[实用新型]一种带保护气氛的铜锭加热系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种铜锭的加热系统，尤其涉及一种带保护气氛的铜锭加热系统。

背景技术

目前铜及铜合金锭加热所使用的加热炉一般为感应加热炉或者感应加热炉后面串联一台通过式电阻均热炉7a。为了避免同流效应和端部效应对加热效率的影响，一般将多段式加热炉（如图1所示的1a-6a）的段与段之间留出80mm左右的间隙（参见图1），处于间歇中的铜锭完全暴露于空气中，在高温下极易氧化。感应加热炉采用梯度加热方式 ,沿炉长向出料方向铜锭8a加热温度依次升高,间隙9a处的铜锭温度大约为180-250℃，已经达到铜锭开始氧化的温度；间隙10a处的铜锭温度大约为380-450℃；间隙11a处的铜锭温度大约为550-630℃，铜锭表面氧化速度加快；间隙12a处的铜锭温度大约为750-800℃；间隙13a处的铜锭温度大约为880-950℃；间隙14a处的铜锭温度大约为950-1150℃。由出料机械手从均热炉中取出，放置于出料辊道的铜锭15a温度在950-1150℃。从间隙12a处开始一直到铜锭出炉，铜锭表面氧化十分强烈。

图2和图3为单段铜锭加热炉1b加热铜锭2b时,炉内吸入冷空气-铜锭表面氧化形成烟囱效应示意图。冷空气从加热炉炉体的低温端沿铜锭底部与感应圈内衬之间的缝隙3b、5b处吸入（见图2的标记3b和图3的标记5b），进入炉内的空气一方面氧化铜锭，一方面被铜锭加热。热空气4b上浮，在密度差的作用下，最后排出炉外。冷空气源源不断从3b、5b处吸入，一方面氧化铜锭，一方面被铜锭加热，然后排出炉外（参见图2的标记6b）。可见，现有加热炉由于段与段之间存在缝隙,缝隙处铜锭暴露于空气中,产生严重的氧化现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带保护气氛的铜锭加热系统。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种带保护气氛的铜锭加热系统，其包括多段式感应加热炉-电阻均热炉，其防氧化的保护气氛系统包括进料锁气室、出料锁气室、进料锁气室氮气吹扫与排放监测系统、出料锁气室氮气吹扫与排放监测系统、加热-均热室氮气吹扫与排放监测系统、多段式炉体段与段之间的密封装置。

根据上述铜锭加热系统，其特征在于，所述进料锁气室、出料锁气室结构各包括一个密封的炉室、两道锁气密封门、一套氮气吹扫装置、一套氮气浓度监测与排放装置。

根据上述铜锭保护系统，其特征在于，所述密封装置是以柔性耐火绝缘材料作为内衬的气密性护套层。

根据上述铜锭加热系统，其特征在于，所述加热-均热室氮气吹扫与排放监测系统包括一套氮气吹扫装置、一套氮气浓度监测与排放装置。在多段式炉体段与段之间装有气密性的密封装置。

采用此保护气氛装置，能有效防止铜锭在加热过程中存在的氧化现象，减少金属氧化损失，提高挤压制品质量，降低成本。由于不存在氧化皮对挤压筒、挤压模、穿孔针的磨损，能显著提高挤压工装的使用寿命，提高挤压工序成材率，降低挤压工具成本。

附图说明

图1是现有技术的多段式加热炉的结构示意图；

图2是现有技术的单段铜锭加热炉的结构示意图；

图3是图2的侧视图；

图4是本实用新型的带保护气氛的铜锭加热系统的结构示意图。

具体实施方式

参见图4，本实用新型的带保护气氛的铜锭加热系统包括感应加热炉25和电阻均热炉9，电阻均热炉9的进口与感应加热炉25的出口相连，并且，感应加热炉包括多段感应炉体3-8，铜锭加热系统还包括进料锁气室2和出料锁气室10，进料锁气室2连接在感应加热炉25的第一段感应炉体3的进口，出料锁气室10连接在电阻均热炉9的出口。

进料锁气室2和出料锁气室10包括密封的炉室、安装在炉室进出料端的两道锁气密封门13、15、炉室顶部的氮气吹扫装置14、以及设在炉室中辊道下方的氮气浓度监测与排放装置16。

出料锁气室10包括密封的炉室、安装在炉室进出料端的两道锁气密封门20、21、炉室顶部的氮气吹扫装置22、以及设在炉室中辊道下方的氮气浓度监测与排放装置23。

在多段感应炉体之间的间隙以及加热感应炉25和电阻均热炉9之间的间隙均设有气密性的密封装置17。优选地，密封装置17是以柔性耐火绝缘材料作为内衬的气密性护套层。

在与电阻均热炉9相连的感应炉体8和电阻均热炉9之间安装有氮气吹扫装置，在第一与第二段感应炉体3、4之间安装有氮气浓度监测与排放装置19。

下面参照图4描述使用本实用新型的加热炉对铜锭进行加热和均热的过程：当铜锭加热炉开始工作时，将第一、二、三节待加热的铜锭A、B、C分别推入第一段感应炉3、进料锁气室2和上料系统上料位置1，关闭进出料锁气室锁气密封门13、15、20、21，打开氮气吹扫装置14、18、22向炉内吹扫纯净的氮气，氮气浓度监测与排放装置16、19、23向炉外排放炉内的空气。当氮气浓度监测与排放装置16、19、23监测到排放的氮气浓度达到99%以上时，氮气浓度监测与排放装置16、19、23中的排空阀和氮气吹扫装置14、18、22中的进气阀关闭，铜锭加热炉开始送电加热。根据程序设定的进料节拍需要向炉内供料时，进料锁气室锁气密封门13、15打开，进料锁气室吹扫控制装置14打开向炉内供气，保持进料门锁气密封门13门口处微正压，上料装置1将铜锭C推入锁气室2、铜锭C将B推入第一段感应炉内，铜锭B将A推向第二段感应炉。推料动作完成，锁气密封门13、氮气吹扫装置14的吹扫阀关闭，整个加料过程重复上述动作。当加热的铜锭到达均热室时，打开出料锁气密封门20。出料时，需要打开锁气密封门13、15、20、21，打开氮气吹扫装置14和22，保持进料密封门13门口、出料密封门21门口处微正压，上料装置1将加热好的铜锭12推到出料锁气室10中，出料机构24将加热好的铜锭12取出。如果出现被加热的铜锭表面氧化现象，可以在加热过程中间断打开阀门18向炉内供气，通过阀门16和23排空，吹扫炉内的空气，还可以通过向氮气中加入5%-15%的氢的办法，使铜锭表面光亮。吹扫用的氮气可以是管道氮气也可以是瓶装氮气。