本實用新型涉及一種真空高溫爐,屬于高溫處理設備領域。
背景技術:
高溫爐的工作溫度可高達1200-3000℃,主要用作材料的熱處理、燒結和除雜等。在高溫工作時為避免爐內材料發生氧化或者腐蝕通常需要保護處理,通常為抽真空或者通入惰性保護氣體等。一些特殊的熱處理工藝要求只能使用真空環境。目前,高溫爐多采用碳氈、炭黑粉體或氧化鋯、氧化鋁球體陶瓷材料等作為保溫材料,這些材料體內中存有大量空隙,在抽真空時爐內很難達到所需的高真空度。
提高高溫爐真空度的方法主要是增強爐體氣密性和增加真空泵組,在同等工藝精度上增強爐體氣密性的程度有限,而增加真空泵組則增加了額外的設備成本和維護成本。
技術實現要素:
本實用新型旨在提供一種真空高溫爐,該高溫爐使用隔熱屏作替換傳統的碳氈等保溫材料,可以有效地降低爐內熱量損失,提高保溫效果,同時抽真空時速度更快,達到的真空度更高。
為了實現上述目的,本實用新型所采用的技術方案是:
一種真空高溫爐,包括坩堝,設置在坩堝下方并環向設置在坩堝外側的保溫層,以及設置在保溫層頂部的保溫蓋;其結構特點是,所述坩堝與保溫層之間設有隔熱屏,該隔熱屏的內側面為反射面。
由此,坩堝發熱向內輻射和導熱加熱物料,向外輻射的熱量到達隔熱屏時,由于隔熱屏的黑度極低,大部分熱量被反射回坩堝的表面,另外保溫層進一步防止熱量的流失,由此,抽真空的速度跟快,達到的真空度也更高。
根據本實用新型的實施例,還可以對本實用新型作進一步的優化,以下為優化后形成的技術方案:
優選地,本實用新型采用感應線圈加熱,所述高溫爐的爐體內設有位于保溫層外側的感應線圈。由此,坩堝在感應線圈產生的交變磁場下可以發熱。坩堝發熱向內輻射和導熱加熱物料,向外輻射的熱量到達隔熱屏時,由于隔熱屏的黑度極低,大部分熱量被反射回坩堝的表面,另外氧化鋯保溫層和剛玉保溫層進一步防止熱量的流失。
為了保證隔熱保溫效果,實現層層反射熱量,所述隔熱屏有多層,優選為3-12層。隔熱屏層與層之間的間距為5mm-50mm,優選為10mm-20mm。
優選地,所述隔熱屏由多個弧面元件彼此絕緣排列而整體呈環形,相鄰兩個弧面元件之間間距為10mm-100mm。由此,每層隔熱屏有多個的扇形反射屏組成,方便每個扇形反射屏由夾具固定。更優選地,每層反射屏按圓分為四等分扇形,同一層隔熱屏的4個扇形反射屏按圓排列并彼此絕緣,間隔距離為20-40mm。
為了方便安裝或拆卸,所述隔熱屏的頂部通過固定夾安裝在固定于保溫層頂部上的固定架上,該隔熱屏的底部通過固定夾固定在保溫層底部。優選地,所述固定夾為U型或V型。由此,每個隔熱屏分別固定于陶瓷制成的固定夾上,底部固定夾通過螺絲鑲嵌于保溫層上,上部陶瓷固定夾通過連接在保溫層上的固定架固定。固定夾設計為U型或V型,可固定反射屏,該方式拆卸方便,利于反射屏的維護和更換。
所述坩堝的底部通過支柱設置在保溫層底部上方。由此,支柱穿過底部并嵌在保溫層中,另一端支撐坩堝。
為了進一步增強保溫效果,所述坩堝與保溫蓋之間、坩堝與保溫層底部之間均設有保溫材料。
優選地,所述保溫層包括高溫保溫層和低溫保溫層;優選高溫保溫層為氧化鋯層,低溫保溫層為氧化鋁層。氧化鋯保溫層和剛玉保溫層為整體成型或多件拼裝成整體。所述高溫保溫層是指用于內層保溫的保溫層,其適用溫度最高2600℃,所述低溫保溫層是指用于外層保溫的保溫層,其適用溫度最高1800℃。
優選地,所述加熱線圈為耐火材料澆筑而成的感應線圈,或者由多級感應線圈組成的可調性感應線圈。
優選地,所述隔熱屏為鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦、鋯等難熔金屬或碳化鉭、碳化鉿、碳化鎢、碳化鉬、碳化硼、碳化硅中一種或多種組成,各成分比例不做限定,任意比例混合均可。
所述爐蓋和爐殼為雙層夾空結構,中部填充水為冷卻液。
優選地,氧化鋯保溫層和剛玉保溫層還可以為由氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅、氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂等一種或多種組合,各成分比例不做限定,任意比例混合均可。
與現有技術相比,本實用新型的有益效果是:
1、使用隔熱屏作替換傳統的碳氈等保溫材料,使得爐內熱量損失降低,保溫效果更好,同時避免了碳氈等保溫材料內部大量空隙對真空度的影響,抽真空時速度更快,達到的真空度更高,真空度達10-3Pa。
2、隔熱屏使用獨立式設計,卡扣式固定,拆卸方便,維修和更換效率更高。
附圖說明
圖1是本實用新型一個實施例的結構原理圖;
圖2是圖1中固定架及固定夾的結構示意圖。
具體實施方式
以下將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。需要說明的是,在不沖突的情況下,本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。為敘述方便,下文中如出現“上”、“下”、“左”、“右”字樣,僅表示與附圖本身的上、下、左、右方向一致,并不對結構起限定作用。
一種真空高溫爐,如圖1所示,包含爐蓋9,爐體10,感應線圈6,感應線圈6外接控制電源,感應線圈6內設有氧化鋯保溫層4和剛玉保溫層5,氧化鋯保溫層4和剛玉保溫層5為坩堝型,上部設有保溫蓋1,內有坩堝2,坩堝2在感應線圈6產生的交變磁場下可以發熱。石坩堝2與氧化鋯保溫層4之間設有隔熱屏3,隔熱屏3為表面呈鏡面光滑的金屬制成,每層隔熱屏有4個1/4圓的扇形反射屏組成,每個扇形反射屏分別有上部和下部的夾具固定。坩堝2外頂部和底部分別設有保溫氈8,底部還具有支柱7,支柱7穿過底部保溫材料8并嵌在氧化鋯保溫層4中,另一端支撐坩堝2。坩堝2發熱向內輻射和導熱加熱物料,向外輻射的熱量到達隔熱屏時,由于隔熱屏的黑度極低,大部分熱量被反射回坩堝2的表面,另外氧化鋯保溫層和剛玉保溫層進一步防止熱量的流失。
所述加熱線圈為耐火材料澆筑而成的感應線圈,或者由多級感應線圈組成的可調性感應線圈。
所述隔熱屏3的頂部通過固定夾12安裝在固定于保溫層頂部上的固定架11上,該隔熱屏3的底部通過固定夾固定在保溫層底部。
所述隔熱屏為鎢、鉬、鉭、鈮、釩、鉻、鈦、鋯等難熔金屬或碳化鉭、碳化鉿、碳化鎢、碳化鉬、碳化硼、碳化硅中一種或多種組成,各成分比例不做限定,任意比例混合均可。
所述隔熱屏包含多層反射屏,層數為3-12層,優選為5-8層,更優選為5-7層,每層反射屏的層間距為5-50mm,優選為10-20mm。
每層反射屏按圓分為四等分扇形,同一層4個扇形反射屏按圓排列并彼此絕緣,間隔距離為10-100mm,優選為20-40mm。
每個扇形反射屏四角分別固定于陶瓷固定夾上,底部固定夾通過螺絲鑲嵌于氧化鋯保溫層上,上部陶瓷固定夾通過連接在保溫層上的固定架固定。固定夾為U型或V型,可卡住反射屏,該方式拆卸方便,利于反射屏的維護和更換。
所述爐蓋和爐殼為雙層夾空結構,中部填充水為冷卻液。
氧化鋯保溫層和剛玉保溫層還可以為由氮化硼、氮化硅、磷化硼、磷化硅或氧化鋁、氧化鋯、氧化鎂等一種或多種組合,各成分比例不做限定,任意比例混合均可。
上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型,而不用于限制本實用新型的范圍,在閱讀了本實用新型之后,本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的范圍。