[发明专利]直热式连续热处理炉

说明书

本发明属于金属热处理装置。主要适用于金属棒材、丝材或带材的在线连续热处理。

在现有的金属棒材、丝材或带材的连续热处理装置中，由冶金工业部钢铁研究总院研制成功的《直热式低压电热板（管）连续热处理炉》是较为先进的连续热处理炉（《工业炉通讯》1980年，第4期，47-52页）。其主要特点是电热体为耐高温的钢管或钢带（即管状或板状电热体），并穿过整个炉膛，与炉膛同长，置于炉膛中央;电热体的两端通过大铜板引线体分别与变压器的输出端相接;以低压（电压低于35V）大电流向电热体供电。需热处理的金属棒材、丝材或带材在管状电热体内或板状电热体之间穿过、运行，整个炉子为水平放置的长形结构。该热处理炉的主要优点是由于电热体是直热式低压大电流供电，并且电热体与工件相距很近，甚至包围了整个工件，电热体所产生的热量直接辐射到工件上，因此，热效率高，另外，炉子的结构紧凑，体积可大大缩小。但也存在一些不足之处，其主要缺点是电热体两端与变压器连接的引线体的长度大于或等于炉体本身的长度，而连续热处理炉又多为炉体很长的炉子，致使电热体也很长。由于是大电流供电，引线体需采用大铜排或水冷电缆，这样，引线体的电热损失也就相当大;另一个缺点是大电流是从一端流向另一端，即单向大电流，根据毕奥-莎伐-拉普拉斯定律，在电热体周围产生一个强磁场，使电热体周围的铁磁性物体（如金属炉壳、支架等）受感应而发热和振动等，又浪费一部分能源。

本发明的目的在于提供一种电热体之引线体的热损失小，并可消除电热体周围磁场的，热效率高的连续热处理炉。

为达到上述目的，本发明除了仍采用直热式的耐热的钢管或钢带作电热体，低压大电流供电外，其主要的技术方案是将管状的电热体沿长度方向，剖为上、下两部，且在一端将上、下两部分用导电体连接为一体，使其上、下连通导电;上、下两部分电热体除一端连接外，其余部分用绝缘材料将其互相隔离，互相绝缘;在上、下电热体的另一端（即上、下电热体非连接的一端），通过引线体（铜排或水冷电缆）将上、下两部分电热体分别与变压器的输出端相接。如果电热体由上、下两部分互相隔离的带状体组成，则在其一端，将上、下两部分电热体用导电体连接为一体，使之能导电;在另一端，将上、下两部分电热体通过引线体（铜排或水冷电缆）分别与变压器的输出端相连。

变压器设置在上、下电热体未连接的炉头附近。

由此可见，本发明的电热体（无论是管状，还是板状）均为一端用导体相连接，其余为互相隔离的两部分组成，在分离端的两部分与变压器相接，这样，变压器供给的电流从分离端的一部分引进，流向另一端，通过连接部分，反向，从另一部分电热体返回，经分离端的另一部分流向电热体中的运行方向是相反的。

整个炉子为水平放置的长形结构。

与现有技术相比，本发明的主要优点如下：

1.电热体相当于两根互相平行且电流方向相反的导体。根据毕奥-莎伐-拉普拉斯定律，通电后，两部分电热体在其外围的产生的磁场的方向是相反的，互相抵消，宏观表现无磁场，即外磁场消除，铁磁性的炉壳等部件不会再受感应而发热，降低了能耗;而两部分电热体在其中间的产生的磁方向相同，并且叠加。这样，内磁场强化，当运动的工件切割磁力线运行时，对工件产生电磁热效应，总之，采用本发明可以大大地节省能源。

2.由于变压器的输出端就在炉体的同一端与两部分热体相连，即节约了大量铜排引线体（或水冷电缆），更重要的是大大节约过长的引线体造成的热损失，可直接节能10%左右。

3.与相同长度和相同截面积的管状电热体的普通管式电阻炉相比，本发明电热体的电阻值可提高4倍。因为电阻值与电热体的长度成正比，与横截面积成反比。本发明是将管状电热体沿长度方向剖为两部分，只一端相连，从另一端的两部分分接变压器，这样，电热体的长度是原来的2倍，横截面积为原来的1/2，使其电阻值为原来的4倍，因此，在输入电流不变的情况下功率也为原来的4倍。

由上述可见，为了保持输入功率不变，可使变压器输出电流降低1/2倍，通常功率为1000KVA的低电压大电流变器输出约5000A的电流，该变压器就需按非标准定做;采用本发明后，电热体的电流可大幅度下降，在绝大多数情况下，均可采用标准变压器，可节省一次性投资。

为了保证输入功率不变，尚可调整电热体的长度、宽度和厚度。根据本发明所设计的新的电热体，以适应扩大加热炉容量的要求。

附图说明

附图1为本发明直热式连续热处理炉的结构示意图。

附图2、3分别为附图1中的A向和B向的结构示意图。