[发明专利]一种大型复合辐射式加热棒及其制备方法

权利要求书

1.一种大型复合辐射式加热棒，其特征是：包括一绝缘材质的固定套管，沿固定套管的轴线方向在固定套管的管壁上均匀贯穿设有若干个安装柱孔，所述安装柱孔呈圆环状排布于固定套管侧壁上，在每个安装柱孔内均插设有一加热棒，所述加热棒包括一由若干根棒体单元连接而成的加热段以及焊接在加热段两端端部的两个导电冷端，紧邻每个安装柱孔的固定套管外侧壁均开设有若干个与安装柱孔相连通的固定孔，在固定孔内以及正对固定孔的安装柱孔内填充有陶瓷固结剂。

2.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：所述加热棒的两端分别伸出固定套管的端部10cm，所述导电冷端的长度为5.8m。

3.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：相邻两加热棒的中心距为加热棒直径的4倍。

4.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：所述固定套管的长度为6m、外径为40cm、壁厚为12mm，所述加热棒的直径为9mm，相邻两加热棒中心间距为36mm。

5.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：每根棒体单元的长度为1.8-2m，与同一安装柱孔相连通的相邻两固定孔之间的距离为1.8-2m。

6.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：相邻两棒体单元之间的连接方式为对焊焊接。

7.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：所述固定套管为莫来石材质。

8.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：所述陶瓷固结剂由以下重量比的原料烧结而成：Si粉5％、Fe₂O₃75％和Al粉20％。

9.根据权利要求1所述的大型复合辐射式加热棒，其特征是：所述棒体单元为硅钼棒。

10.根据权利要求1-9任一所述的大型复合辐射式加热棒的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

(1)混合固定套管原料：

(1-1)配料：

固定套管的原料组成为合成莫来石耐火材料，原料组成及百分比为：粒径＜1mm的莫来石熟料颗粒50％、粒径＜0.074mm的莫来石熟料粉35％、粒径＜0.043mm的三氧化二铝细粉10％、购于王村镇正泰粘土矿的高纯粘土粉5％；以及占莫来石熟料颗粒、莫来石熟料粉、三氧化二铝细粉和高纯粘土粉质量和3％的粘结剂，所述粘结剂为亚硫酸纸浆、聚合氯化铝溶液或多聚磷酸盐溶液；

(1-2)混料：

将步骤(1-1)中称量得到的莫来石熟料颗粒、莫来石熟料粉、三氧化二铝细粉和高纯粘土粉置于混料机干混3-5min，得混料；向步骤(1-2)得到的混料中加入粘结剂，混碾3-5min，得泥料；

(2)在固定套管模具中预埋PVC细管：

在固定套管模具中均匀预埋直径为9mm的PVC细管，PVC细管在固定套管模具中间呈圆环状均匀分布，相邻两PVC细管中心距为40-50mm；

(3)固定套管成型：

将步骤(1-2)得到的泥料填入步骤(2)预埋PVC细管的固定套管模具中，边填入边采用人工细杆震捣，使固定套管模具内泥料均匀致密，制成固定套管成型坯料；

(4)烘干固定套管：

将步骤(3)得到的固定套管成型坯料风干，或者置于烘干炉中，从室温起以5℃/h的升温速度升至120℃，烘干后得到固定套管管坯；

(5)烧制固定套管：

将步骤(4)得到的固定套管管坯在工业炉窑内烧制，从室温起以5℃/h的升温速度升至600℃，保温8小时；然后以10℃/h的升温速度升至800℃，保温6小时；再以100℃/h的升温速度升至1400℃，然后自然冷却至室温出窑，得固定套管；在100℃前脱除管坯中的自由水，在600℃左右脱除管坯中的结合水，800℃左右脱除管坯中的化合水；

(6)处理棒体单元界面：

购买长度为1.8-2m的硅钼棒棒体单元，打磨使棒体单元的界面平整后，使两棒体单元界面抵接以充分接触；

(7)焊接棒体单元：

将两根棒体单元的外端固定在对焊机上，在两根棒体单元的外端施加5MPa左右压力，向棒体单元通入1000A电流使棒体单元快速升温，棒体单元焊口界面温度达到2000°时，便焊接在一起，然后通过水冷使连接处快速降至室温；以此类推，将3-4根棒体单元焊接，得加热段；

(8)将加热段固定在固定套管：

将步骤(7)得到的加热段插入安装柱孔内，并使加热段的两端伸出固定套管10-20cm，然后在固定套管上的每个固定孔内填入陶瓷固结剂，使用镁条点燃陶瓷固结剂，陶瓷固结剂烧结后即可将加热段固定在安装柱孔内；所述陶瓷固结剂的原料组成及重量比例为：5％的Si粉、75％的Fe₂O₃、20％的Al粉；

(9)焊接冷端：

在加热段的两端分别焊接一冷端，即得大型复合辐射式加热棒。