专利名称：一种电热式工业炉的加热结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电热式工业炉的加热结构，特别涉及在炉顶装设加热结构的 工业炉。
背景技术：
设有熔池，以电力加热的工业炉，例如混合炉、熔炼炉、静置炉等设备，其加热装置 是安装在炉顶的电热元件。电热元件一般是棍棒形，故称电热棒。其中以硅碳棒最常用。 直棍形硅碳棒分为“冷端-发热段-冷端”三个节段。发热段是硅碳棒的主体，位于熔池上 方，在接通电源后发热。硅碳棒的两个端头通过加大棒的直径和添加导电金属材料，其电阻 甚低(与发热段阻值的比值为1/12或者更大)，在通电时不发热，故称冷端。硅碳棒安装 后两冷端位于炉墙上方，装设电极，连接电源。装设如此加热结构的混合炉，硅碳棒发热段 的长短决定熔池必须以适当的宽度与之匹配，大规格大吨位的炉子需要较长的硅碳棒发热 段。但因为硅碳棒在高温下软化趋势加大，制造硅碳棒的设备和运输工具也限制了硅碳棒 的长度，目前使用的硅碳棒其发热段长度不超过4米。因此，在熔池深度固定的情况下，当 需要加大熔池容量时，只有增加熔池的长度。额定容量越大，熔池及炉体长度越长。较大容 量混合炉的熔池长宽比达到1. 75以上。一个容量40吨的混合炉其熔池约4米宽10米长。 如此狭长的熔池带来的一个后果是，在熔池的不同区域，金属熔液的成分及温度差别相当 大，影响到次级产品的品质。一种在硅碳棒发热段增设支点的方法可以改善棒体受力情况，从而加长硅碳棒长 度，但是支撑接触点会大幅度减少硅碳棒使用寿命，故不被采纳。在业界，也曾有将两支直 棍形硅碳棒冷端对头衔接，在炉顶悬吊，企图加宽熔池宽度的方案，但在炉内高温环境下， 无法通过机械操作实现两直棒头对接和悬吊。因此，如何加长硅碳棒，加宽熔池，一直是困 扰业界的一个技术难题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种适用于电热式工业炉的加热结构，将其装置在炉 顶，在保证加热效果的同时可以加宽熔池宽度，特别适用于混合炉、熔炼炉和静置炉。本实用新型的目的通过以下技术措施实现。本实用新型电热式工业炉加热结构使用高温电热元件，包括硅碳棒、硅钼棒和锆 棒，统称为电热棒，其中以硅碳棒为首选。本实用新型电热式工业炉加热结构使用多个U型电热棒，按左右两排分别并列装 置在炉顶内面两侧，总体布局如鱼骨状。每支U形电热棒包括“冷端-发热段-连接段-发 热段-冷端”五个节段，其中两个发热段是电热棒的主体，相当于U形的两条腿，平行走行， 通电即发热；相当于U形两脚部的部分为电热棒的两个冷端，两个冷端也为平行走行，每一 支U形电热棒的两个冷端位于炉顶的同一侧，在通电时不发热；相当于U形底部的部分为电 热棒连接段，垂直连接两发热段的近心端。连接段的材质和粗细尺寸与电热棒的冷端相当，在通电时不发热。在炉顶内面沿纵向中轴线设置电热棒支撑装置，用于支撑两侧U形电热 棒的连接段。所述电热棒支撑装置是设置于炉顶内面沿中轴线布置的条脊形结构，条脊的两侧 壁分别设有水平走行的凹槽，凹槽的空间大于U形电热棒的连接段的粗细尺寸；凹槽的上 壁为斜坡形，凹槽的下壁为平面。U形电热棒的排列密度在很大程度上决定了炉膛的温度高低。电热棒的密度越高， 炉膛温度越高。但是，当同一电热棒两个发热段的间隔或者相邻电热棒两个发热段的间隔 过于紧密时，会加大电热棒的软化趋势，缩短电热棒的寿命，甚或瞬间融化。因此，电热棒的 布局应当有合适的疏密程度。作为优选，U型电热棒两发热段的间距以及相邻电热棒两个 发热段的间隔，以两棒的中心距表示，为180 MOmm。如此间距在取得对炉膛较好加热效 果的同时，保证电热棒有较长的寿命。本实用新型电热式工业炉加热结构使用U形电热棒对装式结构的炉顶，在安装或 更换电热棒时，从炉外通过工具导引将U形电热棒连接段送入炉顶电热棒支撑装置的凹槽 内，弓丨出段穿过炉墙在炉外与电源连接。本实用新型电热式工业炉加热结构使跨越熔池的电热元件的实际长度得到延伸， 使炉膛长宽尺寸接近，获得近似方形的熔池，有利于液态金属均质均温，也为搅拌扒渣等工 艺操作的机械化提供了便利条件。
图1为本实用新型加热结构所用U形电热棒结构示意图；图2为本实用新型加热结构安装后状态示意图。图中标号所表示的部件或部位为1-电热棒发热段；2-电热棒冷端；3-电热棒连 接段；4- 一侧U形电热棒装设部位；5-另一侧U形电热棒装设部位；6-炉顶；7-电热棒支 撑装置；8-炉墙；9-炉膛。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。如图1所示，本实用新型电热式工业炉加热结构使用硅碳棒、硅钼棒或锆棒类高 温电热元件，制作成U形，从U形的一端到另一端分为五个节段，分别为冷端2、发热段1、连 接段3、发热段1、冷端2。其中，两发热段1为硅碳棒、硅钼棒或锆棒类等高温电热材料制作，两发热段1等 长等粗，平行布置。其长度根据炉膛宽度设计确定，其截面直径为40 50mm。两冷端2是在硅碳棒、硅钼棒或锆棒类材料的基础上添加导电性能好的材料制 作，两冷端2等长等粗，平行布置。其长度根据炉墙厚度设计确定，其截面直径为50 60mm。连接段3为方柱形，其材质和粗细尺寸与冷端2相当。两发热段1的向心端垂直 嵌入连接段3中。连接段3的长度与两发热段1中心距相适应。通常，两发热段1的中心 距设计为180 MOmm，连接段3的长度较两发热段1中心距长出50 80mm。在炉顶6内面沿中轴线设置电热棒支撑装置7。电热棒支撑装置是一条脊形结构， 条脊的两侧壁分别设有凹槽，备作搁放U形电热棒的连接段3。凹槽水平布置。凹槽的上下空间应当在容纳电热棒连接段3后还有所富余。凹槽的上壁为斜坡形，有利于电热棒连接 段3滑入；凹槽的下壁为平面，在方柱形连接段3搁置后较稳妥。 多个U形电热棒分为两组，在炉顶6内面沿电热棒支撑装置7两侧对称布置，如鱼 骨状。相邻两个U形电热棒的距离，以相邻的电热棒发热段1的中心距表示，其合适的距离 为 180 240mm。
权利要求1.一种电热式工业炉加热结构，其特征在于，使用多个U形电热棒，按左右两排分别并 列装置在炉顶内面两侧，总体布局如鱼骨状；每支U形电热棒包括“冷端-发热段-连接 段-发热段-冷端”五个节段，其中两个发热段和两个冷端均平行走行，每一支U形电热棒 的两个冷端位于炉顶的同一侧；相当于U形底部的部分为电热棒连接段，垂直连接两发热 段的近心端；在炉顶内面沿纵向中轴线设置电热棒支撑装置，用于支撑两侧U形电热棒的 连接段。
2.根据权利要求1所述的电热式工业炉加热结构，其特征在于，所述电热棒支撑装置 是设置于炉顶内面沿中轴线布置的条脊形结构，条脊的两侧壁分别设有水平走行的凹槽; 凹槽的上壁为斜坡形，凹槽的下壁为平面。
3.根据权利要求1所述的电热式工业炉加热结构，其特征在于，U形电热棒两发热段的 间距以及相邻电热棒两个发热段的间隔，以两棒的中心距表示，为180 MOmm。
4.根据权利要求1所述的电热式工业炉加热结构，其特征在于，所述U形电热棒两发热 段等长等粗，其截面直径为40 50mm。
5.根据权利要求1所述的电热式工业炉加热结构，其特征在于，所述U形电热棒两冷端 等长等粗，其截面直径为50 60mm。
6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的电热式工业炉加热结构，其特征在于，制作U 形电热棒的材料为硅碳棒、硅钼棒或锆棒中任何一种。
专利摘要本实用新型公开了一种电热式工业炉加热结构，使用多个U形电热棒，按左右两排分别并列装置在炉顶内面两侧，总体布局如鱼骨状；每支U形电热棒包括“冷端-发热段-连接段-发热段-冷端”五个节段，每一支电热棒的两个冷端位于炉顶的同一侧，在炉顶内面沿纵向中轴线设置电热棒支撑装置，用于支撑两侧U形电热棒的连接段。本实用新型加热结构使跨越熔池的电热元件的实际长度得到延伸，使炉膛长宽尺寸接近，有利于液态金属均质均温，也为搅拌扒渣等工艺操作的机械化提供了便利条件。
文档编号F27D11/02GK201917225SQ201020689940
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者刘明亮, 吕勇 申请人:北京新冶概能热工技术有限公司