專利名稱:碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,屬電熱元件或其它再結(jié)晶碳化硅制品燒成用窯爐。
目前,國(guó)內(nèi)電熱元件如碳化硅電熱元件的燒成,是采用倒煙窯素?zé)?,后在電阻爐二次燒成,利用反應(yīng)燒結(jié)及再結(jié)晶機(jī)理燒成,燒成周期長(zhǎng),一般為10天,耗能高、產(chǎn)品合格率低,質(zhì)量不穩(wěn)定。
本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種燒成周期短30-80分鐘、耗能低、溫度自動(dòng)控制、燒成參數(shù)可調(diào)的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,填補(bǔ)該領(lǐng)域的一項(xiàng)空白。
本實(shí)用新型的目的是采用如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的該碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,包括爐體、自動(dòng)控制裝置,其特征在于爐體為分體式,主要包括預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4,預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4依次活動(dòng)式相連。
本實(shí)用新型的目的還可采用如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于還包括推料機(jī)1、卸料臺(tái)5,推料機(jī)1與爐體前端預(yù)熱帶2對(duì)中留有間隙,爐體后端冷卻帶4與卸料臺(tái)5對(duì)中留有間隙,推料機(jī)1、預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4、卸料臺(tái)5呈一字形排列,預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4連接固定為一體。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的由預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4構(gòu)成爐體、爐工作管均為圓形,底部設(shè)有道軌6。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的推料機(jī)1還包括支承輪組7、底座8、支座16、24、鏈條9、13、19、推進(jìn)減速機(jī)10、快退減速機(jī)11、橡膠墊25、墊片26、支架12、軸14、21、導(dǎo)向桿15、推料件17、鏈條張緊裝置18、拉桿20、限位開(kāi)關(guān)22、送料支架23,推料件17裝在兩導(dǎo)向桿15上,導(dǎo)向桿15經(jīng)支座16裝在支架12上,支架12與帶有支承輪組7的底座8相連,鏈條9一端裝在軸14的鏈輪上,另一端裝在推進(jìn)減速機(jī)10的鏈輪上,鏈條13一端裝在軸14的鏈輪上,另一端裝在快退減速機(jī)11鏈輪上,鏈條19一端裝在軸14的鏈輪上,另一端裝在軸21的鏈輪上,拉桿20與導(dǎo)向桿15平行安裝,鏈條張緊裝置18裝在拉桿20上,拉桿20裝在支架12上,限位開(kāi)關(guān)22安裝在支架12上。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的預(yù)熱帶主要包括預(yù)熱帶爐體30、預(yù)熱帶工作管31、耐熱不銹鋼套28、支承耐火套29、32、36、40、石墨套管38,預(yù)熱帶爐體30、預(yù)熱帶工作管31均為分體式,預(yù)熱帶工作管31為管狀活動(dòng)式。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的預(yù)熱帶還包括燃燒器27、對(duì)開(kāi)保護(hù)管33、螺紋套管34、O形密封圈37、絕緣套39、端蓋41、絕緣墊42、絕緣套管43、六角頭螺栓44、聯(lián)結(jié)套45、接線盒46、絕緣管47、電阻絲48、接線柱49、絕緣墊50、地腳螺栓51、支承輪架52、保溫層53,預(yù)熱帶耐熱不銹鋼套28、石墨套管38與預(yù)熱帶爐體30之間由支承耐火套29、32、36、40支撐,預(yù)熱帶工作管30入口端套裝在耐熱不銹鋼套28內(nèi),出口端套裝在石墨套管38內(nèi),加熱區(qū)設(shè)置在預(yù)熱帶爐體30中間部位,預(yù)熱帶爐體30上部設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕迹谀蜔岵讳P鋼套28外再套裝螺紋套管34,電阻絲48繞在螺紋套管34的槽內(nèi),外套對(duì)開(kāi)保護(hù)管33,接線柱49引出預(yù)熱帶爐體30外,預(yù)熱帶爐體30內(nèi)填充保溫層53,預(yù)熱帶爐體30通過(guò)帶有支承輪架52的支架支撐架起,進(jìn)口處裝有燃燒器27,端蓋41固定在支承耐火套40外端的預(yù)熱帶爐體30上,聯(lián)結(jié)套45固定在端蓋41上出口與高溫帶爐體相連。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的高溫帶主要包括高溫帶工作管71、高溫帶爐體82、高溫帶保護(hù)管70、發(fā)熱碳管58、保護(hù)氣體,高溫帶工作管71為分體式,套在發(fā)熱管58內(nèi),發(fā)熱管58中間為直管狀,兩端部直徑大于中間直管的直徑并與直管螺紋聯(lián)結(jié),發(fā)熱管58與高溫帶保護(hù)管70間形成一定間隙,內(nèi)充有保護(hù)氣體,發(fā)熱管58兩端套入爐頭電極56,高溫帶工作管71進(jìn)、出口處有保護(hù)氣體封口。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的高溫帶還包括法蘭54、75、六角頭螺栓55、60、爐頭電極56、導(dǎo)電體57、水冷套59、絕緣墊61、72、端蓋63、蓋64、密封墊65、耐火磚66、碳磚67、過(guò)濾纖維氈68、濾網(wǎng)69、絕緣料73、爐頭定位裝置74、保溫碳黑76、爐體緊固鋼帶77、O形密封圈78、支架79、地腳螺栓80、測(cè)溫器81,高溫帶爐體82上部設(shè)置有測(cè)溫器81、高溫帶保護(hù)管70支承在圓形碳磚67上,碳磚67裝在耐火磚66內(nèi),發(fā)熱管58套入爐頭電極56內(nèi),其間填充導(dǎo)電體57,由法蘭54、75經(jīng)螺栓壓緊,爐頭電極56穿在水冷套59內(nèi),水冷套59用螺栓分別固定在端蓋63上,高溫帶爐體82與高溫帶保護(hù)管70間填充保溫碳黑76,端蓋63用螺栓與高溫帶爐體82相連,高溫帶爐體82用可伸縮爐體緊固鋼帶77固定于支架79上,法蘭54、75設(shè)置在高溫帶爐體82進(jìn)、出口。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的高溫帶用測(cè)溫器還包括石墨螺母83、測(cè)溫保護(hù)管85、測(cè)溫管86剛玉墊87、蓋88、冷卻水套89、氣流調(diào)節(jié)器90、鏡片93、緊固套94、剛玉套95剛玉墊96、墊片97、支座98,測(cè)溫管86測(cè)溫保護(hù)管85內(nèi),鏡座91裝在水冷套89上,鏡座91內(nèi)設(shè)氮?dú)鈨艋R片裝置92,水冷套89內(nèi)裝氣流調(diào)節(jié)器90。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的冷卻帶主要包括水套101、石墨襯套102、冷卻帶工作管103、支承輪架105,冷卻帶工作管103裝在冷卻水套101及石墨襯套102內(nèi),冷卻帶爐體與高溫帶相連,冷卻帶爐體出口裝有燃燒器106。
所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的卸料臺(tái)主要包括限位開(kāi)關(guān)110、支架112、墊板113、絕緣板114、絕緣套115,接料臺(tái)111為半圓形,裝在支架112上,接料臺(tái)111與支架112間設(shè)置絕緣板114,限位開(kāi)關(guān)110設(shè)置在接料臺(tái)111的尾端。
本實(shí)用新型的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,主要發(fā)明點(diǎn)是設(shè)計(jì)的爐體為分體式,主要包括預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4,預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4依次活動(dòng)式相連,為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,預(yù)熱帶2前端還可設(shè)置推料機(jī)1,冷卻帶4后端還可設(shè)置卸料臺(tái)5,整個(gè)爐體呈一字形排列,預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4連接固定為一體,高溫帶3用地腳螺栓固定,推料機(jī)1、預(yù)熱帶2、冷卻帶4均裝有可調(diào)節(jié)高低的V形和平形支承輪,可在V形和平形的道軌6上靈活移動(dòng),推料機(jī)1與預(yù)熱帶2對(duì)中留有間隙,預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4經(jīng)法蘭互連成一體,卸料臺(tái)5與冷卻帶4對(duì)中留有間隙。高溫帶3通電發(fā)熱向兩側(cè)膨脹,預(yù)熱帶2、冷卻帶4可向兩側(cè)沿道軌6移動(dòng),解決了高溫膨脹產(chǎn)品易變形、方便更換發(fā)熱管和保護(hù)高溫爐體的問(wèn)題。載有碳化硅電熱元件的移進(jìn)管83人工放入推料機(jī)1送料支架上,由推料件均勻低速推移進(jìn)管83經(jīng)預(yù)熱帶2預(yù)熱,至高溫帶3超高溫下移進(jìn)管83四周均溫受熱,碳化硅再結(jié)晶燒成碳化硅電熱元件,到冷卻帶4逐漸冷卻,最終在卸料臺(tái)5人工取下移進(jìn)管83。隧道式連續(xù)燒成碳化硅電熱元件,配合全自動(dòng)控制裝置,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)進(jìn)、出料,快速連續(xù)式一次燒成、溫度自動(dòng)控制、燒成周期短30~80分鐘、耗能低、燒成參數(shù)可調(diào)、維修方便、投資少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),填補(bǔ)了該領(lǐng)域的一項(xiàng)空白。
圖1是本實(shí)用新型碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t的整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2是推料機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖;圖3是推料機(jī)A-A剖視示意圖;圖4是推料機(jī)B向局部剖視放大示意圖圖5是預(yù)熱帶結(jié)構(gòu)剖視示意圖;圖6是預(yù)熱帶結(jié)構(gòu)C-C局部剖視放大示意圖圖7是高溫帶結(jié)構(gòu)剖視示意圖;圖8是高溫帶結(jié)構(gòu)D-D剖視示意圖;圖9是高溫帶用側(cè)溫器結(jié)構(gòu)剖視示意圖;
圖10是冷卻帶結(jié)構(gòu)剖視示意圖;
圖11是卸料臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖;
圖12是卸料臺(tái)側(cè)視示意圖
圖13是卸料臺(tái)I部局部剖視放大示意圖
圖14是預(yù)熱帶電路原理框圖
圖15是高溫帶電路原理框圖;
圖16是高溫帶超高溫測(cè)控電路原理框圖;
圖1-16是本實(shí)用新型的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t的最佳實(shí)施例,
圖1-16中1推料機(jī) 2預(yù)熱帶 3高溫帶 4冷卻帶 5卸料臺(tái) 6導(dǎo)軌 7支承輪組 8底座 16、24支座 9、13、19鏈條 10推進(jìn)減速機(jī) 11快退減速機(jī) 25橡膠墊 26墊片 12支架 14、21軸 15導(dǎo)向桿 17推料件 18鏈條張緊裝置 20拉桿 22限位開(kāi)關(guān) 23送料支架 27燃燒器 28耐熱不銹鋼套 29、32、36、40支承耐火套 30預(yù)熱帶爐體 31預(yù)熱帶工作管 33對(duì)開(kāi)保護(hù)管 34螺紋套管 35熱電偶插座 37O形密封圈 38石墨套管 39絕緣套 41端蓋 42絕緣墊 43絕緣套管 44六角頭螺栓 45聯(lián)結(jié)套 46接線盒 47絕緣管 48電阻絲 49接線柱 50絕緣墊 51地腳螺栓 52支承輪架 53保溫層 54、75法蘭 55、60六角頭螺栓 56爐頭電極 57導(dǎo)電體 58發(fā)熱碳管 59水冷套 61、72絕緣墊 62絕緣套 63端蓋 64蓋 65密封墊 66耐火磚 67碳磚68過(guò)濾纖維氈 69濾網(wǎng) 70高溫帶保護(hù)管 71高溫帶工作管 73絕緣料 74爐頭定位裝置 76保溫碳黑 77爐體緊固鋼帶 78O形密封圈 79支架 80地腳螺栓 81測(cè)溫器 82高溫帶爐體 83移進(jìn)管 84石墨螺母 85測(cè)溫保護(hù)管 86測(cè)溫管 87剛玉墊 88蓋 89冷卻水套 90氣流調(diào)節(jié)器 91鏡座 92氮?dú)鈨艋R片裝置 93鏡片94緊固套 95剛玉套 96剛玉墊 97墊片 98支座 99、107絕緣墊 100、108六角頭螺栓 101冷卻水套 102石墨襯套 103冷卻帶工作管 104支承輪調(diào)節(jié)螺栓 105支承輪架 106燃燒器 109地腳螺栓 110限位開(kāi)關(guān) 111接料臺(tái) 112支架 113墊板 114絕緣板 115絕緣套 116、123三相交流電源 117整流變壓器 118三相全控橋 119熱電偶測(cè)溫 120、129智能 調(diào)節(jié)儀 121CF6B-A觸發(fā)器 122反饋信號(hào) 124進(jìn)線電抗器 125晶閘管交流調(diào)壓器 126整流變壓器 127硅整流電路128光導(dǎo)纖維測(cè)溫 130MC-1A控制單元 131電流取樣電路 132光纖溫度檢測(cè)儀 133數(shù)字溫度顯示儀 135可控硅調(diào)壓設(shè)備。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t的工作原理及工作過(guò)程作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如
圖1所示制作一臺(tái)本實(shí)用新型的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t工作原理及工作過(guò)程如下該碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,主要由推料機(jī)1、預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4、卸料臺(tái)5、道軌6組成,推料機(jī)1、預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4、卸料臺(tái)5呈一字形排列,高溫帶3用地腳螺栓固定,推料機(jī)1、預(yù)熱帶2、冷卻帶4均裝有可調(diào)節(jié)高低的V形和平形支承輪,可在V形和平形的道軌6上靈活移動(dòng),推料機(jī)1與預(yù)熱帶2對(duì)中留有間隙,預(yù)熱帶2、高溫帶3、冷卻帶4經(jīng)法蘭互連成一體,卸料臺(tái)5與冷卻帶4對(duì)中留有間隙。高溫帶3通電發(fā)熱向兩側(cè)膨脹,預(yù)熱帶2、冷卻帶4可向兩側(cè)沿道軌6移動(dòng),以保護(hù)高溫帶。載有碳化硅電熱元件的移進(jìn)管83人工放入推料機(jī)1送料支架上,由推料件均勻低速推移進(jìn)管83經(jīng)預(yù)熱帶2預(yù)熱至高溫帶3,在超高溫下移進(jìn)管83四周均溫受熱,碳化硅再結(jié)晶燒成碳化硅電熱元件,到冷卻帶4逐漸冷卻,最終在卸料臺(tái)5人工取下移進(jìn)管83。隧道式連續(xù)燒成碳化硅電熱元件,自動(dòng)進(jìn)、出爐,操作者勞動(dòng)強(qiáng)度低,操縱爐方便,維修簡(jiǎn)捷。各部分的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程分述如下一、推料機(jī)1的結(jié)構(gòu)及功能是推動(dòng)裝碳化硅電熱元件的移進(jìn)管低速均勻進(jìn)入爐內(nèi)。其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示推料件17裝在兩導(dǎo)向桿15上,導(dǎo)向桿15經(jīng)支座16裝在支架12上,支架12與帶有支承輪組7的底座8相連,其由變頻無(wú)級(jí)調(diào)速控制交流電動(dòng)機(jī)經(jīng)推進(jìn)減速機(jī)10本實(shí)用新型采用擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)鏈條9、軸14、鏈條19、軸21將用橡膠墊25和墊片26經(jīng)螺釘聯(lián)結(jié)推料件17及鏈條19的推料件17在導(dǎo)向桿15上推移進(jìn)管在送料支架23內(nèi)移動(dòng)。推料件17快速退回,由快退減速機(jī)11本實(shí)用新型采用擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)鏈條13、軸14、鏈條19、軸21及推料件17,使其快速退回。
在推進(jìn)與快退減速機(jī)出軸端裝有電磁離合器,減速機(jī)電動(dòng)機(jī)與電磁離合器同時(shí)得電時(shí)才能運(yùn)行。
推料件17前進(jìn)及后退位置控制和極限保護(hù)由限位開(kāi)關(guān)22實(shí)現(xiàn)。
鏈條張緊裝置18裝在拉桿20上,拉桿20裝在支架12上。
二、預(yù)熱帶的結(jié)構(gòu)及功能預(yù)熱碳化硅電熱元件棒坯,預(yù)熱溫度100-800℃。如圖5-6所示,載有碳化硅電熱元件棒坯之石墨移進(jìn)管83在預(yù)熱帶爐石墨工作管31內(nèi)移動(dòng),預(yù)熱帶爐石墨工作管31裝在耐熱不銹鋼套28及石墨套管38內(nèi),其支承在支承耐火套29、32、36、40上,支承耐火套裝于預(yù)熱帶爐體30內(nèi),整個(gè)爐體為圓形,用端蓋41由螺栓聯(lián)結(jié)預(yù)熱帶爐體30,預(yù)熱帶爐體30中部耐熱不銹鋼套28外套剛玉質(zhì)螺紋套管34,電阻絲48繞在螺紋套管34的槽內(nèi),外套剛玉質(zhì)對(duì)開(kāi)保護(hù)管33,預(yù)熱帶爐體30內(nèi)空間用硅酸鋁纖維棉保溫層53塞滿保溫,引出電阻絲48與接線柱49焊接,接線柱49套裝剛玉絕緣管47經(jīng)絕緣墊50與電源線連接,測(cè)溫?zé)犭娕冀?jīng)插座35插入對(duì)開(kāi)保護(hù)管33內(nèi),預(yù)熱帶爐體30分三段,用法蘭盤(pán)螺栓聯(lián)結(jié)。預(yù)熱帶爐體30通過(guò)支承輪架52支撐,其進(jìn)口裝有液化氣燃燒器27,其出口通過(guò)聯(lián)結(jié)套45絕緣墊與高溫帶爐頭電極56用螺栓相連,同時(shí),套在石墨套管38外剛玉絕緣墊39穿入高溫帶法蘭54內(nèi)孔。
三、高溫帶結(jié)構(gòu)及功能產(chǎn)生2500℃高溫,棒坯內(nèi)碳化硅再結(jié)晶燒成碳化硅電熱元件。如圖7-8所示裝有碳化硅電熱元件棒坯的移進(jìn)管83在高溫帶爐石墨工作管71內(nèi)移動(dòng),高溫帶爐石墨工作管71安裝與高電阻率石墨發(fā)熱碳管58內(nèi),用鋁氧粉配成絕緣料73固定,絕緣料73設(shè)氮?dú)饪祝员Wo(hù)發(fā)熱碳管58內(nèi)壁和高溫帶爐石墨工作管71外壁,發(fā)熱碳管58外套石墨保護(hù)管70,石墨保護(hù)管70支承在圓形碳磚67上,圓形碳磚67裝在剛玉耐火磚66內(nèi),剛玉耐火磚66安裝在水冷端蓋63內(nèi)。發(fā)熱碳管58兩端套入爐頭電極56,爐頭電極56穿在水冷套59孔內(nèi),水冷套59墊絕緣墊用螺栓連接固定在端蓋63上,發(fā)熱碳管58與爐頭電極56之間隙用高功率石墨粉等配成導(dǎo)電料57填充搗實(shí),用耐熱鑄鐵法蘭54和法蘭75經(jīng)螺栓壓緊。爐頭電極56由水冷電纜與可控硅控制的三相整流變壓器126輸出端相連。端蓋63用螺栓與高溫帶爐體82相連,高溫帶爐體82為圓形,其內(nèi)填滿保溫碳黑76。高溫帶爐體82用可伸縮爐體緊固鋼帶77固定于支架79上。
高純氮?dú)鈴母邷貛t體82上部蓋64通過(guò)過(guò)濾纖維氈68和濾網(wǎng)69進(jìn)入爐內(nèi),由爐底部排出。高溫帶爐體82兩側(cè)高純度氮?dú)獯怪睜t軸線方向從法蘭54、75進(jìn)入,沿軸線方向兩邊排放,以保護(hù)石墨保護(hù)管70,發(fā)熱碳管58、高溫帶爐石墨工作管71在高溫下不被氧化,提高壽命。
如圖9所示測(cè)溫器81裝在高溫帶爐體82上,測(cè)溫管86為大電阻率碳素帶底測(cè)溫管,測(cè)溫管86外套碳素測(cè)溫保護(hù)管85,碳素測(cè)溫保護(hù)管85通過(guò)剛玉墊96、下經(jīng)石墨螺母84支在石墨保護(hù)管70外壁。剛玉墊87、96,剛玉套95由蓋88、墊片97及支座98固定在高溫帶爐體82上,蓋88上部裝冷卻水套89,冷卻水套89內(nèi)設(shè)氮?dú)鈿饬髡{(diào)節(jié)器90,以降低氮?dú)饬魉?,水?9上設(shè)測(cè)溫鏡,其由緊固套94、鏡片93和鏡座91組成,鏡座91內(nèi)置有氮?dú)鈨艋R片裝置92,高純氮?dú)鈴溺R座91水平孔進(jìn)入,經(jīng)氮?dú)鈨艋R片裝置92的斜孔直吹鏡片93底平面,然后往下經(jīng)氣流調(diào)節(jié)器90減速,從測(cè)溫管86及碳素測(cè)溫保護(hù)管85壁厚處漸漸入爐內(nèi)。光纖測(cè)溫頭裝在緊固套94上進(jìn)行非接觸式測(cè)溫。
四、冷卻帶結(jié)構(gòu)及功能冷卻燒成的碳化硅電熱元件如
圖10所示冷卻帶由三段圓形水套101、石墨襯套102、冷卻帶工作管103、支承輪架105等組成,帶棒坯的移進(jìn)管83在冷卻帶工作管103內(nèi)移動(dòng),冷卻帶工作管103裝在圓形水套101及石墨襯套102內(nèi)。冷卻帶出口裝有液化氣燃燒器106,冷卻帶進(jìn)口經(jīng)絕緣墊99將水套101上法蘭與高溫帶法蘭75用螺栓聯(lián)結(jié)。
五、卸料臺(tái)結(jié)構(gòu)及功能接冷卻的碳化硅電熱元件。
如
圖11-13所示半圓形槽的接料臺(tái)111裝在鋼焊件支架112上,接料臺(tái)111與支架112設(shè)絕緣板114絕緣。設(shè)限位開(kāi)關(guān)110。
六、電器柜預(yù)熱帶控制電路原理框圖如
圖14所示主要由三相交流電源116、整流變壓器117、三相全控橋118、預(yù)熱帶2、測(cè)溫?zé)犭娕?19、智能調(diào)節(jié)儀120、CF6B-A可控硅觸發(fā)器121、反饋信號(hào)122,三相交流電源116、整流變壓器117、整流橋118、預(yù)熱帶2依次相連,整流橋118輸出一端通過(guò)反饋信號(hào)122到CF6B-A可控硅觸發(fā)器121,預(yù)熱帶2輸出端通過(guò)測(cè)溫?zé)犭娕?19、智能調(diào)節(jié)儀120到CF6B-A可控硅觸發(fā)器121。主回路主要采用三相橋式全控整流電路,輸出DC220V 50A,實(shí)現(xiàn)了輸出電壓、電流連續(xù)可調(diào);控制回路采用CF68-1A可控硅觸發(fā)器121,可實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)、閉環(huán)兩種控制方式,限壓、限流恒壓兩種調(diào)節(jié)方式,具有相序自適應(yīng),上電封鎖、軟啟動(dòng)、過(guò)流、過(guò)壓保護(hù)的功能。
高溫帶控制電路原理框圖如
圖15所示主要由三相交流電源123、進(jìn)線電抗器124、晶閘管交流調(diào)壓器125、整流變壓器126、硅整流電路127、高溫帶3、光導(dǎo)纖維測(cè)溫128、智能調(diào)節(jié)儀129、MC-1A控制單元130、電流取樣電路131組成。三相交流電源123、進(jìn)線電抗器124、晶閘管交流調(diào)壓器125、整流變壓器126、硅整流電路127、高溫帶3、光導(dǎo)纖維測(cè)溫128、智能調(diào)節(jié)儀129、MC-1A控制單元130依次相連,MC-1A控制單元130輸出一端與晶閘管交流調(diào)壓器125相連,三相交流電源123輸出另一端通過(guò)電流取樣電路131與MC-1A控制單元130相連。主回路采用了晶閘管交流調(diào)壓電路,調(diào)壓后送至整流變壓器,變壓后送至雙反星整流電路,變換成直流輸出5~20V、5000A連續(xù)可調(diào)。并且在整流變壓器一次側(cè)留有中間抽頭,以滿足調(diào)壓的需求。直流輸出的調(diào)節(jié)由MC-1A控制單元對(duì)晶閘管交流調(diào)壓器進(jìn)行調(diào)壓控制,可實(shí)現(xiàn)全數(shù)字控制,智能P1調(diào)節(jié),電流電壓雙閉環(huán)調(diào)節(jié),控制器具有過(guò)流、過(guò)載、斷相、失同步、參數(shù)錯(cuò)誤等保護(hù)電路。當(dāng)水壓、氮?dú)狻⒁夯瘹?、推料、卸料等發(fā)生故障時(shí),設(shè)備面板聲光報(bào)警,在設(shè)備過(guò)流、快熔熔斷和硅整流管過(guò)熱時(shí),設(shè)備聲光報(bào)警,并切斷主回路。
圖16是高溫帶超高溫測(cè)控系統(tǒng)電路原理框圖如圖所示主要包括依次相連的光纖溫度檢測(cè)儀132、數(shù)字溫度顯示儀133、智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀129、可控硅調(diào)壓設(shè)備134、高溫帶發(fā)熱碳管58組成,可控硅調(diào)壓設(shè)備134通過(guò)高溫帶發(fā)熱碳管58與光纖溫度檢測(cè)儀132相連。
推料機(jī)推料電機(jī)采用了變頻器控制??蓪?shí)現(xiàn)推料速度無(wú)級(jí)調(diào)速。
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)采用了備用水泵自動(dòng)投入裝置。正常時(shí)一臺(tái)水泵運(yùn)行,一臺(tái)水泵備用,出現(xiàn)故障時(shí)備用水泵自動(dòng)投入運(yùn)行并聲光報(bào)警,其他部分儀表高溫帶采用紅外測(cè)溫,配以高精智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀度智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀,控制可控硅調(diào)壓設(shè)備,進(jìn)而控制石墨發(fā)熱碳管的功率,其特點(diǎn)光纖測(cè)溫適用超高溫測(cè)量,溫度范圍1400~3000℃,抗干擾性強(qiáng)、溫度數(shù)顯直觀清晰、高精度智能數(shù)字調(diào)節(jié)儀采用先進(jìn)的人工智能網(wǎng)絡(luò),自整定技術(shù),零控制精度高??垢蓴_性強(qiáng),控制更加穩(wěn)定、控制精度大于0.15%、使用可控硅調(diào)壓系統(tǒng)、零調(diào)節(jié)平滑、功率因數(shù)高。
液化氣系統(tǒng)液化氣罐內(nèi)液化氣經(jīng)減壓閥輸送管路至預(yù)熱帶進(jìn)口及冷卻帶出口處液化氣燃燒器,實(shí)現(xiàn)液化氣火封,防止空氣中氧氣進(jìn)入和燒掉爐內(nèi)排出的少量一氧化碳?xì)狻?br>
高純度氮?dú)廨斔拖到y(tǒng)瓶裝純氮?dú)饨?jīng)減壓閥及低壓減壓閥二級(jí)減壓,通過(guò)氮?dú)饧兓b置純化成高純度氮?dú)饨?jīng)流量計(jì)輸入高溫帶兩側(cè)及爐內(nèi)、測(cè)溫器、保護(hù)石墨管。
冷卻水循環(huán)系統(tǒng)設(shè)有冷卻塔的水池循環(huán)水經(jīng)水泵抽送至高溫帶、冷卻帶及純化裝置進(jìn)行冷卻。回水返回水池,水輸送管道設(shè)工業(yè)磁化水裝置。防結(jié)水垢。
本實(shí)用新型的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,燒成參數(shù)、爐內(nèi)氣氛、各部分結(jié)構(gòu)功能均能滿足碳化硅電熱元件超高溫一次燒成的要求,可每間隔30~80分鐘燒成例如Φ14碳化硅電熱元件15支,碳化硅電熱元件電阻在正常范圍,紅熱均勻度超過(guò)現(xiàn)有工藝,抗折強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的合格碳化硅電熱元件成品率為85%以上,且部分為一等品及優(yōu)等品。
本實(shí)用新型的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,實(shí)現(xiàn)了推料機(jī)推移進(jìn)管平穩(wěn)均速無(wú)振動(dòng),預(yù)熱帶溫控均勻、高溫帶自動(dòng)控制穩(wěn)定、發(fā)熱碳管超高溫?zé)崃總鬟f均勻等、該爐并具有結(jié)構(gòu)新穎、實(shí)用性好、維修方便、投資少、生產(chǎn)效率高、燒成的同批碳化硅電熱元件產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、電阻一致性、紅熱均勻度好、燒成周期大大縮短、耗能大大降低等優(yōu)點(diǎn)。
由于測(cè)溫器內(nèi)設(shè)置高純度氮?dú)鈨艋R片裝置及氣流調(diào)節(jié)器,爐內(nèi)通高純度氮?dú)庵脫Q空氣,實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)中性或弱還原性氣氛,滿足碳化硅電熱元件工藝燒成要求,且延長(zhǎng)發(fā)熱碳管的壽命,預(yù)計(jì)壽命2~3個(gè)月。
權(quán)利要求1.碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,包括爐體、自動(dòng)控制裝置,其特征在于爐體為分體式,主要包括預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4),預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4)依次活動(dòng)式相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于還包括推料機(jī)(1)、卸料臺(tái)(5),推料機(jī)(1)與爐體前端預(yù)熱帶(2)對(duì)中留有間隙,爐體后端冷卻帶(4)與卸料臺(tái)(5)對(duì)中留有間隙,推料機(jī)(1)、預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4)、卸料臺(tái)(5)呈一字形排列,預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4)連接固定為一體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的由預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4)構(gòu)成爐體、爐工作管均為圓形,底部設(shè)有道軌(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的推料機(jī)(1)還包括支承輪組(7)、底座(8)、支座(16)、(24)、鏈條(9)、(13)、(19)、推進(jìn)減速機(jī)(10)、快退減速機(jī)(11)、橡膠墊(25)、墊片(26)、支架(12)、軸(14)、(21)、導(dǎo)向桿(15)、推料件(17)、鏈條張緊裝置(18)、拉桿(20)、限位開(kāi)關(guān)(22)、送料支架(23),推料件(17)裝在兩導(dǎo)向桿(15)上,導(dǎo)向桿(15)經(jīng)支座(16)裝在支架(12)上,支架(12)與帶有支承輪組(7)的底座(8)相連,鏈條(9)一端裝在軸(14)的鏈輪上,另一端裝在推進(jìn)減速機(jī)(10)的鏈輪上,鏈條(13)一端裝在軸(14)的鏈輪上,另一端裝在快退減速機(jī)(11)鏈輪上,鏈條(19)一端裝在軸(14)的鏈輪上,另一端裝在軸(21)的鏈輪上,拉桿(20)與導(dǎo)向桿(15)平行安裝,鏈條張緊裝置(18)裝在拉桿(20)上,拉桿(20)裝在支架(12)上,限位開(kāi)關(guān)(22)安裝在支架(12)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的預(yù)熱帶主要包括預(yù)熱帶爐體(30)、預(yù)熱帶工作管(31)、耐熱不銹鋼套(28)、支承耐火套(29)、(32)、(36)、(40)、石墨套管(38),預(yù)熱帶爐體(30)、預(yù)熱帶工作管(31)均為分體式,預(yù)熱帶工作管(31)為管狀活動(dòng)式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的預(yù)熱帶還包括燃燒器(27)、對(duì)開(kāi)保護(hù)管(33)、螺紋套管(34)、O形密封圈(37)、絕緣套(39)、端蓋(41)、絕緣墊、(42)、絕緣套管(43)、六角頭螺栓(44)、聯(lián)結(jié)套(45)、接線盒(46)、絕緣管(47)、電阻絲(48)、接線柱(49)、絕緣墊(50)、地腳螺栓(51)、支承輪架(52)、保溫層(53),預(yù)熱帶耐熱不銹鋼套(28)、石墨套管(38)與預(yù)熱帶爐體(30)之間由支承耐火套(29)、(32)、(36)、(40)支撐,預(yù)熱帶工作管(30)入口端套裝在耐熱不銹鋼套(28)內(nèi),出口端套裝在石墨套管(38)內(nèi),加熱區(qū)設(shè)置在預(yù)熱帶爐體(30)中間部位,預(yù)熱帶爐體(30)上部設(shè)有測(cè)溫?zé)犭娕?,在耐熱不銹鋼套(28)外再套裝螺紋套管(34),電阻絲(48)繞在螺紋套管(34)的槽內(nèi),外套對(duì)開(kāi)保護(hù)管(33),接線柱(49)引出預(yù)熱帶爐體(30)外,預(yù)熱帶爐體(30)內(nèi)填充保溫層(53),預(yù)熱帶爐體(30)通過(guò)帶有支承輪架(52)的支架支撐架起,進(jìn)口處裝有燃燒器(27),端蓋(41)固定在支承耐火套(40)外端的預(yù)熱帶爐體(30)上,聯(lián)結(jié)套(45)固定在端蓋(41)上,出口與高溫帶爐體相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的高溫帶主要包括高溫帶工作管(71)、高溫帶爐體(82)、高溫帶保護(hù)管(70)、發(fā)熱碳管(58)、保護(hù)氣體,高溫帶工作管(71)為分體式,套在發(fā)熱管(58)內(nèi),發(fā)熱管(58)中間為直管狀,兩端部直徑大于中間直管的直徑并與直管螺紋聯(lián)結(jié),發(fā)熱管(58)與高溫帶保護(hù)管(70)間形成一定間隙,內(nèi)充有保護(hù)氣體,發(fā)熱管(58)兩端套入爐頭電極(56),高溫帶工作管(71)進(jìn)、出口處有保護(hù)氣體封口。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的高溫帶還包括法蘭(54)、(75)、六角頭螺栓(55)、(60)、爐頭電極(56)、導(dǎo)電體(57)、水冷套(59)、絕緣墊(61)、(72)、端蓋(63)、蓋(64)、密封墊(65)、耐火磚(66)、碳磚(67)、過(guò)濾纖維氈(68)、濾網(wǎng)(69)、絕緣料(73)、爐頭定位裝置(74)、保溫碳黑(76)、爐體緊固鋼帶(77)、O形密封圈(78)、支架(79)、地腳螺栓(80)、測(cè)溫器(81),高溫帶爐體(82)上部設(shè)置有測(cè)溫器(81)、高溫帶保護(hù)管(70)支承在圓形碳轉(zhuǎn)(67)上,碳轉(zhuǎn)(67)裝在耐火磚(66)內(nèi),發(fā)熱管(58)套入爐頭電極(56)內(nèi),其間填充導(dǎo)電體(57),由法蘭(54)、(75)經(jīng)螺栓壓緊,爐頭電極(56)穿在水冷套(59)內(nèi),水冷套(59)用螺栓分別固定在端蓋(63)上,高溫帶爐體(82)與高溫帶保護(hù)管(70)間填充保溫碳黑(76),端蓋(63)用螺栓與高溫帶爐體(82)相連,高溫帶爐體(82)用可伸縮爐體緊固鋼帶(77)固定于支架(79)上,法蘭(54)、(75)設(shè)置在高溫帶爐體(82)進(jìn)、出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的高溫帶用測(cè)溫器還包括石墨螺母(84)、測(cè)溫保護(hù)管(85)、測(cè)溫管(86剛玉墊(87)、蓋(88)、冷卻水套(89)、氣流調(diào)節(jié)器(90)、鏡片(93)、緊固套(94)、剛玉套(95)剛玉墊(96)、墊片(97)、支座(98),測(cè)溫管(86)穿在測(cè)溫保護(hù)管(85)內(nèi),鏡座(91)裝在水冷套(89)上,鏡座(91)內(nèi)設(shè)氮?dú)鈨艋R片裝置(92),水冷套(89)內(nèi)裝氣流調(diào)節(jié)器(90)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,其特征在于所述的冷卻帶主要包括水套(101)、石墨襯套(102)、冷卻帶工作管(103)、支承輪架(105),冷卻帶工作管(103)裝在冷卻水套(101)及石墨襯套(102)內(nèi),冷卻帶爐體與高溫帶相連,冷卻帶爐體出口裝有燃燒器(106)。
專利摘要碳化硅電熱元件高溫?zé)商脊軤t,屬電熱元件燒成用窯爐,主要包括爐體、自動(dòng)控制裝置,其特征在于:爐體為分體式,預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4),預(yù)熱帶(2)、高溫帶(3)、冷卻帶(4)依次活動(dòng)式相連,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)進(jìn)、出料,快速連續(xù)式一次燒成、溫度自動(dòng)控制、燒成周期短30—80分鐘、耗能低、燒成參數(shù)可調(diào)、維修方便、投資少、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn),填補(bǔ)了該領(lǐng)域的一項(xiàng)空白。
文檔編號(hào)F27B7/02GK2466590SQ0121662
公開(kāi)日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者沈智中, 范崇遠(yuǎn), 劉振林, 魯燕和, 王勝蕓, 宋維進(jìn), 潘劭華, 姚光杰, 郭茂欣 申請(qǐng)人:四砂股份有限公司