一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置的制造方法

文档序号:10958241
一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,包括底座、圆筒状的侧壁和顶盖,所述的底座由顶部的Ⅰ号底座屏蔽层、中部的Ⅱ号底座屏蔽层、下层的Ⅲ号底座屏蔽层堆叠而成,所述的侧壁由内侧的Ⅰ号侧壁屏蔽层、中部的Ⅱ号侧壁屏蔽层、外侧的Ⅲ号侧壁屏蔽层间距围砌而成,所述的顶盖由自下而上的Ⅰ号顶盖屏蔽层、Ⅱ号顶盖屏蔽层、Ⅰ号缓冲层、Ⅲ号顶盖屏蔽层、Ⅱ号缓冲层通过碳碳螺栓固定而成,所述底座中形成热电偶测温孔,所述的顶盖中形成红外测温孔。本实用新型的底座、侧壁、顶盖结构及材料在超高温、高真空及电磁感应加热环境中使用,有效的屏蔽了热辐射,并且降低了环境中的污染,本实用新型结构较简单,易加工维护。
【专利说明】
一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置
技术领域
[0001]本实用新型属于一种热屏蔽装置,具体涉及一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置。【背景技术】
[0002]在真空电磁感应加热过程中,交变的电磁场直接对坩埚或物料进行加热,设定加热升温速率,逐步升温至所需的温度。高温环境下,被加热物体会产生大量的热辐射,辐射热量大小与加热温度的四次方成正比。当加热温度为2300°C左右的超高温时,若不进行热屏蔽,热辐射下的环境温度很高,高温环境对真空炉体及炉内其它设备带来不利影响。而且由于热辐射会产生巨大能量损耗,温度难以维持。
[0003]当采用电磁感应加热时,由于高温下常用的钨、钽、钼等金属类屏蔽材料导电性能好,会导致直接对屏蔽材料自身感应加热,无法起到热屏蔽作用,而且影响物料的电磁感应加热效果,故不能采用金属类材料作为屏蔽材料。在以前的设计中,通常采用耐高温的石墨毡作为屏蔽材料,但石墨毡在高于2000°C时,饱和蒸气压较高,较容易挥发,这会对熔炼或蒸发物料产生污染,故石墨毡应用于2000°C以下时较好。若要在更高的温度下使用,为了抑制石墨毡的挥发,通常将真空度抽至帕量级后,通入氮气、氩气等气体来抑制其挥发,显然这不符合高真空的要求,而且会带来其它方面的负面影响。如熔炼或蒸发物料的化学活性高,可能会与通入的气体发生反应,生成其它物质,影响物料的纯度;若应用方向是通过电磁感应加热来蒸发物料,通入的气体在抑制石墨毯挥发的同时,也会抑制物料的蒸发,影响实际应用效果。故石墨毡屏蔽层仅适用于对真空度要求不高或惰性气氛条件下的高温加热,而无法满足高真空条件下的电磁感应加热。
[0004]因此,迫切需要设计一种能在高真空、2300°C左右的超高温、电磁感应加热环境中应用的热屏蔽装置。
【发明内容】

[0005]本实用新型为解决现有技术存在的问题而提出,其目的是提供一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置。
[0006]本实用新型的技术方案是:一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,包括底座、圆筒状的侧壁和顶盖,所述的底座由顶部的I号底座屏蔽层、中部的n号底座屏蔽层、下层的m号底座屏蔽层堆叠而成,所述的侧壁由内侧的I号侧壁屏蔽层、中部的n号侧壁屏蔽层、外侧的m号侧壁屏蔽层间距围砌而成,所述的顶盖由自下而上的I号顶盖屏蔽层、n号顶盖屏蔽层、I号缓冲层、m号顶盖屏蔽层、n号缓冲层通过碳碳螺栓固定而成,所述底座中形成热电偶测温孔,所述的顶盖中形成红外测温孔,所述的I号底座屏蔽层、I号侧壁屏蔽层、I号顶盖屏蔽层由氧化错重质砖组成,所述的n号底座屏蔽层、n号侧壁屏蔽层、n号顶盖屏蔽层由氧化锆空心球砖组成,所述的m号底座屏蔽层、m号侧壁屏蔽层、m号顶盖屏蔽层由氧化铝空心球砖组成,所述的I号缓冲层、n号缓冲层由石墨毡组成,所述的底座上还设置有由氧化锆重质砖组成的承重台。
[0007]所述的I号侧壁屏蔽层由瓦状的氧化锆重质砖围砌成圆筒状。
[0008]所述的I号侧壁屏蔽层、n号侧壁屏蔽层均设置在底座上,且I号侧壁屏蔽层轴向高度小于n号侧壁屏蔽层的轴向高度。
[0009]所述的I号顶盖屏蔽层的直径与I号侧壁屏蔽层的外径相一致。
[0010]本实用新型的底座、侧壁、顶盖结构及材料在超高温、高真空及电磁感应加热环境中使用,提高了装置在电磁感应加热中的使用性能,有效的屏蔽了热辐射,并且降低了环境中的污染,本实用新型结构较简单,易加工维护。【附图说明】[0〇11]图1是本实用新型的结构不意图;
[0012]图2是本实用新型在电磁感应加热过程中真空度及温度变化情况;
[0013]其中:
[0014]1底座2侧壁[〇〇15]3顶盖4I号底座屏蔽层
[0016]5n号底座屏蔽层6m号底座屏蔽层
[0017]7承重台8I号侧壁屏蔽层[〇〇18]9n号侧壁屏蔽层1〇m号侧壁屏蔽层[〇〇19]11I号顶盖屏蔽层12n号顶盖屏蔽层
[0020]13I号缓冲层14m号顶盖屏蔽层
[0021]15 n号缓冲层16热电偶测温孔
[0022]17红外测温孔18碳碳螺栓。【具体实施方式】
[0023]以下,参照附图和实施例对本实用新型进行详细说明:
[0024]如图1所示,一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,包括底座1、圆筒状的侧壁2和顶盖3,所述的底座1由顶部的I号底座屏蔽层4、中部的n号底座屏蔽层5、下层的m号底座屏蔽层6堆叠而成,所述的侧壁2由内侧的I号侧壁屏蔽层8、中部的II号侧壁屏蔽层9、 外侧的m号侧壁屏蔽层10间距围砌而成,所述的顶盖3由自下而上的I号顶盖屏蔽层11、n 号顶盖屏蔽层12、I号缓冲层13、in号顶盖屏蔽层14、n号缓冲层15通过碳碳螺栓18固定而成,所述底座1中形成热电偶测温孔16,所述的顶盖3中形成红外测温孔17,所述的I号底座屏蔽层4、I号侧壁屏蔽层8、I号顶盖屏蔽层11由氧化错重质砖组成,所述的n号底座屏蔽层 5、n号侧壁屏蔽层9、n号顶盖屏蔽层12由氧化锆空心球砖组成,所述的m号底座屏蔽层6、 m号侧壁屏蔽层1、m号顶盖屏蔽层14由氧化铝空心球砖组成,所述的I号缓冲层13、n号缓冲层15由石墨毡组成,所述的底座1上还设置有由氧化锆重质砖组成的承重台7。
[0025]所述的I号侧壁屏蔽层8由瓦状的氧化锆重质砖围砌成圆筒状。
[0026]所述的n号侧壁屏蔽层9由瓦状的氧化锆空心球砖围砌成圆筒状。
[0027]所述的m号侧壁屏蔽层10由瓦状的氧化铝空心球砖围砌成圆筒状。
[0028]所述的I号侧壁屏蔽层8、n号侧壁屏蔽层9之间,n号侧壁屏蔽层9、m号侧壁屏蔽层10之间的间隙量为5?1 Omm。
[0029]所述的I号底座屏蔽层4、n号底座屏蔽层5、I号侧壁屏蔽层8、n号侧壁屏蔽层9、 m号侧壁屏蔽层10、I号顶盖屏蔽层11、n号顶盖屏蔽层12、m号顶盖屏蔽层14的厚度均为 20mm,所述的m号底座屏蔽层6的厚度为40mm。
[0030]所述的I号侧壁屏蔽层8、II号侧壁屏蔽层9均设置在底座1上,且I号侧壁屏蔽层8 轴向高度小于n号侧壁屏蔽层9的轴向高度。从而能够为I号顶盖屏蔽层11预留安装空间。
[0031]所述的I号顶盖屏蔽层11的直径与I号侧壁屏蔽层8的外径相一致。
[0032]热电偶测温孔16中设置的热电偶可以直接测量装置的温度。
[0033]红外测温孔17中的红外探头可以对装置进行非接触式的红外测温。[〇〇34] 如图2所示,加热过程中控制升温速率为10?15°C/min,当升温至2300°C时,恒温1 小时,然后停止加热,随炉冷却。当温度为室温?1450°C时,采用热电偶测温,当温度高于 1450°C时,采用比色红外测温仪进行测温,图2中实线部分为温度测量结果。加热过程中同时对真空度进行监测,图2中虚线部分为真空度监测结果。本装置在2300°C超高温及高真空条件下,电磁感应加热应用效果良好。
[0035]本实用新型的底座、侧壁、顶盖结构及材料在超高温、高真空及电磁感应加热环境中使用,提高了装置在电磁感应加热中的使用性能,有效的屏蔽了热辐射,并且降低了环境中的污染,本实用新型结构较简单,易加工维护。
【主权项】
1.一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,包括底座(1)、圆筒状的侧壁(2)和顶 盖(3),其特征在于:所述的底座(1)由顶部的I号底座屏蔽层(4)、中部的n号底座屏蔽层 (5)、下层的m号底座屏蔽层(6)堆叠而成,所述的侧壁(2)由内侧的I号侧壁屏蔽层(8)、中 部的n号侧壁屏蔽层(9)、外侧的m号侧壁屏蔽层(10)间距围砌而成,所述的顶盖(3)由自 下而上的I号顶盖屏蔽层(11)、n号顶盖屏蔽层(12)、I号缓冲层(13)、m号顶盖屏蔽层 (14)、n号缓冲层(15)通过碳碳螺栓(18)固定而成,所述底座(1)中形成热电偶测温孔 (16),所述的顶盖(3)中形成红外测温孔(17),所述的I号底座屏蔽层(4)、1号侧壁屏蔽层 (8)、i号顶盖屏蔽层(11)由氧化错重质砖组成,所述的n号底座屏蔽层(5)、n号侧壁屏蔽 层(9)、n号顶盖屏蔽层(12)由氧化锆空心球砖组成,所述的m号底座屏蔽层(6)、m号侧壁 屏蔽层(1)、m号顶盖屏蔽层(14)由氧化铝空心球砖组成,所述的I号缓冲层(13)、n号缓 冲层(15)由石墨毡组成,所述的底座(1)上还设置有由氧化锆重质砖组成的承重台(7)。2.根据权利要求1所述的一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,其特征在于:所 述的I号侧壁屏蔽层(8)由瓦状的氧化错重质砖围砌成圆筒状。3.根据权利要求1所述的一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,其特征在于:所 述的I号侧壁屏蔽层(8)、n号侧壁屏蔽层(9)均设置在底座(1)上,且I号侧壁屏蔽层(8)轴 向高度小于n号侧壁屏蔽层(9)的轴向高度。4.根据权利要求1所述的一种真空电磁感应加热用超高温热屏蔽装置,其特征在于:所 述的I号顶盖屏蔽层(11)的直径与I号侧壁屏蔽层(8)的外径相一致。
【文档编号】H05B6/02GK205648045SQ201620287707
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】罗立平, 张赫, 刘欢
【申请人】核工业理化工程研究院
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