[发明专利]一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉

说明书

本发明涉及一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉，主要解决现在高温长炉存在热胀变形的技术问题。本发明的技术方案为：一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉，管式炉安装在底座上，将整体的长炉管分隔成几节短炉管，短炉管之间用负热膨胀炉管或高温波纹管通过法兰连接，进气管设置在管式炉上方，通过管路分别连接短炉管，出气管设置在管式炉下方，通过管路分别连接短炉管，在每个短炉管上装有测温热电偶并伸入短炉管内。

技术领域

本发明涉及一种高温管式炉，特别涉及一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉。

背景技术

基于低成本的金属有机物沉积路线的第二代高温超导涂层带材在制备过程中，需要在一定长度的高温炉内进行热处理，由于热处理的条件精度要求较高，在炉膛发生高温热膨胀变形时会带动进出气孔、测温装置等移动。而如果预留移动空间则会漏热严重，另外可能导致一些探测装置的变形损坏。

由于内禀的原子非简谐振动，大多数固体材料呈现出“热胀冷缩”现象，导致材料尺寸随环境温度变化而变化，严重影响了设备设计精度和功能；在第二代高温超导长带生产过程中，长期往复温度循环还会导致微观应力集中，缩短材料与设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉，主要解决现在高温长炉存在热胀变形的技术问题。

本发明的思路是，如何提供一种结构可以控制高温长炉的热胀变形问题，在材料领域意外发现负热膨胀材料呈现“热缩冷胀”现象，为调控材料膨胀系数、提高材料尺寸热稳定性提供了契机。将负热膨胀材料与通常的正热膨胀（positive thermal expansion,PTE）材料进行复合，可有效抑制PTE材料的热膨胀甚至实现零膨胀。因此本发明拟选用稀土钨酸盐负热膨胀材料，热力学稳定温度范围可从室温到875℃。另外借鉴轨道桥梁应力释放方式，通过可伸缩的高温波纹管控制热胀变形问题。

本发明的技术方案为：一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉，管式炉安装在底座上，将整体的长炉管分隔成几节短炉管，短炉管之间用负热膨胀炉管或高温波纹管通过法兰连接，进气管设置在管式炉上方，通过管路分别连接短炉管，出气管设置在管式炉下方，通过管路分别连接短炉管，在每个短炉管上装有测温热电偶并伸入短炉管内。所述负热膨胀炉管为稀土钨酸盐制件。

本发明的有益技术效果：通过正常的热胀冷缩材料与负热膨胀材料按照合适的比例间隔排列，组成一个整体不随温度的升降而发生热胀冷缩的变形。防止了变形对设备造成损伤和影响生产时的工艺条件。另外借鉴轨道桥梁应力释放方式，通过可伸缩的高温波纹管控制热胀变形问题，局部固定，波纹管接头释放应力，整体保持不变形。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图。

图2为本发明实施例2结构示意图。

图中：1-短炉管,2-负热膨胀炉管，3-进气管，4-出气管，5-测温热电偶，6-法兰，7-底座，8-高温波纹管。

具体实施方式

实施例1，参照图1，一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉，管式炉安装在底座7上，将整体的长炉管分隔成几节短炉管1，短炉管1之间用负热膨胀炉管2通过法兰6连接，进气管3设置在管式炉上方，通过管路分别连接短炉管1，出气管4设置在管式炉下方，通过管路分别连接短炉管1，在每个短炉管1上装有测温热电偶5并伸入短炉管1内。根据正常炉膛材料和负热膨胀炉管材料（稀土钨酸盐）的热膨胀系数确定短炉管1和负热膨胀炉管2长度的比例，以便用负热膨胀材料在高温时的缩小量来抵消炉膛正常的膨胀量。

实施例2，参照图2，一种金属炉管热胀变形可控的高温热处理管式炉，管式炉安装在底座7上，将整体的长炉管分隔成几节短炉管1，短炉管1之间用高温波纹管8通过法兰6连接，进气管3设置在管式炉上方，通过管路分别连接短炉管1，出气管4设置在管式炉下方，通过管路分别连接短炉管1，在每个短炉管1上装有测温热电偶5并伸入短炉管1内。根据正常炉膛材料热膨胀系数确定短炉管1和高温波纹管8长度的比例。