专利名称：硅碳棒中低温电加热炉的制作方法
技术领域：
本发明属于电加热炉，主要涉及玻璃行业使用的电加热退火炉、烤花炉及800℃以下的中低温电加热炉。
现有技术的退火炉、烤花炉，特别是玻璃制品行业使用的电加热退火炉、烤花炉，其加热元件均采用金属加热丝间接加热，通过强制循环风来加热制品。国际上著名的生产玻璃制品退火炉和烤花炉的公司，美国“波门”公司、德国“凯尼派姆”公司、意大利“安东尼尼”、“肯尤特”公司，国内的“山东轻工机械厂”、“沈阳轻工设备厂”、“烟台热工设备厂”、“成都南光机械厂”、“可南水利机械厂”等生产的电加热炉、烤花炉，其加热元件也均是金属加热丝，如Cr20Ni80、Cr15Ni60等，均为在两侧内室加热，通过循环风机，将热风鼓入炉膛的内循环方式(见附
图1结构)。由于金属加热丝的负荷密度小，同样功率所需的加热器体积大，寿命短，热效率低，成本高，安装不方便。硅碳棒作为电加热元件，在800℃以上区域呈现正阻特性，而在800℃以下呈现负阻特性，随温度升高电阻减小(见附图2)。在800℃以下的负阻区使用时，在恒定的电压下，功率呈现正反馈，导致温度自动升高，出现不稳定。而且由于温度不能稳定，甚至由于功率的急骤增大而使硅碳棒炸裂，所以，现有技术的退火炉、烤花炉以及其它800℃以下的低温电加热炉均没有采用硅碳棒作为电加热元件。国内外对硅碳棒的应用，均用于1000℃以上的正阻特性区的炉温中。
本发明的目的是提供一种温度控制精度高、负荷密度大、热效率高、结构简单、安装方便、成本低、加热均匀、寿命长、用硅碳棒作为电加热元件的中低温电加热炉。
本发明包括控制装置、电加热元件、传动装置和炉体，其特征在于电加热元件采用硅碳棒，控制装置采用可控硅闭环控制系统。
本发明电加热元件硅碳棒设置在炉体前端退火区的上传动网带的周围。控制装置的可控硅闭环控制系统由仪表、热电偶、可控硅控制装置及熔断器和连接线路组成，可控硅与硅碳棒和仪表通过连接线连接，熔断器连接在可控硅控制装置与电源之间，热电偶通过连接线与仪表连接。在炉体的末端设置冷却正压自控装置，其是由冷却电机带动的风机、热电偶、温控表，变频器和正压调节器组成，热电偶一端插入炉体内，另一端联接温控表，变频器一端联接电机，另一端与温控表相联，正压调节器安装在炉体内的风机出风口部。炉体内上部传动网带顶部、底部设置的硅碳棒中间设置支撑，硅碳棒两端由耐火纤维毡包裹，并由耐火砖支撑。炉体内上部传动网带由网格式的铸铁蓖支撑。
本发明利用硅碳棒作为电加热元件，并采用可控硅闭环控制系统，即温度与输出的负反馈闭环系统，可截止由于硅碳棒工作在0～800℃负阻区功率急剧上升的可能，同时，可控硅控制器所具有的限压、限流功能，也限制了硅碳棒的最大电流和最大功率，二者双重作用，保证了本发明硅碳棒在0～800℃负阻区的安全性和稳定性，在智能调节仪表PID的调节作用下，保证了系统温度控制的高精度。
本发明充分利用了硅碳棒在低温下的独特优点，对制品直接进行辐射加热，因此热效率高、加热均匀、而且硅碳棒寿命长、负荷密度大、结构简单、安装方便、成本低，开拓了硅碳棒在800℃以下温区的应用范围。利用硅碳棒作为电加热元件的退火炉、烤花炉与传统的金属加热丝内循环式退火炉、烤花炉相比，具有以下特点1、单位时间能耗降低40％以下。
2、温控精度提高5～6倍。
3、制造成本降低40％以上。
4、使用寿命提高2～3倍。
5、安装和维护简单，运行可靠。
本发明可广泛用于玻璃瓶罐的退火炉，玻璃瓶罐制品的烤花炉，平板玻璃退火炉，显象管退火炉，以及用于烘干的烘干炉。可适宜的网带规格为长5m～34m，宽0.3m～3.6m。可以实现800℃以下上述各种炉温的精确控制。
下面结合附图对本发明作进一步说明图3是本发明实施例的结构示意图；图中，以硅碳棒电加热退火炉为例，将炉体分为三部分I为加热段，II为缓冷段，III为急冷段。在加热段内的传动网带4上部安装电加热硅碳棒1，在传动网带4下部安装电加热硅碳棒3，在炉体侧部安装三相硅碳棒2；在缓冷段内的末端安装冷却及炉膛压力自控装置8；在急冷段内安装网带涨紧辊和导向辊5及由电机和变速箱组成的驱动机构6。
图4是图3的A～A剖视图；图中，7是炉体中填充的保温材料。其可采用优质耐高温绵填充，良好的保温能达到节能降耗的效果。
图5是控制系统原理图；图中，11是热电偶，分度号K型，温度范围0-1000℃；12是可控硅控制装置，具有移相触发调压和过零触发调功两种控制方式，可采用TY3-220/160A三相可控硅调压器或TG3-220/160A三相可控硅调功器；13是温控表即智能调节仪，可采用日本理化公司(RKC)C900型调节表；14是硅碳棒，可采用SH型Φ20mm-Φ30mm的等直径硅碳棒。
图6是冷却及正压装置结构示意图；图中，15是热电偶，16是温控表，17变频器，18正压调节器。温控表16一端连接变频器17，另一端连接热电偶15，通过热电偶测温，由温控表16控制变频器17，可改变电机转速，从而达到控制风量目的。
图7是图3中传动网带的顶部和底部硅碳棒与炉体安装及支撑示意图；图中，9是耐火砖，10是耐火纤维毡。硅碳棒两端由耐火纤维毡10包裹，并由耐火砖9支撑，如果炉体跨度较长，则应在硅碳棒中部设置支撑，防止其变形过大。
需要退火的玻璃制品放置在上部传动网带4上，上部传动网带由铸铁蓖支撑，驱动机构6带动传动网带在炉体内缓慢移动，网带的松紧由涨紧辊和导向辊5调节。玻璃制品随传动网带在炉体内移动，被安装在上部传动网带4顶端、底部和侧面硅碳棒1、2和3直接辐射加热，在I段加热到退火温度后，进入II段缓冷；在缓冷段，由变频器17控制的电机带动风机旋转，通过正压调节器18调节进入该段的风量，使炉膛内保持正压，消除因过膛风造成的能耗损失。当制品从II段缓冷进入到III段急冷时，制品得到进一步冷却，从炉体另一侧的传动网带输出，完成制品退火过程。
实施例以一台炉膛网带宽1.8m，炉体长24m的玻璃制品退火炉为例，用于一台六组制瓶机生产640ml啤酒瓶的退火，啤酒瓶生产率为39只/分，炉体I段的退火温度为Tmax550℃，II段缓冷的温度范围为485℃——300℃，III段急冷的温度为室温，传动网带的移动速度为5——50cm/分，各项经济技术指标如下
本发明是现有技术的替代产品，也是烧油、烧煤、烧气退火炉、烤花炉的替代产品，也是节能型、环保型的产品，具有显著的经济和社会效益。
权利要求
1.一种硅碳棒中低温电加热炉，包括控制装置、电加热元件、传动装置和炉体，其特征在于电加热元件采用硅碳棒，控制装置采用可控硅闭环控制系统。
2.根据权利要求1所述的硅碳棒中低温电加热炉，其特征在于电加热元件硅碳棒设置在炉体前端退火区的上部传动网带的周围。
3.根据权利要求1所述的硅碳棒中低温电加热炉，其特征在于控制装置的可控硅闭环控制系统由仪表、热电偶、可控硅控制装置及熔断器和连接线路组成，可控硅与硅碳棒和仪表通过连接线连接，熔断器连接在可控硅控制装置与电源之间，热电偶通过连接线与仪表连接。
4.根据权利要求1所述的硅碳棒中低温电加热炉，其特征在于在炉体的末端设置冷却正压自控装置，其是由冷却电机带动的风机、热电偶、温控表、变频器和正压调节器组成，热电偶一端插入炉体内，另一端联接温控表，变频器一端联接电机，另一端与温控表相联，正压调节器安装在炉体内的风机出风口下部。
5.根据权利要求2所述的硅碳棒中低温电加热炉，其特征在于炉体内上部传动网带顶部、底部设置的硅碳棒中间设置支撑，硅碳棒两端由耐火纤维毡包裹，并由耐火砖支撑。
6.根据权利要求2所述的硅碳棒中低温电加热炉，其特征在于炉体内上部传动网带由网格式的铸铁蓖支撑。
全文摘要
本发明主要涉及玻璃行业使用的退火炉、烤花炉及800℃以下的中低温电加热炉。其包括控制装置、电加热元件、传动装置和炉体,特征是电加热元件采用硅碳棒,控制装置采用可控硅闭环控制系统。本发明利用了硅碳棒在低温下的独特优点,温度控制精度高、负荷密度大、热效率高、结构简单、安装方便、成本低、加热均匀、寿命长。
文档编号F27B9/08GK1263249SQ9911206
公开日2000年8月16日 申请日期1999年2月8日 优先权日1999年2月8日
发明者王承尧 申请人:王承尧