简而言之,加热元件通过熔炉的侧壁得到物理支撑,从顶部悬挂,或铺设在熔炉地板上。这通过使用专门的部件来实现,例如陶瓷挂钩、高温合金吊架,或将元件嵌入到旨在牢固固定元件的预成型耐火砖中。
用于支撑加热元件的方法不仅仅是将其固定到位。这是一个关键的设计选择,直接影响温度均匀性、能源效率以及元件和熔炉本身的操作寿命。
核心支撑策略和位置
加热元件的放置取决于熔炉的设计及其预期应用。目标始终是定位元件以实现向工件的最佳传热,同时保护其免受损坏。
侧壁安装
这是最常见的配置之一。元件垂直或水平地安装在熔炉的内壁上。
支撑件通常包括用于固定盘绕电线的耐火或陶瓷挂钩。或者,元件可以放置在直接构建到炉壁中的预成型陶瓷或耐火凹槽内。这可以保护元件免受机械损坏,并确保间距一致。
顶部悬挂
在某些熔炉设计中,特别是那些需要清晰炉膛或从上方加热的设计中,元件会从熔炉顶部悬挂下来。
这是通过使用能够承受熔炉最高温度而不会降解的高温合金吊架或陶瓷支撑件来实现的。悬挂元件可以使热量向下有效地辐射到工件上。
地板放置
对于需要从底部向上强烈加热的应用,元件可以铺设在熔炉地板上。
为防止短路和保护元件免受工件或碎屑的损坏,它们几乎总是放置在专用耐火地板板的深凹槽内。这可以固定元件,同时允许热量有效地向上辐射。
实现这一目标所需的材料
用于支撑加热元件的材料必须能够在极端条件下保持稳定。选择取决于熔炉内的最高工作温度和化学环境。
陶瓷和耐火材料
高氧化铝陶瓷和其他耐火材料是元件支撑最常见的选择。它们具有极高的耐温性,并且是优良的电绝缘体。它们用于制造挂钩、吊架、管子以及容纳电阻丝或碳化硅棒等元件的成型砖。
高温合金
在温度较低的熔炉中,支撑件可以由高温金属合金制成。与陶瓷相比,这些材料提供了卓越的机械强度和延展性,但最高使用温度较低。
理解权衡和设计目标
支撑系统不是被动的;它是熔炉性能的主动组成部分。错误的选择可能导致元件过早失效和结果不一致。
目标:均匀加热
元件的分布——无论它们是在墙壁、顶部还是地板上——都是经过工程设计以创造一个均匀的温度区域。设计不当的支撑系统可能导致元件下垂或移位,从而在腔室内产生热点和冷点,影响工艺结果。
目标:元件保护
许多加热元件,例如碳化硅或二硅化钼元件,是易碎的。支撑系统必须保护它们免受机械冲击和应力。它还必须允许元件在加热和冷却循环期间进行热膨胀和收缩,以防止开裂。
目标:电气绝缘
支撑系统的主要安全功能是防止加热元件接触炉壳或任何导电材料,否则会导致电气短路。这就是为什么在高温下是优良电绝缘体的陶瓷和耐火材料至关重要。
根据您的目标做出正确的选择
最佳支撑策略与熔炉的目的和所用加热元件的类型直接相关。
- 如果您的主要重点是在通用熔炉中进行直接辐射加热: 使用陶瓷挂钩或嵌入式凹槽的侧壁安装是最常见和有效的方法。
- 如果您的主要重点是从上方加热或保持地板清洁: 使用坚固的陶瓷或合金吊架进行顶部悬挂是理想的解决方案。
- 如果您的主要重点是从下到上的强烈加热: 放置在保护性凹槽耐火板内的地板元件可提供耐用性和强大的加热能力。
最终,选择正确的支撑方法是一项关键的工程决策,它确保了可靠的熔炉性能并保护了您在加热元件上的投资。
摘要表:
| 支撑位置 | 常用方法 | 关键材料 | 主要优点 |
|---|---|---|---|
| 侧壁 | 陶瓷挂钩,嵌入式凹槽 | 高氧化铝陶瓷 | 直接辐射加热,易于安装 |
| 顶部 | 合金吊架,陶瓷支撑件 | 高温合金,陶瓷 | 地板清晰,向下热辐射 |
| 地板 | 凹槽耐火板 | 耐火材料 | 强烈的自下而上加热,元件保护 |
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