一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，包括底座、圓筒狀的側壁和頂蓋，所述的底座由頂部的Ⅰ號底座屏蔽層、中部的Ⅱ號底座屏蔽層、下層的Ⅲ號底座屏蔽層堆疊而成，所述的側壁由內側的Ⅰ號側壁屏蔽層、中部的Ⅱ號側壁屏蔽層、外側的Ⅲ號側壁屏蔽層間距圍砌而成，所述的頂蓋由自下而上的Ⅰ號頂蓋屏蔽層、Ⅱ號頂蓋屏蔽層、Ⅰ號緩沖層、Ⅲ號頂蓋屏蔽層、Ⅱ號緩沖層通過碳碳螺栓固定而成，所述底座中形成熱電偶測溫孔，所述的頂蓋中形成紅外測溫孔。本實用新型的底座、側壁、頂蓋結構及材料在超高溫、高真空及電磁感應加熱環(huán)境中使用，有效的屏蔽了熱輻射，并且降低了環(huán)境中的污染，本實用新型結構較簡單，易加工維護。
【專利說明】
一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于一種熱屏蔽裝置，具體涉及一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置?！颈尘凹夹g】
[0002]在真空電磁感應加熱過程中，交變的電磁場直接對坩堝或物料進行加熱，設定加熱升溫速率，逐步升溫至所需的溫度。高溫環(huán)境下，被加熱物體會產生大量的熱輻射，輻射熱量大小與加熱溫度的四次方成正比。當加熱溫度為2300°C左右的超高溫時，若不進行熱屏蔽，熱輻射下的環(huán)境溫度很高，高溫環(huán)境對真空爐體及爐內其它設備帶來不利影響。而且由于熱輻射會產生巨大能量損耗，溫度難以維持。
[0003]當采用電磁感應加熱時，由于高溫下常用的鎢、鉭、鉬等金屬類屏蔽材料導電性能好，會導致直接對屏蔽材料自身感應加熱，無法起到熱屏蔽作用，而且影響物料的電磁感應加熱效果，故不能采用金屬類材料作為屏蔽材料。在以前的設計中，通常采用耐高溫的石墨氈作為屏蔽材料，但石墨氈在高于2000°C時，飽和蒸氣壓較高，較容易揮發(fā)，這會對熔煉或蒸發(fā)物料產生污染，故石墨氈應用于2000°C以下時較好。若要在更高的溫度下使用，為了抑制石墨氈的揮發(fā)，通常將真空度抽至帕量級后，通入氮氣、氬氣等氣體來抑制其揮發(fā)，顯然這不符合高真空的要求，而且會帶來其它方面的負面影響。如熔煉或蒸發(fā)物料的化學活性高，可能會與通入的氣體發(fā)生反應，生成其它物質，影響物料的純度;若應用方向是通過電磁感應加熱來蒸發(fā)物料，通入的氣體在抑制石墨毯揮發(fā)的同時，也會抑制物料的蒸發(fā)，影響實際應用效果。故石墨氈屏蔽層僅適用于對真空度要求不高或惰性氣氛條件下的高溫加熱，而無法滿足高真空條件下的電磁感應加熱。
[0004]因此，迫切需要設計一種能在高真空、2300°C左右的超高溫、電磁感應加熱環(huán)境中應用的熱屏蔽裝置。
【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型為解決現(xiàn)有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置。
[0006]本實用新型的技術方案是:一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，包括底座、圓筒狀的側壁和頂蓋，所述的底座由頂部的I號底座屏蔽層、中部的n號底座屏蔽層、下層的m號底座屏蔽層堆疊而成，所述的側壁由內側的I號側壁屏蔽層、中部的n號側壁屏蔽層、外側的m號側壁屏蔽層間距圍砌而成，所述的頂蓋由自下而上的I號頂蓋屏蔽層、n號頂蓋屏蔽層、I號緩沖層、m號頂蓋屏蔽層、n號緩沖層通過碳碳螺栓固定而成，所述底座中形成熱電偶測溫孔，所述的頂蓋中形成紅外測溫孔，所述的I號底座屏蔽層、I號側壁屏蔽層、I號頂蓋屏蔽層由氧化錯重質磚組成，所述的n號底座屏蔽層、n號側壁屏蔽層、n號頂蓋屏蔽層由氧化鋯空心球磚組成，所述的m號底座屏蔽層、m號側壁屏蔽層、m號頂蓋屏蔽層由氧化鋁空心球磚組成，所述的I號緩沖層、n號緩沖層由石墨氈組成，所述的底座上還設置有由氧化鋯重質磚組成的承重臺。
[0007]所述的I號側壁屏蔽層由瓦狀的氧化鋯重質磚圍砌成圓筒狀。
[0008]所述的I號側壁屏蔽層、n號側壁屏蔽層均設置在底座上，且I號側壁屏蔽層軸向高度小于n號側壁屏蔽層的軸向高度。
[0009]所述的I號頂蓋屏蔽層的直徑與I號側壁屏蔽層的外徑相一致。
[0010]本實用新型的底座、側壁、頂蓋結構及材料在超高溫、高真空及電磁感應加熱環(huán)境中使用，提高了裝置在電磁感應加熱中的使用性能，有效的屏蔽了熱輻射，并且降低了環(huán)境中的污染，本實用新型結構較簡單，易加工維護。【附圖說明】[0〇11]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0012]圖2是本實用新型在電磁感應加熱過程中真空度及溫度變化情況；
[0013]其中:
[0014]1底座2側壁[〇〇15]3頂蓋4I號底座屏蔽層
[0016]5n號底座屏蔽層6m號底座屏蔽層
[0017]7承重臺8I號側壁屏蔽層[〇〇18]9n號側壁屏蔽層1〇m號側壁屏蔽層[〇〇19]11I號頂蓋屏蔽層12n號頂蓋屏蔽層
[0020]13I號緩沖層14m號頂蓋屏蔽層
[0021]15 n號緩沖層16熱電偶測溫孔
[0022]17紅外測溫孔18碳碳螺栓?！揪唧w實施方式】
[0023]以下，參照附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明:
[0024]如圖1所示，一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，包括底座1、圓筒狀的側壁2和頂蓋3,所述的底座1由頂部的I號底座屏蔽層4、中部的n號底座屏蔽層5、下層的m號底座屏蔽層6堆疊而成，所述的側壁2由內側的I號側壁屏蔽層8、中部的II號側壁屏蔽層9、 外側的m號側壁屏蔽層10間距圍砌而成，所述的頂蓋3由自下而上的I號頂蓋屏蔽層11、n 號頂蓋屏蔽層12、I號緩沖層13、in號頂蓋屏蔽層14、n號緩沖層15通過碳碳螺栓18固定而成，所述底座1中形成熱電偶測溫孔16,所述的頂蓋3中形成紅外測溫孔17,所述的I號底座屏蔽層4、I號側壁屏蔽層8、I號頂蓋屏蔽層11由氧化錯重質磚組成，所述的n號底座屏蔽層 5、n號側壁屏蔽層9、n號頂蓋屏蔽層12由氧化鋯空心球磚組成，所述的m號底座屏蔽層6、 m號側壁屏蔽層1、m號頂蓋屏蔽層14由氧化鋁空心球磚組成，所述的I號緩沖層13、n號緩沖層15由石墨氈組成，所述的底座1上還設置有由氧化鋯重質磚組成的承重臺7。
[0025]所述的I號側壁屏蔽層8由瓦狀的氧化鋯重質磚圍砌成圓筒狀。
[0026]所述的n號側壁屏蔽層9由瓦狀的氧化鋯空心球磚圍砌成圓筒狀。
[0027]所述的m號側壁屏蔽層10由瓦狀的氧化鋁空心球磚圍砌成圓筒狀。
[0028]所述的I號側壁屏蔽層8、n號側壁屏蔽層9之間，n號側壁屏蔽層9、m號側壁屏蔽層10之間的間隙量為5?1 Omm。
[0029]所述的I號底座屏蔽層4、n號底座屏蔽層5、I號側壁屏蔽層8、n號側壁屏蔽層9、 m號側壁屏蔽層10、I號頂蓋屏蔽層11、n號頂蓋屏蔽層12、m號頂蓋屏蔽層14的厚度均為 20mm，所述的m號底座屏蔽層6的厚度為40mm。
[0030]所述的I號側壁屏蔽層8、II號側壁屏蔽層9均設置在底座1上，且I號側壁屏蔽層8 軸向高度小于n號側壁屏蔽層9的軸向高度。從而能夠為I號頂蓋屏蔽層11預留安裝空間。
[0031]所述的I號頂蓋屏蔽層11的直徑與I號側壁屏蔽層8的外徑相一致。
[0032]熱電偶測溫孔16中設置的熱電偶可以直接測量裝置的溫度。
[0033]紅外測溫孔17中的紅外探頭可以對裝置進行非接觸式的紅外測溫。[〇〇34] 如圖2所示，加熱過程中控制升溫速率為10?15°C/min，當升溫至2300°C時，恒溫1 小時，然后停止加熱，隨爐冷卻。當溫度為室溫?1450°C時，采用熱電偶測溫，當溫度高于 1450°C時，采用比色紅外測溫儀進行測溫，圖2中實線部分為溫度測量結果。加熱過程中同時對真空度進行監(jiān)測，圖2中虛線部分為真空度監(jiān)測結果。本裝置在2300°C超高溫及高真空條件下，電磁感應加熱應用效果良好。
[0035]本實用新型的底座、側壁、頂蓋結構及材料在超高溫、高真空及電磁感應加熱環(huán)境中使用，提高了裝置在電磁感應加熱中的使用性能，有效的屏蔽了熱輻射，并且降低了環(huán)境中的污染，本實用新型結構較簡單，易加工維護。
【主權項】
1.一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，包括底座(1)、圓筒狀的側壁(2)和頂 蓋(3)，其特征在于:所述的底座(1)由頂部的I號底座屏蔽層(4)、中部的n號底座屏蔽層 (5)、下層的m號底座屏蔽層(6)堆疊而成，所述的側壁(2)由內側的I號側壁屏蔽層(8)、中 部的n號側壁屏蔽層(9)、外側的m號側壁屏蔽層(10)間距圍砌而成，所述的頂蓋(3)由自 下而上的I號頂蓋屏蔽層(11)、n號頂蓋屏蔽層(12)、I號緩沖層(13)、m號頂蓋屏蔽層 (14)、n號緩沖層(15)通過碳碳螺栓(18)固定而成，所述底座(1)中形成熱電偶測溫孔 (16)，所述的頂蓋(3)中形成紅外測溫孔(17)，所述的I號底座屏蔽層(4)、1號側壁屏蔽層 (8)、i號頂蓋屏蔽層(11)由氧化錯重質磚組成，所述的n號底座屏蔽層(5)、n號側壁屏蔽 層(9)、n號頂蓋屏蔽層(12)由氧化鋯空心球磚組成，所述的m號底座屏蔽層(6)、m號側壁 屏蔽層(1)、m號頂蓋屏蔽層(14)由氧化鋁空心球磚組成，所述的I號緩沖層(13)、n號緩 沖層(15)由石墨氈組成，所述的底座(1)上還設置有由氧化鋯重質磚組成的承重臺(7)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，其特征在于:所 述的I號側壁屏蔽層(8)由瓦狀的氧化錯重質磚圍砌成圓筒狀。3.根據(jù)權利要求1所述的一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，其特征在于:所 述的I號側壁屏蔽層(8)、n號側壁屏蔽層(9)均設置在底座(1)上，且I號側壁屏蔽層(8)軸 向高度小于n號側壁屏蔽層(9)的軸向高度。4.根據(jù)權利要求1所述的一種真空電磁感應加熱用超高溫熱屏蔽裝置，其特征在于:所 述的I號頂蓋屏蔽層(11)的直徑與I號側壁屏蔽層(8)的外徑相一致。
【文檔編號】H05B6/02GK205648045SQ201620287707
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月8日
【發(fā)明人】羅立平, 張赫, 劉歡
【申請人】核工業(yè)理化工程研究院