专利名称：一种带电磁场的高温气氛炉的制作方法
技术领域：
本发明属于高温气氛炉技术领域。特别涉及一种带电磁场的高温气氛炉。
背景技术：
目前使用的高温气氛炉主要用于冶炼及材料烧结，以确定气氛和温度等工艺参数 对冶炼及材料性能的影响。一般都是电阻作为加热源，其加热效率较低。关于热效率较低这一问题，已引起科技人员的关注“新型感应 炉”(ZL95231985. 3)专利技术提供了一种利用电磁场感应加热的高温炉，其热效率可达到 80%。但感应炉的加热温度范围一般为1250-1650°C，且必须有感应介质，如导电金属或非 金属存在，具有较大的局限性；“粉体材料微波烧结炉”(ZL200520051470. 7)专利技术提供 一种利用微波能与材料耦合，由烧结材料本身作为加热元件，加热材料至烧结温度的高温 炉，微波烧结的最高烧结温度可达到2000°C，但这种炉子需通过谐振腔产生电磁波，频率和 强度无法改变，且由于电磁屏蔽效应不能应用于金属；另有人研究在电加热过程中通过线 圈产生磁场的加热炉(李享成龚荣洲，铁镍纤维的磁场诱导制备及电磁性能研究，功能材 料.2006，37 (1). -27-28，32)，用于材料的气相沉积，此种加热炉以电阻丝的加热元件，只能 产生500-600°C的温度，且不能控制气氛。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的在于提供一种可调电磁场、可控制气氛、温度 为1800°C、可满足冶炼和材料工业对电磁场、温度场及不同气氛要求的带电磁场的高温气氛炉。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是该高温气氛炉包括第一电源、线 圈、炉壳、隔热炉衬、加热元件、炉膛和真空泵。炉壳为夹层壳体，夹层壳体内设置有冷却水 管；炉壳的外壁绕有线圈，线圈与第一电源电连接；炉壳的内壁和隔热炉衬外壁间设有空 气隔热层，在隔热炉衬内壁和炉膛的外壁间均勻地设置有4 8个加热元件，加热元件与第 二电源连接；炉膛上端设置有带水冷的炉盖，真空泵经管道通过带水冷的炉盖与炉膛相通。在上述技术方案中第一电源由信号发生器和功率放大器连接而成，功率放大器 分别与信号发生器和线圈连接；信号发生器频率为1 100KH，功率放大器的电流强度为 0. 5 10A，线圈为500 2000匝的铜线圈；加热元件为硅钼棒、硅碳管、金属电阻丝、贵 金属加热体、铬酸棒中的一种；炉膛为空心圆柱体，材质为刚玉质；隔热炉衬为轻质氧化铝 砖、高铝耐火纤维砖，高铝质隔热耐火砖中一种；设置有冷却水管是指冷却水管在炉壳的夹 层壳体呈M形垂直设置或呈螺纹状设置，冷却水管的两端分别与循环水源相通。由于采用上述技术方案，本发明在高温气氛炉炉壳外缠绕线圈提供电磁场，可使 炉膛内同时具有高温场和电磁场，用于冶炼和材料工业。其工作过程是通过加热元件给炉 膛预热，将已预热的样品放入炉膛中，开启真空泵先抽真空，然后通入所需气体确保反应气 氛。再通过加热元件将炉膛加热到1800°C，隔热炉衬起到隔热保温作用，确保炉膛中温度稳定上升。同时打开进水阀，向水管进水口通入冷水，由水管出水口放出热水，形成循环水系 统，循环冷却，以免温度过高导致炉壳外层的线圈电阻过大，影响所提供的电磁场。最后接 通第一电源调节到电压和频率，提供所需的磁场。本发明的积极效果是采用的第一电源由信号发生器和功率放大器组成，为频率 和强度均可调的交流电源，既能在1 100KH范围内调整频率，又能在0. 5 10A的范围内 调整电流强度；炉膛工作温度为1800°C，可满足冶炼和材料工业的要求，使炉膛内同时存 在高温场和电磁场；电磁场、高温场与气氛并存。因此，本发明具有可调电磁场、可控制气氛、温度为1800°C、可满足冶炼和材料工 业对电磁场、温度场及不同气氛要求的特点。
图1是本发明的一种结构示意的剖视图；图2是图1的俯视图。
具体实施方案下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限 制本具体实施方式
所述的第一电源1由信号发生器和功率放大器连接而成，功率放 大器分别与信号发生器和线圈2连接；所述的炉膛8为空心圆柱体，材质为刚玉质。以下实 施例中不再赘述。实施例1一种带电磁场的高温气氛炉。该高温气氛炉包括第一电源1、线圈2、炉壳3、隔热 炉衬6、加热元件7、炉膛8和真空泵9。该高温气氛炉如图1和图2所示，炉壳3为夹层壳体，夹层壳体内设置有冷却水管 5，炉壳3的外壁绕有线圈2，线圈2与第一电源1电连接；炉壳3的内壁和隔热炉衬6外壁 间设有空气隔热层4，在隔热炉衬6内壁和炉膛8的外壁间均勻地设置有加热元件7，加热 元件7与第二电源11连接；炉膛8上端设置有带水冷的炉盖10，真空泵9经管道通过带水 冷的炉盖10与炉膛8相通。本实施例中第一电源的信号发生器频率为1 50KH，功率放大器的电流强度为 0. 5 5A，线圈2为500 1000匝的铜线圈；加热元件7为6个硅钼棒；冷却水管5在炉壳 3的夹层壳体呈M形垂直设置，冷却水管5的两端分别与循环水源相通；隔热炉衬6为高铝 耐火纤维砖。实施例2一种带电磁场的高温气氛炉。其中第一电源的信号发生器频率为50 100KH， 功率放大器的电流强度为5 10A，线圈2为1000 2000匝的铜线圈；加热元件7为4 5个硅碳管或4 5个金属电阻丝；冷却水管5在炉壳3的夹层壳体呈螺纹状设置，冷却水 管5的两端分别与循环水源相通；隔热炉衬6为高铝质隔热耐火砖。其余同实施例1。实施例3
一种带电磁场的高温气氛炉。其中第一电源的信号发生器频率为40 80KH，功 率放大器的电流强度为2 8A，线圈2为800 1500匝的铜线圈；加热元件7为7 8个 贵金属加热体或7 8个铬酸镧棒；冷却水管5在炉壳3的夹层壳体呈M形垂直设置，冷却 水管5的两端分别与循环水源相通；隔热炉衬6为轻质氧化铝砖。其余同实施例1。本具体实施方式
在高温气氛炉炉壳3外缠绕线圈2提供电磁场，可使炉膛8内同 时具有高温场和电磁场，用于冶炼和材料工业。其工作过程是通过加热元件7给炉膛8预热，将已预热的样品放入炉膛8中，开启真空泵9先抽 真空，然后通入所需气体确保反应气氛。再通过加热元件7加热炉膛3到1800°C，隔热炉衬 6起到隔热保温作用，确保炉膛8中温度稳定上升。同时打开进水阀，向水管5进水口通入 冷水，由水管5出水口放出热水，形成循环水系统，循环冷却，以免温度过高导致炉壳3外层 的线圈2电阻过大，影响所提供的电磁场。最后接通第一电源1调节到电压和频率，提供所 需的磁场。本具体实施方式
的积极效果是采用的第一电源1由信号发生器和功率放大器组 成，为频率和强度均可调的交流电源，，既能够在1 100KH范围内调整频率，又能在0. 5 10A的范围内调整电流强度；炉膛8工作温度为1800°C，可满足冶炼和材料工业的要求，使 炉膛内同时存在高温场和电磁场；电磁场、高温场与气氛并存。因此，本具体实施方式
具有可调电磁场、可控制气氛、温度为1800°C、可满足冶炼 和材料工业对电磁场、温度场及不同气氛要求的特点。
权利要求
一种带电磁场的高温气氛炉，其特征在于该高温气氛炉包括第一电源1、线圈2、炉壳3、隔热炉衬6、加热元件7、炉膛8和真空泵9；炉壳3为夹层壳体，夹层壳体内设置有冷却水管5，炉壳3的外壁绕有线圈2，线圈2与第一电源1电连接；炉壳3的内壁和隔热炉衬6外壁间设有空气隔热层4，在隔热炉衬6内壁和炉膛8的外壁间均匀地设置有4～8个加热元件7，加热元件7与第二电源11连接；炉膛8上端设置有带水冷的炉盖10，真空泵9经管道通过带水冷的炉盖10与炉膛8相通。
2.按照权利要求1所述的带电磁场的高温气氛炉，其特征在于所述的第一电源1由信 号发生器和功率放大器连接而成，功率放大器分别与信号发生器和线圈2连接；信号发生 器频率为1 100KH，功率放大器的电流强度为0. 5 10A，线圈2为500 2000匝的铜线 圈。
3.按照权利要求1所述的带电磁场的高温气氛炉，其特征在于所述的加热元件7为硅 钼棒、硅碳管、金属电阻丝、贵金属加热体、铬酸镧棒中的一种。
4.按照权利要求1所述的带电磁场的高温气氛炉，其特征在于所述的炉膛8为空心圆 柱体，材质为刚玉质。
5.按照权利要求1所述的带电磁场的高温气氛炉，其特征在于所述的设置有冷却水管 5是指冷却水管5在炉壳3的夹层壳体呈M形垂直设置或呈螺纹状设置，冷却水管5的两端 分别与循环水源相通。
6.按照权利要求1所述的带电磁场的高温气氛炉，其特征在于所述的隔热炉衬6为轻 质氧化铝砖、高铝耐火纤维砖，高铝质隔热耐火砖中一种。
全文摘要
本发明涉及一种带电磁场的高温气氛炉。其技术方案是该高温气氛炉包括第一电源1、线圈2、炉壳3、隔热炉衬6、加热元件7、炉膛8和真空泵9。炉壳3为夹层壳体，夹层壳体内设置有冷却水管5，炉壳3的外壁绕有线圈2，线圈2与第一电源1电连接；炉壳3的内壁和隔热炉衬6外壁间设有空气隔热层4，在隔热炉衬6内壁和炉膛8的外壁间均匀地设置有4～8个加热元件7，加热元件7与第二电源11连接。炉膛8上端设置有带水冷的炉盖10，真空泵9经管道通过带水冷的炉盖10与炉膛8相通；本发明具有可调电磁场、可控制气氛、温度为1800℃、可满足冶炼和材料工业对电磁场、温度场及不同气氛要求的特点。
文档编号F27B5/04GK101881555SQ20101021226
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月22日 优先权日2010年6月22日
发明者徐平, 朱伯铨, 李享成, 王堂玺 申请人:武汉科技大学