[实用新型]一种加热元件由密渐疏的梯温炉

说明书

技术领域

本公开涉及一种水平电加热高温炉，使用硅钼棒作为加热元件，其温度场为渐变温度分布，存在100-300℃的温度差，该加热炉为高温梯温炉，可用于玻璃液相线(析晶上限温度)温度和材料烧结反应温度测量。

背景技术

目前，在测量玻璃液相线(析晶上限温度)温度和材料烧结反应温度时，通常使用ASTM C829-81(2000)用梯温炉法测量玻璃的液化温度，该标准规定使用电加热丝作为加热元件，通过在加热炉管(是无机耐温材料，通常为氧化铝或刚玉材质)外进行非均匀缠绕加热丝，因炉管外表面的加热能量密度不同，进而导致炉管内温度不同，如果电加热丝缠绕密度从炉管一端向另一端逐渐稀疏，则在炉管内形成一定温度梯度，此类加热炉称为梯温炉。

电加热丝材质广泛使用铁铬铝铌耐温合金丝，加热温度仅能达到1000℃，为了进一步提升加热温度，使用钼丝作为加热源，可提升到1300-1400℃，因钼丝极易氧化，使用时必须进行空气隔绝或氩气氮气保护，但寿命有限，极易损坏，还有使用昂贵的铂金丝作为加热源的，但也只能加热到1450℃。

为了克服上述不足，有使用硅碳棒作为加热源制造梯温炉，但最高加热温度仅能达到1300℃，但是受加热元件自身造型(直形和U形)限制，在加热炉管周围不容易形成温度梯度，即使形成温度梯度，也仅有100-150℃，表现出温度梯度范围窄，并且炉管内的温度分布呈现锯齿状，并不是平滑下降的温度梯度，因此在玻璃液相线(析晶上限温度)温度和材料烧结反应温度测量时不能充分覆盖。

随着，铝硅酸盐、硼硅酸盐等特种材料开发需要，玻璃液相线(析晶上限温度)温度成为重要的工艺参数指标，严重影响制约玻璃供料和成形方式，有些品种的玻璃液相线(析晶上限温度)温度高达1500℃。另外针对一些无机材料的快速烧结反应研究工作，需要满足1200-1600℃的宽温范围的梯温炉，在梯温炉一次完成常规恒温炉10-20次的实验工作，可以大幅减少时间，降低实验次数，提高科研效率。

综上所述，传统电加热合金丝或硅碳棒作为加热源的梯温炉，最高温度很难超越1400℃，且温度梯度相对较小，仅有100-200℃，因此不能满足特种高温型玻璃液相线温度和高温无机材料反应温度测量需要，必须发明一种能够达到1400℃-1600℃，且温度差达到100-300℃，甚至更大温差的梯温炉。

实用新型内容

为了解决采用的加热丝或硅碳棒加热的梯温炉使用温度不高，且梯温温度范围窄，且有温度梯度分布不平滑问题。本公开提供了一种加热元件由密渐疏的梯温炉，炉管内的最高加热温度能可达1600℃，并且温度梯度大于300℃，炉管内温度下降平滑，可实现相对均匀递减的梯度温场分布，成为一种理想的高温型梯温炉。

本公开技术方案是应用智能温控仪表按PID方式控制加热炉，炉膛内管采用刚玉管，炉管水平放置，加热棒为U形或圆环形，加热棒环绕在刚玉管的外侧，优选的，加热棒为硅钼材料加热棒，其数量优选使用4-8根硅钼棒，1支控温热电偶，5-9支测温热电偶。硅最高使用温度可达1800℃。通过调节硅钼棒的间距以及硅钼棒发热部分与刚玉管的距离来实现炉管内温度分布呈现梯度变化，炉管内最高温度可达1600-1700℃，并且温度梯度大于300℃。

本公开的有益效果是提高了传统加热丝或硅碳棒作为加热源的温度上限，从1400℃提高到1600℃以上，并且温度梯度提高100-200℃，温度梯度大于300℃，可特种高温型玻璃液相线温度和高温无机材料反应温度测量，拓展测量温区范围，有效减少了测量次数，提升测量和科研效率，尤其在特种高温玻璃液相线温度(析晶温度上限)方面获得更好的解决，同时该梯温炉炉管内温度梯度下降趋势平滑，没有出现锯齿性温度分布。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是硅钼棒加热的高温型梯温炉结构示意图。

附图标记说明

1.炉体外壳；2.硅钼棒；3.控温热电偶；4.测温热电偶；

5.刚玉瓷舟；6.瓷舟支撑物；7.炉衬材料；8.刚玉炉管。

具体实施方式

下面结合附图对本公开专利进一步说明。