專利名稱：景泰藍感應(yīng)燒結(jié)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種工業(yè)電爐，尤其是一種景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐，其屬于感應(yīng)加熱爐技術(shù)領(lǐng)域。
數(shù)百年來，在景泰蘭燒結(jié)工藝中，一直沿用地坑煤爐。這種爐爐溫不易控制，爐溫不均勻且爐膛內(nèi)有灰塵。這種直接火焰烘烤景泰蘭工件，由于爐溫上下相差較大，使工件燒結(jié)牢度不一。由于燒結(jié)時有灰塵，使得工件表面有污點，造成蘭料表面有砂眼，尤其對白底色產(chǎn)品影響更大，造成景泰蘭光潔度等質(zhì)量很差。在用這種爐燒結(jié)景泰蘭工藝中，在煙熏火燎下目測爐溫，稍大的工件要上下分兩次燒結(jié)，這樣就要在高溫下?lián)Q放置工件，以求得工件上下燒結(jié)盡量一致。這樣勢必造成工人的勞動強度大且易燙傷人員不安全。近幾年來，還有一種燃氣爐，雖然燒結(jié)情況略有改善，但因火焰直接噴射，仍然解決不了工件受熱溫度不均和粉塵污染的致命弱點。再有在陶瓷工業(yè)電爐中，廣泛用于陶瓷彩繪燒成的電爐，一般為加熱電阻爐，該爐也解決不了溫度不均難點。至今未見應(yīng)用感應(yīng)電爐燒結(jié)景泰蘭的報導(dǎo)。
本實用新型的目的是為解決上述諸爐的缺點，設(shè)計一種景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐。使用這種爐子，可使景泰蘭在燒結(jié)工藝中，爐內(nèi)工作溫度分布均勻且穩(wěn)定在900℃±50℃。燒結(jié)過程中無粉塵產(chǎn)生。縮短景泰蘭燒結(jié)的時間，改善工人操作條件，使燒結(jié)出的產(chǎn)品景泰蘭釉面潔凈，富有光澤。
本實用新型的解決方案如下研制了一種景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐。其吸收了原工業(yè)無芯感應(yīng)熔煉爐的結(jié)構(gòu)形式包括有由感應(yīng)圈，軛鐵，坩堝，爐蓋和保溫材料層組成的爐本體；提升爐蓋用的機械油壓裝置；以及電氣配套設(shè)備等裝置。在此基礎(chǔ)上，再在不銹鋼制的坩堝內(nèi)，設(shè)有一個與爐蓋的內(nèi)壁相固定連接的又可隨爐蓋的升降而在坩堝內(nèi)上下移動的工件吊籠，該工件吊籠的底為裝載工件的載物盤。若按一般的無芯感應(yīng)爐的加熱特點隨著加熱工件的幾何形狀、尺寸不同而使電磁能傳遞給工件的熱量不均勻，表現(xiàn)為爐內(nèi)溫度分布不均。由于景泰蘭工件形狀復(fù)雜，體積相差較大，若靠電磁感應(yīng)加熱，勢必使工件的各部位溫度差別很大，因此單一利用景泰蘭胚芯銅胎而感應(yīng)加熱燒結(jié)焊絲和彩釉，是不能達到燒結(jié)工藝要求的。為適應(yīng)景泰蘭加工工藝要求，本實用新型設(shè)置了熱容量足夠大的不銹鋼制坩堝。該坩堝壁厚應(yīng)至少大于4mm。由于不銹鋼不導(dǎo)磁，電阻率高且穩(wěn)定，因此用這樣的金屬坩堝把大量的電磁能轉(zhuǎn)化為熱能，利用不銹鋼坩堝所含熱量，便可均勻地輻射加熱工件；再加上景泰蘭胚芯銅胎自身所感應(yīng)加熱；使燒結(jié)工件的工藝過程升溫迅速且均勻，從而滿足了工藝要求。支托工件的吊籠載物盤由于其形狀與坩堝口內(nèi)壁所圍成的截面相匹配，在其隨吊籠上升時，可在坩堝口內(nèi)壁將坩堝口封閉住，起封閉坩堝空腔作用，達到在更換工件的操作間隙，保持坩堝空腔內(nèi)的高溫，減少熱損失。
由于裝卸工件的緣故，該爐的燒結(jié)工作過程中自然散熱規(guī)律為坩堝口散熱程度最大；再由于無芯感應(yīng)爐的漏磁率較重，造成感應(yīng)磁場不均勻；而使坩堝內(nèi)各部溫度分布為自坩堝口起，上部溫度最低，中部溫度最高，下部溫度次之。為了滿足景泰蘭燒結(jié)工藝要求，使不銹鋼制的坩堝感應(yīng)受熱均勻，且能達到溫度900℃±50℃，本實用新型在感應(yīng)圈的設(shè)計上，采取不均勻繞制法感應(yīng)圈的線匝先在坩堝的上部(自坩堝口起向下)，占整個坩堝高的50～60％部分密繞(串聯(lián))線匝；再在坩堝的中部，占整個坩堝高的20～30％部分，疏繞(并聯(lián))線匝；后在坩堝的下部，占整個坩堝高的30～20％部分密繞(串聯(lián))線匝。
由于電磁感應(yīng)電流的集膚效應(yīng)，感應(yīng)電流大部分集中在坩堝筒周壁上，因而作為燒結(jié)景泰蘭的發(fā)熱體——坩堝底部中央，其所蓄含的熱量就較周邊較低。為克服坩堝底中央的熱含量較低，而在坩堝內(nèi)底腔上，還設(shè)有一塊尺寸不一的一系列不銹鋼制的溫度平衡盤。該盤在空堝升溫時，可蓄存熱量，當(dāng)工件吊入后，該盤便可將蓄存的熱量輻射給工件。在燒結(jié)不同工件時，可根據(jù)不同的工藝要求，確定均衡盤的厚度和直徑，從而保證坩堝底中央部的溫度。當(dāng)該盤厚度變化范圍在3～20mm，直徑變化范圍在φ300～800mm時，可使坩堝底部的溫度在750～950℃之間調(diào)節(jié)。
本實用新型由于采用感應(yīng)電爐形式，以輻射間接加熱與感應(yīng)直接加熱相復(fù)合，以感應(yīng)圈的有規(guī)律不均勻分布和不銹鋼制坩堝、溫度均衡盤的協(xié)同作用，實際使景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐的爐內(nèi)(坩堝內(nèi))溫度分布均勻，爐內(nèi)上下溫差小于30℃。由于該爐無直接火焰產(chǎn)生，因而在工件燒結(jié)工藝過程中無灰塵產(chǎn)生，達到了燒結(jié)無灰塵污染的效果。在燒結(jié)工藝操作中，由于爐蓋或載物盤封閉爐口，從而保持了爐內(nèi)工作溫度相對穩(wěn)定，減少了操作失熱，節(jié)約了能源，改善了人工勞動條件，提高了工作效率。該爐的坩堝和工件吊籠設(shè)計新穎，可燒結(jié)25英吋以下的各種景泰蘭工件，其燒結(jié)時間最長不超過三分鐘。所燒結(jié)的景泰蘭質(zhì)量優(yōu)良，釉面潔凈無污點，富有光澤。
本實用新型的附圖
為景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐的主要結(jié)構(gòu)示意圖附圖有感應(yīng)圈(1)，軛鐵(2)，坩堝(3)，爐蓋(4)，工件吊籠(5)，保溫材料層(6)，溫度平衡盤(7)，載物盤(8)，坩堝口(9)，磁力線(10)，景泰蘭工件(11)，機械油壓裝置(12)。
本實用新型的實施例如下制成一臺GWJ－25－50型景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐。其主要技術(shù)參數(shù)為爐膛(坩堝)材質(zhì)1Cr25Ni20Si2不銹鋼，直徑600mm，壁厚8mm；爐膛(坩堝)高度855mm，供電容量72KVA；電壓380V；頻率50HZ；額定功率50KW；工作溫度500℃；工作區(qū)溫度＜50℃；冷爐升溫時間＜50min；正常燒結(jié)時間1.5～3min；爐蓋提升下降時間各為8sec；冷卻水壓0.1Mpn；冷卻水流量0.5T／Hr；進水溫度5～35℃；出水溫度＜50℃；冷卻水質(zhì)硬度＜10度(每升水含10毫克氧化鈣)；電氣控制柜尺寸1650×1050×2000；爐本體總尺寸1350×1000×1327mm；保溫材料硅酸鋁氈；溫度平衡盤材質(zhì)1Cr18Ni9Ti不銹鋼，直徑500mm，厚度8mm。
該爐使用時，首先應(yīng)進行冷爐升溫此時，爐內(nèi)不得裝工件，將爐蓋把坩堝口封住后通電感應(yīng)加熱。感應(yīng)圈的磁力線φ通過不銹鋼制坩堝和溫度平衡盤，使坩堝和溫度平衡盤加熱升溫，一般在45分鐘時間內(nèi)，空爐內(nèi)溫度可達900℃。此時，通過機械油壓裝置，迅速在8秒內(nèi)將爐蓋提起，由操作人員將工件放入工件吊籠的載物盤中央，該載物盤邊緣與坩堝口內(nèi)壁相配合，封閉住坩堝口，以減少爐蓋開啟操作的熱散失。待工件隨工件吊籠進入燒結(jié)工作區(qū)后，爐蓋再次封閉坩堝口。這時可通過電氣配套裝置調(diào)大通電功率，來保證坩堝等發(fā)熱體發(fā)熱功率基本穩(wěn)定，工件在工作區(qū)受坩堝等發(fā)熱體的輻射加熱外，還由線圈磁力線φ′直接感應(yīng)加熱。這樣景泰蘭工件的燒結(jié)工藝可迅速且高質(zhì)量地完成。該爐在燒結(jié)25英吋以下的景泰蘭工件時，所耗用電費僅相當(dāng)于地坑煤爐費用的1／6，其節(jié)能效果顯著。
權(quán)利要求1.一種景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐，其包括由感應(yīng)圈(1)，軛鐵(2)，坩堝(3)，爐蓋(4)和保溫材料層(6)組成爐本體；提升爐蓋用的機械油壓裝置(12)；以及電氣配套設(shè)備；其特征在于在不銹鋼制的坩堝(3)內(nèi)，設(shè)有一個與爐蓋(4)內(nèi)壁相固定連接的又可隨爐蓋(4)的升降而在坩堝(3)內(nèi)上下移動的工件吊籠(5)，該工件吊籠的底為裝載工件的載物盤(8)，在坩堝內(nèi)底上還設(shè)有一塊不銹鋼制的溫度平衡盤(7)。
2.按照權(quán)利要求1所述景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐，其特征在于所述的載物盤(8)，其形狀與坩堝口(9)的內(nèi)壁相匹配。
3.按照權(quán)利要求1或2所述景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐，其特征在于所述的感應(yīng)圈(1)的線匝分布為從坩堝口(9)起向下，先在其上部，占整個坩堝高的50～60％部分，密繞(串聯(lián))線匝；再在其中部，占整個坩堝高的20～30％部分，疏繞(并聯(lián))線匝；后在其下部，占整個坩堝高的30～20％部分，密繞(串聯(lián))線匝；從而形成感應(yīng)圈(1)線匝分布不均勻繞法。
4.按照權(quán)利要求1或2所述景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐，其特征在于所述不銹鋼制的坩堝(3)，其壁厚應(yīng)至少大于4mm。
5.按照權(quán)利要求1或2所述景泰蘭感應(yīng)燒結(jié)爐，其特征在于所述的不銹鋼制的溫度平衡盤(7)，其直徑變化范圍在φ300～800mm，其厚度變化范圍在3～20mm，其所穩(wěn)定調(diào)節(jié)的爐溫為750～950℃。
專利摘要本實用新型是一種工業(yè)電爐，尤其是景泰藍感應(yīng)燒結(jié)爐。其屬于感應(yīng)加熱爐領(lǐng)域。其特征在于，在不銹鋼制的坩堝內(nèi)，設(shè)有一個與爐蓋內(nèi)壁相固定連接的可隨爐蓋升降而在坩堝內(nèi)上下移動的工件吊籠。在坩堝內(nèi)底上還設(shè)有一塊不銹鋼制的溫度平衡盤。該爐是應(yīng)用電磁感應(yīng)加熱原理制造景泰藍工頻感應(yīng)燒結(jié)電爐。它根據(jù)景泰藍燒結(jié)工藝的特殊要求。提出了以輻射加熱為主、以直接電磁感應(yīng)加熱為輔的理論。該爐爐腔全用耐熱不銹鋼制成，設(shè)計了新型感應(yīng)圈、溫度平衡盤。
文檔編號F27B5/00GK2069095SQ8921617
公開日1991年1月9日 申請日期1989年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月3日
發(fā)明者丁建樹, 商懷吉, 王用楨, 袁玉規(guī) 申請人:青島嶗山電爐廠