[实用新型]强辐射传热节能工业炉

说明书

本实用新型涉及工业加热炉，特别是强辐射传热节能箱式电阻炉。

截至目前，国内外工业加热炉领域，如箱式电阻炉的节能处于领先地位的是《节能技术》1991年第4期报导的南京航空学院材料系研制的“电阻炉的高效节能技术改造”一文所述：其节能的主要途径是：在轻质砖的内侧（靠炉膛的热面）贴一层陶纤毡，上涂料。轻质砖与保温层之间，以及保温层与炉壳间，再衬一层陶纤毡，保温层由蛭石充填，称之为半陶纤炉衬；将螺旋电热体改为连续之字形电阻带，保持宽面向热处理工件，并喷涂红外涂料；在炉衬和耐热构件上涂高辐射率陶瓷涂层。该节能技术是防止和减少通过炉墙的散热和蓄热，技术程度比较复杂，除炉子壳体以外，炉衬和电热体全部改动，施工周期长，改炉或制造成本高，与RJX型系列电阻炉相比，其最高节电率为29％。专利申请号为91203994.9的“红外电阻炉”其节能措施是：采用寿命长的金属直热式远红外加热装置；采用微机控制柜提高控温精度。与RX3型系列电阻炉相比，其最高节电率为30％。该项技术仍是防止和减少通过炉墙的散热和蓄热。同样地技术复杂程度较高，除炉子壳体以外，炉衬和电热体全部改动，还要配微机，改炉或制造费用高，施工周期长，维修难度大。

本实用新型目的是针对已有的技术不足，首次提供一种不以全部改造加热炉结构为出发点的强辐射传热节能工业炉，该工业炉是对已有工业炉的改造创新，在其炉顶及其它部位增设有强辐射节能元件，利用其强幅射元件特定的几何形状及其构造，达到将炉内漫射的热射线形成热射线束，使其有效地、集中地把热量直接传递给工件，从而有效提高工业加热炉的热效率，达到节能目的。

本实用新型目的采取以下措施实现。强辐射传热节能工业炉包括炉体、炉墙、加热元件，其特征是在炉内增设有强辐射元件，并主要安装在炉顶以及配置在其它部位，强辐射元件几何形状是顶端为开口的多孔陶瓷空腔锥台，空腔锥台底部及侧壁具有一定厚度，并在空腔锥台的外壁及腔体内壁上涂覆有高发射率材料涂层，形成近似黑体，安装时同时在炉膛其余部分进行全面涂装。

本实用新型对比已有技术其优点是：对于高温及中温热处理电阻炉，因其温度高，辐射换热系数大，工件表面获得的热量主要依靠电热元件和炉壁表面的辐射热，炉气为自然对流，传热量很少，可以忽略不计，故这类炉子是辐射型的炉子，工件获得的热量为：

Q＝α辐（t_w－t_m）F_m

＝ (a·辐)/(1／ε_m+F_m/F_w(1/ε_w-1)) （t_w－t_m）F_m（瓦）

式中：α_o辐－是ε_m＝ε_w＝1时的辐射换热系数。

ε_w－炉墙的黑度（或电热元件表面的黑度）

ε_m－金属工件的黑度

F_m－金属工件的表面积

F_w－炉壁的表面积

可以看出：如果提高炉墙和电热元件表面的黑度，以及提高炉壁表面积（即提高炉围伸展度）则可以提高导来辐射系数，从而提高炉子对工件的辐射传热。关键问题是只有将这些漫射状的热射线，经过空腔锥台辐射元件的调控，形成热射线束，集中地、有效地传递给工件才能大幅度地提高工件的加热速度并有效地改善炉温均匀性。本实用新型采用高发射率材料制作的强辐射元件大辐度提高炉围伸展度，增强炉内辐射传热，并借元件的几何特征对炉膛内的漫射的热射线加以调控，使之形成热射线束，有效地将热量传递给工件，大大地提高了热效率，而且改造不损坏炉体，工艺简单，实施周期短，原材料来源泛。其技术指标可达到：

与RX3型系列相比：

空炉    从室温升至工艺温度（840）节电率：17.8％

负载    从装料到出炉节电率33.3％

以下给出实施例结合附图进一步说明。

图1：强辐射传热节能工业炉强幅射元件安装使用图；

图2：强辐射传热节能工业炉强辐射元件结构简图。

强辐射元件1，采用机械固定及粘接方法主要安装在炉体3的顶部及后墙上，其它部位也作相应的配置，强辐射元件用多孔陶瓷材料作成有一定厚度、顶端为开口的空腔锥台，陶瓷材料最好采用耐火砂、粘土及40至80目的木屑渗水混和先作成坯体，再放入烘炉中缓慢加热至900℃，保温3至4小时，进行焙烧，形成多孔陶瓷。强辐射元件的内外壁2涂以涂层，涂层材料选用与强辐射    元件使用温度相匹配的高发射率材料进行涂装，形成黑体源，此黑体源首先用机械及粘接的方法安装在炉的顶部及后墙上，其次配置在炉的其它部位，同时对炉膛内壁全面涂装，以取得更佳的使用效果。