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1、第25卷第4期东北大学学报(自然科学版)Vol125,No.42004年4月JournalofNortheasternUniversity(NaturalScience)Apr.2004文章编号:100523026(2004)0420367203新型红外线加热设备的研制边军,刘相华,王国栋(东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004)摘要:开发了一种新型低热惯性金属试样快速加热炉红外线快速加热炉,该系统采用红外线加热管为发热源,通过水平和立式布置来实现对板状和棒状金属试样的快速加热和冷却·经实际应用证明,利用红外线可实
2、现对金属试样的高温高速加热和冷却,使红外线应用的领域进一步扩大,同时为金属热处理行业和科研开发提供了一种新的手段和途径·关键词:红外线;辐射;快速加热;冷却;设备研制中图分类号:TF3文献标识码:A目前在实验室对试样加热可分为两种方式:波长在011～40μm范围内的电磁波(包括可非接触式与接触式·非接触式如电阻加热、感应加见光和红外线的短波部分)热效应最显著,所以称热、红外线加热等,接触式如电阻电流加热、燃烧为热射线或热辐射·红外线范围内的电磁波可按加热等·在这些加热方式中,热的传播依靠的是传波长的不同划分为近红外、中红外和远红外三部导、对
3、流和辐射等·要充分利用这些传热方式,提分·高热能利用率,达到节能和增效的目的·2加热方式如果要求快速加热,则主要是采用非接触式加热如感应加热和红外线加热·感应加热能够进辐射器是红外线加热工艺中最重要、最基本的行急速加热,工作环境良好,并且温度易于调节,元器件·它的作用是把热源的热能转换成红外线辐但存在加热区域不均匀,耗电量大,投资高,附属射能·辐射器一般由三部分组成:发热体或热源、基控制装置复杂等缺点·而红外线加热已成功应用体、附件·通常辐射器按照规格、形状、材质、发热方于红外测温系统、红外成像系统、红外分析系统等式、工作温度及使用涂料的种
4、类来分类[12]·方面,尤其在红外线加热与干燥领域如油漆涂饰、经多方面参考借鉴,本文所设计的加热炉采塑料加工、纺织印染、造纸印刷、医药卫生等部门用灯管式辐射器形式,它使用钨丝作为发射源,钨[1～8]中,都有很多红外线加热应用的实例·它的丝封装在用熔凝法制成的石英灯管内·同时采用特点是加热速度快、效率高、耗能低、工件受热均反射罩,使从被加热物质表面反射出去的红外线匀和炉温稳定度高·再反射回去,使其再次或多次被吸收,以提高热能红外线应用于金属加热,目前国内报道不的利用率·该反射罩采用不锈钢抛光镀金工艺,充[9～11]多,东北大学轧制技术及连轧自
5、动化国家重分利用金的反射率高(达0198)的优异特性·具体点实验室通过精心对比、科学论证,利用红外线成设备结构叙述如下·功地开发出金属试样低热惯性快速加热装置·在炉体内装配有镀金反射罩,加热器选用红外线电加热器,安装在镀金反射罩的焦点上,炉体1加热原理内的试样气氛保护罩内部环壁四周装有4个冷却任何物体都会以电磁波的形式向外发射出能气管,见图1·量,这种能量叫做辐射能·通常按电磁波的波长或上述的炉体可对折打开,镀金反射罩可分为频率来说明这些辐射·抛物面镀金反射罩和椭圆面镀金反射罩,当反射收稿日期:2003210224基金项目:国家自然科学基金
6、资助项目(59995440)·作者简介:边军(1970-),男,河南安阳人,东北大学博士研究生;刘相华(1953-),男,黑龙江双鸭山人,东北大学教授,博士生导师;王国栋(1942-),男,辽宁大连人,东北大学教授,博士生导师·©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net368东北大学学报(自然科学版)第25卷面选用抛物面镀金反射罩时数量可选取为12～调整电压以完成加热、保温、冷却的过程·图3,图20
7、个,并均匀对称地横向排布于炉体两侧内壁4即为厚度017mm的薄板在两种典型电压下的上,如图1,此炉型适用于加热板状试样·当镀金温度变化值·反射罩选为椭圆面时,其数量可选取为6～12个,并竖向均匀排布于试样保护罩的圆周外面,如图2,此炉型适用于加热柱状试样·装配于镀金反射罩上的加热器选用管状红外电加热器·其发热体选用钨丝,封装在透明石英玻璃管内,管内充满卤族元素气体·图3红外线加热炉温升曲线1(单只灯管电压65V)Fig.3Heatingcurve1ofinfraredheatingfurnace图1适用于板状试样的加热炉Fig.1Infra
8、redheatingfurnaceforpanelsample图4红外线加热炉温升曲线2(单只灯管电压133V)1—炉体;2—加热器;3—反射罩;Fig.4Heatingcurv
