专利名称：实现内加热的坩埚、炉体及坩埚电阻炉的制作方法
技术领域：
本发明属工业电炉领域，特别是一种实现内加热的坩埚，利用该坩埚的一种炉体， 及利用该炉体实现的内加热坩埚电阻炉。
背景技术：
坩埚电阻炉是一种将电能转换成热能的工业电炉设备，用于熔化玻璃、化学物质、 有色金属及其合金等，在热处理、有色金属熔化及玻璃熔炼等领域广泛使用。坩埚电阻炉属于高耗能设备，坩埚电阻炉的节能对于降低使用成本，建设可持续发展型社会具有重要意义。坩埚电阻炉可以看成是由炉体和辅助设备组成，辅助设备包括炉盖、测温装置、电热器控制装置、气氛控制装置、水冷和气冷装置、炉体倾斜装置、坩埚内部保护装置、成型装置、出水装置等实现不同功能的设备。坩埚电阻炉节能主要是炉体部分的节能。现在共知的坩埚电阻炉的炉体有两种结构。一种是外热式结构，炉体由外壳、保温材料、炉膛、电热体和坩埚组成，其中炉膛设置在炉壳内；电热体设置在炉膛内壁上；炉壳和炉膛间设置有保温材料；坩埚设置在炉膛内。这种结构的电阻炉热效率低，维修不方便，但使用方便。第二种炉体结构是内热式结构，炉体由外壳、保温材料、坩埚和加热器组成，如中国专利申请号 2008201058828及87201580所公布的，其中坩埚设置在外壳内，保温材料设置在坩埚和外壳之间，加热器由坩埚上部开口处设置在坩埚内，通常设置在坩埚边缘处。这种结构的电阻炉热效率高，维修方便，但使用不方便。这两种结构的坩埚炉还有一个缺点是当坩埚容量大时，坩埚内物质温度均勻性差。本发明拟提出一种坩埚、一种基于这种新型坩埚的坩埚炉炉体，及一种利用这种炉体的坩埚电阻炉，达到能耗低、使用方便、维修方便及坩埚内物质温度均勻的目的。
发明内容
本发明提出一种实现内加热的坩埚，其技术方案是坩埚为一上部开口的容器，容器的底部有多个向上凸起的柱体，柱体的内部是空的，与坩埚外部连通。上述的实现内加热的坩埚还可以是坩埚内部用隔离体分成多个区，各区之间相互连通。上述的实现内加热的坩埚还可以是在坩埚底部设置一成型口。上述的实现内加热的坩埚还可以是在坩埚上设置一出水口。本发明提出一种基于上述坩埚的炉体，其技术方案是由外壳、保温材料、坩埚和加热器组成，所述的加热器由坩埚外部设置在坩埚底部空腔柱体的空腔内；所述的坩埚设置在外壳内；所述的保温材料设置在外壳和坩埚之间。本发明提出一种由上述炉体构成的坩埚电阻炉，由炉体和电炉辅助设备组成，电炉辅助设备至少包括炉盖、测温装置和电热器控制装置，其特征是所述的测温装置可以对炉体中单点或多点进行测温；所述的电热器控制装置可以对炉体内的加热器进行联合控制
3或独立控制。利用本发明提出的坩埚电阻炉，结合现有的各种电炉辅助设备，可以制造有色金属熔化炉、玻璃熔炼炉、盐浴炉、碱浴炉、油浴炉等工业电炉。本发明的坩埚分区方案用一台炉子实现多台炉子的功能、适合用于多项连续处理的生产场合。本发明的坩埚带成型口技术方案适合用于玻璃熔炼炉，如石英玻璃熔炼炉。本发明的坩埚带出水口技术方案便于炉内物质的排放。本发明提出的技术方案制造的坩埚电炉与现有坩埚电炉相比有以下几个方面的好处1.能耗低。能耗要比现有的外热式坩埚电阻炉低。2.使用方便。使用要比现有的内热式坩埚电阻炉方便。3.维修方便，且可实现不停机维修。由于采用分散加热、独立控制的方式，电阻炉中最易损坏的加热体的维修非常方便，可以在电炉工作中进行维修。4.大型坩埚内被加热物质温度均勻。由于可以采用多点测温，底部分散加热和控制，温度均勻性好。
图IA为按本发明技术方案设计的坩埚的第一种实施结构的俯视IB为按本发明技术方案设计的坩埚的第一种实施结构的剖视2A为按本发明技术方案设计的坩埚的第二种实施结构的俯视2B为按本发明技术方案设计的坩埚的第二种实施结构的剖视3A为按本发明技术方案设计的坩埚的第三种实施结构的俯视3B为按本发明技术方案设计的坩埚的第三种实施结构的剖视4为按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的一种炉体结构图5为按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的第一种实施方案图6为按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的第二种实施方案图7为按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的第三种实施方案其中1为壳体；2为保温层；3为坩埚；4为电加热器；5为炉盖；6为坩埚保护装置；7为电热器控制装置；81、82、83为测温装置；91、92为保护气体发生及控制装置；10为成型杆及控制装置；11为送料装置；12为出液泵；13为通有保护气体的搅拌装置；14为浇液泵；15为料框；18为出水堵头。
具体实施例方式下面结合附图给出的具体实施例，对本发明的技术方案进行进一步说明。按本发明技术方案设计的坩埚的第一个实施例如图1所示，图IA为俯视图，图IB 为剖视图，坩埚底部设计了 9个空腔柱体。这种坩埚可以用于热处理炉、玻璃熔化炉和有色
金属熔化炉。按本发明技术方案设计的坩埚的第二个实施例如图2所示，图2A为俯视图，图2B 为剖视图，坩埚底部设计了 8个空腔柱体和一个成型口。这种坩埚可以用于玻璃熔化及成型炉。
按本发明技术方案设计的坩埚的第三个实施例如图3所示，图3A为俯视图，图3B 为剖视图，坩埚被分成四个区，中间的两个区底部连通，其它两个相邻区上部连同。每个区的底部设置了 3个空腔柱体，在最右边的坩埚区底部设有出水口。这种坩埚可以看成多个坩埚的组合，可以用于实现连续工作的多功能电阻炉。图4给出了按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉炉体的一个实施例。由炉外壳1、 保温层2、坩埚3和电热器组成，电热器设置在坩埚底部的空腔柱体内。图5给出了按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的第一个实施例。这是一种盐浴炉，由外壳1、保温层2、坩埚3、电热器4、炉盖5、坩埚保护装置6、电热器控制装置7和测温装置81组成。其中，坩埚3可以由耐高温耐腐蚀钢制成，也可以用石墨和碳化硅等材料制做；坩埚保护装置6为带有多条腿的平台，用于保护坩埚下部的加热体不受工件损伤。平台台面上开有许多孔，方便盐液透过台面，工作台的腿支在坩埚底上。坩埚保护装置6还可以设计成悬挂式结构，即工作台面是吊在炉体外壳上。测温装置81 —般为热电偶，将炉温传递给电热器控制装置7，电热器控制装置7根据工作温度要求控制加热器的功率，实现炉子的温度控制。各电热器通常以并联方式工作，以降低电热器故障对工作过程的影响，同时可以增加维修的方便性。图6给出了按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的第二个实施例。这是一种石英玻璃熔化拉管炉，由外壳1、保温层2、坩埚3、电热器4、炉盖5、电热器控制装置7和测温装置81、气体保护装置91、92、送料装置11及成型杆及控制装置10组成。其中，坩埚3由钨制成；测温装置81 —般为红外测温仪；送料装置11将石英砂由坩埚上部送入坩埚3，气体保护装置保护坩埚不被氧化；成型杆及控制装置10控制所成型玻璃管的壁厚；电加热器由石墨材料制成。各电热器通常以并联方式工作，以降低电热器故障对工作过程的影响，同时可以增加维修的方便性。图7给出了按本发明技术方案设计的坩埚电阻炉的第三个实施例。这是一种可以用于镁合金的精炼和连续铸造的电阻炉。该熔炼炉分为4个区，由外壳1、保温层2、坩埚3、 电热器4、炉盖5、电热器控制装置7和测温装置81、82、83、出液泵12、通有保护气体的旋转式排气装置13、浇液泵14，料框15及出水堵头18组成。其中，坩埚3由复合不锈钢制成； 测温装置81、82、83为热电偶，将温度送给电热器控制装置7，电热器控制装置根据工作要求，控制每个区的加热器的功率，实现温度控制。各电热器通常以并联方式工作，以降低电热器故障对工作过程的影响，同时可以增加维修的方便性。该熔炼炉是这样工作的将盐放入坩埚中最右边两个区域，加温使其熔化，盐液分布在图中16所示区域；将粗镁料放在物料框15中，启动浇液泵14，用盐液熔化料框15种的金属镁，镁熔化后杂质沉到其下方坩埚的底部，镁由于比盐轻浮在盐的上部，随着熔化量的增加，镁会流入17所示区域，为了排除镁中残留的气体，并保护镁不被氧化，开启通有保护气体的旋转式排气装置13，当镁液面高度达到一定位置时，开启出液泵12，将镁液输出铸造。当料框下方坩埚中的杂质过多时，打开出水堵头18，可以清除杂质。
权利要求
1.一种实现内加热的坩埚，其特征是所述坩埚为一上部开口的容器，容器的底部有多个向上凸起的柱体，柱体的内部是空的，与坩埚外部连通。
2.根据权利要求1所述的实现内加热的坩埚，其特征是所述的坩埚内部用隔离体分成多个区，各区之间相互连通。
3.根据权利要求1所述的实现内加热的坩埚，其特征是在坩埚底部设置一成型口。
4.根据权利要求1所述的实现内加热的坩埚，其特征是在坩埚上设置一出水口。
5.一种由权力要求1所述坩埚构成的炉体，由外壳、保温材料、坩埚和加热器组成，其特征是所述的加热器由坩埚外部设置在坩埚底部空腔柱体的空腔内；所述的坩埚设置在外壳内；所述的保温材料设置在外壳和坩埚之间。
6.一种由权力要求5所述炉体构成的坩埚电阻炉，由炉体和电炉辅助设备组成，电炉辅助设备至少包括炉盖、测温装置和电热器控制装置，其特征是所述的测温装置可以对炉体中单点或多点进行测温；所述的电热器控制装置可以对炉体内的加热器进行联合控制或独立控制。
全文摘要
本发明涉及一种实现内加热的坩埚，利用该坩埚的一种炉体，及利用该炉体实现的内加热坩埚电阻炉。坩埚为一上部开口的容器，容器的底部有多个向上凸起的柱体，柱体的内部是空的，与坩埚外部连通。炉体由外壳、保温材料、坩埚和加热器组成，加热器由坩埚外部设置在坩埚底部空腔柱体的空腔内。这种电阻炉能耗低，使用方便，维修方便，温度均匀。
文档编号F27B14/20GK102384646SQ20101026993
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者方强 申请人:方强