ES3036778T3 - Energy-saving heat treatment device for metal substrate in corrosive gas - Google Patents

Energy-saving heat treatment device for metal substrate in corrosive gas

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ES3036778T3
ES3036778T3 ES22942950T ES22942950T ES3036778T3 ES 3036778 T3 ES3036778 T3 ES 3036778T3 ES 22942950 T ES22942950 T ES 22942950T ES 22942950 T ES22942950 T ES 22942950T ES 3036778 T3 ES3036778 T3 ES 3036778T3
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Abstract

Un dispositivo de tratamiento térmico de bajo consumo para un sustrato metálico (2) en un gas corrosivo comprende: un bastidor de proceso (1) ubicado en un campo de radiación; un sustrato (2) configurado para insertarse en el bastidor de proceso (1), el cual cubre el borde exterior de la superficie superior del sustrato (2) para formar un espacio de proceso de pequeño volumen. El bastidor de proceso (1) se fabrica modificando la estructura del bastidor de proceso original (1). Al cubrir el borde exterior del sustrato (2), se protege del contacto con el selenio y se reducen los elementos calcógenos en contacto con el borde, evitando incluso la corrosión de los elementos calcógenos o hidrocarburos residuales en la cámara. Al minimizar el espacio de proceso, se reducen considerablemente los elementos calcógenos en la cámara de proceso y se reduce significativamente la capa de barrera en la parte inferior del sustrato (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para sustrato de metal en gas corrosivo
Campo técnico
La presente invención se refiere al campo técnico del tratamiento térmico rápido de sustratos metálicos, Y a un dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo.
Antecedentes
Una caja de proceso está compuesta por un marco de grafito o compuesto, como carbono reforzado con fibra de carbono (CFRC), carbono reforzado (RCC) o compuesto de fibra de carbono y carbono (CFC). Se ha demostrado que los azulejos de cerámica de vidrio son resistentes a altas temperaturas, insensibles a los gradientes de temperatura y a la corrosión por selenio o azufre, tienen un coeficiente de expansión muy bajo y una estabilidad mecánica alta. Debido al uso de cada tablero de 4 mm de grosor solo, la masa de los tableros ya es cuatro veces la del sustrato. Para un sustrato con un área de aproximadamente 1 m2 (equivalente a 5 kg en un caso de un grosor de 2 mm), el peso total de la caja es de aproximadamente 40 kg. Esta sustancia "no productiva" se calienta finalmente a la temperatura de proceso y después debe enfriarse nuevamente durante el proceso.
El diseño real y la mejora del concepto de contenedor de reacción de volumen reducido y la construcción de una instalación de producción en base a este se describen, por ejemplo, en EP1258043 (caja de selección) y EP1277238 (estructura de cámara de la instalación de selección). Aunque las películas de grafito se describen como transmisores de energía en EP1258043, la reivindicación principal siempre supone un cuerpo transparente, especialmente una cerámica de vidrio. Por lo tanto, el transmisor de energía es una capa o película adicional que no actúa como cubierta o piso para una caja.
En el catálogo de patentes proporcionado por J. Palm, M. Pfrfanger, J. Baumbach y F. Karg sobre el tema de RTP sin caja (aparato y procedimiento para el tratamiento de objetos templados en interiores), informe de invención EM2008 0002 (patente concedida a EP2291868B1) describe un procedimiento de RTP alternativo sin el uso de una caja P móvil (cabeza del proceso). Este método ahorra energía si la zapata del proceso ya no se enfría en la operación continua. Solo entonces, cuando termina el primer calentamiento, la masa del calentamiento es mucho mayor que la del sustrato real. Dado que solo se enfrían el portador y el sustrato, también se reduce el rendimiento de enfriamiento requerido.
El diseño real y la mejora del concepto de contenedor de reacción de volumen reducido y la construcción de una instalación de producción en base a este se describen, por ejemplo, en EP1258043 (caja de selección) y EP1277238 (estructura de cámara de la instalación de selección). Aunque las películas de grafito se describen como transmisores de energía en EP1258043, la reivindicación principal siempre supone un cuerpo transparente, especialmente una cerámica de vidrio. Por lo tanto, el transmisor de energía es una capa o película adicional que no actúa como cubierta o piso para una caja.
Las alternativas al proceso de la caja de proceso son los sistemas y procesos que siguen o ya han seguido los competidores: el sustrato se mueve en rodillos o en una cámara de proceso (una cámara o un canal continuo). En este caso, el selenio gaseoso debe inyectarse en una cámara relativamente grande (con rodillos de transporte) para generar la presión de vapor de selenio necesaria. Sin embargo, los semiconductores de película delgada de CIGS/CIGSSE y los módulos de película delgada con eficiencias similares no se han producido de acuerdo con estos métodos en producción a gran escala o en el laboratorio. Además, el consumo de calcógenos suele ser muy alto porque los calcógenos no se limitan básicamente a pequeñas cantidades de procesamiento. Esto también aumenta el problema de los depósitos y la corrosión.
Resumen
La invención se establece en el conjunto de las reivindicaciones adjuntas. Uno de los objetivos de la presente invención es superar las deficiencias mencionadas anteriormente de la técnica anterior, y proporcionar un dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo. Su núcleo es hacer un desarrollo adicional en el programa AVANCIS existente, de modo que el marco de proceso modificada tenga las ventajas de que no haya corrosión en el borde del sustrato durante el procesamiento, alta eficiencia y bajo consumo de energía y pueda resolver eficazmente el problema de que no puede producirse una pila de IG o semiconductores en un sustrato de metal actualmente.
El alcance de la presente invención se define por la reivindicación independiente 1, y las modalidades adicionales de la invención se especifican en las reivindicaciones dependientes 2-17.
El marco de proceso se elabora sobre la base de la modificación de la estructura del marco de proceso original. Al cubrir el borde exterior del sustrato, el borde puede protegerse del contacto con el selenio, y además los elementos de calcógeno en contacto con el borde pueden reducirse, e incluso los elementos de calcógeno residuales o los hidrocarburos en la cámara no corroerán el borde del sustrato. Dado que el espacio del proceso se minimiza, los elementos de calcógeno en la cámara de proceso se reducen en gran medida, y una capa barrera en un lado inferior del sustrato también puede ser significativamente adelgazada.
En el contexto de la presente invención, el término "campo de radiación" se refiere a un espacio calentado formado por la radiación de calentamiento de una fuente de energía en un proceso de RTP, por ejemplo, una fuente de radiación con paredes transparentes, tal como una lámpara. Un objeto a tratar se coloca en la cámara y se irradia con radiación de una fuente de radiación, y después el objeto puede calentarse. Cabe señalar que una cámara con paredes transparentes no es absolutamente necesaria en el sistema, siempre que el sistema controle una atmósfera en la que el objeto se coloca durante el tratamiento.
El término "espacio de proceso" se refiere al espacio en el que el sustrato se procesa mediante el proceso de RTP. Específicamente, el espacio mencionado anteriormente es el espacio en el que el marco de proceso cubre el sustrato en el campo de radiación.
Los dos métodos para cubrir el borde de la superficie inferior corresponden respectivamente a cubrir por el propio marco de proceso y a cubrir por la superficie inferior del campo de radiación que está en contacto con el sustrato. Cabe señalar que en el Modo I), el sustrato y el marco de proceso están en ajuste enchufable, y el área de contacto entre el borde del sustrato y el marco de proceso es grande, por lo que el sustrato y el marco de proceso se fijan de manera más segura; y en el Modo II), el marco de proceso no tiene una placa inferior, por lo que la estructura general del marco de proceso es más simple.
Con referencia a la siguiente descripción y Figuras, las modalidades específicas de la presente invención se describen en detalle, indicando la manera en que los principios de la presente invención pueden emplearse. Debe entenderse que las modalidades de la presente invención no se limitan de esta manera en su alcance. Las modalidades de la invención incluyen muchos cambios, modificaciones y equivalentes dentro del espíritu y alcance de las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de las Figuras
La Figura 1 es un diagrama estructural esquemático de un marco de proceso con una cubierta insertada desde el lado izquierdo de acuerdo con la presente invención;
La Figura 2 es un diagrama estructural esquemático de un marco de proceso con una cubierta insertada desde el lado izquierdo de acuerdo con la presente invención en un caso de una placa inferior proporcionada;
La Figura 3 es un diagrama estructural esquemático que muestra la cubierta trasladada verticalmente por una variable de acuerdo con la presente invención en un caso sin placa inferior;
La Figura 4 es un diagrama estructural esquemático que muestra la cubierta que se traduce verticalmente por una variable de acuerdo con la presente invención en un caso de una placa inferior proporcionada; La Figura 5 es un diagrama estructural esquemático de un primer diseño del marco de proceso en un estado de separación de acuerdo con la presente invención;
La Figura 6 es un diagrama estructural esquemático de un segundo diseño del marco de proceso en un estado de separación de acuerdo con la presente invención;
La Figura 7 es un diagrama estructural esquemático de un espacio de acuerdo con la presente invención; La Figura 8 es un diagrama estructural esquemático de la placa inferior de acuerdo con la presente invención;
La Figura 9 es un diagrama estructural esquemático de la placa inferior configurada como varillas de soporte de acuerdo con la presente invención.
La Figura 10 es un diagrama estructural esquemático de una malla metálica externa de acuerdo con la presente invención;
La Figura 11 es un diagrama estructural isométrico-lateral esquemático de un dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo;
La Figura 12 es una vista estructural esquemática ampliada de la parte B en la Figura 11; y
La Figura 13 es un diagrama estructural esquemático de la placa inferior de acuerdo con la presente invención.
En las figuras: 1. marco de proceso; 2. sustrato; 3. cubierta; 4. placa inferior; 5. miembro de sellado; 6. espacio; 7. cuerpo hueco; 11. espacio de alojamiento; 41. primera placa de transmisión; 42. segunda placa de transmisión; 43. separador; 44. primer resorte; 45. segundo resorte; 46, espacio de almacenamiento de gas; 71. pared de metal interior; 72. cavidad; 73. primer relleno; 74. paso de gas; 75. filtro de calcógeno; 76. espacio de desulfuración; 77. segundo relleno; 411. orificio de ventilación.
Descripción detallada de las modalidades
Para hacer más claros los objetivos, las soluciones técnicas y las ventajas de la presente invención, la presente invención se describirá a continuación con más detalle con referencia a las figuras y modalidades adjuntas. Sin embargo, debe entenderse que las modalidades específicas descritas en la presente descripción solo se usan para explicar la presente invención, y no para limitar el alcance de la presente invención.
Se debe señalar que, cuando un elemento se refiere a que está "dispuesto en o proporcionado con" otro elemento, puede estar directamente en el otro elemento o puede haber un elemento intermedio. Cuando un elemento se refiere como "conectado a o conectado con" otro elemento, puede conectarse directamente a otro elemento o puede haber un elemento intermedio al mismo tiempo. "Conexión fija" significa estar conectado de manera fija, hay muchas maneras de conexión fija, que no está dentro del alcance de esta descripción. Los términos "vertical", "horizontal", "izquierda", "derecha" y expresiones similares usadas en la presente descripción son solo para fines ilustrativos y no representan la modalidad única.
A menos que se defina de cualquier otra manera, todos los términos técnicos y científicos usados en la presente descripción tienen el mismo significado que el que entiende comúnmente un experto en la técnica del campo técnico de la presente invención, y los términos usados en la descripción son solo para el propósito de describir modalidades específicas, no para el propósito de limitar la presente invención, el término "y/o" como se usa en la presente descripción incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los elementos asociados enumerados;
La presente invención se describe en detalle con las Figuras adjuntas de la descripción. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo se muestra en la Figura 1 y la Figura 2 de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Sobre la base de la estructura de marco de la caja de proceso existente, para lograr la función adicional de protección de los bordes, el sustrato 2 (es decir, una placa de acero o una lámina) se inserta en el marco de proceso 1 para proteger sus bordes del contacto con el selenio. Por lo tanto, las partes del marco de proceso 1 deben cubrir su superficie y la superficie inferior del sustrato 2, el marco de proceso 1 forma un área abierta, y el chalcógeno evaporado o elH2Safectará el área abierta. En el área de cobertura a lo largo del borde, solo trazas de cantidades de calcógenos (Se, S) o hidrocarburos de calcógenos (H<2>Se, H<2>S) entre en vigor. Al proteger de manera similar los bordes desde abajo, incluso los calcógenos residuales o los hidrocarburos en la cámara no causarán corrosión a los bordes. Por un lado, al cubrir el área exterior del sustrato 2 de vuelta al marco de proceso 1, puede garantizarse la entrada de calcógenos desde la parte inferior hasta el borde del sustrato 2. Dado que el espacio del proceso se minimiza y la concentración del agente químico en la cámara de proceso se ha reducido en gran medida, una capa barrera en la superficie inferior del sustrato 2 puede adelgazar significativamente.
El borde de la superficie inferior del sustrato (2) se cubre mediante dos métodos:
Modo I): el marco de proceso 1 cubre el borde exterior de la superficie inferior del sustrato 2; o Modo II): el sustrato 2 está en contacto con una superficie inferior del campo de radiación de manera que la superficie inferior del campo de radiación cubre la superficie inferior del sustrato 2.
Puede verse a partir de la estructura anterior que el espacio de proceso más pequeño para el sustrato 2 se forma por el marco de proceso 1, la cubierta 3 y el sustrato 2. La cubierta 3 se configura en el marco de proceso 1 y forma, junto con el marco de proceso 1 y el sustrato 2, un espacio de protección contra gases para aislar el gas dentro del campo de radiación.
En el caso de un marco de proceso móvil, la cubierta funciona como una cubierta para el marco de proceso, y la cubierta se inserta o se coloca en el marco de proceso (ver Figuras 3 y 4). Para un cabezal de proceso fijo, la cubierta permanece en el marco de proceso, y el marco de proceso y la cubierta se convierten en un espacio de proceso con volumen reducido mediante traslación vertical. La Figura 3 muestra la variable en el caso de que no haya placa inferior, y la Figura 4 muestra la variable en el caso de que se proporcione una placa inferior. Por ejemplo, la Figura 4 también puede mostrar el caso en el que el marco de proceso se coloca sobre la placa inferior.
Más específicamente, la cubierta 3 mencionada anteriormente se configura como:
1) que se ubica dentro del campo de radiación y permanece estacionario; o
2) que se ubica en el marco de proceso y forma una estructura integral con el marco de proceso 1. La cubierta 3 puede insertarse en el marco de proceso 1, o desde el borde al interior del marco de proceso 1, el área de recubrimiento debe ser de un mínimo de 1 mm y un máximo de 50 mm. El intervalo de 5 a 10 mm es probablemente la mejor opción, que por un lado no pierde demasiado espacio y por el otro lado garantiza una buena hermeticidad de los bordes. Además, el área mencionada anteriormente no tiene actividad fotoeléctrica. Por ejemplo, en el proceso posterior, el área mencionada anteriormente puede usarse como área de contacto para una barra colectora, y también puede separarse más tarde.
Una placa inferior 4 para soportar el sustrato 2 y evitar que el sustrato 2 se corra por un gas corrosivo se configura debajo del sustrato 2.
Con respecto a la placa inferior 4, se realiza un desarrollo adicional sobre la base de la estructura del marco de proceso 1. El marco de proceso 1 mencionado anteriormente con el sustrato 2 y la cubierta 3 ya puede formar el espacio de proceso más pequeño. Es decir, con respecto al control de calcógeno, ya no se requiere la placa inferior 4, y la eliminación de la placa inferior 4 también tiene la ventaja de reducir significativamente la masa térmica, además de reducir la asimetría del calentamiento. Sin embargo, la tecnología de vanguardia del marco de proceso 1 logra el suministro de calor desde arriba solo por radiación (radiación de un disipador de calor y la cubierta calentada indirectamente por el disipador de calor). El calor de abajo se conduce parcialmente por el contacto físico entre la placa inferior 4 y el sustrato 2, y parcialmente por radiación térmica, y esto conduce a cambios dinámicos de tiempo complejos, que solo pueden compensarse parcialmente por las diferentes radiaciones actuales de arriba y abajo.
Con respecto a la placa inferior 4, también hay otros dos diseños diferentes de las formas mencionadas anteriormente en la presente invención, es decir, la estructura del marco de proceso 1 y la placa inferior 4 son de una estructura de configuración separada, específicamente en dos formas como sigue;
a) Con referencia a la Figura 5, la placa inferior 4 mencionada anteriormente permanece intacta, y la placa inferior 4 soporta además el sustrato 2. Por ejemplo, la placa inferior 4 está hecha de uno o más de cerámica de vidrio, vidrio de borosilicato, CFK y grafito. La placa inferior 4 en sí misma proporciona la protección contra los gases corrosivos. En este caso, ya no se requiere sellar, y la placa inferior 4 se incrusta en el marco de proceso 1 o el marco de proceso 1 se instala en la placa inferior 4. Ciertamente, la placa inferior 4 también puede ser una película curvada añadida en el marco de proceso 1 o reforzada con un elemento de soporte.
b) Con referencia a la Figura 6, la placa inferior 4 permanece intacta y se ubica en el campo de radiación. En esta estructura, la placa inferior 4 puede reciclarse, y una placa inferior 4 puede corresponder a múltiples marcos de proceso 1, lo que permite lograr una alta tasa de utilización y reducir el costo de procesamiento.
Con respecto al marco de proceso 1, a diferencia de la caja de proceso en la técnica anterior, el sustrato 2 siempre es más pequeño que el marco de la caja. La presente invención adopta las siguientes maneras de insertar el sustrato 2 en el marco de proceso 1.
En algunos ejemplos, dos posibles diseños del marco de proceso 1 se muestran con referencia a las Figuras 5 y 6. El marco de proceso 1 está compuesta por al menos dos partes separables. En este caso, el marco de proceso 1 está compuesta por al menos dos partes separables. La placa inferior 2 se inserta o se coloca en un marco inferior, y un marco superior protege y cubre el área de borde de la superficie superior de la placa inferior 2. Ciertamente, también son posibles otras estructuras, tales como la inserción desde un lado.
En algunos ejemplos, el marco de proceso 1 tiene una placa inferior 4, sobre la que se coloca el sustrato 2. El marco de proceso 1 se instala en la placa inferior 4. La placa inferior 4 y el marco de proceso 1 protegen y cubren de manera integral el área de borde del sustrato 2.
Con referencia a las Figuras 8 a 10, un aspecto importante es la resistencia mecánica del marco de proceso 1 y el almacenamiento suave del sustrato 2 durante el calentamiento. El sustrato de vidrio 2 se doblará permanentemente debido a la deformación elástica a una temperatura alta. Para los metales, la deformación plástica (translocación y límites de grano en la presente descripción) también puede ocurrir bajo esfuerzo térmico y mecánico (por ejemplo, autopesado). En el caso anterior, en algunos ejemplos, la placa inferior 4 puede mejorarse de la siguiente manera.
La placa inferior 4 está soportada por barras externas en el marco de carga y se describen las siguientes posibilidades para las barras externas.
la barra externa es una barra que tiene una sección transversal circular o rectangular con un área mínima paralela a la lámina;
las barras externas son opacas, parcialmente transparentes o completamente transparentes;
las barras externas son barras metálicas recubiertas con grafito o carbono reforzado con fibra de carbono; las barras externas son barras de vidrio hechas de cuarzo, vidrio de borosilicato o vidrio-cerámico; las barras externas se conectan mediante adhesivos o adhesivos de materiales de baja conductividad, tales como adhesivos cerámicos.
Ciertamente, la película de sujeción mecánica también puede usarse como la placa inferior del marco de proceso para estimular y soportar el sustrato.
También se permite la estimulación mediante una malla de alambre externa (con o sin una placa inferior).
En esta estructura, la placa inferior 4 está compuesta por una pluralidad de barras de soporte.
Con referencia a la Figura 7, para garantizar que el espacio de protección contra gases tenga un buen rendimiento de sellado incluso en el caso de deformación mecánica o expansión térmica del marco de proceso 1, y después el tamaño de un miembro de sellado 5 debe garantizar que el espacio de protección contra gases permanezca en un estado frío, lo que ayuda a alejar el vapor de agua o el oxígeno residual. Cuando se calienta, el miembro de sellado 5 se expande más que el marco de proceso 1 y cierra un espacio 6 entre el sustrato 2 y el marco de proceso 1.
Además, ejemplos de combinaciones de materiales para la estructura anterior: marco de caja de grafito (con un coeficiente de extensión de 2x10-6 K-1) o CFK (0.5x10-6 K-1 perpendicular a las fibras); miembro de sellado 5: vidrio-cerámica con un coeficiente de expansión de 9x10-6 K-1, óxido de zirconio (10-13x10-6K-1), y óxido de magnesio. El miembro de sellado tiene un grosor de 5 mm, una diferencia de temperatura de 400 K y una diferencia de longitud de aproximadamente 0.1 mm. Teniendo en cuenta que el sustrato de acero también se expande con un coeficiente de expansión de 11-13x10-6 K-1, el ancho del espacio 6 en el estado frío puede elegirse para que sea ligeramente mayor.
Durante la aplicación real, todavía queda algo de gas de calcógeno en el gas en el espacio 6, y es muy difícil eliminar el gas de calcógeno restante en el espacio 6. En este caso, la estructura existente puede mejorarse para eliminar automáticamente el gas de calcógeno.
En un resumen de algunos ejemplos, con referencia a las Figuras 11 y 12, se forma un cuerpo hueco 7 por encima o por debajo del espacio 6. El cuerpo hueco 7 está compuesto por una pared metálica interna 71 y una cavidad 72. La pared metálica interna 71 se configura para conducir el calor del campo de radiación y el marco de proceso 1 al primer relleno 73 y para formar un espacio de desulfuración 76. Un primer relleno 73 que se encoge con el aumento de temperatura de la pared de metal interior 71 después de absorber el calor se dispone en una abertura de conexión entre la cavidad 72 y el espacio 6 y se encoge junto con el primer relleno 73 para formar un pasaje de gas 74 por el cual el espacio 6 y la cavidad 72 entran en comunicación.
De acuerdo con la presente invención, el primer relleno 73 tiene una punta encogida, y la punta del primer relleno 73 se ubica en la abertura de conexión. Durante el proceso de contracción, no importa si la punta del primer relleno 73 se contrae radial o lateralmente, el paso de gas 74 puede entrar en comunicación más rápido.
Como mejora adicional, se usan fibras cerámicas como el primer relleno 73, y el material de fibra cerámica tiene excelentes propiedades de contracción térmica, para lograr el propósito de abrir rápidamente el paso de gas 74 a una temperatura alta.
En algunas modalidades, para filtrar mejor los elementos de calcógeno en el gas, se diseña una estructura de filtración de calcógeno. Preferentemente, la estructura de filtración preliminar adopta un filtro de calcógeno, y el filtro de calcógeno se configura para filtrar los elementos de calcógeno en el paso de gas 74 y se dispone en el paso de gas 74 para lograr el propósito de filtrar los elementos de calcógeno en el gas que entra en la cavidad 72 para implementar la filtración primaria de los elementos de calcógeno. Una estructura de filtración secundaria se configura como un espacio de desulfuración 76. El espacio de desulfuración 76 almacena gas de desulfuración en el mismo y se dispone entre la cavidad 72 y la pared de metal interior 71. Después de ser absorbido, el gas se desulfuriza mediante el gas de desulfuración en el espacio de desulfuración 76 para reducir los elementos de calcógeno en el gas en el espacio 6 y la desulfuración 76. Por ejemplo, el gas de desulfuración es un gas alcalino y, preferentemente, el gas alcalino puede ser gas amoniaco.
Para empujar mejor el gas del espacio de desulfuración 76 hacia el espacio 6, se configura un segundo relleno 77 que se expande a medida que aumenta la temperatura para formar, en el espacio de desulfuración 76, una estructura de pistón para empujar el gas de desulfuración hacia fuera. En esta modalidad, el espacio de desulfuración 76 está en un estado desgasificado después de calentarse, de manera que el gas de desulfuración entra en el espacio 6, y después de que el paso de gas entre en comunicación, los espacios de desulfuración 76 en dos lados forman una estructura similar a una jeringa bajo la acción de la pared de metal interior 71 y el segundo relleno 77, para implementar la acción de expulsión del gas de desulfuración. En este proceso, mediante la inyección de gas de desulfuración en el espacio 6, la acción de desulfuración del gas en el espacio 6 puede completarse en la máxima medida. Por ejemplo, el segundo relleno 77 incluye un globo conductor de calor y un fluido térmicamente expandible. Dado que el fluido térmicamente expandible es muy común, no se describirá en detalle en la presente descripción. El globo conductor de calor está hecho de un material resistente al calor. El fluido en combinación con el globo conductor de calor forma una estructura de deformación térmica que probablemente se expanda y se contraiga con la temperatura. Por un lado, la estructura de deformación térmica tiene una larga vida útil. Por un lado, el segundo relleno 77 apenas se daña durante la deformación térmica. Ciertamente, el segundo relleno también puede ser de una estructura sólida que se expande por calor. Dado que el material sólido que se expande por calor es relativamente común, la presente invención no describirá el material en detalle.
Como mejora adicional, se forma un espacio límite para que el primer relleno 73 se mueva linealmente entre un lado de la pared de metal interior 71 y la pared interior de la cavidad 72, y el espacio de desulfuración 76 se ubica en el otro lado de la pared de metal interior 71. Además, la pared metálica interna 71 es un accesorio con buena conductividad térmica. Por un lado, durante el proceso de calentamiento, la pared metálica interna 71 puede conducir mejor el calor al primer relleno 73. Por otro lado, el primer relleno 73 y el segundo relleno 77 se limitan a encogerse en una dirección lineal, para separar mejor el primer relleno 73 de la abertura de conexión.
Como mejora adicional, el pasaje de gas 74 se proporciona secuencialmente con una sección de entrada, una sección convergente, una garganta y una sección de difusión a lo largo de una dirección de entrada para formar un pasaje de gas de tipo tubo Venturi 74 que es fácil para que el gas fluya hacia el espacio 6 desde la cavidad 72. Al utilizar la ventaja de la estructura del tubo Venturi que produce poca resistencia al fluido, el gas puede fluir fácilmente hacia el espacio 6, y además el bloqueo apenas ocurre después de un uso prolongado, y por lo tanto se prolonga la vida útil del marco de proceso 1.
En la aplicación práctica de la presente invención, la placa inferior 4 tiene una estructura que no se somete fácilmente a tensión y fractura, lo que garantiza así la resistencia mecánica de la placa inferior 4. La presente invención realiza las siguientes mejoras a la placa inferior 4.
Con referencia a la Figura 13, la placa inferior 4 incluye: una primera placa de transmisión 41, una segunda placa de transmisión 42, un separador 43, un primer resorte 44 y un segundo resorte 45. En una aplicación específica, el separador 43 puede ser parte del marco de proceso 1. El separador 43 se configura para separar la primera placa de transmisión 41 de la segunda placa de transmisión 42 y se dispone en un borde periférico de la primera placa de transmisión 41 y un borde periférico de la segunda placa de transmisión 42. El primer resorte 44 se dispone entre una superficie inferior de la primera placa de transmisión 41 y el separador 43 para formar un primer espacio de expansión. El segundo resorte 45 se dispone entre una superficie superior de la segunda placa de transmisión 42 y el separador 43 para formar un segundo espacio de expansión. Específicamente, el primer resorte 44 se ubica en una posición adyacente al borde periférico de la primera placa de transmisión 41, y el segundo resorte 45 se ubica en una posición adyacente al borde periférico de la segunda placa de transmisión 42.
Debido al uso del primer resorte 44 y el segundo resorte 45, se forma un espacio de expansión entre la primera placa de transmisión 41 y el separador 43 y entre la segunda placa de transmisión 42 y el separador 43, para evitar que la primera placa de transmisión 41 o la segunda placa de transmisión 42, que se expanden térmicamente, se fracturen debido al espacio reducido.
En una modalidad específica de la presente descripción, cada uno del primer resorte 44 y el segundo resorte 45 incluye una superaleación. Por ejemplo, la superaleación incluye cobalto, cromo, níquel y molibdeno. La superaleación se selecciona porque la superaleación es no magnética, presenta alta resistencia y mantiene una excelente conformabilidad, excelente resistencia a la corrosión y alta resistencia a la fatiga. Por un lado, puede evitarse que el gas de calcógeno corra el riesgo de corroer los dos resortes en los espacios de expansión. Por otro lado, dado que la vida útil de la superaleación es relativamente larga, la vida útil real de la placa inferior 4 se prolonga.
En algunas modalidades, el primer resorte 44 incluye un resorte de bobina, y el resorte de bobina está en contacto con la superficie inferior de la primera placa de transmisión 41 adyacente al borde periférico de la primera placa de transmisión 41; el segundo resorte 45 incluye un resorte de bobina, y el resorte de bobina está en contacto con la superficie superior de la segunda placa de transferencia 42 adyacente al borde periférico de la segunda placa de transmisión 42.
Como mejora adicional, la primera placa de transmisión 41 y la segunda placa de transmisión 42 se proporcionan cada una con una pluralidad de orificios de ventilación 411 para que el gas pase al espacio de almacenamiento de gas.
La invención no se limita a las modalidades descritas en la presente descripción, sino que puede modificarse o modificarse sin apartarse del alcance de la presente invención como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (17)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo, que comprende:
    una cámara de proceso;
    un campo de radiación, dispuesto en un espacio de proceso para proporcionar una fuente de calor para el espacio de proceso;
    un marco de proceso (1), dispuesto dentro del espacio de proceso para acomodar al menos un sustrato (2) para llevar a cabo un proceso de tratamiento térmico rápido, una superficie superior de un borde exterior del sustrato (2) que se cubre en el marco de proceso (1); y
    una cubierta (3), que cubre la parte superior del marco de proceso (1) para aislar un espacio por encima del sustrato (2) de la cámara de proceso;
    en donde el marco de proceso (1), el sustrato (2) y la cubierta (3) forman un pequeño volumen de proceso, y el pequeño volumen de proceso reduce una cantidad de introducción y/o desbordamiento de un gas del proceso intercambiado con la cámara de proceso a un valor límite;
    en donde la cubierta (3) se configura como:
    1) que se ubica dentro del campo de radiación y permanece estacionaria; o
  2. 2) que se ubica en el marco de proceso (1) y forma una estructura integral con el marco de proceso (1);
    en donde el borde exterior de la superficie inferior del sustrato (2) se cubre mediante dos métodos:
    Modo I): el marco de proceso (1) cubre el borde exterior de la superficie inferior del sustrato (2); o
    Modo II) el sustrato (2) está en contacto con una superficie inferior del campo de radiación de manera que la superficie inferior del campo de radiación cubre la superficie inferior del sustrato (2);
    en donde
    la cubierta (3) se ubica entre los dos bordes exteriores del sustrato (2), un área de recubrimiento de la cubierta (3) está dentro de un intervalo de 1 a 50 mm, y la cubierta (3) se proporciona con un material fotoeléctricamente inerte;
    en donde el Modo II) comprende:
    una placa inferior (4) se dispone debajo del sustrato (2) en dos formas:
    Forma a): la placa inferior (4) soporta el sustrato (2) y se ubica en un extremo inferior del marco de proceso (1) y forma una estructura integral con el marco de proceso (1); y
    Forma b): la placa inferior (4) soporta el sustrato (2) y se instala en la superficie inferior del campo de radiación; y
    en donde un miembro de sellado (5) para sellar una superficie superior y/o una superficie inferior del borde exterior del sustrato (2) se dispone en el borde exterior del sustrato (2).
    2. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el miembro de sellado (5) comprende un material que tiene un coeficiente de expansión longitudinal mayor que el del marco de proceso (1), y el miembro de sellado (5), el marco de proceso (1) y el sustrato (2) forman un espacio (6) en un estado frío.
  3. 3. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el miembro de sellado (5) comprende al menos uno o una combinación de cerámica de vidrio, zirconia y magnesia.
  4. 4. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 3, en donde se dispone una malla de alambre de metal sobre la superficie inferior del sustrato (2) y sustancialmente paralela al sustrato (2).
  5. 5. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la placa inferior (4) comprende al menos una barra de soporte.
  6. 6. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 45, en donde la placa inferior (4) comprende:
    una primera placa de transmisión (41);
    una segunda placa de transmisión (42);
    un separador (43), configurado para separar la primera placa de transmisión (41) de la segunda placa de transmisión (42) y dispuesto en un borde periférico de la primera placa de transmisión (41) y un borde periférico de la segunda placa de transmisión (42);
    un primer resorte (44), dispuesto entre una superficie inferior de la primera placa de transmisión (41) y el separador (43); y
    un segundo resorte (45), dispuesto entre una superficie superior de la segunda placa de transmisión (42) y el separador (43).
  7. 7. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el primer resorte (44) se ubica en una posición adyacente al borde periférico de la primera placa de transmisión (41), y el segundo resorte (45) se ubica en una posición adyacente al borde periférico de la segunda placa de transmisión (42).
  8. 8. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 7, en donde cada uno del primer resorte (44) y el segundo resorte (45) comprende una superaleación;
    en donde la superaleación comprende cobalto, cromo, níquel y molibdeno.
  9. 9. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la primera placa de transmisión (41) se proporciona con una pluralidad de orificios de ventilación (411) para que pase el gas.
  10. 10. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el primer resorte (44) comprende un resorte espiral, y el resorte espiral está en contacto con la superficie inferior de la primera placa de transmisión (41) adyacente al borde periférico de la primera placa de transmisión (41); el segundo resorte (45) comprende un resorte espiral, y el resorte espiral está en contacto con la superficie superior de la segunda placa de transferencia adyacente al borde periférico de la segunda placa de transmisión (42).
  11. 11. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 10, en donde el espacio (6) comprende:
    un cuerpo hueco (7), posicionado en una superficie superior y/o una superficie inferior del espacio (6), el cuerpo hueco (7) se implementa como una pared de metal interior (71) y una cavidad (72), un primer relleno (73) que se dispone para bloquear una abertura de conexión entre la cavidad (72) y el espacio (6) en la cavidad (72), el primer relleno (73) se encoge y abre la abertura de conexión a medida que aumenta la temperatura.
  12. 12. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 11, en donde el primer relleno (73) tiene una punta encogida, y la punta del primer relleno (73) se ubica en la abertura de conexión.
  13. 13. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 12, en donde el primer relleno (73) comprende fibras cerámicas; en donde un filtro de calcógeno (75) se configura en la abertura de conexión;
  14. 14. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la cavidad (72) se proporciona con un espacio de desulfuración (76) para almacenar un gas de desulfuración.
    en donde el gas de desulfuración comprende un gas alcalino.
  15. 15. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 14, en donde se dispone un tope entre el primer relleno (73) y la cavidad (72).
  16. 16. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 15, en donde un segundo relleno (77) se configura en el espacio de desulfuración (76), el segundo relleno (77) se expande a medida que aumenta la temperatura, para formar una estructura de pistón para empujar el gas de desulfuración.
  17. 17. El dispositivo de tratamiento térmico de ahorro de energía para un sustrato de metal en un gas corrosivo de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la abertura de conexión se proporciona secuencialmente con una sección de entrada, una sección convergente, una garganta y una sección de difusión a lo largo de una dirección de entrada para formar un pasaje de gas de tipo tubo Venturi (74) que es fácil para que el gas fluya hacia el espacio desde la cavidad (72);
    en donde el segundo relleno(77)comprende un globo conductor de calor y un fluido térmicamente expandible, y el globo conductor de calor está hecho de un material resistente al calor. El fluido en combinación con el globo conductor de calor forma una estructura de deformación térmica que probablemente se expanda y se contraiga con la temperatura.
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