一种耐腐蚀高温加热装置

技术领域

本发明属于物料加工技术领域，具体是一种耐腐蚀高温加热装置。

背景技术

加热炉是将物料或工件加热到轧制成锻造温度的设备，加热炉广泛的应用于冶金、机械等诸多行业领域。在加热某些物料时，可能会产生一些腐蚀气体(如氯气)，而目前各厂商使用的加热炉普遍存在着无法防腐蚀，加热不均匀，无法长时间保温的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐蚀高温加热装置，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提供一种耐腐蚀高温加热装置，包括：加热环，所述加热环内设有至少两个空心圆台，所述加热环和若干所述空心圆台内均设有加热装置，所述加热环的内表面设置有碳化硅涂层，所述空心圆台的内表面和外表面均涂覆有碳化硅涂层，所述碳化硅涂层上还设有氮化硼涂层，所述加热环的外表面涂覆有热障涂层；

所述加热环下方设有至少三个支撑块，所述支撑块下方设有隔热板，所述隔热板下方设有至少三个液压缸；

还包括控制箱，所述控制箱控制所述液压缸的输出长度。

根据本发明的一个实例性的实施例，所述加热环为高温合金加热环，由于高温合金的熔点较高，因此使得加热环能够承受较高的温度；高温合金的导热性较好，使得加热环的导热效率高，能源消耗较小。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述加热环的顶面设有出气口，所述出气口上设有排气管，所述排气管末端设有排气扇，方便将加热时产生的气体排出加热环，以及能够避免因热胀冷缩带来的爆炸等问题，还能够避免碳化硅涂层在高温下和氧气发生反应，生成二氧化硅和二氧化碳，从而使涂层失去原有的作用，导致该装置的加热效率降低。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述加热环的顶面设有进料口，所述加热环的底面设有出料口，所述进料口和所述出料口之间设有挡板，方便进料和出渣同时进行，使得对粉状物料的加热效率较高；挡板能够使物料按照设定的方向进行运动，使最终的物料加热均匀性更好。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述空心圆台的小径台面朝向所述挡板靠近所述出料口的一侧，所述空心圆台的大径台面朝向所述挡板靠近所述进料口的一侧，使物料的运动方向为从空心圆台的大径台面至空心圆台的小径台面，流动更顺畅，且物料从空心圆台的大径台面进入，再从空心圆台的小径台面出去使得物料的加热均匀性更好。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述支撑块为铬支撑块，铬的导热性较差，使从加热环传递到支撑块的热量较少，从而减少热量对液压缸的影响。

根据本发明的另一个实例性的实施例，若干所述支撑块连接有隔热梁，使得加热环的热量不易穿过隔热梁，减少热量对液压缸的影响。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述隔热梁为陶瓷隔热梁，陶瓷的导热性较差，使从加热环传递到隔热梁的热量较少，从而减少热量对基座以及控制箱的影响。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述隔热梁外设有岩棉，岩棉的燃点较高，能够提高安全性；另外岩棉能够对隔热梁进行保温，减少隔热梁中的热量散发至外界，从而减少隔热梁中的热量对基座以及控制箱的影响；且能够在一定程度上阻止靠近加热环一侧的热量穿过隔热梁，从而减少靠近加热环一侧的热量对基座以及控制箱的影响。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述碳化硅涂层的厚度为7μm～35μm，过薄会导致加工难度较大以及防腐效果较差，从而导致设备使用寿命较短；过厚会使得导热效果较差以及成本较高。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述热障涂层的厚度为10μm～20μm，过薄会导致加工难度较大以及保温效果较差；过厚会导致成本较高。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述氮化硼涂层的厚度为5μm～15μm，过薄会导致加工难度较大以及保温效果较差；过厚会导致成本较高。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述高温合金为镍基高温合金。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述加热环的加热温度为300℃～1000℃。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述加热环的加热温度为600℃～1000℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过加热环和空心圆台内的加热装置对物料进行加热，使得加热的均匀性较好。

2、加热环的内表面涂覆有碳化硅涂层，空心圆台的内表面和外表面均涂覆有碳化硅涂层，碳化硅涂层上还设有氮化硼涂层，碳化硅的化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，能够防腐蚀的同时使得加热时的损耗较少、使用寿命较长；氮化硼具有抗化学侵蚀性质，氧化温度较高，能够保护内层的碳化硅和加热环不被腐蚀，且导热性较好，使得加热时的损耗较少。

3、加热环的外表面涂覆有热障涂层，能够防止加热环高温腐蚀，由于热障涂层的导热系数较小，因此还能够对加热环内部进行保温。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种耐腐蚀高温加热装置的结构示意图；

图2为一种耐腐蚀高温加热装置的正视结构示意图；

图3为一种耐腐蚀高温加热装置的俯视结构示意图；

图4为空心圆台在加热环内的结构示意图；

图5为加热环壁面上的涂层示意图；

图6为空心圆台上的涂层示意图。

图中：1、加热环；11、进料口；12、出料口；13、出气口；14、空心圆台；15、挡板；2、支撑块；3、隔热板；4、液压缸；41、第一液压缸；42、第二液压缸；43、第三液压缸；44、第四液压缸；5、隔热梁；6、基座。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的一个总体技术构思，请参阅图1～图4，一种耐腐蚀高温加热装置，包括：加热环1，加热环1内设有至少两个空心圆台14，加热环1和若干空心圆台14内均设有加热装置，加热环1的内表面设置有碳化硅涂层，空心圆台14的内表面和外表面均涂覆有碳化硅涂层，碳化硅涂层上还设有氮化硼涂层，加热环1的外表面涂覆有热障涂层；

加热环1下方设有至少三个支撑块2，支撑块2下方设有隔热板3，隔热板3下方设有至少三个液压缸4；

还包括控制箱，控制箱控制液压缸4的输出长度。

在一个实施例中，请参阅图1～图4，将进料口11和储料箱的出口连接，再将出料口12和储存箱的入口连接，通过控制箱控制各个液压缸4在不同时间的输出长度，使物料能够以一定的速度从进料口11运动至出料口12，且物料在运动过程中使得混合均匀，物料和加热环1和空心圆台14接触均匀，使得物料的加热均一性较好。

本实施例中，碳化硅涂层为采用物理或化学气相沉积、喷涂等方法制备，例如离子溅射、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)等方法。

本实施例中，热障涂层为采用物理或化学气相沉积、喷涂等方法制备，例如离子溅射、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)等方法。

本实施例中，控制箱控制各个液压缸4在不同时间的输出长度具体操作为：在第一阶段时，第一液压缸41的输出长度为零，第二液压缸42和第四液压缸44的输出长度为输出最长距离的一半，第三液压缸43的输出长度为输出最长距离；在第二阶段时，第一液压缸41和第三液压缸43的输出长度为输出最长距离的一半，第二液压缸42的输出长度为零，第四液压缸44的输出长度为输出最长距离；在第三阶段时，第一液压缸41的输出长度为输出最长距离，第二液压缸42和第四液压缸44的输出长度为输出最长距离的一半，第三液压缸43的输出长度为零；在第四阶段时，第一液压缸41和第三液压缸43的输出长度为输出最长距离的一半，第二液压缸42的输出长度为输出最长距离，第四液压缸44的输出长度为零；在第五阶段时，和第一阶段时的状态相同，之后以此循环。每一个阶段的时长可以是一秒，也可以是十秒，该时长可根据实际情况调节。

本实施例中，液压缸4的输出最长距离为液压缸4能够输出的最长距离。

本实施例中，空心圆台14可以是壁面等厚圆台，也可以是壁面不等厚圆台。

本实施例中，在对物料加热时，物料占加热环1内空心体积的40％～80％，使得混合较好，加热较好。

本实施例中，储料箱内装有需要加热的物料。

本实施例中，基座6使装置离地较高，防止装置潮湿，延长装置的使用寿命。

本实施例中，加热环1为高温合金加热环，由于高温合金的熔点较高，因此使得加热环1能够承受较高的温度；高温合金的导热性较好，使得加热环1的加热效率高，能源消耗较小。

本实施例中，高温合金加热环为镍基高温合金加热环，具体为镍基超合金加热环。

本实施例中，加热环1的外表面镀有一层铬，铬的熔点较高，能够提高安全性；另外铬的导热性较差，能够减少加热环1内的热量散失，从而减少能源消耗；铬的导热性较差，还能够减少加热环1中的热量对基座6以及控制箱的影响。

本实施例中，加热环1的顶面设有出气口13，出气口13上设有排气管，排气管末端设有排气扇，方便将加热时产生的气体排出加热环，以及能够避免因热胀冷缩带来的爆炸等问题，还能够避免碳化硅涂层在高温下和氧气发生反应，生成二氧化硅和二氧化碳，从而使涂层失去原有的作用，导致该装置的加热效率降低。。

本实施例中，排气管为耐高温的金属或合金制成，例如高温合金。

本实施例中，排气管的长度根据实际情况而定，一般为0.1m～5m。

本实施例中，排气管外设有冷却装置。

本实施例中，排气扇为耐高温排气扇，例如山东沃斯克空调设备有限公司生产的型号为HTF排气扇。

本实施例中，碳化硅涂层的厚度为15μm。

本实施例中，热障涂层的厚度为12μm。

本实施例中，氮化硼涂层的厚度为10μm。

本实施例中，加热环1的内表面的碳化硅涂层、空心圆台14的内表面和外表面上的碳化硅涂层均相同。

本实施例中，加热环1的内径为0.3m～1m。

本实施例中，加热环1的外径为0.5m～2m。

本实施例中，加热环1的截面内径为0.2m～1m。

本实施例中，加热环1的顶面设有进料口11，加热环1的底面设有出料口12，进料口11和出料口12之间设有挡板15，方便进料和出渣同时进行，使得对粉状物料的加热效率较高；挡板15能够使物料按照设定的方向进行运动，使最终的物料加热均匀性更好。

本实施例中，空心圆台14的小径台面朝向挡板15靠近出料口12的一侧，空心圆台14的大径台面朝向挡板15靠近进料口11的一侧，使物料的运动方向为从空心圆台14的大径台面至空心圆台14的小径台面，流动更顺畅，且物料从空心圆台14的大径台面进入，再从空心圆台14的小径台面出去使得物料的加热均匀性更好。

本实施例中，支撑块2为铬支撑块，铬的导热性较差，使从加热环1传递到支撑块2的热量较少，从而减少热量对基座6以及控制箱的影响。

本实施例中，支撑块2连接有隔热梁5，使得加热环1的热量不易穿过隔热梁5，减少热量对液压缸4的影响。

本实施例中，隔热梁5为陶瓷隔热梁，陶瓷的导热性较差，使从加热环1传递到隔热梁5的热量较少，从而减少热量对基座6以及控制箱的影响。

本实施例中，控制箱设置在基座6内，节省空间。

本实施例中，隔热板3为陶瓷隔热板，陶瓷的导热性较差，使从加热环1传递到隔热板3的热量较少，从而减少热量对基座6以及控制箱的影响。

本实施例中，陶瓷可以是氧化锆陶瓷，也可以是氧化铝陶瓷。

本实施例中，隔热梁5外设有岩棉，岩棉的燃点较高，能够提高安全性；另外岩棉能够对隔热梁5进行保温，减少隔热梁5中的热量散发至外界，从而减少隔热梁5中的热量对基座6以及控制箱的影响；且能够在一定程度上阻止靠近加热环1一侧的热量穿过隔热梁5，从而减少靠近加热环1一侧的热量对基座6以及控制箱的影响。

本实施例中，加热环1和空心圆台14内的加热装置为电加热，即在加热环1和空心圆台14内布置加热丝等方式加热。电加热存在热效率高的优点，与其它能源相比，煤的热效率约为12～20％，液体燃料的热效率约为20～40％，气体燃料的热效率约为50～60％，蒸汽热效率约为45～60％，而电能热效率约为50～95％；电加热存在升温快的优点，电加热可以在级小范围内集中产生大量热能，能够快速的达到预定温度；电加热存在加热温度高的优点，某些场合下可以达到几千摄氏度的高温，适用的场合广；电加热存在可控性强的优点，易于实现自动控温和远程温度的调节；电加热存在不需要环境气氛条件的优点，电加热加热时不需要借助于氧气，因此被加热物不易氧化；电加热相比其他加热方式而言不污染环境，加热产生的残余物和烟灰少，同时能保持被加热体清洁卫生；电加热存在热惯性小，升温均匀，可以实现整体或局部加热，温度控制精度高的优点。

本实施例中，加热环1的加热温度为1000℃。

本实施例中，支撑块2和加热环1的接触面为弧形，使得支撑块2和加热环1的接触面积更大，进而使得加热环1更稳定。

本实施例中，支撑块2和加热环1的弧形接触面的半径和加热环1截面的外径相等，进一步使得支撑块2和加热环1的接触面积更大，使得加热环1更稳定。

本实施例中，隔热梁5和加热环1平行，隔热梁5绕加热环1的重心均匀分布，使得隔热梁5对加热环1的支撑较为平衡，使得加热环1稳定性较好。

本实施例中，隔热梁5的形状类似于船舵。

本实施例中，隔热梁5上盖有隔热材料，使得隔热梁5的隔热效果较好。

本实施例中，隔热梁5的截面为圆形，使得隔热梁5的抗折断的能力比较强，从而使得隔热梁5的使用寿命较长。

本实施例中，出气口13上设有过滤装置，使得排出的气体更环保。

本实施例中，空心圆台14的数量为11个。

本实施例中，支撑块2的数量为12个。

本实施例中，图5中a为热障涂层；b为加热环1的壁面；c为碳化硅涂层；d为氮化硼涂层。

本实施例中，图6中e为空心圆台14的壁面。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。