某个发热体垫砖与某个所述料座垫砖的位置相对应时，该发热体垫砖的内弧面与该料座垫砖外弧面之间有10mm的间隙。所述发热体垫砖的数量大于所述料座垫砖的数量。

所述发热体底板套装在所述料座垫砖的外圆周上，并且该炉体底板的内表面与料座垫砖的外表面之间有10mm的间隙。

所述发热体垫砖碳毡套装在所述料座垫砖的外圆周上，并安放在所述发热体底板上；该发热体垫砖碳毡的内表面与料座垫砖的外表面有10mm的间隙。

发热体垫砖套装在所述料座垫砖的外圆周上，并安放在所述发热体垫砖上；该发热体垫砖的内表面与料座垫砖的外表面之间有10mm的间隙；发热体垫砖下部保温毡套装在所述料座垫砖下部保温毡的外圆周上，并安放在所述发热体垫砖；发热体垫砖下部保温毡的内表面与料座垫砖下部保温毡的外表面之间有10mm间隙；发热体垫砖上部保温毡套装在所述料座垫砖上部保温毡上，并安放在所述发热体垫砖下部保温毡和料座垫砖下部保温毡的表面，发热体垫砖下部保温毡和料座垫砖下部保温毡之间的10mm的间隙；套筒状的发热体安放在发热体垫砖上部保温毡上表面；石墨料盘位于发热体内并安放在所述料座垫砖上部保温毡上；发热体保温毡套装在所述发热体垫砖下部保温毡、发热体垫砖上部保温毡和发热体的外圆周表面，并使该发热体保温毡的内表面与所述发热体垫砖下部保温毡、发热体垫砖上部保温毡和发热体的外圆周表面之间无间隙配合。

所述石墨料盘和发热体均采用石墨材料制成；石墨体积密度大于1.62g\/cm^{3<\/sup>,抗压强度大于30MPa，电阻率为10×10^{-4<\/sup>Ω.cm,灰份≤0.3％。}}

所述发热体垫砖有14块；各发热体垫砖相对应的两个边均为弧面，分别形成了各发热体垫砖的内表面和外表面，使各发热体垫砖的外形呈扇形；所述各发热体垫砖的内表面的半径与所述料座垫砖的半径相同，所述各发热体垫砖的外表面的半径小于炉体炉壳的内半径；所述各发热体垫砖均布在炉体底板上表面。

所述所述料座垫砖有8块。各所述料座垫砖为顶角等于15°的等腰三角形，并且该等腰三角形的底边为弧面，当各料座垫砖排布在所述料座垫砖碳毡的上表面后形成了空间圆形；所述形成的空间圆形的半径与所述碳毡的半径相等。

本发明中：

所述料座垫砖均匀排布在料座底板上，并且每相邻的两块料座垫砖之间有间距。

所述发热体垫砖均匀排布在发热体底板上，并且每相邻的两块发热体垫砖之间有间距。

所述料座垫砖保温毡分两组安放在料座垫砖上，两组保温毡为圆柱形，上面一组保温毡直径比下面一组保温毡直径小30～40mm，形成梯形结构。

所述发热体底座保温毡分两组安放在发热体垫砖上，两组保温毡为圆环形状，上面一组保温毡内径比下面一组保温毡内径小30～40mm，形成倒梯形结构。

所述发热体保温毡包裹在发热体与发热体垫砖上、下部保温毡外周，从内到外每组高度逐渐增大，形成梯度，与发热体底座保温毡啮合。

料座垫砖保温毡与发热体垫砖保温毡结合处形成犬齿交错的方式。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、料座保温毡分两组叠放，上面一组保温毡直径比下面一组保温毡直径小30～40mm，形成梯形结构。发热体垫砖上、下保温毡则叠放成倒梯形，料座垫砖保温毡与发热体垫砖保温毡之间的梯度相互啮合，形成阻尼结构，阻断热量辐射路径，有效防止温场温度的散失，增大均温区尺寸；

2、料座垫砖均匀间隔摆放，每相邻两块之间有间隙，热处理过程中形成真空，有效地防止垫砖传热；

3、发热体垫砖均匀间隔摆放，每相邻两块之间有间隙，热处理过程中有效地防止垫砖传热；

4、料座垫砖及发热体垫砖保温层保温效果好，炉体下区温度散失减少，炉内均温区加长，提高产品处理量。

表1 本发明与现有技术相同功率升温对比

表2 本发明与现有技术相同温度石墨化度对比

附图说明

图1是传统结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是料座垫砖的排布示意图。

图4是发热体垫砖的排布示意图。

图中：

1.料座底板；2.料座垫砖碳毡；3.料座垫砖；4.发热体底板；5.发热体垫砖碳毡；6.发热体垫砖；7.发热体垫砖下部保温毡；8.发热体垫砖上部保温毡；9.料座垫砖下部保温毡；10.料座垫砖上部保温毡；11.石墨料盘；12.发热体；13.发热体保温毡；14.料座底板密封圈；15.发热体底板密封圈；16.炉体底板。

具体实施方式

本实施例是一种下出料真空炉的保温结构，包括料座底板1、料座垫砖碳毡2、料座垫砖3、发热体底板4、发热体垫砖碳毡5、发热体垫砖6、石墨料盘11、发热体12、料座底板密封圈14、发热体底板密封圈15、炉体底板16和保温毡。所述保温毡分为发热体垫砖下部保温毡7、发热体垫砖上部保温毡8、料座垫砖下部保温毡9、料座垫砖上部保温毡10和发热体保温毡13。

所述料座垫砖碳毡2安放料座底板1的上表面。料座垫砖3均匀排放该料座垫砖碳毡的上表面，并使相邻的料座垫砖之间有间距，以在热处理过程中形成真空，有效地防止该垫砖传热。

所述料座垫砖3有8块。各所述料座垫砖呈等腰三角形，并且该等腰三角形的底边为弧面，当各料座垫砖排布在所述料座垫砖碳毡2的上表面后形成了空间圆形；所述形成的空间圆形的半径与所述碳毡的半径相等。所述等腰三角形的顶角为15°。

所述料座垫砖下部保温毡9安放该料座垫砖3的上表面。所述料座垫砖上部保温毡10安放该料座垫砖下部保温毡9的上表面；该述料座垫砖上部保温毡的直径比该料座垫砖下部保温毡的直径小，在二者之间的圆周表面形成阶梯；所述料座垫砖上部保温毡直径与料座垫砖下部保温毡直径单边的差为15～20mm。所述料座垫砖上部保温毡与料座垫砖下部保温毡之间的阶梯差形成阻尼结构，有效防止温场温度的辐射，增大均温区尺寸，避免了现有技术中存在的温场温度沿发热体保温毡与料座保温毡不可避免的间隙散发导致的炉膛内底部温度下降的缺陷。

所述发热体底板4套装在所述料座垫砖碳毡2与料座垫砖3的外圆周上，并使该发热体底板内缘的下表面与所述料座底板1的上表面贴合，并在二者之间安放有料座底板密封圈14。所述发热体底板外缘处与炉体底板16固连，并在二者的配合面之间安放有发热体底板密封圈15。所述发热体底板4的内表面与料座垫砖4的外表面之间有10mm间隙。

发热体垫砖碳毡5套装在所述料座垫砖3的外圆周上，并安放在所述发热体底板4上；该碳毡的内表面与料座垫砖的外表面有10mm间隙。

多个发热体垫砖位于在所述料座垫砖的外圆周外侧，并均匀排布在所述发热体垫砖碳毡上；当某个发热体垫砖与某个所述料座垫砖的位置相对应时，该发热体垫砖的内弧面与该料座垫砖外弧面之间有10mm的间隙。所述发热体垫砖的数量大于所述料座垫砖的数量。

所述发热体垫砖6有14块。各发热体垫砖相对应的两个边均为弧面，分别形成了各发热体垫砖的内弧面和外弧面，使各发热体垫砖的外形呈扇形。所述各发热体垫砖的外弧面的半径小于炉体炉壳的内半径。

发热体垫砖下部保温毡7套装在所述料座垫砖下部保温毡9的外圆周上，并安放在所述发热体垫砖6的上表面。该发热体垫砖下部保温毡7的内表面与料座垫砖下部保温毡的外表面之间有10mm间隙。

发热体垫砖上部保温毡8套装在所述料座垫砖上部保温毡10上，并安放在所述发热体垫砖下部保温毡7和料座垫砖下部保温毡9的表面，以封住发热体垫砖下部保温毡和料座垫砖下部保温毡之间的10mm间隙。

套筒状的发热体12安放在发热体垫砖上部保温毡8上表面。石墨料盘11位于该发热体12内并安放在所述料座垫砖上部保温毡10上。发热体保温毡13包裹在所述发热体垫砖下部保温毡7、发热体垫砖上部保温毡8和发热体12的外圆周表面，并使该发热体保温毡的内表面与所述发热体垫砖下部保温毡7、发热体垫砖上部保温毡8和发热体12的外圆周表面之间无间隙配合。

所述发热体底板密封圈15嵌在发热体底板4的密封槽内，该发热体底板通过螺栓与炉体底板16固定。

所述料座底板1通过料座底板密封圈14与发热体底板4密封接触。

所述发热体垫砖下部保温毡7、发热体垫砖上部保温毡8、料座垫砖下部保温毡9和料座垫砖上部保温毡10均采用厚度为10mm的软质碳毡。

所述料座垫砖3和发热体垫砖6均采用氧化铝砖。

所述石墨料盘11和发热体12均采用石墨材料制成。石墨体积密度1.62g\/cm^{3<\/sup>以上,抗压强度30MPa以上，电阻率10×10^{-4<\/sup>Ω.cm,灰份≤0.3％。}}

设计图

一种真空炉的保温结构论文和设计

一种真空炉的保温结构论文和设计-刘汉和

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主设计要求

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