專利名稱：一種鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐，尤其是鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體。
背景技術(shù)：
鎂合金作為最輕質(zhì)商用金屬工程結(jié)構(gòu)材料，因其具有資源豐富、比重輕、比強(qiáng)度比剛度高、阻尼減振降燥能力強(qiáng)、液態(tài)成型性能優(yōu)越、能屏蔽電磁輻射、易于再生利用和自然降解等優(yōu)勢，使其特別適合在汽車、摩托車等交通工具和計(jì)算機(jī)、通訊、儀器儀表、家電、輕工、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用，被譽(yù)為21世紀(jì)最具潛力的綠色結(jié)構(gòu)材料。目前，隨著鎂價格和技術(shù)二大瓶頸問題的突破，鎂及其合金材料的開發(fā)應(yīng)用正呈現(xiàn)出高速增長態(tài)勢，截止2000年，鎂合金在工業(yè)上的應(yīng)用正以每年15～25％的快速增長速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它金屬材料，可以說這在近代工程技術(shù)材料的應(yīng)用中是前所未有的。因此，大力進(jìn)行鎂及其合金材料的開發(fā)和應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展必將產(chǎn)生重要而深遠(yuǎn)的影響。
基礎(chǔ)研究作為鎂合金材料應(yīng)用的先導(dǎo)，其研究進(jìn)展情況對于鎂合金材料的開發(fā)應(yīng)用具有舉足輕重的作用。由于熱處理可以最大限度地發(fā)揮鎂合金材料潛能，極大地改善鎂合金的力學(xué)性能和塑性加工性能，因此在鎂合金基礎(chǔ)研究的眾多內(nèi)容中，熱處理占有極為的地位。而實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐作為鎂合金熱處理研究的關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能特點(diǎn)對于保證鎂合金熱處理研究的順利進(jìn)行非常關(guān)鍵。
目前，國內(nèi)外已報(bào)道、研制和生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐種類較多，性能特點(diǎn)更是千差萬別，但多是針對鋼鐵材料或鋁合金材料等開發(fā)設(shè)計(jì)的，真正專門設(shè)計(jì)用于鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用的井式電阻爐還非常少，也正是由于這樣，所以目前鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)大多是在基于鋁合金等材料設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐上進(jìn)行。由于鎂合金自身特有的材料特性，如易氧化燃燒、組織性能對溫度波動較敏感、熱處理用保護(hù)氣氛(如SO2和SF6等)對電爐有腐蝕作用等，因此目前基于鋁合金等材料設(shè)計(jì)開發(fā)的實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐還難以適應(yīng)鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)研究的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，其目的主要是基于鎂合金自身的材料特性和熱處理特點(diǎn)，并結(jié)合鎂合金的實(shí)際熱處理實(shí)驗(yàn)，在已有鋁合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)開發(fā)出一種制作簡單、控溫精確、爐溫均勻、能通腐蝕性保護(hù)氣氛的、適合于鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體。
實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的的技術(shù)方案如下一種鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體，包括爐殼、爐襯、爐芯、加熱器、爐罐組合、料筐以及爐蓋。爐芯與爐殼之間由爐襯填滿，加熱器均勻分布于爐芯中，爐罐以爐殼頂部面板為支撐，置于由爐芯圍成的爐膛中，料框放置在爐罐中，爐罐頂部面板和爐蓋用螺栓連接。這些與已有鋁合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體基本相似。本設(shè)計(jì)不同于現(xiàn)有電阻爐的結(jié)構(gòu)有在本電阻爐爐體上設(shè)有風(fēng)機(jī)總成，它是由通過支撐桿焊接在爐蓋上的高溫水冷電機(jī)、與電機(jī)軸連接并位于爐罐內(nèi)上部的葉片組成。本電阻爐的料筐底部是通過支座放置在爐罐內(nèi)，形成一定的間隙，且爐罐內(nèi)壁與料框四周也留有間隙，形成氣流循環(huán)通道，料框底部也開有循環(huán)氣流孔。上述設(shè)計(jì)，通過電機(jī)帶動葉片旋轉(zhuǎn)，同時依靠爐罐內(nèi)壁與料筐間的間隙通道和料筐底部的氣流循環(huán)通道和循環(huán)氣流孔，使熱流循環(huán)，從而保證料筐內(nèi)溫度的均勻性，減少了鎂合金組織性能對熱處理溫度的敏感作用。
為了將鎂合金熱處理所需的保護(hù)氣氛(如SO2、SF6和惰性氣體等)導(dǎo)入爐罐和料筐，本電阻爐在爐罐壁上連接有通進(jìn)罐內(nèi)的導(dǎo)氣管。同時在爐罐頂部面板上設(shè)計(jì)有密封槽，內(nèi)置硅膠密封條，通過爐蓋自重和爐蓋與爐罐頂部面板間的螺栓連接，使硅膠密封條與爐蓋和爐罐頂部面板緊密接觸，實(shí)現(xiàn)爐罐內(nèi)保護(hù)性氣氛的密封，從而實(shí)現(xiàn)了鎂合金在保護(hù)氣氛作用進(jìn)行熱處理的目的。
由于爐罐內(nèi)的溫度變化是通過爐膛內(nèi)熱量的導(dǎo)入引起，因此在爐殼和爐蓋上開設(shè)有通向爐罐和爐膛的熱電偶孔，內(nèi)安裝測溫?zé)犭娕?，依靠電爐電控部分的作用，可同時實(shí)現(xiàn)爐膛和爐罐內(nèi)溫度的監(jiān)測和控制，從而有效保證了鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)時的控溫要求。
在爐罐頂部面板下面設(shè)置有循環(huán)冷卻水通道，同時在爐罐頂部面板密封槽內(nèi)放置的硅膠密封條可將爐罐頂部面板和爐蓋隔開，防止熱量通過爐罐頂部面板傳向和爐蓋連接的電機(jī)，避免電機(jī)因溫度過高而損壞。
進(jìn)一步，解決鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)時SO2和SF6等保護(hù)氣氛對電爐的腐蝕影響，本電阻爐的爐罐、料筐、導(dǎo)氣管、爐蓋和葉片均由1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制成。
由上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可見，本實(shí)用新型提供的鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體具有結(jié)構(gòu)緊湊、制作簡單、成本低廉、控溫精確、溫度波動小、可通腐蝕性保護(hù)氣氛等優(yōu)點(diǎn)，通過與相應(yīng)的電控部分組合，可以很好地滿足鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)研究的需要。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中料筐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的A向視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)制作的鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐的輪廓尺寸為φdmm×hmm，額定溫度為650℃，額定功率為WKw，整體結(jié)構(gòu)參見圖1其主要包括爐殼10、爐襯9、爐芯17、加熱器8、爐蓋12、風(fēng)機(jī)總成、爐罐組合、料筐6、導(dǎo)氣管4等。其中爐殼10由型鋼組合成框架再鋪1Cr18Ni9Ti鋼板焊接而成；爐襯9由高鋁纖維和其它保溫材料組成；爐芯17由耐火磚組成。爐體支座19和爐殼底板通過焊接方式連接；爐芯17直接放置在爐殼10底板上，爐芯17和爐殼10間的間隙用爐襯9填置。加熱器為高合金電阻絲，其均勻分布于由耐火磚組成的爐芯17中。風(fēng)機(jī)總成由高溫水冷電機(jī)1和葉片2組成，高溫水冷電機(jī)1通過支撐桿11焊接在爐蓋12上，葉片2與電機(jī)軸連接并位于爐罐內(nèi)的上部，其中爐蓋面板和葉片均由1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制成。爐罐組合包括爐罐7、冷卻循環(huán)水通道15和爐罐頂部面板14，冷卻循環(huán)水通道15和爐罐7之間填保溫材料16，爐罐組合中的各部分均通過焊接方式連接。爐罐7以爐殼頂部面板5為支撐，沿中軸線置于爐膛中。爐罐頂部面板14上開設(shè)有密封槽，內(nèi)有硅膠密封條3。導(dǎo)氣管4通過焊接方式和爐罐7的內(nèi)壁連接，并伸向罐底部。料筐直接沿爐體中軸線放置于爐罐中，料筐底部焊接有料筐支座62。料筐四周與爐罐內(nèi)壁留有間隙，形成氣流循環(huán)通道，料框底部也開有多個循環(huán)氣流孔61，參見圖2。上述爐罐組合、料筐和導(dǎo)氣管也由1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制成。此外，在爐殼10和爐蓋12上還有分別通向爐膛和爐罐的熱電偶孔18和13。
權(quán)利要求1.一種鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體，包括爐殼、爐襯、爐芯、加熱器、爐罐組合、料筐以及爐蓋，爐芯與爐殼之間由爐襯填滿，加熱器均勻分布于爐芯中，爐罐以爐殼頂部面板為支撐，置于由爐芯圍成的爐膛中，料框放置在爐罐中，爐罐頂部面板和爐蓋用螺栓連接；其特征在于爐體設(shè)有風(fēng)機(jī)總成，由通過支撐桿焊接在爐蓋上的高溫水冷電機(jī)、與電機(jī)軸連接并位于爐罐內(nèi)上部的葉片組成；料框底部通過支座放置在爐罐內(nèi)，爐罐內(nèi)壁與料框四周留有氣流循環(huán)通道，料框底部開有循環(huán)氣流孔；爐罐壁上連接有通進(jìn)罐內(nèi)的導(dǎo)氣管；爐罐頂部面板開有密封槽，內(nèi)置硅膠密封條；爐殼和爐蓋上開設(shè)有通向爐罐和爐膛的熱電偶孔，內(nèi)安裝測溫?zé)犭娕?；在爐罐頂部面板下部設(shè)置有循環(huán)冷卻水通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體，其特征在于爐罐、料筐、導(dǎo)氣管、爐蓋和葉片均由1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鎂合金熱處理實(shí)驗(yàn)用井式電阻爐爐體，包括爐殼、爐襯、爐芯、加熱器、爐罐組合、料筐以及爐蓋。其爐體設(shè)有風(fēng)機(jī)總成，由通過支撐桿焊接在爐蓋上的高溫水冷電機(jī)、與電機(jī)軸連接并位于爐罐內(nèi)上部的葉片組成。爐罐內(nèi)壁與料框四周留有氣流循環(huán)通道，料框底部開有循環(huán)氣流孔，爐罐壁上連接有通進(jìn)罐內(nèi)的導(dǎo)氣管，爐罐頂部面板開有密封槽，內(nèi)置密封條。上述爐罐、料筐、導(dǎo)氣管、爐蓋和葉片均采用1Cr18Ni9Ti不銹鋼材料制成。本電阻爐爐體具有制作簡單、控溫精確、爐溫均勻、能通腐蝕性保護(hù)氣氛等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于鎂合金熱處理。
文檔編號F27B1/00GK2706729SQ20042003397
公開日2005年6月29日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者楊明波, 代兵, 趙瑋霖, 陳健 申請人:重慶工學(xué)院