專利名稱：一種高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高效節(jié)能、綠色環(huán)保的高溫箱式電爐，適用于陶瓷、玻璃等無機非 金屬材料的燒成，以及金屬材料的高溫?zé)崽幚淼取?br> 背景技術(shù)：
工業(yè)及科研用高溫箱式電爐一般是指工作溫度為100(Γ2000 的間歇式 電爐，是廣泛用于陶瓷、玻璃、粉末冶金、化工、機械、能源等眾多領(lǐng)域的重要實驗和生產(chǎn)設(shè) 備。高溫箱式電爐是以電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量為熱源來加熱工件，主要由爐體、發(fā)熱 體、測控溫系統(tǒng)幾大部分組成，其爐體一般則是由爐膛、隔熱層和金屬外殼構(gòu)成。現(xiàn)有的高溫箱式電爐按爐體結(jié)構(gòu)和材料可分為兩大類。一類是由普通高溫耐火 材料制成的電爐，其特點是爐膛由重質(zhì)的高溫耐火材料制成，如高鋁耐火材料、剛玉或剛 玉-莫來石質(zhì)耐火材料，以及氧化鋁或氧化鋯空心球耐火材料等；其隔熱層大多采用輕質(zhì) 耐火材料，如多孔的高鋁輕質(zhì)磚或輕質(zhì)粘土磚等。此類普通高溫箱式電爐的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡 單、使用溫度高(最高可達 1800°C)、制造成本較低，但其最大的缺點在于材料熱容大且 爐體較厚，故蓄熱量很高；導(dǎo)熱系數(shù)高，因而隔熱性能不夠理想。由于蓄熱及散熱的損失，導(dǎo) 致燒成過程的能耗很高，并且升降溫速度緩慢，無法滿足實驗或生產(chǎn)對快速升降溫的工藝 要求。另一類高溫箱式電爐是近年來出現(xiàn)的全耐火纖維爐，其爐體全部由耐火纖維材料 制成的。這種電爐的結(jié)構(gòu)通常是由耐火度高的高溫耐火纖維材料制成整體式爐膛，由耐火 度相對較低的耐火纖維材料作為隔熱層。這種全耐火纖維爐由于隔熱效果好、蓄熱量小，因 而具有很好的節(jié)能效果和良好的升降溫操控性。但全耐火纖維爐也存在以下一些突出的缺 點首先，耐火纖維的粉塵被人吸入后會對呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害，并有可能致癌。當(dāng)其在高溫 下長期使用后會逐漸失去彈性，從而斷裂粉化，產(chǎn)生纖維粉塵。其次，目前耐火纖維的耐火 度較傳統(tǒng)的非纖維類耐火材料仍然有很大差距，其最高使用溫度一般限于1500°C以下，造 價極其昂貴的超高溫耐火纖維(如高純氧化鋁、氧化鋯纖維)一般也不超過1700°C，無法滿 足生產(chǎn)及實驗的廣泛需求。此外，全耐火纖維高溫箱式電爐的另一缺點是爐膛強度很低，容 易在使用中被匣缽、坩堝和火鉗等刮傷和磨損；其纖維質(zhì)的爐膛較一般重質(zhì)耐火材料的爐 膛更容易吸附被燒物揮發(fā)出的物質(zhì)，導(dǎo)致高溫融蝕，其壽命因此會大幅縮短。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有的普通高溫箱式電爐和全耐火纖維高溫箱式電爐的上述缺點和問題， 本發(fā)明提供了一種高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其技術(shù)特征是采用非纖維耐火材 料薄壁爐膛和耐火纖維隔熱層的復(fù)合爐體結(jié)構(gòu)，最大限度利用兩種材料的各自優(yōu)勢，達到 既可大幅降低能耗、實現(xiàn)快速升降溫，又可避免耐火纖維對人體的傷害，并解決全纖維電爐 使用溫度低、易損傷、易融蝕等問題。該發(fā)明的關(guān)鍵在于設(shè)計最優(yōu)的非纖維耐火材料薄壁爐 膛的厚度，即在保證使用性能和制備工藝的條件下，最大限度的降低非纖維耐火材料爐膛壁的厚度。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，它由耐火材料爐膛及其發(fā)熱體和耐 火纖維隔熱層組成，所述耐火材料爐膛為非纖維耐火材料薄壁爐膛，耐火纖維隔熱層采用 耐火纖維材料；非纖維耐火材料薄壁爐膛的厚度與耐火纖維隔熱層的厚度比值在1 :4 1 20。所述耐火材料爐膛內(nèi)設(shè)有發(fā)熱體；所述發(fā)熱體為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒。所述發(fā)熱體為U型或棒狀電加熱體或金屬電熱絲。所述復(fù)合型高溫箱式電爐還包括測溫?zé)犭娕?，測溫?zé)犭娕荚O(shè)置在耐火材料爐膛 內(nèi)。所述耐火材料爐膛的材質(zhì)為氧化鋁、氧化鋯空心球耐火材質(zhì)或剛玉-莫來石質(zhì)耐 火材質(zhì)；所述耐火纖維隔熱層的材質(zhì)為無機耐火纖維材質(zhì)。所述耐火材料爐膛為組裝式結(jié)構(gòu)或整體式結(jié)構(gòu)。所述耐火材料爐膛為組裝式結(jié)構(gòu)，耐火材料爐膛各部分間通過高溫粘結(jié)劑進行組裝。所述非纖維耐火材料薄壁爐膛的厚度與耐火纖維隔熱層的厚度比值在1 :8 1 12。所述耐火材料爐膛外壁設(shè)有隔離加強筋。所述復(fù)合型高溫箱式電爐還包括爐門，耐火材料爐膛設(shè)有爐門框架，爐門設(shè)置在 爐門框架內(nèi)。本發(fā)明的節(jié)能高溫箱式電爐的有益效果是
1、本發(fā)明的高溫箱式電爐的能耗僅為普通高溫箱式電爐的20%，減少能耗高達80%。2、本發(fā)明解決了耐火纖維爐膛不能應(yīng)用于高溫、粉化后產(chǎn)生有害纖維粉塵的問 題，本發(fā)明在爐體的工作面上沒有耐火纖維裸露，克服了耐火纖維的粉塵被人吸入后會對 人產(chǎn)生危害的問題。3、本發(fā)明的高溫箱式電爐的最高工作溫度可達到1900°C，比一般全耐火纖維電爐 的最高工作溫度高200°C -300°C ；
4、本發(fā)明采用薄壁爐膛，熱容小，解決了厚壁爐膛電爐蓄熱損耗高導(dǎo)致設(shè)備能耗大、升 降溫速度慢的問題，本發(fā)明的非纖維耐火材料爐膛可同時滿足耐火度和強度要求；
5、本發(fā)明的耐火材料爐膛各部分采用無機高溫粘結(jié)劑組裝，可降低爐膛的制造難度， 大幅縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品合格率，降低成本。6、本發(fā)明的耐火材料爐膛外壁設(shè)置多條加強筋，可進一步加固支撐爐膛，減省材 料，加強筋產(chǎn)生間隙，利用其產(chǎn)生的空腔，可在耐火材料爐膛和耐火纖維隔熱層之間產(chǎn)生空 氣隔熱層，加強隔熱效果。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)分解示意圖。
圖中，1為耐火材料爐膛，2為耐火纖維隔熱層，3為發(fā)熱體，4為爐門，5為隔離加強 筋，6為爐門框架。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述
一種節(jié)能高溫箱式電爐，它包括為耐火材料爐膛1和耐火纖維隔熱層2，所述耐火 材料爐膛1置于耐火纖維隔熱層2內(nèi)。耐火材料爐膛1內(nèi)設(shè)有發(fā)熱體3 ；所述發(fā)熱體3為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒。發(fā)熱體3為U型或棒狀電加熱體或螺旋形電熱絲。
節(jié)能高溫箱式電爐還包括測溫?zé)犭娕?，測溫?zé)犭娕荚O(shè)置在耐火材料爐膛1內(nèi)。耐火材料爐膛1的材質(zhì)為非纖維耐火材料。耐火材料爐膛(1)的材質(zhì)可以為氧化 鋁、氧化鋯空心球耐火材質(zhì)或剛玉一莫來石質(zhì)耐火材料；所述耐火纖維隔熱層2的材質(zhì)為 耐火纖維。耐火纖維隔熱層2的材質(zhì)可以為氧化鋁、硅酸鋁、莫來石耐火纖維。耐火材料爐膛1為組裝式結(jié)構(gòu)或整體式結(jié)構(gòu)。耐火材料爐膛1為組裝式結(jié)構(gòu)，耐火材料爐膛1各部分間通過無機高溫粘結(jié)劑進
行組裝。耐火材料爐膛1的壁厚與耐火纖維隔熱層厚度比值在1 :4 1 :20之間，優(yōu)選為 1 :8 1 :12。也可以為1 :6或者1 :10或者1 :16。非纖維耐火材料爐膛1外壁設(shè)有隔離加強筋5。節(jié)能高溫箱式電爐還包括爐門4，耐火材料爐膛1設(shè)有爐門框架6，爐門4設(shè)置在 爐門框架6內(nèi)。上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu) 思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本發(fā) 明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技 術(shù)內(nèi)容已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，它由耐火材料爐膛(1)及其發(fā)熱體(3) 和耐火纖維隔熱層(2)組成，其特征在于所述耐火材料爐膛(1)為非纖維耐火材料薄壁爐 膛，耐火纖維隔熱層(2)采用耐火纖維材料；非纖維耐火材料薄壁爐膛的厚度與耐火纖維 隔熱層(2)的厚度比值在1 :4 1 :20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述耐火 材料爐膛(1)內(nèi)設(shè)有發(fā)熱體(3)；所述發(fā)熱體(3)為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述發(fā)熱 體(3 )為U型或棒狀電加熱體或金屬電熱絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述復(fù)合 型高溫箱式電爐還包括測溫?zé)犭娕?，測溫?zé)犭娕荚O(shè)置在耐火材料爐膛(1)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述耐火 材料爐膛(1)的材質(zhì)為氧化鋁、氧化鋯空心球耐火材質(zhì)或剛玉-莫來石質(zhì)耐火材質(zhì)；所述耐 火纖維隔熱層(2)的材質(zhì)為無機耐火纖維材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述耐火 材料爐膛(1)為組裝式結(jié)構(gòu)或整體式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述耐火 材料爐膛(1)為組裝式結(jié)構(gòu)，耐火材料爐膛(1)各部分間通過高溫粘結(jié)劑進行組裝。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述非纖 維耐火材料薄壁爐膛的厚度與耐火纖維隔熱層(2)的厚度比值在1 :8 1 :12。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述耐火 材料爐膛(1)外壁設(shè)有隔離加強筋(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征在于所述復(fù) 合型高溫箱式電爐還包括爐門(4)，耐火材料爐膛(1)設(shè)有爐門框架(6)，爐門(4)設(shè)置在爐 門框架(6)內(nèi)。
全文摘要
一種高效節(jié)能環(huán)保的復(fù)合型高溫箱式電爐，其特征是它包括為耐火材料爐膛(1)和耐火纖維隔熱層(2)，所述耐火材料爐膛(1)置于耐火纖維隔熱層(2)內(nèi)。所述耐火材料爐膛(1)內(nèi)設(shè)有發(fā)熱體(3)；所述發(fā)熱體(3)為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒。本發(fā)明采用薄壁爐膛，熱容小，解決了厚壁爐膛電爐蓄熱損耗高導(dǎo)致設(shè)備能耗高、升降溫速度慢的問題，本發(fā)明的耐火材料爐膛可同時滿足耐火度和強度要求；本發(fā)明采用氧化鋁、氧化鋯空心球耐火材料，剛玉-莫來石質(zhì)耐火材料等，解決了耐火纖維爐膛不能應(yīng)用于高溫、粉化后產(chǎn)生有害纖維粉塵的問題，本發(fā)明在爐體的工作面上沒有耐火纖維裸露。
文檔編號F27D1/00GK102121791SQ20111005120
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者耿龍興, 郭露村 申請人:南京維能窯爐科技有限公司