專利名稱：電阻爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電阻爐，其包括一個具有垂直的縱向軸線的管狀加熱元件，該元件包括由一個上側(cè)部分和一個下側(cè)部分所確定的管殼表面，并且其圍繞一個爐室，且該元件被連接到電源接線端，加熱電流通過該電源接線端在電源供應(yīng)點處被引入上述加熱元件中。
背景技術(shù)：
借助電阻爐可以獲得高溫。電流流經(jīng)一個作為導(dǎo)熱體的歐姆電阻，電能主要被轉(zhuǎn)換成熱能。金屬，例如鉬、鉭和鉑，陶瓷，SiC或碳的變體，例如煤、石墨或各種玻璃碳(熱解生成的碳)都適于作為導(dǎo)熱體的材料。石墨導(dǎo)熱體的特征在于其抗高溫性、簡單的形態(tài)和低廉的價格。
電阻爐用來例如熔化半導(dǎo)體材料，或用來將類似于桿狀或管狀的初始圓柱體加熱以便拉伸成細(xì)長管、桿或光學(xué)纖維。除了有目的地需要非均勻加熱能力的特殊情況(例如，拉伸橫截面為多邊形的柱體過程中)，主要的重點通常是加熱材料的均勻加熱。
局部的加熱能力直接與電流密度成正比，電流密度由電流和橫截面積以及熱導(dǎo)體材料的電阻率決定。具體的電阻率，反過來，取決于局部的溫度。由于熱導(dǎo)體材料相對較低的導(dǎo)電率和隨之產(chǎn)生的壓降，所以很難產(chǎn)生并保持均勻的溫度曲線。
因此美國專利US-A4,703,556提出了一種帶有石墨加熱管的爐子，其中在加熱管的周向分布有多個軸向延伸的縱向槽，并且以交變的方式從上部或下部幾乎在加熱管的整個高度上延伸。這樣，電流以蜿蜒的方式流經(jīng)加熱管的保持網(wǎng)。這使得溫度曲線在垂直方向上均勻分布。
通過下述措施可以使加熱管中的電流密度更加均勻，即提供兩個石墨連接片來供應(yīng)加熱電流，該連接片在加熱管的底側(cè)區(qū)域被螺固到相對的位置并且通過分別的轉(zhuǎn)換器供應(yīng)。通過第二電源供應(yīng)點可以抵消加熱管網(wǎng)整個長度上的上述壓降，從而改善電流和溫度分布的垂直和水平均勻性。
但是生產(chǎn)這種已知的加熱管非常復(fù)雜。由于其細(xì)絲的形狀很容易機械損壞，并且因此必須經(jīng)常更換。而且，由于在電源接線端區(qū)域起氧化皮和氧化作用，所以可能會破壞電接觸性能并且產(chǎn)生不確定的電源，且因此在加熱管上產(chǎn)生不規(guī)則的加熱操作和溫度分布。電源接線端直接挨著具有最大溫度負(fù)荷的區(qū)域使這種風(fēng)險增加。
在高性能的電阻爐(大約100kW以上)中，溫度下降尤其明顯并且更加難以調(diào)節(jié)和保持均勻的溫度分布。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電阻爐，特別是一種高性能電阻爐，其特點在于制造和維修的勞動強度低且具有高的操作可靠性，并且允許在爐內(nèi)可再生產(chǎn)的調(diào)節(jié)軸向和徑向均勻溫度曲線圖。
從上述內(nèi)容出發(fā)，本發(fā)明這樣實現(xiàn)該目的，即電源接線端包括在上側(cè)區(qū)域的一個環(huán)繞的上環(huán)狀金屬卡圈和在下側(cè)區(qū)域的一個環(huán)繞的下環(huán)狀金屬卡圈。
加熱電流通過上述環(huán)狀卡圈被引導(dǎo)到加熱元件中。為此在加熱元件的上部前端提供一個環(huán)狀卡圈并且在加熱元件的下部前端提供一個環(huán)狀卡圈。上述環(huán)狀卡圈與管狀加熱件相應(yīng)的前側(cè)接觸，內(nèi)套和/或外套與加熱件相接觸，該接觸部分優(yōu)選地設(shè)計成平面形式，最簡單地可以設(shè)計成環(huán)狀卡圈和加熱元件之間的環(huán)狀接觸表面。上述環(huán)狀卡圈由一個或者是由單獨的多個件組成。
為了向相應(yīng)的環(huán)狀卡圈供應(yīng)加熱電流，每個環(huán)狀卡圈均帶有至少一個電流終端。下面稱環(huán)狀卡圈的至少一個電流終端為“電極終端”。
由加熱電流供應(yīng)的電阻爐元件在此被理解為加熱元件。其可以是整體制造或者是由多個部件組成。
環(huán)狀卡圈由具有高導(dǎo)電率的金屬制成，這樣從其周向來看，可以獲得盡可能小的水平壓降。由于在加熱元件的上側(cè)和下側(cè)均有環(huán)狀卡圈，并且電流因此從兩側(cè)供應(yīng)到上述加熱元件，與僅從一側(cè)供應(yīng)電流相比在加熱元件的整個高度上還存在減少的垂直壓降。這使得電流和溫度的均勻分布性在整體上得到改善。
特別是對于加熱元件內(nèi)電流密度的水平均勻分布，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)每個環(huán)狀卡圈均包括一個用于供應(yīng)加熱元件的電極終端時，上環(huán)狀卡圈的電極終端，從周向看去，相對于下環(huán)狀卡圈的電極終端發(fā)生偏移很有用。
在僅有一個電極終端的情況下，總是在電極終端區(qū)域內(nèi)相應(yīng)的環(huán)狀卡圈內(nèi)獲得最大的功率密度，并且通常在環(huán)狀卡圈的最遠(yuǎn)側(cè)獲得最低的功率密度。為了實現(xiàn)補償，當(dāng)每個環(huán)狀卡圈帶有至少兩個繞著環(huán)狀卡圈周向均勻分布的電極終端時十分有利。有利地，電極終端在環(huán)狀卡圈的圓周上均勻分布。
類似地，最大功率密度也在環(huán)狀卡圈和加熱元件之間的接觸區(qū)域獲得，通常在最靠近一個電極終端的區(qū)域(雖然環(huán)狀卡圈帶有多個電極終端)。為了實現(xiàn)補償，在電阻爐的優(yōu)選實施例中在環(huán)狀卡圈上形成低導(dǎo)電區(qū)域，以便將供應(yīng)的加熱電流至少分成四支，優(yōu)選地分成八支電流通路，這些電流通路通向在加熱元件圓周上均勻分布的最佳電源供應(yīng)點。在本文中“電流通路”表示加熱電流所覆蓋的從電極終端到加熱元件的接觸區(qū)之間的距離。電流通路越短，接觸區(qū)域中的電流密度越高。但是，需要的是，在環(huán)形卡圈和加熱元件之間的環(huán)繞的接觸表面上電流密度盡可能統(tǒng)一。根據(jù)本發(fā)明這點通過下述措施實現(xiàn)，即供應(yīng)到環(huán)狀卡圈的加熱電流被分支一次或多次，這樣至少形成四個電流通路。上述分支通過比環(huán)狀卡圈的其他材料具有更低的導(dǎo)電率的區(qū)域完成。由于導(dǎo)電率低(可以是零)，電流這樣大致繞著該區(qū)域流動，以便電流可以被分開并且約束導(dǎo)向。例如，可以借助在環(huán)狀卡圈上徑向延伸的縱向槽截斷從相應(yīng)的電極終端到上述接觸區(qū)域的“最短路徑”。理想地，四個或更多的電流通路具有相同的長度。在此相應(yīng)的電流通路結(jié)束的區(qū)域作為“最佳電源點”。無論如何，環(huán)狀卡圈的高導(dǎo)電率都影響圍繞低導(dǎo)電率區(qū)域加熱電流水平分布的均勻性。考慮電流通路的約束導(dǎo)向，上述朝向加熱元件的平面接觸區(qū)域從電極終端處具有相對較短的距離并且盡管電流密度分布大致均勻但是一個仍然增加的電流密度作為“最佳電源點”。帶有四個最佳電源點的實施例此后稱為“四點供應(yīng)”，并且?guī)в邪藗€最佳電源點的實施例相應(yīng)地稱為“八點供應(yīng)”。
由于圍繞著加熱件圓周的最佳電源點均勻分布，所以獲得了圍繞著加熱件的徑向電流密度的均勻分布，這還改善了電流和溫度分布的均勻性。在高加熱能力的情況下(100Kw以上)更能感受到該措施有效。
本發(fā)明的電阻爐的實施例尤其有用，其中，從周向看，上環(huán)狀卡圈的最佳電源點相對于下環(huán)狀卡圈的最佳電源點發(fā)生偏移?？紤]到下電源點相對上電源點的偏移，垂直(軸向)的功率密度曲線可以更加均勻，從而改善溫度的均勻性。上下環(huán)狀卡圈電源點之間的偏移通常是，相對于加熱管的縱向軸線旋轉(zhuǎn)對稱。
有利地，上述環(huán)狀卡圈帶有與加熱元件上的錐形連接區(qū)域匹配的連接圓錐。由于該圓錐，環(huán)狀卡圈和加熱管自動對中，從而牢固地固定，進而在使用爐子的過程中可以避免接觸電阻的改變。環(huán)狀卡圈整體制成或者由多個部件組成。特別是，上述連接錐形可以作為一個單獨的部件制造。當(dāng)上述連接區(qū)域設(shè)計成內(nèi)圓錐且加熱元件的連接區(qū)域設(shè)計成外圓錐時，可以獲得更有利的力分布。在此環(huán)狀卡圈利用上述連接錐形支撐在加熱元件的外圓錐上。
優(yōu)選地，在環(huán)狀卡圈上提供帶有第一冷卻液入口的第一環(huán)繞冷卻通道。由于冷卻環(huán)狀卡圈的溫度，因此具體歐姆電阻局部且及時地保持恒定。
在這一方面，當(dāng)與上述第一冷卻通道鄰接并且空間上與其分離的環(huán)狀卡圈包括帶有第二冷卻液入口的第二環(huán)繞冷卻通道時尤其有利，從圓周方向看，上述第二入口布置在環(huán)狀卡圈側(cè)面與上述第一入口相對的位置處。利用這兩個冷卻通道可以實現(xiàn)逆流冷卻操作，這有利于使環(huán)狀卡圈的水平溫度分布更加均勻。
在上面已經(jīng)說明的一個環(huán)狀卡圈上提供一個連接錐形，在該連接錐形區(qū)域最好形成一條或多條冷卻通道。上述區(qū)域不需要與環(huán)狀卡圈的加熱電流被分支成電流通路的區(qū)域電氣絕緣。
由于銅或銅合金具有高的導(dǎo)電率，因此最好使用銅或銅合金的環(huán)狀卡圈。高導(dǎo)電率會產(chǎn)生低的壓降，這便于實現(xiàn)環(huán)狀卡圈內(nèi)以及其朝向加熱管的接觸區(qū)域內(nèi)電流和功率密度的均勻分布。
優(yōu)選本發(fā)明的電阻爐的一個實施例，其中加熱元件包括一個壁厚更小的加熱管，在其前側(cè)的兩側(cè)利用至少一個接觸管延伸并且接觸管具有更大的壁厚，每個環(huán)狀卡圈被支撐在上述接觸管上。
在本發(fā)明的該優(yōu)選實施例中，在加熱管和環(huán)狀卡圈之間有一個接觸管。最高溫度在薄壁的加熱管區(qū)域可觀測到，由于接觸管的壁厚較大所以其被加熱的較少，因此，環(huán)狀卡圈經(jīng)受的溫度負(fù)荷較小。據(jù)此由于起氧化皮和氧化作用接觸電阻發(fā)生改變的風(fēng)險減小。加熱管和其鄰接的接觸管通常作為單獨的部件。接觸管可以整體制成或者由多個單獨的組件組成。在此，接觸管區(qū)域的溫度低于加熱管區(qū)域的溫度是必要的。為此，代替采用較大壁厚的接觸管，接觸管可以由比加熱管更低的特定電阻的材料制成。具有接觸管的加熱元件的設(shè)計使本發(fā)明的電阻爐十分適合在高加熱能力的情況下使用。
提供一個夾緊裝置可以更進一步地改善溫度分布的均勻性，該夾緊裝置包括多個夾緊元件，接觸管、加熱管和環(huán)狀卡圈通過這些夾緊元件彼此軸向固定。上述夾緊裝置確保相應(yīng)的元件之間恒定的電氣接觸，并且減少接觸電阻的局部變化。優(yōu)選地，在加熱元件的周向至少均勻分布四個拉桿作為夾緊元件。上述拉桿旋轉(zhuǎn)對稱地布置(圍繞著加熱件的縱向軸線)有利于加熱件的對稱電流密度和溫度的分布。上述拉桿包括，例如，具有精確的的彈簧系數(shù)的彈簧，由此彈簧能夠以可再生和可檢查的方式設(shè)置均勻的偏壓。
人們發(fā)現(xiàn)將氣流引入加熱元件的用于氣體流動的裝置十分有利。該裝置包括一個氣體入口，該入口至少分支成一個分支階段，優(yōu)選的至少分支成三個分支階段，進入等壓力損失的多個次要管線(secondary lines)，上述次要管線在多個氣體出口處終止，上述氣體出口均勻地分布在一個包絡(luò)圓上并且直接通向爐室。
上述氣體入口至少分支成兩條次要管線，反過來，終止在均勻地分布在一個包絡(luò)圓上并且直接通向爐室的多個氣體出口處。上述氣體出口與一個氣體噴射器一同構(gòu)成了大致環(huán)形的橫截面。氣流沿著軸向(沿著垂直縱向軸線的方向)經(jīng)過加熱元件。為了獲得盡可能均勻和分層的氣流，供應(yīng)到上述氣體出口的氣壓應(yīng)盡可能一致。當(dāng)次要管線影響的壓力損失相同時可以實現(xiàn)這一點。上述壓力損失由氣流橫截面以及氣體入口和相應(yīng)的次要管線的出口之間的路徑?jīng)Q定。因此理想情況是氣流橫截面以及氣體入口和相應(yīng)的次要管線的出口之間的路徑相同。上述分支的數(shù)量越多，環(huán)形氣體沖刷操作則更加均勻。但是，隨著分支數(shù)量的增加，制造難度也隨之增加。最佳的折衷方案是三個分支的情況。上述氣體噴射器如適用于感應(yīng)電爐那樣適用于本發(fā)明的電阻爐。
關(guān)于這一點，人們發(fā)現(xiàn)上述氣體出口形成在沖刷環(huán)上尤其有利，該沖刷環(huán)布置在上環(huán)狀卡圈上面并且至少由兩個，優(yōu)選地是至少由四個單獨的環(huán)狀部分組成，上述次要管線分別終止在對應(yīng)上述環(huán)狀部分的其中之一上。當(dāng)氣體入口分支兩次，先分成兩個然后分成四個次要管線時，可以獲得四個環(huán)形部分。次要管線優(yōu)選地終止在相應(yīng)的環(huán)狀部分的中間位置，以進一步分支氣流。形成上述沖刷環(huán)的部分位于上述包絡(luò)圓上。由于上述分支的存在，在環(huán)狀部分內(nèi)氣體出口前面供應(yīng)的氣壓大致相同，這歸因于沖刷流氣體從氣體入口到氣體出口大致覆蓋相同的距離。本發(fā)明電阻爐的優(yōu)選改進在于加熱元件被一個溫度可控的保護套所圍繞，該保護套的外壁可拆卸地固定到冷卻板上，冷卻板中流動著冷卻液。
冷卻板可拆卸地固定到保護套的外壁上，冷卻液在冷卻板中流動。該冷卻板被連接到一個單獨的冷卻液供應(yīng)裝置，或者其可以連接到多個串聯(lián)或并聯(lián)供應(yīng)冷卻液的冷卻板上。加熱元件中的溫度分布也可以利用冷卻板發(fā)生改變，保護套可以實現(xiàn)局部不同的溫度控制。冷卻板與保護套之間可拆卸的連接使得更換簡單。
人們發(fā)現(xiàn)加熱元件內(nèi)部與外部通過石英毛密封十分有利。石英毛以具有抗高溫性能著稱。如果電阻爐被用于加熱石英玻璃體，那么石英毛也是同類的材料。石英毛可以事先清洗，例如利用化學(xué)浸蝕或加熱氯化。當(dāng)石英毛由合成制造的SiO2組成時可以獲得更進一步的改進。


現(xiàn)參照實施例和附圖描述本發(fā)明。附圖是示意圖，其中詳細(xì)示出了附圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種電阻爐實施例的側(cè)視圖；附圖2是通過8點供應(yīng)向加熱管供應(yīng)加熱電流的環(huán)狀卡圈實施例俯視圖；附圖3是用于在環(huán)形的間隙形狀中產(chǎn)生層狀平行氣流的沖刷環(huán)的實施例的俯視圖。
具體實施例方式
本發(fā)明如圖1所示的電阻爐用于加熱并拉伸石英玻璃圓柱體1。該電阻爐是最大加熱容量為700kW的高性能電阻爐。該電阻爐包括具有垂直取向的縱軸線3的石墨加熱管2，該加熱管封閉一個加熱室4。
接觸管5，6位于加熱管2兩側(cè)的前部。接觸管5，6也由石墨制成，并且具有比加熱管2更大的壁厚。
熱流通過環(huán)狀卡圈7，8被引入加熱管2，環(huán)狀卡圈由銅合金CuCrZr構(gòu)成，上環(huán)狀卡圈7位于上接觸管5上側(cè)9且下環(huán)狀卡圈8位于下接觸管6的下側(cè)10。環(huán)狀卡圈7，8包括向外突出的凸緣31，凸緣上通過徑向延伸穿過環(huán)狀卡圈7，8周向部分的通孔被設(shè)置，并且用來將供應(yīng)到環(huán)狀卡圈7，8的加熱電流分流到八個長度大致相同的流路，由此得到8點供應(yīng)。下面將參照附圖2就此更詳細(xì)地描述環(huán)狀卡圈7，8的形狀和作用。
每個環(huán)狀卡圈7，8帶有兩個環(huán)繞的冷卻通道9，10，通道彼此相鄰地延伸，且水流經(jīng)此通道被導(dǎo)入逆流以冷卻環(huán)狀卡圈7，8。借助于該水流冷卻，環(huán)狀卡圈7，8的溫度-及具體的電阻-被及時局部保持恒定。一個冷卻通道9的冷卻水入口27與另一個冷卻通道10的冷卻水入口28相對。借助兩個冷卻水通道9，10，可以以逆流的方式冷卻環(huán)形卡圈7，8，這有助于通過環(huán)狀卡圈7，8使水平的溫度分布更加均勻。
為了將環(huán)狀卡圈7，8固定到接觸管5，6上，接觸管5的上側(cè)11與下接觸管6的下側(cè)12均帶有一個環(huán)繞的外圓錐，它們與相應(yīng)的環(huán)狀卡圈7，8的內(nèi)圓錐配合。
加熱管2，接觸管5，6和環(huán)狀卡圈7，8通過一個夾緊裝置13彼此夾緊。夾緊裝置13包括在加熱管2周向均勻分布的四個拉桿14，且他們被連接到底板30上。所述拉桿均帶有可調(diào)節(jié)的夾緊彈簧15，該彈簧具有確定的彈簧剛度，通過該彈簧上述組件(2，5，6，7，8)以預(yù)定且可測的壓力經(jīng)墊片16相互擠壓，旋轉(zhuǎn)對稱分布的拉桿4也影響壓縮應(yīng)力分布的對稱性，這對于加熱管中電流密度和溫度的均勻分布具有有益的影響。
為了將沖刷氣流(方向箭頭17)引入爐室4內(nèi)，在上環(huán)狀卡圈7上面布置了一個沖刷氣環(huán)18，且其周向帶有朝向爐室4的氣體出口。沖刷氣環(huán)18由四個單獨的環(huán)形部分組成，一條從氣體入口19分支出來的次要管線20在每個部分處終止。下面將參照附圖3進一步描述關(guān)于沖刷氣環(huán)18的結(jié)構(gòu)和功能的細(xì)節(jié)。
為了熱屏蔽加熱管2，接觸管5，6被一個溫度可控的爐套21所圍繞，同時冷卻板29分塊擰緊在其外套部分上。冷卻液流經(jīng)冷卻板29，冷卻板29的冷卻回路彼此分離，這樣，爐套的局部可以具有不同的溫度。為了防止從爐室4內(nèi)帶走熱量，在冷卻板29和爐套21之間有一個間隙30，這樣，冷卻板29不會直接設(shè)置在爐套21上。
爐套21的中間具有一個通孔22，利用光波導(dǎo)器23經(jīng)該孔測量加熱管2的溫度。借助光波導(dǎo)器23將溫度測量信號傳送到一個測量裝置。這樣，該測量裝置可距離加熱管2很遠(yuǎn)，不需要保護該測量裝置的冷卻操作。
沖刷環(huán)18的次要管線20與石英玻璃圓柱體1之間的間隙用純石英毛26密封。
附圖2是上環(huán)狀卡圈7的俯視示意圖。環(huán)狀卡圈7由大致環(huán)形的銅盤構(gòu)成，其具有在外圓周部分上相對的兩個電極端子71，72(終端接頭)，加熱電流經(jīng)上述端子輸送到環(huán)狀卡圈7。電極端子71，72由一個接頭電源(圖中未示出)供電。環(huán)狀卡圈7帶有多個繞著圓周的部分徑向延伸的通孔73，且它們繞著中央軸線74(對應(yīng)于縱向軸線3)對稱地分布。通孔73在此形成在凸緣區(qū)域30中，且如此布置使得電極端子71，72供應(yīng)的加熱電流分成八個長度相同的流路，由定向箭頭75表示，從而被導(dǎo)向到內(nèi)孔77區(qū)域中的“最佳供應(yīng)點”76，帶有內(nèi)孔77的環(huán)狀卡圈7位于接觸管5上(見附圖1)。借助兩個電極端子71，72以及通孔73的分布和尺寸，如圖2所示加熱電流在環(huán)狀卡圈7中通過總共八個最佳供應(yīng)點76進行分配(“8點供應(yīng)”)。與僅帶有一個“最佳供應(yīng)點的”環(huán)狀卡圈的實施例相比，這樣可以在內(nèi)孔77區(qū)域中產(chǎn)生更均勻的電流密度，并且可以使接觸管5和加熱管2區(qū)域中的電流密度的水平分布更加均勻。
如附圖2所示，通過將上環(huán)狀卡圈7的電極端子71，72相對于下環(huán)狀卡圈8的電極端子78，79(見附圖1)偏移90度使接觸管2中電流密度分布更均勻。下環(huán)狀卡圈8也被為加熱電流“8點供應(yīng)”優(yōu)化，這樣，環(huán)狀卡圈7，8偏移的布置也使“最佳電源點”偏移90度，并且相對于中央軸線75旋轉(zhuǎn)對稱。這使得加熱管2中垂直電流密度均勻分配，這也有助于改善電流和溫度的均勻分布。
為了避免氧氣進入爐室4，在拉制過程中該爐室被充入氮氣。如圖3所示，為此采用了一個沖刷環(huán)18(圖1)。該沖刷環(huán)18由相互連接的銅管構(gòu)成，上述銅管形成了一個氣體噴嘴81，該噴嘴分成兩個分支階段82，83進入共四條次要管線20中。每條次要管線20均——借助于一個第三分支階段85——在中心處終止于帶有多個氣體出86的一個環(huán)狀部分89。環(huán)狀部分89的氣體出口85位于小于加熱管2內(nèi)徑的包絡(luò)圓上。氣體出口85共同構(gòu)成了截面大致是環(huán)形的氣體噴射裝置。來自氣體出口86的氮氣流經(jīng)過加熱管2從縱向軸線3的頂部流向底部。為了獲得盡可能均勻且分層的氮氣流，如果可能，氣體出口86處是同樣的氣壓。這通過使所有的次要管線20具有相同的長度和內(nèi)徑，并且在每個環(huán)狀部分89上第一分支階段82和開口87之間的距離對于所有次要管線20均相同來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種電阻爐，包括一個具有垂直的縱向軸線的管狀加熱元件，該元件包括由上側(cè)和下側(cè)確定的管殼表面，并且圍繞成一個爐室，且該元件至少被連接到兩個電源接線端，加熱電流通過該電源接線端在電源供應(yīng)點處被引入上述加熱元件中，其特征在于，所述電源接線端包括在上述上側(cè)區(qū)域(11)的一個環(huán)繞的上環(huán)狀卡圈(7)和在上述下側(cè)區(qū)域(12)的一個環(huán)繞的下環(huán)狀卡圈(8)。
2.如權(quán)利要求1所述的電阻爐，其特征在于，上述每個環(huán)狀卡圈(7，8)包括一個用來供應(yīng)加熱電流的電極端子(71)，并且從周向看，上述上環(huán)狀卡圈(7)的電極端子(71)相對于上述下環(huán)狀卡圈(8)的電極端子偏移。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電阻爐，其特征在于，上述每個環(huán)狀卡圈(7，8)至少帶有在周向繞著該環(huán)狀卡圈(7，8)均勻分布的兩個電極端子(71，72)。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，在上述環(huán)狀卡圈上形成低導(dǎo)電率區(qū)域(73)，以便將供應(yīng)的加熱電流至少分成四支，優(yōu)選地至少分成八支通向最佳電源點(76)的電流通路(77)，在上述加熱元件(2，5，6)的周圍均勻地分布。
5.如權(quán)利要求4所述的電阻爐，其特征在于，從周向看，上述上環(huán)狀卡圈(7)的電源供應(yīng)點(76)相對于上述下環(huán)狀卡圈(8)的電源供應(yīng)點偏移。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，上述環(huán)狀卡圈(7，8)包括一個與上述加熱元件(2，5，6)的錐形連接區(qū)域配合的連接圓錐。
7.如權(quán)利要求6所述的電阻爐，其特征在于，上述連接圓錐是一個內(nèi)圓錐，且上述加熱元件(2，5，6)的連接區(qū)域是一個外圓錐。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，上述環(huán)狀卡圈(7，8)帶有一個第一環(huán)繞冷卻通道(9)，該通道帶有一個第一冷卻液入口(27)。
9.如權(quán)利要求8所述的電阻爐，其特征在于，上述環(huán)狀卡圈(7，8)在與上述第一冷卻通道(9)相鄰且空間上與其相分離處帶有一個第二環(huán)繞冷卻通道(10)，該通道包括一個第二冷卻液入口(28)，從周向看，該第二入口(28)位于與上述第一入口(27)相對的上述環(huán)狀卡圈(7，8)側(cè)。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，上述環(huán)狀卡圈(7，8)由銅或銅合金制成。
11.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，上述加熱元件(2，5，6)包括一個小壁厚的加熱管(2)，其兩側(cè)通過至少一個在前側(cè)且壁厚更大的接觸管(5，6)延伸，每個環(huán)狀卡圈(7，8)位于上述接觸管(5，6)上。
12.如權(quán)利要求11所述的電阻爐，其特征在于，提供一個夾緊裝置，該裝置包括多個夾緊元件(13)，上述接觸管(5，6)、加熱管(2)和環(huán)狀卡圈(7，8)通過上述夾緊元件相對于彼此軸向夾緊。
13.如權(quán)利要求12所述的電阻爐，其特征在于，提供至少四個拉桿作為夾緊元件(13)，上述拉桿在加熱元件(2，5，6)的周向均勻分布。
14.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，提供一種氣體沖刷裝置，其包括在至少一個分支階段(82)，優(yōu)選地在至少三個分支階段(82，83，85)分支成多個等壓力損失的次要管線(20)的氣體入口(19)，該次要管線(20)終止在多個氣體出口(86)處，這些氣體出口在一個包絡(luò)圓上均勻分布并且朝向上述爐室(4)內(nèi)。
15.如權(quán)利要求13所述的電阻爐，其特征在于，上述氣體出口(86)形成在一個沖刷環(huán)(18)上，該沖刷環(huán)布置在上述上環(huán)狀卡圈(7)上并且至少由兩個，優(yōu)選地是四個單獨的環(huán)狀部分(89)組成，上述次要管線(20)每個均終止在環(huán)狀部分(89)之一處。
16.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，上述加熱元件(2，5，6)被一個溫度可控制的保護套(21)圍繞，該保護套的外壁具有可拆除地固定到其上的冷卻板(29)，在冷卻板內(nèi)流有冷卻液。
17.如前述任一權(quán)利要求所述的電阻爐，其特征在于，上述加熱元件(2，5，6)的內(nèi)部通過石英毛(26)與外部密封。
18.如權(quán)利要求17所述的電阻爐，其特征在于，上述石英毛(26)由合成制造的SiO2組成。
全文摘要
一種已知的電阻爐本身包括一個具有垂直地縱向軸線(3)的管狀加熱元件(2)，該元件包括由上側(cè)和下側(cè)限定的側(cè)表面，并且圍繞一個爐室，且該元件至少被連接到兩個電源接線端(至少通過兩個電氣連接被連接起來)，加熱電流通過該電氣接線端在電源供應(yīng)點處被引入上述加熱元件中。本發(fā)明的目的為了發(fā)展這種已知的電阻爐來獲得一種電阻爐，特別是一種高性能電阻爐，其特點在于制造和維修的花費低且具有高的操作可靠性，并且允許軸向和徑向均勻溫度分布設(shè)置在爐內(nèi)。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明電源接線端應(yīng)當(dāng)包括在上側(cè)區(qū)域(11)的一個環(huán)繞的上環(huán)狀卡圈(7)和在下側(cè)區(qū)域(12)的一個環(huán)繞的下環(huán)狀卡圈(8)。
文檔編號F27D99/00GK1618000SQ02827552
公開日2005年5月18日 申請日期2002年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月24日
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