专利名称：焦炭反应试验电炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及炼焦、炼铁领域中的模拟试验设备，更具体地说，涉 及一种焦炭反应试验电炉，该试验电炉能够确保电炉温度场的均勻性。
背景技术：
模拟焦炭在高炉中的反应，剖析其劣化的根本原因是炼焦、炼铁工作的重要内容，目前常用的是测量焦炭反应性与反应后强度(CRI/CSR)的试 验。该测定试验是在试验电炉中进行的，试验时，将反应器放置在电炉内， 温度控制装置根据从反应器内测温点的实测温度来控制供给电炉的电流， 从而达到试验要求的温度控制的要求。该试验电炉为竖炉，电炉的炉芯与 地面垂直。按照国家标准规定，炉膛内温度在1100士5。C的恒温区域不小 于150mm，即要求该试验要在一个均匀、稳定的温度场中进行。目前，标 准电炉的加热介质是直径为2.8mm、材质为铁铬铝的电热丝，由于电炉功 率大，该电热丝比较粗，无法预先制成像民用电炉一样的螺旋型电热丝来 避免残余膨胀带来的危害。请参阅图l所示，为了保证电热丝ll在电炉(图 中未示出)的炉芯IO外壁分布均匀，预先在炉芯IO外壁上均匀开设单螺 旋状的布线凹槽，电热丝11以相应的螺旋状绕置在该布线凹槽12内，在 电炉被加热后，该电热丝ll会产生膨胀，其表现就是电热丝ll长度变长, 从而使电热丝ll缠绕而成螺旋结构的内径变大，不再紧贴炉芯IO外壁的 布线凹槽12内。由于电热丝ll残余膨胀的存在，该电热丝ll螺旋结构 的内径会随试验次数增加而逐渐变大，当电热丝11螺旋结构的内径大于炉 芯IO外径的时候，热态的电热丝ll就会脱离炉芯IO外壁的布线凹槽12 的约束，在重力作用下发生下垂，导致电热丝ll在炉芯IO外壁的分布不 再均匀，温度场的均勾性遭到破坏，影响了试验数据，严重时相邻两圈的 电热丝ll搭接在一起，发生短路现象，导致电热丝ll熔断，造成电炉的 损坏，降低了电炉的使用寿命。实用新型内容针对现有技术中存在的上述电热丝易脱离布线凹槽，电炉温度场的均 匀性易破坏，电热丝易熔断以及电炉使用寿命低的缺点，本实用新型的目 的是提供一种焦炭反应试验电炉，该试验电炉结构简单，使用方便，不但 能够有效的吸收电热丝的残余膨胀，而且还能够确保电炉温度场的均匀性。为实现上述目的，本实用新型釆用如下技术方案该焦炭反应试验电炉包括炉芯和电热丝，炉芯外壁表面设有布线凹槽， 电热丝设置在布线凹槽内，所述的布线凹槽设计成数个容置电热丝的竖型 凹槽，竖型凹槽沿炉芯径向均匀分布并与炉芯的中心轴平行，竖型凹槽上、 下端均设有连接凹槽，竖型凹槽之间通过连接凹槽首尾连接并相通；所述的电热丝沿布线凹槽竖向均匀设置，其两端分别从布线凹槽中穿出。所述的连接凹槽均为弧形凹槽。所述的竖型凹槽下端的弧形凹槽的容置空间大于竖型凹槽上端的弧形 凹槽的容置空间。所述的电热丝设于弧形凹槽内的弯曲端的长度均相等。所述的设于竖型凹槽下端的弧形凹槽内的电热丝弯曲端与该弧形凹槽 的底端内壁之间保持有容置空间。在上述技术方案中,本实用新型的焦炭反应试验电炉包括炉芯和电热 丝，炉芯外壁表面设有布线凹槽，电热丝设置在布线凹槽内，布线凹槽设 计成数个容置电热丝的竖型凹槽，竖型凹槽沿炉芯径向均匀分布并与炉芯 的中心轴平行，竖型凹槽上、下端均设有连接凹槽，竖型凹槽之间通过连接凹槽首尾连接并相通；电热丝沿布线凹槽竖向均匀设置，其两端分别从 布线凹槽中穿出。该试验电炉结构简单、使用方便、性能稳定，能够在试 验过程中确保电炉温度场的均勻性始终不被破坏，减少了试验误差，保证 了试验的真实性；另外通过竖型凹槽下端的连接凹槽能够有效的吸收电热 丝的残余膨胀，防止电热丝分布不均匀，并且避免了电热丝发生短路及熔 断，延长了电热丝及电炉的使用寿命，降低了试验成本，提高了经济效益。
图l是现有技术的焦炭反应试验电炉的炉芯的结构剖视示意图； 图2是本实用新型的焦炭反应试验电炉的炉芯外表面沿垂直方向剖开 后展开结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。 请参阅图2所示，本实用新型的焦炭反应试验电炉(图中未示出)包 括炉芯20和电热丝21，炉芯20的外壁201表面设有布线凹槽22，电热 丝21设置在布线凹槽22内，布线凹槽22设计成数个容置电热丝21的竖 型凹槽221,竖型凹槽221沿炉芯20径向均勻分布并与炉芯20的中心轴 平行，竖型凹槽221上、下端均设有连接凹槽，竖型凹槽221之间通过连 接凹槽首尾连接并相通。连接凹槽均为弧形凹槽222。电热丝21沿布线凹 槽22竖向均句设置，并且电热丝21两端分别从布线凹槽22中穿出。由 于布线凹槽22在炉芯20的外壁201上分布均匀，所以布线凹槽22内容 置的电热丝21分布也均勻，同时电热丝21采用质量均衡稳定的电热丝， 即单位长度的电热丝21的电阻是恒定的，通过电流时电热丝21产生的热 量也相等，因此保证了电炉温度场的均匀性。请在参阅图2所示，竖型凹 槽221下端的弧形凹槽222b的容置空间大于竖型凹槽221上端的弧形凹 槽222a的容置空间。电热丝21设于竖型凹槽221上、下端的弧形凹槽 222a、 222b内'的弯曲端211a、 211b的长度均相等。电热丝21设于竖型 凹槽221下端的弧形凹槽222b内的弯曲端211b与该弧形凹槽222b的底 端内壁之间保持有容置空间。在此需要说明的是在设置电热丝21时，确保 电热丝21的上、下弯曲端211a、 211b的长度相等，并且使电热丝21的 下弯曲端211b与相应的弧形凹槽222b的底端内壁之间保持有较大的容置 空间，该空间足够容置因膨胀而向下延长的电热丝21。因此，该竖型凹槽 221下端的弧形凹槽222b为电热丝21的膨胀预留了空间，由于电热丝21 的主体是沿竖型凹槽221内设置的，所以在加热过程中产生的残余膨胀会 只会使电热丝21在重力的作用下向下延伸，当电热丝21的下弯曲端211b向下延伸时，竖型凹槽221下端的弧形凹槽222b所预留的容置空间正好 完全容纳该部分膨胀的电热丝21，避免了膨胀后电热丝21发生脱离布线 凹槽22甚至发生短路和熔断的现象，确保了电热丝21在炉芯20的外壁 201的分布不会随着试验次数的增加而发生不利的变化，从而保证了温度 场的稳定，同时也大大延长电炉和电热丝21的使用寿命。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说 明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的 实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的 权利要求书范围内。
权利要求1.一种焦炭反应试验电炉，该电炉包括炉芯和电热丝，炉芯外壁表面设有布线凹槽，电热丝设置在布线凹槽内，其特征在于所述的布线凹槽设计成数个容置电热丝的竖型凹槽，竖型凹槽沿炉芯径向均匀分布并与炉芯的中心轴平行，竖型凹槽上、下端均设有连接凹槽，竖型凹槽之间通过连接凹槽首尾连接并相通；所述的电热丝沿布线凹槽竖向均匀设置，其两端分别从布线凹槽中穿出。
2. 如权利要求l所述的焦炭反应试验电炉，其特征在于 所述的连接凹槽均为弧形凹槽。
3. 如权利要求l或2所述的焦炭反应试验电炉，其特征在于 所述的竖型凹槽下端的弧形凹槽的容置空间大于竖型凹槽上端的弧形凹槽的容置空间。
4. 如权利要求l所述的焦炭反应试验电炉，其特征在于 所述的电热丝设于弧形凹槽内的弯曲端的长度均相等。
5. 如权利要求1或2或4所述的焦炭反应试验电炉，其特征在于 所述的设于竖型凹槽下端的弧形凹槽内的电热丝弯曲端与该弧形凹槽的底端内壁之间保持有容置空间。
6. 如权利要求3所述的焦炭反应试验电炉，其特征在于 所述的设于竖型凹槽下端的弧形凹槽内的电热丝弯曲端与该弧形凹槽的底端内壁之间保持有容置空间。
专利摘要本实用新型公开了一种焦炭反应试验电炉，该试验电炉包括炉芯和电热丝，炉芯外壁表面设有布线凹槽，电热丝设置在布线凹槽内，布线凹槽设计成数个容置电热丝的竖型凹槽，竖型凹槽沿炉芯径向均匀分布并与炉芯的中心轴平行，竖型凹槽上、下端均设有连接凹槽，竖型凹槽之间通过连接凹槽首尾连接并相通；电热丝沿布线凹槽竖向均匀设置，其两端分别从布线凹槽中穿出。该试验电炉能够在试验过程中确保电炉温度场的均匀性始终不被破坏，减少了试验误差，保证了试验的真实性；另外通过竖型凹槽下端的连接凹槽能够有效的吸收电热丝的残余膨胀，防止电热丝分布不均匀，并且避免了电热丝发生短路及熔断，延长了电热丝及电炉的使用寿命，提高了经济效益。
文档编号F27B17/02GK201096453SQ200720074648
公开日2008年8月6日 申请日期2007年9月13日 优先权日2007年9月13日
发明者曹清华, 曹银平, 沈风雷, 程乐意 申请人:宝山钢铁股份有限公司