專利名稱：立式中頻碳化爐的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種硬質合金碳化、燒結設備，特別是一種立式中頻碳化爐。
技術方案本實用新型的目的旨在于提供一種燒結溫度更高，測溫更加準確、適合全自動測溫控溫的立式中頻碳化爐。其技術內容如下它包括由爐殼1、感應器2、發熱體3、外保溫層4、內保溫層5、爐膛內蓋6、物料舟皿7、爐蓋起吊裝置8、紅外測溫探頭9、填充層10、爐蓋11、排氣管12、進氣管13、爐膛支撐底座14，其特征在于所述爐殼1為不銹鋼板夾層結構，夾層內通冷卻水，由爐殼1從外往里分別為填充層10、感應器2、外保溫層4、內保溫層5、發熱體3、物料舟皿7；填充層10為填充沙；所述爐蓋11與爐殼1上法蘭之間采用水密封22進行密封；所述紅外測溫探頭9垂直于爐蓋11安裝在偏離爐膛中心軸位置，其下設有測溫觀察窗16；所述進氣管13分為中孔和邊孔兩路，中孔垂直于爐蓋11，安裝在爐膛中心軸位置，邊孔從所述紅外測溫探頭9安裝位置進入，兩路進氣管的氣體均進入物料舟皿7中部和外側通道，經爐底中心氣路21、排氣管12送到爐外點火封口；進氣管13保護氣體從中孔和邊孔兩路引入可以起到掃清視場和鏡片的作用；所述內保溫層5采用碳黑作內保溫材料，其厚度在40mm-50mm之間為佳；所述外保溫層4采用空心球氧化鋁磚，其厚度在30mm-40mm之間為佳；所述爐膛內蓋6底層為石墨，上層為多層碳氈迭加，厚度以100mm-120mm為佳；發熱體3、物料舟皿7均為石墨碳素材料；加熱時爐體內必須通保護氣體(一般為氫氣，也可為氮氣)，保護氣體從爐體頂部進底部出。
圖1為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
1、爐殼 2、感應器 3、發熱體 4、外保溫層 5、內保溫層6、爐膛內蓋 7、物料舟皿 8、爐蓋起吊裝置 9、紅外測溫探頭10、填充層 11、爐蓋 12、排氣管 13、進氣管 14、爐膛支撐底座 15、物料 16、測溫觀察窗 17、測溫點 18、觀察窗 19、高溫中心觀察點 20、高溫區 21、爐底中心氣路 22、水密封如圖1，它包括由爐殼1、感應器 2、發熱體 3、外保溫層 4、內保溫層 5、爐膛內蓋 6、物料舟皿 7、爐蓋起吊裝置 8、紅外測溫探頭9、填充層 10、爐蓋 11、排氣管 12、進氣管 13、爐膛支撐底座 14，發熱體3置于感應器2中，其特征在于所述爐殼1為不銹鋼板夾層結構，夾層內通冷卻水，由爐殼1從外往里分別為填充層10、外保溫層4、內保溫層5、感應器2、發熱體3、物料舟皿7；填充層10為填充沙；所述爐蓋11與爐殼1上法蘭之間采用水密封22進行密封；所述紅外測溫探頭9垂直于爐蓋11安裝在偏離爐膛中心軸位置，其下設有測溫觀察窗16；所述進氣管13分為中孔和邊孔兩路，中孔垂直于爐蓋11安裝在爐膛中心軸位置，邊孔從所述紅外測溫探頭9安裝位置進入，兩路進氣管的氣體均進入物料舟皿7中部和外側通道，經爐底中心氣路21、排氣管12送到爐外點火封口；進氣管13保護氣體從中孔和邊孔兩路引入可以起到掃清視場和鏡片的作用；所述內保溫層5采用碳黑作內保溫材料，其厚度在40mm-50mm之間為佳；所述外保溫層4采用空心球氧化鋁磚，其厚度在30mm-40mm之間為佳；所述爐膛內蓋6底層為石墨，上層為多層碳氈迭加，厚度以100mm-120mm為佳；發熱體3、舟皿7及其它高溫區部件均為石墨碳素材料；加熱時爐體內必須通保護氣體(一般為氫氣，也可為氮氣)，保護氣體從爐體頂部進底部出。
加熱前先將待加工粉末或成型料的物料15裝在舟皿7中，舟皿分為上、中、下三段，可依次順序卸料和裝料，蓋好爐膛內蓋6和爐蓋11，從進氣管13引入氫氣或其它保護氣體(一般為氫氣)，打開外部水閥引入冷卻水，接通中頻電源，在感應器2兩端加單相中頻電，使置于感應器2中的發熱體3產生渦流而快速發熱，爐膛工作溫度快速而均勻地升高，當溫度至一定值(700℃-800℃)，紅外測溫探頭9通過測溫觀察窗16對測溫點17進行溫度測量，此后的所有升溫、保溫過程均由電控部分按設定程序自動完成。為了保確系統運行安全，在加熱過程中操作者可隨時通過觀察窗18對高溫區中心位置高溫中心觀察點19進行實際觀察，保護氣體從兩個觀察窗下方進氣管13處引入爐內(這樣可對觀察鏡片進行吹掃，確保鏡片、觀察視場清晰)，進入高溫區20，通過物料舟皿7的外圍和中心氣路從爐底中心氣路21、經排氣管12送至爐外點火，燃燒封口。
保護氣體一般為還原性氣體，主要作用是防止大氣進入爐膛，氧化爐內碳素材料和物料，保證爐膛壽命和產品質量，爐體頂部配有千斤頂起吊裝置，用于提升爐蓋(1)。
觀察窗16下物料舟皿7上蓋偏離爐膛中心軸線一定距離的對應位置設置測溫點17，即測溫點17所測溫度這物料舟皿7上表面溫度，該位置距爐膛中心軸線位置有一定偏離，其目的在于減小測量點的熱慣性，以滿足電控系統對熱慣性的要求，使系統成為一個閉環的溫度控制系統。
本實用新型的測溫點17在上舟皿蓋對應位置，高溫中心觀察點19在物料舟皿軸線中心對應位置；測溫點17測的是舟皿上表面溫度，而高溫中心觀察點19觀察的是舟皿中心溫度屬舟皿內部溫度。在升溫過程中，由于保護氣體從測溫觀察窗16引入，對近距離的測溫點17有一定冷卻作用等原因，使測溫點17和高溫中心觀察點19的實際溫度有一定的偏差。實踐證明中心溫度是由物料以熱傳遞方式傳遞過來的，具有極大的熱慣性(在較大功運行時把加熱電源停掉還往上沖一百多度)，控制系統無法在較短時間內找到電功率與溫度的對應關系，不適應自動控溫。測溫點17就不一樣，它反映的是舟皿表面溫度值，該溫度值的熱慣性很小，能滿足電控系統對熱慣性的要求。通過設定合適的PID參數，可準確地使測溫點17的值按給定升溫曲線升溫，從而也使實際物料溫度按給定升溫曲線規律變化，而測溫點17和高溫中心觀察點19的偏差則可通過儀表的補償來減小，也就是說從測溫點17測溫后送往儀表出來的顯示值接近高溫中心觀察點19實際溫度值。
以上概述為通過對熱慣性較小的測溫點17進行溫度測量，從而使系統成為一個閉環的自動化測溫控溫系統，并通過儀表補償功能來減小偏差，使儀表顯示值接近舟皿物料的實際溫度值。
采用保護氣體從爐體上部進下部出的方案，這與進口設備保護氣體從上部中孔進，邊孔出方案，在結構上有較大的區別。
本實用新型的立式中頻碳化爐采用水冷式夾層全不銹鋼爐殼，保證爐體在高溫運行時有足夠的機械強度；具有內、外保溫層，其最高使用溫度高達2400℃，是一種超高溫加熱爐，可滿足粗顆粒碳化鎢粉(1900℃工作溫度)、復合料碳化鎢粉(2100℃工作溫度)碳化工藝對超高溫度的要求。
權利要求1.一種立式中頻碳化爐，它包括由爐殼(1)、發熱體(3)、外保溫層(4)、內保溫層(5)、爐膛內蓋(6)、物料舟皿(7)、爐蓋起吊裝置(8)、紅外測溫探頭(9)、填充層(10)、爐蓋(11)、排氣管(12)、進氣管(13)、爐膛支撐底座(14)，其特征在于所述爐殼(1)為不銹鋼板夾層結構，夾層內通冷卻水，由爐殼1從外往里分別為填充層(10)、感應器(2)、外保溫層(4)、內保溫層(5)、感應器(2)、發熱體(3)、物料舟皿(7)；所述紅外測溫探頭(9)垂直于爐蓋(11)安裝在偏離爐膛中心軸位置，其下設有測溫觀察窗(16)；所述進氣管(13)分為中孔和邊孔兩路，中孔垂直于爐蓋(11)安裝在爐膛中心軸位置，邊孔從所述紅外測溫探頭(9)安裝位置進入，兩路進氣管的氣體均進入物料舟皿(7)中部和外側通道，經爐底中心氣路(21)、排氣管(12)送到爐外點火封口。
2.如權利要求1的一種立式中頻碳化爐，其特征在于所述內保溫層(5)采用碳黑作內保溫材料，其厚度在40mm 50mm之間。
3.如權利要求1的一種立式中頻碳化爐，其特征在于所述觀察窗(16)下面物料舟皿(7)上蓋偏離爐膛中心軸線一定距離的對應位置設置測溫點(17)，即測溫點(17)所測溫度為舟皿上表面溫度，該位置距爐膛中心軸線位置有一定偏離，其目的在于減小測量點的熱慣性，以滿足電控系統對熱慣性的要求，使系統成為一個閉環的溫度控制系統。
4.如權利要求1的一種立式中頻碳化爐，其特征在于保護氣體從所述進氣管(13)的中孔和邊孔兩路進入爐膛，經物料舟皿(7)中部通道和外側通道、爐底中心氣路(21)、排氣管(12)送到爐外點火封口，即保護氣體從爐體頂部進底部出。
專利摘要一種立式中頻碳化爐，其爐殼為不銹鋼板夾層結構，夾層內通冷卻水，由爐殼從外往里分別為填充層、感應器、外保溫層、內保溫層、感應器、發熱體、物料舟皿；填充層為填充沙；爐蓋與爐殼上法蘭之間采用水密封；紅外測溫探頭下設有測溫觀察窗；所述進氣管分為中孔和邊孔兩路，中孔垂直于爐蓋安裝在爐膛中心軸位置，邊孔從所述紅外測溫探頭安裝位置進入，兩路進氣管的氣體均進入物料舟皿中部和外側通道，經爐底中心氣路、排氣管送到爐外點火封口；進氣管保護氣體從中孔和邊孔兩路引入可以起到掃清視場和鏡片的作用；設有測溫控溫系統，測溫準確，最高使用溫度高達2400℃ ，是一種具有溫度閉環控制功能的超高溫加熱爐。
文檔編號C10B1/00GK2603085SQ0322698
公開日2004年2月11日 申請日期2003年2月25日 優先權日2003年2月25日
發明者言偉雄 申請人:株洲科泰感應加熱設備有限公司