阻炉炉衬结构。
2隔热屏结构隔热屏结构的炉衬其特点是热惯性小,透热性大,在高温状态下能满足快速升温或冷却,但其热损耗较大。由于所用材料的放气量极小在炉内易于达到较高的真空度。通常隔热屏的设计是以少的材料,轻的重量和紧凑的体积达到尽可能高的隔热效果为原则,隔热屏应设计成可拆卸的,炉室内的固定位还应留有热胀冷缩余量。根据所用材料的不同,隔热屏分为以下几种。
2.1金属隔热屏主要用钨钼钽及不锈钢制作,这些材料能在高温中较长期工作,且在高温下具有足够低的蒸气压,不致污染炉膛和工件,特别是其黑度系数小,面光洁度高,反射热效果好。隔热屏般由顶屏侧屏和底屏组成,立式或卧式安装构成圆桶形空间,各层屏间距为5 12,内层隔热屏与电热体之间距应增加倍,各层屏间固定并保持间隙,有穿钉加销子套固定方环,既加强屏的强度,又控制了屏的间距3.如果隔热屏的尺寸较大时,则需用铆接或焊接办法把小片凑成大片。钨钼钽板材尺寸受坯块限制,般需要拼接。考虑到工作时内层屏较外层屏伸缩量大,以免支承杆受到内外层屏的剪切力而损坏,屏上通孔与支承杆间应留有间隙。
影响着炉子的热损失,因此隔热屏的层数应考虑到炉子容量大小,炉子容量大,炉温高,层数可师。主要从事工业电炉的研究和设计,曾荣获国家新产品奖,机械部科技进步等奖等。
适当增加。理论计算得知,距热源近层屏隔热效果为,隔热效果迅速降低,可隔热屏的层数太多意义不大1.推荐炉温在1200以下取46层,炉温在8层,温度在1600即可。
料应当是热面辐射能力大,冷面辐射能力小自身热传导性能低。显然,现有的任何种金属都不能满足上述要求,因此采用复合材料和面涂层是值得探讨的方法之。
2.2石墨隔热屏石墨隔热屏适用于工件不怕渗碳,不怕还原性气氛,采用石墨作电热体,炉温较高的真空电阻炉,石墨变形。石墨隔热屏每层都能自立,不需要组装,所以结构简单。石墨隔热屏比金属隔热屏厚,般为50,屏间距也相应较大,为防止碳挥发对工件污染,在石墨隔热屏内外面喷镀层钨粉或涂氧化氮氧化铌,即可阻止石墨的挥发又增强抗变形能力。不足的是石墨隔热屏比金属隔热屏黑度大,壁厚大,因而增加了热容量,再则石墨隔热屏较脆,易裂损,加工运送均不方便。
有时,石墨隔热屏和金属隔热屏组合使用,高温部用石墨隔热屏,低温部用不锈钢隔热屏。或在石墨隔热屏中填入石墨粒或石墨粉作隔热层,减少石墨屏层数。
2.3陶瓷隔热屏陶瓷比金属具有更好的绝热性,能很好地应用于高温高真空中,用它代替金属隔热屏,不仅可提高炉膛温度,且能节省大量的贵金属。
陶瓷隔热屏般只作为内层隔热屏,外围再加几层金属隔热屏,或是在两层隔热屏之间填充和陶瓷屏材料相同的颗粒,起到更好的隔热效果。
陶瓷隔热屏采用薄壁重质陶瓷,通常为圆桶形,陶瓷隔热屏制成后,应具有很好的抗热震性,保证电炉多次升降温中无炸裂或掉渣现象。
3保温层结构保温层结构的炉衬主要由硅酸铝纤维毡石墨纤维毡石墨纤维布及金属结构框架等组成。具有小量的蓄热,热惯性较小。
炉温在1200以内,工作真空度在5102以下时,可考虑采用保温层结构的炉衬。硅酸铝纤维毡保温性能好,价格低廉,但其耐温性和强度性能较差,石墨纤维毡耐温性和强度性能较好,但价格较高。在制造保温隔热屏时,选用耐温性能好的石墨纤维毡作内层,保温性能好的硅酸铝纤维毡作外层,能起到优势互补,般20,1厚石墨纤维毡与3,1厚硅酸铝纤维毡复合使用,其隔热效果和经济效益均比较理想2.
保温层通常采用纤维毡层铺法,将所需厚度的纤维毡分层固定在金属网架上,用同质纤维绳缝制,也可用钼丝绑扎固定。对于大型炉可考虑用耐热钢紧固件4或陶瓷紧固件固定。
用石墨绳或钼丝将石墨纤维毡缠绕在石墨屏上,隔热保温效果很好,炉温可升至190031.将陶瓷纤维毡复合在钼片隔热屏内,其隔热效果亦大为提高。
除硅酸铝纤维毡石墨纤维毡外,氧化铝氧化锆及陶瓷纤维也可用于真空电阻炉内。石墨纤维布是种隔热效果极好的材料3,主要用尼龙制品经化学处理脱去氢氧,保留碳骨架的纯碳编织物,它具有相当高的机械强度和较小的导热系数,但由于价格较高,只少量使用。
各种纤维毡纤维布在使用的初阶段有较大的放气量,在使用过程中易受空气湿度和污染指数的影响,间歇使用的真空电阻炉应充分考虑到这特点,使用前需在真空状态下加热至300左右,烘烤48以上,此后工作时的放气量可以忽略。
4结语真空电阻炉内热平衡条件下,加热室的隔热效果愈高,炉子热损耗降低,则炉温分布愈均匀,炉子使用性能愈好。无论何种炉衬,在设计和使用时不仅要考虑其特点及使用条件,还要考虑到其性能价格比,这样才能在设备使用性能提高的基础上,使生产经济效益相应提高。
1王天泉。电阻炉设计河。北京航空工业出版社,2000.
习朱琳肩空热处理炉保温屏的试验研宄几工业加热,3孙士琉。真空电阻炉设计。北京冶金工业出版社,1978.