[发明专利]具有优异隔热功能的高温炉及其炉盖

说明书

技术领域

本发明涉及金属制备技术领域，尤其涉及一种采用金属氯化物，特别是Ti、Zr、Hf、V、W、Cr、Ta的氯化物为原料，使用熔盐电解法生产金属的具有优异隔热功能的高温炉及其炉盖。

背景技术

使用电沉积技术提炼出金属和非金属是一个较为常见的材料提炼技术，以往都偏好于使用水溶液电沉积，但水溶液电沉积最大的局限性就是水溶液电解质的电化学窗口较小，只有少数金属可从水溶液中电沉积出来，例如：Mn、Ni、Zn等。但是铝、镁、锂、稀土、难熔金属钛、钒、钼以及一些非金属的生产，采用水溶液电沉积无法有效提取，工业上一般采用熔盐电解法进行提取。熔盐电解反应一般要求反应锅（或反应炉）有封盖，便于提供稳定的环境以及收取电解反应产生的气体。

专利申请公布号为CN103014762A的专利中提出了一种熔盐电解法生产金属的装置，该装置主要特征在于其结构包括：电解反应锅，间隙居中位于电解反应锅内的隔离筒，居中位于隔离筒内的电解阴极，穿过电解反应锅顶盖、出料口位于电解反应锅中的进料通管。该装置采用金属氯化物，特别是Ti、Zr、Hf、V、W、Cr、Ta的氯化物为原料，用熔盐电解法直接生产出金属。这种熔盐电解法生产金属的装置，随着电解反应锅升温以及保温的进行，加热炉所产生的热量不断向电解反应锅顶盖散发，需要不断进行加热保证电解反应的进行，热量不断散发无疑会增加能耗，提高生产成本，而且炉盖上层表面温度过高，不利于日常的操作维护，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中，熔盐电解法生产金属的装置对于炉盖的设计存在缺陷，导致加热炉产生的热量通过炉盖散发出去，增加了生产能耗，炉盖也因此温度过高，日常维护时存在一定的安全隐患，本发明提供了一种具有优异隔热功能的高温炉及其炉盖，对炉盖结构进行了改进，尽量减少热量的散发来解决上述问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种炉盖，包括隔热体和用于与所述炉体固定连接的连接件，所述隔热体与连接件固定连接所述隔热体包括筒形内层和筒形外层，所述筒形外层与筒形内层之间还具有若干层锥形隔热屏，所述锥形隔热屏的上端与筒形内层固定，下端与筒形外层固定，所述锥形隔热屏对加热炉中产生的热辐射不断的进行发射，令热辐射难以通过隔热体散发至炉盖，锥形的结构有利于增大热反射面积，增强隔热效果，多层锥形隔热屏形成多道屏障，层与层之间形成空气隔热层，切断热量的传播，隔热效果极佳。

所述筒形外层与每层所述锥形隔热屏的连接处开设有若干个气孔，所述若干个气孔沿筒形外层周向均匀分布，所述气孔不仅有利于热空气的循环，而且使锥形隔热屏内部的杂物被及时清理，防止杂物的堆积对隔热效果的影响。

为了进一步强化隔热效果，所述锥形隔热屏的厚度为1.8～2.2mm，所述锥形隔热屏的母线与高成角40°～50°，所述锥形隔热屏设置上述的倾角角度有利于增大热反射面的最大面积，所述若干层锥形隔热屏沿筒形内层的轴向均匀排列。

将所述炉盖与加热炉的连接方式具体化，选择一种既方便实施又保证连接可靠性较高的结构，所述连接件为平法兰，所述筒形内层的上端和筒形外层的上端均与平法兰焊合固定。

作为优选，所述筒形外层、筒形内层和锥形隔热屏的材料为不锈钢，但不仅限于不锈钢，凡是具有与不锈钢同样的耐高温，在熔融电解质所处的温度下不易变形；耐盐腐蚀，在熔盐环境下，不易被腐蚀；延展性较好，能加工成薄层；经济价格较低，利于控制成本，适于投入生产等性质的材料均可以用于制造筒形外层、筒形内层和锥形隔热屏。

一种设置有上述炉盖的具有优异隔热功能的高温炉，用于通过电解法生产金属，包括电解反应锅和用于对电解反应锅加热的加热炉，所述电解反应锅包括具有上端敞口的筒形锅体，所述炉盖盖设在所述上端敞口上，其特征在于：所述连接件与电解反应炉固定连接，所述连接件开设有通孔，所述隔热体从上端敞口伸入到所述电解反应炉中，所述筒形内层与所述通孔连通提供进料管从外部进入到筒形锅体内的通道，所述筒形外层的外径小于筒形锅体的内径。

所述筒形外层的外径略小于筒形锅体的内径，这样设计的目的是在不妨碍到隔热体伸入筒形锅体中的同时，尽量减少筒形外层与筒形锅体之间的孔隙，最大程度的减少热量的散失。

具体的，所述连接件为平法兰，所述通孔居中开设在平法兰上，所述筒形内层的上端和筒形外层的上端均与平法兰焊合固定，所述筒形内层的内径与所述通孔的内径相等。

具体的，所述筒形外层、筒形内层和锥形隔热屏的材料为不锈钢。