一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，包括底座、圓筒狀的側(cè)壁和頂蓋，所述的底座由頂部的Ⅰ號(hào)底座屏蔽層、中部的Ⅱ號(hào)底座屏蔽層、下層的Ⅲ號(hào)底座屏蔽層堆疊而成，所述的側(cè)壁由內(nèi)側(cè)的Ⅰ號(hào)側(cè)壁屏蔽層、中部的Ⅱ號(hào)側(cè)壁屏蔽層、外側(cè)的Ⅲ號(hào)側(cè)壁屏蔽層間距圍砌而成，所述的頂蓋由自下而上的Ⅰ號(hào)頂蓋屏蔽層、Ⅱ號(hào)頂蓋屏蔽層、Ⅰ號(hào)緩沖層、Ⅲ號(hào)頂蓋屏蔽層、Ⅱ號(hào)緩沖層通過(guò)碳碳螺栓固定而成，所述底座中形成熱電偶測(cè)溫孔，所述的頂蓋中形成紅外測(cè)溫孔。本實(shí)用新型的底座、側(cè)壁、頂蓋結(jié)構(gòu)及材料在超高溫、高真空及電磁感應(yīng)加熱環(huán)境中使用，有效的屏蔽了熱輻射，并且降低了環(huán)境中的污染，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易加工維護(hù)。
【專利說(shuō)明】
一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于一種熱屏蔽裝置，具體涉及一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在真空電磁感應(yīng)加熱過(guò)程中，交變的電磁場(chǎng)直接對(duì)坩堝或物料進(jìn)行加熱，設(shè)定加熱升溫速率，逐步升溫至所需的溫度。高溫環(huán)境下，被加熱物體會(huì)產(chǎn)生大量的熱輻射，輻射熱量大小與加熱溫度的四次方成正比。當(dāng)加熱溫度為2300°C左右的超高溫時(shí)，若不進(jìn)行熱屏蔽，熱輻射下的環(huán)境溫度很高，高溫環(huán)境對(duì)真空爐體及爐內(nèi)其它設(shè)備帶來(lái)不利影響。而且由于熱輻射會(huì)產(chǎn)生巨大能量損耗，溫度難以維持。
[0003]當(dāng)采用電磁感應(yīng)加熱時(shí)，由于高溫下常用的鎢、鉭、鉬等金屬類屏蔽材料導(dǎo)電性能好，會(huì)導(dǎo)致直接對(duì)屏蔽材料自身感應(yīng)加熱，無(wú)法起到熱屏蔽作用，而且影響物料的電磁感應(yīng)加熱效果，故不能采用金屬類材料作為屏蔽材料。在以前的設(shè)計(jì)中，通常采用耐高溫的石墨氈作為屏蔽材料，但石墨氈在高于2000°C時(shí)，飽和蒸氣壓較高，較容易揮發(fā)，這會(huì)對(duì)熔煉或蒸發(fā)物料產(chǎn)生污染，故石墨氈應(yīng)用于2000°C以下時(shí)較好。若要在更高的溫度下使用，為了抑制石墨氈的揮發(fā)，通常將真空度抽至帕量級(jí)后，通入氮?dú)?、氬氣等氣體來(lái)抑制其揮發(fā)，顯然這不符合高真空的要求，而且會(huì)帶來(lái)其它方面的負(fù)面影響。如熔煉或蒸發(fā)物料的化學(xué)活性高，可能會(huì)與通入的氣體發(fā)生反應(yīng)，生成其它物質(zhì)，影響物料的純度;若應(yīng)用方向是通過(guò)電磁感應(yīng)加熱來(lái)蒸發(fā)物料，通入的氣體在抑制石墨毯揮發(fā)的同時(shí)，也會(huì)抑制物料的蒸發(fā)，影響實(shí)際應(yīng)用效果。故石墨氈屏蔽層僅適用于對(duì)真空度要求不高或惰性氣氛條件下的高溫加熱，而無(wú)法滿足高真空條件下的電磁感應(yīng)加熱。
[0004]因此，迫切需要設(shè)計(jì)一種能在高真空、2300°C左右的超高溫、電磁感應(yīng)加熱環(huán)境中應(yīng)用的熱屏蔽裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題而提出，其目的是提供一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，包括底座、圓筒狀的側(cè)壁和頂蓋，所述的底座由頂部的I號(hào)底座屏蔽層、中部的n號(hào)底座屏蔽層、下層的m號(hào)底座屏蔽層堆疊而成，所述的側(cè)壁由內(nèi)側(cè)的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層、中部的n號(hào)側(cè)壁屏蔽層、外側(cè)的m號(hào)側(cè)壁屏蔽層間距圍砌而成，所述的頂蓋由自下而上的I號(hào)頂蓋屏蔽層、n號(hào)頂蓋屏蔽層、I號(hào)緩沖層、m號(hào)頂蓋屏蔽層、n號(hào)緩沖層通過(guò)碳碳螺栓固定而成，所述底座中形成熱電偶測(cè)溫孔，所述的頂蓋中形成紅外測(cè)溫孔，所述的I號(hào)底座屏蔽層、I號(hào)側(cè)壁屏蔽層、I號(hào)頂蓋屏蔽層由氧化錯(cuò)重質(zhì)磚組成，所述的n號(hào)底座屏蔽層、n號(hào)側(cè)壁屏蔽層、n號(hào)頂蓋屏蔽層由氧化鋯空心球磚組成，所述的m號(hào)底座屏蔽層、m號(hào)側(cè)壁屏蔽層、m號(hào)頂蓋屏蔽層由氧化鋁空心球磚組成，所述的I號(hào)緩沖層、n號(hào)緩沖層由石墨氈組成，所述的底座上還設(shè)置有由氧化鋯重質(zhì)磚組成的承重臺(tái)。
[0007]所述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層由瓦狀的氧化鋯重質(zhì)磚圍砌成圓筒狀。
[0008]所述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層、n號(hào)側(cè)壁屏蔽層均設(shè)置在底座上，且I號(hào)側(cè)壁屏蔽層軸向高度小于n號(hào)側(cè)壁屏蔽層的軸向高度。
[0009]所述的I號(hào)頂蓋屏蔽層的直徑與I號(hào)側(cè)壁屏蔽層的外徑相一致。
[0010]本實(shí)用新型的底座、側(cè)壁、頂蓋結(jié)構(gòu)及材料在超高溫、高真空及電磁感應(yīng)加熱環(huán)境中使用，提高了裝置在電磁感應(yīng)加熱中的使用性能，有效的屏蔽了熱輻射，并且降低了環(huán)境中的污染，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易加工維護(hù)?！靖綀D說(shuō)明】[0〇11]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖2是本實(shí)用新型在電磁感應(yīng)加熱過(guò)程中真空度及溫度變化情況；
[0013]其中:
[0014]1底座2側(cè)壁[〇〇15]3頂蓋4I號(hào)底座屏蔽層
[0016]5n號(hào)底座屏蔽層6m號(hào)底座屏蔽層
[0017]7承重臺(tái)8I號(hào)側(cè)壁屏蔽層[〇〇18]9n號(hào)側(cè)壁屏蔽層1〇m號(hào)側(cè)壁屏蔽層[〇〇19]11I號(hào)頂蓋屏蔽層12n號(hào)頂蓋屏蔽層
[0020]13I號(hào)緩沖層14m號(hào)頂蓋屏蔽層
[0021]15 n號(hào)緩沖層16熱電偶測(cè)溫孔
[0022]17紅外測(cè)溫孔18碳碳螺栓?！揪唧w實(shí)施方式】
[0023]以下，參照附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0024]如圖1所示，一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，包括底座1、圓筒狀的側(cè)壁2和頂蓋3,所述的底座1由頂部的I號(hào)底座屏蔽層4、中部的n號(hào)底座屏蔽層5、下層的m號(hào)底座屏蔽層6堆疊而成，所述的側(cè)壁2由內(nèi)側(cè)的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8、中部的II號(hào)側(cè)壁屏蔽層9、 外側(cè)的m號(hào)側(cè)壁屏蔽層10間距圍砌而成，所述的頂蓋3由自下而上的I號(hào)頂蓋屏蔽層11、n 號(hào)頂蓋屏蔽層12、I號(hào)緩沖層13、in號(hào)頂蓋屏蔽層14、n號(hào)緩沖層15通過(guò)碳碳螺栓18固定而成，所述底座1中形成熱電偶測(cè)溫孔16,所述的頂蓋3中形成紅外測(cè)溫孔17,所述的I號(hào)底座屏蔽層4、I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8、I號(hào)頂蓋屏蔽層11由氧化錯(cuò)重質(zhì)磚組成，所述的n號(hào)底座屏蔽層 5、n號(hào)側(cè)壁屏蔽層9、n號(hào)頂蓋屏蔽層12由氧化鋯空心球磚組成，所述的m號(hào)底座屏蔽層6、 m號(hào)側(cè)壁屏蔽層1、m號(hào)頂蓋屏蔽層14由氧化鋁空心球磚組成，所述的I號(hào)緩沖層13、n號(hào)緩沖層15由石墨氈組成，所述的底座1上還設(shè)置有由氧化鋯重質(zhì)磚組成的承重臺(tái)7。
[0025]所述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8由瓦狀的氧化鋯重質(zhì)磚圍砌成圓筒狀。
[0026]所述的n號(hào)側(cè)壁屏蔽層9由瓦狀的氧化鋯空心球磚圍砌成圓筒狀。
[0027]所述的m號(hào)側(cè)壁屏蔽層10由瓦狀的氧化鋁空心球磚圍砌成圓筒狀。
[0028]所述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8、n號(hào)側(cè)壁屏蔽層9之間，n號(hào)側(cè)壁屏蔽層9、m號(hào)側(cè)壁屏蔽層10之間的間隙量為5?1 Omm。
[0029]所述的I號(hào)底座屏蔽層4、n號(hào)底座屏蔽層5、I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8、n號(hào)側(cè)壁屏蔽層9、 m號(hào)側(cè)壁屏蔽層10、I號(hào)頂蓋屏蔽層11、n號(hào)頂蓋屏蔽層12、m號(hào)頂蓋屏蔽層14的厚度均為 20mm，所述的m號(hào)底座屏蔽層6的厚度為40mm。
[0030]所述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8、II號(hào)側(cè)壁屏蔽層9均設(shè)置在底座1上，且I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8 軸向高度小于n號(hào)側(cè)壁屏蔽層9的軸向高度。從而能夠?yàn)镮號(hào)頂蓋屏蔽層11預(yù)留安裝空間。
[0031]所述的I號(hào)頂蓋屏蔽層11的直徑與I號(hào)側(cè)壁屏蔽層8的外徑相一致。
[0032]熱電偶測(cè)溫孔16中設(shè)置的熱電偶可以直接測(cè)量裝置的溫度。
[0033]紅外測(cè)溫孔17中的紅外探頭可以對(duì)裝置進(jìn)行非接觸式的紅外測(cè)溫。[〇〇34] 如圖2所示，加熱過(guò)程中控制升溫速率為10?15°C/min，當(dāng)升溫至2300°C時(shí)，恒溫1 小時(shí)，然后停止加熱，隨爐冷卻。當(dāng)溫度為室溫?1450°C時(shí)，采用熱電偶測(cè)溫，當(dāng)溫度高于 1450°C時(shí)，采用比色紅外測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)溫，圖2中實(shí)線部分為溫度測(cè)量結(jié)果。加熱過(guò)程中同時(shí)對(duì)真空度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，圖2中虛線部分為真空度監(jiān)測(cè)結(jié)果。本裝置在2300°C超高溫及高真空條件下，電磁感應(yīng)加熱應(yīng)用效果良好。
[0035]本實(shí)用新型的底座、側(cè)壁、頂蓋結(jié)構(gòu)及材料在超高溫、高真空及電磁感應(yīng)加熱環(huán)境中使用，提高了裝置在電磁感應(yīng)加熱中的使用性能，有效的屏蔽了熱輻射，并且降低了環(huán)境中的污染，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，易加工維護(hù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，包括底座(1)、圓筒狀的側(cè)壁(2)和頂 蓋(3)，其特征在于:所述的底座(1)由頂部的I號(hào)底座屏蔽層(4)、中部的n號(hào)底座屏蔽層 (5)、下層的m號(hào)底座屏蔽層(6)堆疊而成，所述的側(cè)壁(2)由內(nèi)側(cè)的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層(8)、中 部的n號(hào)側(cè)壁屏蔽層(9)、外側(cè)的m號(hào)側(cè)壁屏蔽層(10)間距圍砌而成，所述的頂蓋(3)由自 下而上的I號(hào)頂蓋屏蔽層(11)、n號(hào)頂蓋屏蔽層(12)、I號(hào)緩沖層(13)、m號(hào)頂蓋屏蔽層 (14)、n號(hào)緩沖層(15)通過(guò)碳碳螺栓(18)固定而成，所述底座(1)中形成熱電偶測(cè)溫孔 (16)，所述的頂蓋(3)中形成紅外測(cè)溫孔(17)，所述的I號(hào)底座屏蔽層(4)、1號(hào)側(cè)壁屏蔽層 (8)、i號(hào)頂蓋屏蔽層(11)由氧化錯(cuò)重質(zhì)磚組成，所述的n號(hào)底座屏蔽層(5)、n號(hào)側(cè)壁屏蔽 層(9)、n號(hào)頂蓋屏蔽層(12)由氧化鋯空心球磚組成，所述的m號(hào)底座屏蔽層(6)、m號(hào)側(cè)壁 屏蔽層(1)、m號(hào)頂蓋屏蔽層(14)由氧化鋁空心球磚組成，所述的I號(hào)緩沖層(13)、n號(hào)緩 沖層(15)由石墨氈組成，所述的底座(1)上還設(shè)置有由氧化鋯重質(zhì)磚組成的承重臺(tái)(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，其特征在于:所 述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層(8)由瓦狀的氧化錯(cuò)重質(zhì)磚圍砌成圓筒狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，其特征在于:所 述的I號(hào)側(cè)壁屏蔽層(8)、n號(hào)側(cè)壁屏蔽層(9)均設(shè)置在底座(1)上，且I號(hào)側(cè)壁屏蔽層(8)軸 向高度小于n號(hào)側(cè)壁屏蔽層(9)的軸向高度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空電磁感應(yīng)加熱用超高溫?zé)崞帘窝b置，其特征在于:所 述的I號(hào)頂蓋屏蔽層(11)的直徑與I號(hào)側(cè)壁屏蔽層(8)的外徑相一致。
【文檔編號(hào)】H05B6/02GK205648045SQ201620287707
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】羅立平, 張赫, 劉歡
【申請(qǐng)人】核工業(yè)理化工程研究院