一种烧结炉的保温结构的制作方法

[0001]
本实用新型涉及烧结炉技术领域，具体涉及一种烧结炉的保温结构。


背景技术：

[0002]
现有烧结炉设备中一般采用石墨材料作为炉衬的发热体，发热体又由多个石墨发热棒组成，石墨发热体能提高炉内的温度均匀性。
[0003]
而实际使用中，炉内底部和端部的依然存在着一定的温度差异，同时，当炉子处于高温运行，发热棒壁厚又大时，发热棒表面与中心温差大，导致发热棒产生较大的热应力，影响发热棒的使用寿命，进而影响炉内的温度均匀性。


技术实现要素：

[0004]
(一)解决的技术问题
[0005]
本实用新型提供了一种烧结炉的保温结构，改变石墨发热棒端部的直径和内部结构，可有效的给炉内前后位置的温度进行补偿，有效提高发热棒的热交换性能，减少热应力的产生，延长发热棒使用寿命，保证炉内的温度均匀性。
[0006]
(二)技术方案
[0007]
为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：一种烧结炉的保温结构，包括炉体，所述炉体内设置有保温筒，所述炉体和保温筒之间设有石墨发热体，所述石墨发热体由多个石墨发热棒组成，所述石墨发热棒设为圆柱体结构；所述石墨发热棒内设有多个沿圆柱体轴线方向并贯穿圆柱体两顶端面的腔体，所述腔体在所述石墨发热棒的横截面上由靠近所述石墨发热棒外侧面表层往靠近轴线方向延伸；所述腔体围绕所述石墨发热棒的轴线周圈分布，并在轴线位置形成发热轴体，每相邻所述腔体之间形成连接柱，所述腔体与所述石墨发热棒外侧面表层之间形成发热外壳；所述石墨发热棒包括中端发热段和连接在中端发热段两端的端部发热段，所述端部发热段的外径小于所述中端发热段的外径。
[0008]
如此设置，由于腔体向轴线延伸，因此连接柱由与发热外壳连接的一端的体积向与发热轴体连接的一端的体积逐渐减小，进而使石墨发热棒表面到发热轴体的表面温度逐渐增加，同时也加快了石墨发热棒表面的温度传导至发热轴体的速度，使石墨发热棒表面和中心的温差缩小，从而减少热应力的产生，提高了石墨发热棒的使用寿命；石墨发热棒的端部发热段外径小于中端发热段外径，从而增加端部发热段的温度，进而有效地给炉内前后位置的温度进行补偿，使炉内温度均匀性更好。
[0009]
进一步设置，所述保温筒外表面粘接有石墨硬毡层，所述石墨硬毡层包裹保温筒形成石墨硬毡圆筒，所述石墨硬毡圆筒包括硬毡筒、设于所述硬毡筒两端的硬毡门以及粘接于所述硬毡筒和硬毡门之间的硬毡筒密封圈，所述硬毡筒密封圈包括粘接于所述硬毡筒两端的第一硬毡筒密封圈和粘接于所述硬毡筒内壁上的第二硬毡筒密封圈，所述第二硬毡筒密封圈的内径小于所述第一硬毡筒密封圈的内径，且两者相互粘接后形成台阶结构，所述硬毡门卡入台阶结构并同时与所述第一硬毡筒密封圈和第二硬毡筒密封圈粘接。
[0010]
如此设置，石墨硬毡圆筒构成的保温筒能最大限度的减少炉内的散热损失，改善炉内加热条件；同时采用台阶式的密封结构，使保温筒的保温效果更好，提高烧结炉的保温性能。
[0011]
进一步设置，所述中端发热段和端部发热段一体成型。
[0012]
如此设置，石墨发热棒整体强度好，减少裂缝和热阻的产生，使石墨发热棒整体的热传递效果更好，有效保证炉内的温度均匀性。
[0013]
进一步设置，所述发热轴体包括设于中端发热段内的第一发热轴体和设于端部发热段内的第二发热轴体，所述第二发热轴体直径小于所述第一发热轴体直径。
[0014]
如此设置，位于端部发热段的第二发热轴体直径小于位于中端发热段的第一发热轴体，从而增加第二发热轴体的温度，进一步对炉内前后位置的温度进行补偿，提高炉内温度的均匀性。
[0015]
进一步设置，所述连接柱包括与所述发热外壳内壁连接的第一连接体和与所述发热轴体连接的第二连接体，所述第一连接体的体积大于所述第二连接体的体积，且彼此连接一体成型后在所述连接柱的外表面形成阶梯结构。
[0016]
如此设置，有效提高石墨发热棒表面到发热轴体的的导热效果，进一步减小石墨发热棒表面和中心的温差缩小，减少热应力的产生，大幅提高石墨发热棒的使用寿命。
[0017]
进一步设置，所述发热外壳外表面上设有抗氧化层，所述抗氧化层由碳化硅材料制成。
[0018]
如此设置，碳化硅材料具有较低的膨胀系数和良好的抗氧化能力，是较好的氧阻挡材料，能有效地阻止氧气向石墨发热棒的内部渗入，从而大大提高石墨发热棒在高温环境中的使用温度，提高石墨发热棒的使用寿命。
[0019]
进一步设置，所述发热外壳外表面和抗氧化层之间设有粘接层，所述粘接层由耐高温无机粘合剂构成。
[0020]
如此设置，耐高温无机粘合剂为采用无机纳米材料经缩聚反应支撑的耐高温无机纳米复合粘结剂，该粘结剂不仅粘结力强且对基体无腐蚀性，而且可以在高温下保持良好的粘接性能和抗腐蚀性，使用寿命长。
[0021]
(三)有益效果
[0022]
与现有技术相比，本实用新型提供的烧结炉的保温结构，具备以下有益效果：
[0023]
(1)该烧结炉的保温结构的腔体向轴线延伸，使相邻腔体之间形成的连接柱形成由与发热外壳连接的一端的体积向与发热轴体连接的一端的体积逐渐减小的结构，进而使石墨发热棒表面到发热轴体的表面温度逐渐增加，同时也加快了石墨发热棒表面的温度传导至发热轴体的速度，使石墨发热棒表面和中心的温差缩小，从而减少热应力的产生，提高了石墨发热棒的使用寿命；石墨发热棒端部发热段外径小于中端发热段外径，从而增加两端端部发热段的温度，进而有效地给炉内前后位置的温度进行补偿，使炉内温度均匀性更好；同时石墨发热棒外表面还涂有抗氧化层，能有效地阻止氧气向石墨发热棒的内部渗入，从而大大提高石墨发热棒在高温环境中的使用温度，进而提高石墨发热棒的使用寿命；石墨发热棒整体一体成型，有效提高石墨发热棒的机械强度和热交换性能；
[0024]
(2)该烧结炉的保温筒外表面包裹有石墨硬毡圆筒，能最大限度的减少炉内的散热损失，改善炉内加热条件；硬毡门和硬毡筒之间粘接有硬毡筒密封圈，硬毡筒密封圈采用
台阶式的密封结构，使保温筒的保温效果更好，提高烧结炉的保温性能，有效保证炉内的温度均匀性。
附图说明
[0025]
图1为本实用新型的炉体内部部分剖面结构示意图；
[0026]
图2为石墨发热棒的整体结构示意图；
[0027]
图3为石墨发热棒的部分剖面结构示意图；
[0028]
图4为中端发热段的侧剖面结构示意图；
[0029]
图5为中端发热段的部分立体剖面结构示意图；
[0030]
图6为石墨发热棒、粘接层以及抗氧化层的部分连接结构剖面示意图；
[0031]
图7为保温筒的剖面结构示意图。
[0032]
附图中：1、炉体；2、保温筒；3、石墨发热体；4、石墨发热棒；5、腔体；6、发热轴体；7、连接柱；8、发热外壳；9、石墨硬毡圆筒；10、抗氧化层；11、粘接层；401、中端发热段；402、端部发热段；601、第一发热轴体；602、第二发热轴体；701、第一连接体；702、第二连接体；901、硬毡筒；902、硬毡门；903、硬毡筒密封圈；9031、第一硬毡筒密封圈；9032、第二硬毡筒密封圈。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]
请参阅图1至图7所示，其中，图1为本实用新型的炉体内部部分剖面结构示意图，图2本实用新型石墨发热棒的整体结构示意图，图3为石墨发热棒的部分剖面结构示意图，图4为中端发热段的侧剖面结构示意图，图5为中端发热段的部分立体剖面结构示意图，图6为石墨发热棒、粘接层以及抗氧化层的部分连接结构剖面示意图，图7为保温筒的剖面结构示意图。
[0035]
本实用新型提供的一种烧结炉的保温结构，包括炉体1，炉体1内装有保温筒2，炉体1和保温筒2之间装有石墨发热体3，石墨发热体3由多个石墨发热棒4组成，石墨发热棒4为封闭的圆柱体结构；石墨发热棒4内分布有多个沿圆柱体轴线方向并贯穿圆柱体两顶端面的腔体5，腔体5在石墨发热棒4的横截面上由靠近石墨发热棒4外侧面表层往靠近石墨发热棒4的轴线方向延伸；腔体5围绕石墨发热棒4的轴线周圈分布，并在轴线位置形成发热轴体6，每相邻腔体5之间形成连接柱7，腔体5与石墨发热棒4外侧面表层之间形成发热外壳8；石墨发热棒4包括中端发热段401和连接在中端发热段401两端的端部发热段402，端部发热段402的外径小于中端发热段401的外径。
[0036]
由于多个腔体5在石墨发热棒4内且环绕在石墨发热棒4的轴线周圈分布，使得腔体5靠近石墨发热棒4轴线的一端彼此围绕后的中间部分形成发热轴体6，每相邻腔体5之间则形成连接柱7，并且连接柱7形成由与发热外壳8连接的一端的体积向与发热轴体6连接的一端的体积逐渐减小的结构，进而使石墨发热棒4表面到发热轴体6的温度逐渐增加，使石
墨发热棒4表面的温度能快速地传导至位于石墨发热棒4中心的发热轴体6上，同时发热轴体6的直径小于发热外壳8的直径，从而更有利于发热轴体6自身温度的提高，使石墨发热棒4表面和中心的温差缩小，减少热应力的产生，进而提高石墨发热棒4的使用寿命；石墨发热棒4的端部发热段402外径小于中端发热段401的外径，从而增加端部发热段402的温度，进而有效地给炉内前后位置的温度进行补偿，使炉内温度均匀性更好。
[0037]
保温筒2外表面粘接有石墨硬毡层，石墨硬毡层包裹保温筒2后形成石墨硬毡圆筒9，石墨硬毡圆筒9包括硬毡筒901、盖合在硬毡筒901两端的硬毡门902以及粘接于硬毡筒901和硬毡门902之间的硬毡筒密封圈903，硬毡筒密封圈903包括粘接于硬毡筒901两端的第一硬毡筒密封圈9031和粘接于硬毡筒901内壁上的第二硬毡筒密封圈9032，第二硬毡筒密封圈9032的内径小于第一硬毡筒密封圈9031的内径，且两者相互粘接后形成台阶结构，硬毡门902卡嵌入台阶结构并同时与第一硬毡筒密封圈9031和第二硬毡筒密封圈9032粘接。石墨硬毡圆筒是由石墨软毡卷成圆筒状后固化形成的一种产品，作为保温材料广泛的应用于各种热处理炉体中，石墨硬毡圆筒9包裹在保温筒2表层能最大限度的减少炉内的散热损失，改善炉内加热条件；硬毡筒901、硬毡门902、第一硬毡筒密封圈9031以及第二硬毡筒密封圈9032均有石墨硬毡构成，第一硬毡筒密封圈9031和第二硬毡筒密封圈9032相互粘接且在硬毡筒901两端形成向硬毡筒901内的台阶式密封结构，硬毡门902朝向硬毡筒901的一面也设置有与台阶式密封结构相嵌合的倒角，硬毡门902嵌入台阶结构，并同时和第一硬毡筒密封圈9031以及第二硬毡筒密封圈9032粘接在一起，使硬毡门902和硬毡筒901连接的密封效果更好，从而加强保温筒2的整体保温效果，有效保证炉内的温度均匀性。
[0038]
中端发热段401和端部发热段402一体成型，使石墨发热棒4整体强度好，减少石墨发热棒4内的裂缝和热阻的产生，进而从中端发热段401向端部发热段402的热传递效果更好，有效保证炉内的温度均匀性。
[0039]
发热轴体6包括位于中端发热段401内的第一发热轴体601和位于端部发热段402内的第二发热轴体602，第二发热轴体602直径小于第一发热轴体601直径，从而增加了第二发热轴体602的温度，进一步对炉内前后位置的温度进行补偿，提高炉内温度的均匀性。
[0040]
连接柱7包括与发热外壳8内壁连接的第一连接体701和与发热轴体6连接的第二连接体702，第一连接体701的体积大于第二连接体702的体积，且彼此连接一体成型后在连接柱7的外表面形成阶梯结构，第一连接体701和第二连接体702形成的阶梯结构，加快了连接柱7自身的导热效果，进一步提高石墨发热棒4表面到中心的导热效果，进而减少热应力的产生，大幅提高石墨发热棒4的使用寿命。
[0041]
发热外壳8外表面设有抗氧化层10，抗氧化层10由碳化硅材料制成。由于石墨的抗氧化性较差，在高温环境下，石墨材料会有被氧化的可能，而碳化硅材料具有较低的膨胀系数和良好的抗氧化能力，是较好的氧阻挡材料，能有效地阻止氧气向石墨发热棒4的内部渗入，从而大大提高石墨发热棒4在高温环境中的使用温度，提高石墨发热棒4的使用寿命。
[0042]
发热外壳8外表面和抗氧化层10之间设有粘接层11，粘接层11由耐高温无机粘合剂构成。耐高温无机粘合剂为采用无机纳米材料经缩聚反应支撑的耐高温无机纳米复合粘结剂，该粘结剂不仅粘结力强且对基体无腐蚀性，而且可以在高温下保持良好的粘接性能和抗腐蚀性，使用寿命长，进而有效提高抗氧化层10和石墨发热棒4的连接效果，保证石墨发热棒4的抗氧化性。
[0043]
本实用新型提供的一种烧结炉的保温结构，通过改变石墨发热棒4的结构，可有效的给炉内前后位置的温度进行补偿，提高炉内温度的均匀性，且能减少石墨发热棒4热应力的产生，且具有较好的抗氧化效果，从而提高石墨发热棒4的使用寿命；同时在保温筒2外包裹有石墨硬毡构成的石墨硬毡圆筒9，使保温筒2的保温效果更好，进而有效地提高了烧结炉内的温度均匀性。
[0044]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。