专利名称：一种全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微波高温烧结密闭式辊道窑炉，特别是长度在10米一50米之间，炉膛截面积在0. 06m2-0. 3m2的隧道式辊道窑炉。
背景技术：
我国从20世纪70年代开始研究并应用微波加热技术。首先是在连续微波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。20世纪80年代，我国开始生产微波窑炉以及微波干燥设备，但主要以家用微波窑炉为主，己被广泛应用于纸张与印刷、纺织与印染、木材、皮革、烟草、矿业以至中草药的干燥等。20世纪90年代后期，美国、加拿大、德国等发达国家开始小批量生产陶瓷产品，其中美国已具有生产小型微波连续烧结设备的能力，但仍未用于的工业化大生产。因此，中国在烧结炉的应用方面也正需要进一步努力以迎头赶上这次技术革命。微波烧结设备对微波烧结技术的发展起着至关重要的作用。H. D. Kimmery等于 1988年设计了微波连续烧结系统，其场强分布不均勻性小于4% ；中国科学院沈阳金属研究所和七七二厂设计的会聚天线激励介质多模谐振方案，采用将微波能均勻束在烧结区的方法，取得了显著效果。近年来，中科院沈阳金属所在国家新技术“863计划”的资助下，已研制出多台MFM-863系列的微波烧结设备，但主要用于实验室研究。微波烧结技术的发展已经历了几十年，作为一种省时、节能、节省劳动、无污染的技术，微波烧结能满足当今节能减排、低碳经济、保护环境的要求，这些优势使得微波烧结在磁性材料、高技术陶瓷及金属陶瓷复合材料、固相合成制备等领域具有广阔的前景。但是从目前国内外市场情况来看，现有的微波加热设备主要针对低温微波杀菌、 硫化等食品、医药、木材等等行业，真正用于工业化生产的工业级大型微波高温烧结窑炉至今未被制造开发，主要使用的仍然是能耗较大的传统电加热窑炉。因此，本实用新型开发的新型微波烧结窑炉具有极大的开创性意义。
实用新型内容针对现有微波窑炉生产过程中能耗高、产品尺寸与性能一致性差的缺陷，本实用新型旨在提供一种全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，该窑炉能量利用率高，且制造出的产品尺寸与性能一致性好。为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是所述全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉包括主窑体、设置在主窑体两侧用于发射微波的微波发射系统，其特点是，还包括与主窑体形成闭路循环的回转道机构、设置在主窑体底部的辊道动力系统、 多个可循环开启闭合以控制物料的进出的炉门连锁开闭系统；所述主窑体由排水段、预热段、烧结段、保温段、急冷段和缓冷段顺序连接而成，所述回转道机构主要由装卸料段和余热利用毛坯烘干段组成；所述回转道机构包括回转道，该回转道上设有回转道辊道，在该回转道的端部装有由变速器与减速器组成的动力系统，该动力系统可将从主窑体出口的推板拨入回转道上，经余热利用毛坯烘干段后送至主窑体入口 ；所述主窑体的内腔底面设有由所述辊道动力系统驱动的用于传送物料推板的内辊道；所述辊道动力系统的结构为，设在主窑体底部一端的电机，该电机的输出端与一矩形螺杆相联，该矩形螺杆穿过一推动器并与该推动器配合，该推动器下端可沿一导轨槽移动，所述矩形螺杆的另一端装在一轴承座内，所述推动器带动所述推板。在进料时，将推板放入辊道内，辊道动力系统对推板做功，推动推板在辊道上前进。所述炉门连锁开闭系统的炉门优选为四个，在推板承载物料在窑炉中循环运动的过程中，四扇互锁炉门循环开闭，在同一个时刻仅有一个炉门保持开启状态，其余三个炉门处于闭合状态，这样能够保证充满微波的不锈钢炉腔与外界环境始终处于隔绝的状态， 有效地防止了生产过程中微波泄漏的问题。整个微波加热窑体分为主腔和冷却腔串联组合而成，每一段主腔体采用CAD技术优化微波加热箱体的设计，确保更多模式分布以改善均勻性。各段腔体采用不锈钢材料加工，具有良好防腐蚀性能，不锈钢内壁镜面抛光，有效防止炉腔内有些结构上存在的缺陷， 如金属毛刺，搭接隙缝等导致微波放电产生火花；腔体输入段设计有完善的微波抑制炉门， 保证物料畅通又使微波泄漏完全达到国家安全标准；腔体输出段同样设计有微波抑制炉门；微波加热腔体的底面设计有传送物料推板的辊道，保证物料在推板平滑传送；微波加热窑体的上端面还设置排风口，以便排放烧结过程中可能排放的水分以及挥发性物质；微波加热箱体的顶部设置有测温端口，该测温端口与一测量控制主窑体内温度的测控温系统相连，以控制物料需要的处理温度分布。各段腔体单独加工，相互之间用标准法兰连接以方便加工、安装、调试和运输。在窑炉不同区域其微波能量密度不同，按照排水段、预热段、烧结段、保温段能量密度逐渐增加，因此毛坯通过快速吸收微波能量，其本体温度不断升高，经过一系列物理化学反应后，进而完成烧结工艺。所述排水段为主窑体总长度的5%—15%，所述预热段的长度为主窑体总长度的 10%— 20%，所述烧结段的长度为主窑体总长度的15%—30%，所述保温段的长度为主窑体总长度的8%—15%，所述急冷段的长度为主窑体总长度的8%—15%，所述缓冷段的长度为主窑体总长度的8%—15% ；所述装卸料段为回转道机构总长度的10%— 30%，所述余热利用毛坯烘干段为回转道机构总长度的70%—90%。进一步地，优选所述排水段为主窑体总长度的 8%—13%，所述预热段为主窑体总长度的11%—14%，所述烧结段为主窑体总长度的20%—
，所述保温段为主窑体总长度的10%—14%，所述急冷段为主窑体总长度的10%—14%，所述缓冷段为主窑体总长度的10%—14% ；所述装卸料段为回转道机构总长度的为10%—20%， 所述余热利用毛坯烘干段为回转道机构总长度的70%—80%。所述主窑体的排水段包括1个窑段，预热段包括数个窑段，烧结段包括数个窑段， 保温段包括1个窑段，急冷段包括1个窑段，缓冷段包括数个窑段；所述主窑体的排水段、预热段、烧结段、保温段、急冷段底部均设置有通气孔，该通气孔直径为IOmm—30mm，相邻两个通气孔之间的距离为200mm—500mm，所述通气孔与一调节主窑体内气氛的气氛调节系统连接。所述主窑体各段的上端面设有排气孔，该排气孔的直径为50mm—150mm，相邻两个排气孔之间的中心距为80mm—150mm，所述排水段的排气孔与一清除尾气的废气清洗系统连接；所述缓冷段的排气孔与余热利用毛坯烘干段连接，所述预热段的排气孔与一调节主窑体内气氛的气氛调节系统连接。所述废气清洗系统由两级高压清洗系统组成，包括进气、清洗和排气系统；气体进入到淋洗腔之后，高压水通过螺旋喷嘴高速喷射入腔体内，使气液两相充分接触，从而降低气体温度和有害物质浓度。此外，该淋洗腔上部为柱形，下部为锥形，也保证进气气体和高压水源的接触面积；高压水源采用的是去离子水，防止水垢的产生；高压清洗系统采用的是喷射式淋洗，螺旋喷射形成水雾的淋洗效果。烧结材料时产生的废气在进入到淋洗腔后， 由于遇到高压喷射式水地冷却其温度迅速降低，同时，部分气体会被水所吸收，剩余的气体在经过二级清洗系统后，其中有害物质浓度和温度再次降低，达到排放标准，经过排气系统排出车间，达到降温降浓度的目的。所述气氛调节系统由进气三通、进气系统的进气流量计、气量控制阀以及排气系统组成；进气三通分别连接的是干燥空气气体、高纯氮气气体以及高纯氩气气体；进气三通和进气控制阀门相连接，调节进气阀门，通过进气流量计读出进气流量，保证烧结气体量；排气系统由排气阀门、排气温度表以及排气管道组成；通过调节排气阀门调节排气气体流量，以达到控制炉腔内气氛的目的；排气温度表显示排气温度，用以表征产品烧结不同阶段时排出气体的成分，控制烧结气氛，达到更好的烧结效果；排气管道与炉腔直接相连， 直接排出炉腔内的废气后进入废气清洗系统。所述微波发射系统采用多管微波源功率合成，由20—200个微波源系统组成，每个微波源系统包括微波电源和微波头，采用输出IkW—6kW，微波发射频率为M50MHz波段的带阳极水冷的高性能工业用磁控管和微波传输激励波导，以交叉极化方式分多组分布于微波加热窑体，多槽口分布式馈能，可利用CAD和程序对馈口和尺寸进行优化设计，可达到最佳模式分布和优良的加热均勻性。该阳极水冷磁控管带单独专用灯丝变压器提高工作寿命及可靠性；整套微波源具有完善的闭锁安全保护系统，可长时间连续稳定工作，微波源输出功率连续可调，且工作可靠，操作方便。所述炉腔底板上方设有用于传送物料推板的内辊道，所述内辊道的结构为，在底板两侧均设有条形凸肋，该凸肋上开有多个卡槽，位于底板上方的多根辊棒两端均装有轴承，该轴承对应装在所述卡槽内。所述底板上设有支撑辊棒的支撑弧槽。所述辊道动力系统采用螺旋电机带动矩形螺杆，通过矩形螺杆的旋转进给带动推动器传动物品；在运行物料时，给传动电机供电，电机传动带动矩形螺杆运动，矩形螺杆通过推动器进行推进，将推进的力传递给万向轴承座，万向轴承可以将推力的方向进行改变，改变推板的运动方向，方便推板在转角处进行转弯；同时辊道动力系统的导轨支架采用的不锈钢支架，可以承受较大的载荷；在支架上面有运动平行导轨槽，开槽为中空的，这样可以大大减小推动器的运动阻力，提高传动效率。所述回转道上面设有金属辊道，在回转道的端部装有变速器与减速器组合的动力系统，带动螺旋推杆推动推板在耐高温辊道上传输移动，快慢速度均可任意调节，可将从窑体出口的推板拨入回转道上，经过烘干区自动地输送至进口处，装烧产品可在回转道的中途进行。所述变速器优选为横纵向无级变速器，所述减速器优选为涡轮减速器。在回转道上设置有烘干区域与窑炉热风排送系统连接，将主窑体急冷段和缓冷段的热量由抽风机通过管道送入烘干区，通过调节冷、热风量将烘干温度控制在100°C以下， 生坯在回转道向窑炉进口移动的同时完成烘干工作，并控制生坯入窑含水率，实现生坯压制与烧结工序连续生产，提高生产效率。所述内辊道由多根棍棒排列组成，该辊棒的直径为20mm— 50mm，相邻两辊棒之间的中心间距为50mm—150mm。进一步地，该辊棒优选为陶瓷辊棒，所述辊棒直径为25mm— 40mm，相邻两陶瓷辊棒之间的中心距离为75mm— 125mm。所述主窑体的进出口均设有微波抑制炉门，该微波抑制炉门四周安装有抗流槽或能吸收微波的材料。为了防止在微波加热炉炉门关上后微波从炉门与腔体之间的缝隙中泄漏出来，在进出口设置微波抑制器防止微波泄露，除了窑炉的炉门在加工制造时要保证较高的尺寸精度和装配精度外，在微波窑炉的炉门四周安装有抗流槽，或装有能吸收微波的材料，如由硅橡胶做的门封条，能将可能泄漏的少量微波吸收掉。抗流槽是在门内设置的一条异型槽结构，它具有引导微波反转相位的作用。在抗流槽入口处，微波会被它逆向的反射波抵消，这样微波泄漏的可能性就大大降低了。由于炉门封条容易破损或老化而造成防止泄露的作用降低，因此采用抗流槽结构来防止微波泄漏。所述窑炉还包括一设置在窑炉外周带夹层的余热利用系统，该夹层中装有导热液体。其中在主窑体高温段外的夹层中设置导热油，可迅速将油箱中的导热油加热到350°C， 通过高温油泵输送到开水加热箱、食堂热源、浴室供水系统、超声波清洗机烘干系统等，极大节约能源成本，主窑体的烧结段、保温段外的夹层中设置导热油，可迅速将油箱中的导热油加热到350°C，通过高温油泵输送到开水加热箱、食堂热源、浴室供水系统、超声波清洗机烘干系统等，极大节约能源成本。主窑体的预热段、急冷段和缓冷段的夹层中设置水，可迅速将水加热到40°C _100°C，供工人饮用或洗涤用水，方便工作人员的同时节约能源。在所述主窑体的急冷段顶部的排风管道出风温度范围为200°C — 700°C，该排风管道与一余热利用排风机相连，将窑炉热风直接引导至回转道的余热利用毛坯烘干段的25 米长辊道上，并通过配送冷风使温度可调范围在70°C— 120°C— 180°C—200°C。所述主窑体的顶部设置有测温端口，该测温端口与一测量控制主窑体内温度的测控温系统相连。所述测控温系统采用热电偶测温，将热电偶的测量端直接深入到材料上方， 断口处进行良好的密封处理，并将测量的数据信号反馈给控制柜，联锁到微波源的功率调节系统，通过PLC对数据信号进行处理，做出希望的动作。此外，在窑炉进出口处分别设置一个微波测漏报警装置，出现微波泄露的情况下能够及时报警进而采取应急措施。本实用新型所述的辊道窑炉长度在10米一50米之间，炉膛截面积在0. 06m2— 0. :3m2。与现有窑炉相比，本实用新型的有益效果是本实用新型以微波加热代替传统加热方式，节省电力成本70%以上，节能降耗；烧结产品收缩率一致，尺寸一致性好，烧结产品成品率可接近100%;余热烘干系统实现生坯压制一烧结工艺无缝连续生产，消除自然摆放烘干的弊端，极大提高生产效率；利用余热利用系统，采用高效的废弃清洗系统，充分提高能源利用率，降低生产成本、改善工作环境，解决了解决烧结废气污染问题；采用低成本变速电机推动，解决了油压推进系统成本高的问题；采用全密闭式辊道传输，避免了微波泄漏问题，且极大降低了推板因挤压等问题造成的损耗，减少生产成本；充分优化炉体结构，提高空间利用率，减少了设备占地面积；完善的进气、排气系统，可根据需要任意调节炉腔内的烧结气氛。
[0029]
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。[0030]图l是本实用新型一种实施例的结构示意图；[003、] 图2是本实用新型的工作原理框图；[0032]图3是本实用新型所述辊道动力系统的结构示意图；[0033]图4是本实用新型所述的废气清洗系统结构示意图；[0034] 图5是本实用新型所述的气氛调节系统的结构示意图。[0035]在图中[0036]卜主窑体；2一回转道机构；3一微波发射系统；[0037] 4一辊道动力系统； 5一炉门连锁开闭系统； 6一排水段；[0038]7一预热段； 8一烧结段； 9一保温段；lo一急冷段；11一缓冷段；[0039]12一装卸料段；13一余热利用毛坯烘干段； 14一回转道；[0040]15一回转道辊道； 16一动力系统；17一推板；[0041] 18一内辊道；19一通气孔；20一气氛调节系统；[0042] 2卜万向轴承座； 22一推动器；23一推板[0043] 24一矩形螺杆；25一电机；27一导轨槽；[0044] 30一废气清洗系统；3卜废气排出管；32一喷头；[0045] 33一抽气机；34一管道；35一第一清洗室；[0046] 36一第二清洗室； 40一微波测漏报警装置；42一排气孔；[0047] 43一辊棒；44一微波抑制炉门；45一测温端口；[0048] 50一余热利用系统； 5卜夹层；60一测控温系统；[0049] 72一排气系统；73一排气管；75一进气系统；[0050]76一进气管；77一进气三通。
具体实施方式
[0051] 一种全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，如图l所示，包括主窑体l、设置在主窑体l两侧用于发射微波的微波发射系统3、与主窑体l形成闭路循环的回转道机构2、设置在主窑体l底部的辊道动力系统4、多个可循环开启闭合以控制物料的进出的炉门连锁开闭系统5；所述主窑体l由排水段6、预热段7、烧结段8、保温段9、急冷段lo和缓冷段11顺序连接而成，所述回转道机构2主要由装卸料段12和余热利用毛坯烘干段13组成；所述回转道机构2包括回转道14，该回转道14上设有回转道辊道15，在该回转道14的端部装有由变速器与减速器组成的动力系统16，该动力系统16可将从主窑体l出口的推板17拨入回转道14上，经余热利用毛坯烘干段13后送至主窑体l入口；所述主窑体l的内腔底面设有由所述辊道动力系统4驱动的用于传送物料推板17的内辊道18；如图3所示，所述辊道动力系统的结构为，设在主窑体l底部一端的电机25，该电机25的输出端与一矩形螺杆24相联，该矩形螺杆24穿过一推动器22并与该推动器22配合，该推动器22下端可沿一导轨槽27移动，所述矩形螺杆M的另一端装在一万向轴承座21内，所述推动器22 带动所述推板17。为了便于描述，对所述炉门连锁开闭系统的四个炉门分别编号为1号门、2号门、3 号门和4号门。如图2所示，在装料段将毛坯物料置于推板17上，物料随推板进入余热利用毛坯烘干段13中进行烘干，然后开启1号门，同时将物料送入预热段7中进行预加热，预加热完毕后，关闭1号门，然后开启2号门，将物料送入烧结段8和保温段9中进行烧结，烧结完毕后，关闭2号门，然后开启3号门，将物料送入急冷段10和缓冷段11中进行降温，待到物料温度降到预期温度，关闭3号门，然后开启4号门，将物料成品送入卸料段进行卸料。整个微波加热窑体分为主腔和冷却腔串联组合而成，每一段主腔体采用CAD技术优化微波加热箱体的设计，确保更多模式分布以改善均勻性。各段腔体采用不锈钢材料加工，具有良好防腐蚀性能，不锈钢内壁镜面抛光，有效防止炉腔内有些结构上存在的缺陷， 如金属毛刺，搭接隙缝等导致微波放电产生火花；腔体输入段设计有完善的微波抑制炉门， 保证物料畅通又使微波泄漏完全达到国家安全标准；腔体输出段同样设计有微波抑制炉门；微波加热腔体的底面设计有物料推板的辊道，保证物料平滑传送；微波加热窑体的上端面还设置排风口，以便排放烧结过程中可能排放的水分以及挥发性物质；微波加热箱体的顶部设置有测温端口，该测温端口 45与一测量控制主窑体1内温度的测控温系统60相连，以控制物料需要的处理温度分布。各段腔体单独加工，相互之间用标准法兰连接以方便加工、安装、调试和运输。所述测控温系统60采用热电偶测温，将热电偶的测量端直接深入到材料上方，断口处进行良好的密封处理，并将测量的数据信号反馈给控制柜，联锁到微波源的功率调节系统，通过PLC对数据信号进行处理，做出相应的动作。在窑炉不同区域其微波能量密度不同，按照排水段6、预热段7、烧结段8、保温段9 能量密度逐渐增加，因此毛坯通过快速吸收微波能量，其本体温度不断升高，经过一系列物理化学反应后，进而完成烧结工艺。为了防止在微波加热炉炉门关上后微波从炉门与腔体之间的缝隙中泄漏出来，在进出口设置微波抑制炉门44防止微波泄露，除了窑炉的炉门在加工制造时要保证较高的尺寸精度和装配精度外，在微波窑炉的炉门四周安装有抗流槽，或装有能吸收微波的材料， 如由硅橡胶做的门封条，能将可能泄漏的少量微波吸收掉。抗流槽是在门内设置的一条异型槽结构，它具有引导微波反转相位的作用。在抗流槽入口处，微波会被它逆向的反射波抵消，这样微波泄漏的可能性就大大降低了。由于门封条容易破损或老化而造成防止泄露的作用降低，因此采用抗流槽结构来防止微波泄漏。此外，在窑炉进出口处分别设置一个微波测漏报警装置40，出现微波泄露的情况下能够及时报警进而采取应急措施。所述排水段6的长度为主窑体1总长度的5%—15%，优选为8%—13%。所述预热段7的长度为主窑体1总长度的10%—20%，优选为11%—14%。所述烧结段8的长度为主窑体1总长度的15%—30%，优选为20%_对％。 所述保温段9的长度为主窑体1总长度的8%—15%，优选为10%—14%。所述急冷段10的长度为主窑体1总长度的8%—15%，优选为10%—14%。所述缓冷段11的长度为主窑体1总长度的8%—15%，优选为10%—14%。[0064]所述主窑体1内设置有辊道动力系统4，所述辊道动力系统4有多根辊棒43排列组成，所述辊棒43优选为陶瓷辊棒，其直径为20mm—50mm，相邻陶瓷辊棒之间的中心间距为50mm— 150mm，优选地，所述陶瓷辊棒直径为25mm—40mm，相邻陶瓷辊棒之间的中心距离为 75mm—125mm。如图3所示，所述辊道动力系统4采用螺旋电机25带动矩形螺杆M，通过矩形螺杆M的旋转进给带动推动器22传动推板23 ；在运行物品时，给传动电机25供电，电机25 传动带动矩形螺杆M运动，矩形螺杆M通过推动器进行推进，将推进的力传递给万向轴承座21，万向轴承座21内的万向轴承可以将推力的方向进行改变，改变推板23的运动方向， 方便推板23在转角处进行转弯；同时辊道动力系统4的导轨支架采用的不锈钢支架，可以承受较大的载荷；在支架上面有运动平行导轨槽27，开槽为中空的，这样可以大大减小推动器22的运动阻力，提高传动效率。所述排水段包括1个窑段，窑体顶部设置有排气孔，排气孔的直径为50mm— 150mm，相邻两个排气孔之间的距离为80mm — 150mm，所述排气孔与废气清洗系统连接。如图4所示，所述废气清洗系统30，包括两级上部为柱形，下部为锥形清洗室35， 36，两级清洗室35，36的底端通过管道34相连，该管道34与沉淀池连通，两级清洗室35，36 上端均设有与高压水源连通的喷头32，第一清洗室35下部通过管道与第二清洗室36上部连通，第一清洗室35下部与窑炉的废气排出管31连通，第二清洗室36下部通过管道与一抽气机33相连。高压水源的进水系统采用的是圆形的不锈钢管，所述喷头32为螺旋式喷头，采用高压喷射的方式将水喷入清洗室。废气经过废气排出管31进入到第一清洗室35后，由于遇到高压喷射式水源，其温度迅速降低，同时，气体会被高压水源所吸收，剩余的气体在经过第二清洗室36后，其浓度和温度再次降低，达到排放标准，经过抽气机33排出车间，达到降温降浓度的目的。清洗水经过管道34流入沉淀池中做进一步处理。经过二级清洗后，废气的浓度和温度被降低，达到排放标准，经过排气系统排出车间，达到降温降浓度的目的。所述预热段7包括数个窑段，前部两段窑体顶部设置有排气孔，排孔的直径为 50mm—150mm,相邻两个排气孔之间的距离为80mm— 150mm，所述排气孔与根据预热段温度曲线控制一调节气氛调节系统连接。所述烧结段8包括数个窑段，每个窑段两侧板呈一定规律排布设置有数个微波源，用以发射微波提供烧结产品所需能量，所述微波源功率输出控制系统与温度控制系统连接。所述保温段9包括1个窑段，其构造与预热段类似。所述急冷段10包括1个窑段，窑体顶部设置有排气孔，排气孔的直径为50mm— 150mm,相邻两个排气孔之间的距离为80mm— 150mm,所述排气孔与回转道烘干段余热利用系统连接。所述缓冷段11包括数个窑段，窑体顶部设置有排气孔19，排气孔19的直径为 50mm—150mm,相邻两个排气孔之间的距离为80mm— 150mm，所述排气孔与回转道烘干段余热利用系统连接。在回转道上设置有烘干区域与窑炉热风排送系统连接，将主窑体1急冷段和缓冷段的热量由抽风机33通过管道送入烘干区，通过调节冷、热风量将烘干温度控制在100°C 以下，生坯在回转道向窑炉进口移动的同时完成烘干工作，并控制生坯入窑含水率，实现生坯压制与烧结工序连续生产，提高生产效率。除了缓冷段11以外，所述主窑体1的底部均设置有通气孔，通气孔直径为IOmm— 30mm，相邻两个通气孔之间的距离为200mm— 500mm，所述通气孔与一调节窑体内气氛的气
氛调节系统连接。如图5所示，所述气氛调节系统20由进气三通77、进气系统76的进气流量计、 气量控制阀以及排气系统72组成；进气三通分别连接的是干燥空气气体、高纯氮气气体以及高纯氩气气体；进气三通77和和设在进气管76上的进气控制阀门相连接，调节进气阀门，通过进气流量计读出进气流量，保证烧结气体量；排气系统72由排气阀门、排气温度表以及排气管道73组成；通过调节排气阀门调节排气气体流量，以达到控制炉腔内气氛的目的；排气温度表显示排气温度，用以表征产品烧结不同阶段时排出气体的成分，控制烧结气氛，达到更好的烧结效果；排气管道73与炉腔直接相连，直接排出炉腔内的废气。在烧结产品的时候，可以根据不同的产品，利用进气三通77供给不同的气体，如在烧结永磁铁氧体的时候，为了使用干燥空气用以氧化铁氧体，则需要干燥空气作为保护气体，在关闭氮气入口和氩气入口，打开干燥空气入口，向炉腔内通入干燥空气即可。在烧结软磁铁氧体的时候进高纯氮气，用以保护软磁铁氧体材料，因此关闭干燥空气入口和氩气入口，打开氮气入口，向炉腔内通入氮气即可。在烧结SiC的时候，进高纯氩气或者高纯氮气，以防止SiC氧化生成Si02。如需要氮气作为保护气体，在关闭干燥空气入口和氩气入口，通过排气系统72抽掉炉腔内的废气，然后打开氮气入口，向炉腔内通入氮气即可；如需要氩气作为保护气体，在关闭干燥空气入口和氮气入口，通过排气系统72抽掉炉腔内的废气，然后打开氩气入口，向炉腔内通入氩气即可。本实用新型所述的回转道机构与主窑体1形成闭路循环，回转道上面设有金属辊道，在回转道的端部装有横纵向无级变速器与涡轮减速器组合的动力系统，带动螺旋推杆推动推板在耐高温辊道上传输移动，快慢速度均可任意调节，可将从窑体出口的推板拨入回转道上，经过烘干区自动地输送至进口处，装烧产品可在回转道的中途进行。所述回转道机构由全金属辊道构成，其中装卸料段为回转道机构总长度的10%— 30%，优选长度为10%—20% ；余热利用毛坯烘干段位回转道总长度的70%—90%，优选长度为 70%—80% ο所述微波发射系统3采用多管微波功率合成，由20—200个微波源系统组成，微波源系统包括微波电源和微波头，采用输出IkW—6kW，微波发射频率为M50MHZ波段的带阳极水冷的高性能工业用磁控管和微波传输激励波导，以交叉极化方式分多组分布于微波加热窑体，多槽口分布式馈能，可利用CAD和程序对馈口和尺寸进行优化设计，可达到最佳模式分布和优良的加热均勻性。该阳极水冷磁控管带单独专用灯丝变压器提高工作寿命及可靠性；整套微波源具有完善的闭锁安全保护系统，可长时间连续稳定工作，微波源输出功率连续可调，且工作可靠，操作方便。
权利要求1.一种全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，包括主窑体(1)、设置在主窑体 (1)两侧用于发射微波的微波发射系统(3)，其特征在于，还包括与主窑体(1)形成闭路循环的回转道机构(2)、设置在主窑体(1)底部的辊道动力系统(4)、多个可循环开启闭合以控制物料的进出的炉门连锁开闭系统(5)；所述主窑体(1)由排水段(6)、预热段(7)、烧结段(8)、保温段(9)、急冷段(10)和缓冷段(11)顺序连接而成，所述回转道机构(2)主要由装卸料段(12)和余热利用毛坯烘干段(13)组成；所述回转道机构(2)包括回转道(14)，该回转道(14)上设有回转道辊道(15)，在该回转道(14)的端部装有由变速器与减速器组成的动力系统(16)，该动力系统(16)可将从主窑体(1)出口的推板(17)拨入回转道(14)上， 经余热利用毛坯烘干段(13)后送至主窑体(1)入口 ；所述主窑体(1)的内腔底面设有由所述辊道动力系统(4)驱动的用于传送物料推板(17)的内辊道(18);所述辊道动力系统的结构为，设在主窑体(1)底部一端的电机(25)，该电机(25)的输出端与一矩形螺杆(24)相联， 该矩形螺杆(24)穿过一推动器(22 )并与该推动器(22 )配合，该推动器(22 )下端可沿一导轨槽(27)移动，所述矩形螺杆(24)的另一端装在一轴承座(21)内，所述推动器(22)带动所述推板(17)。
2.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述排水段(6)为主窑体(1)总长度的5%—15%，所述预热段(7)的长度为主窑体(1)总长度的10%—20%，所述烧结段(8)的长度为主窑体(1)总长度的15%—30%，所述保温段(9)的长度为主窑体(1)总长度的8%—15%，所述急冷段(10)的长度为主窑体(1)总长度的8%— 15%，所述缓冷段(11)的长度为主窑体(1)总长度的8%—15%;所述装卸料段(12)为回转道机构(2)总长度的10%— 30%，所述余热利用毛坯烘干段(13)为回转道机构(2)总长度的 70%—90% ο
3.根据权利要求2所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述排水段(6)为主窑体(1)总长度的8%—13%，所述预热段(7)为主窑体(1)总长度的 11%—14%，所述烧结段(8)为主窑体(1)总长度的20%_M%，所述保温段(9)为主窑体(1) 总长度的10%—14%，所述急冷段(10)为主窑体(1)总长度的10%—14%，所述缓冷段(11) 为主窑体(1)总长度的10%—14%;所述装卸料段(12)为回转道机构(2)总长度的为10%— 20%，所述余热利用毛坯烘干段(13)为回转道机构(2)总长度的70%—80%。
4.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述主窑体(1)的排水段(6)、预热段(7)、烧结段(8)、保温段(9)、急冷段(10)底部均设置有通气孔(19)，该通气孔(19)直径为IOmm— 30mm，相邻两个通气孔之间的距离为200mm— 500mm，所述通气孔(19)与一调节主窑体(1)内气氛的气氛调节系统(20)连接。
5.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述主窑体(1)各段的上端面设有排气孔(42)，该排气孔(42)的直径为50mm—150mm，相邻两个排气孔之间的中心距为80mm—150mm，所述排水段(6)的排气孔(42)与一清除尾气的废气清洗系统(30 )连接；所述缓冷段(11)的排气孔(42 )与余热利用毛坯烘干段(13 )连接，所述预热段(7)的排气孔与一调节主窑体(1)内气氛的气氛调节系统(20)连接。
6.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述微波发射系统(3)采用多管微波源功率合成，由20—200个微波源系统组成，每个微波源系统包括微波电源和微波头，采用输出IkW—6kW，微波发射频率为M50MHz波段的带阳极水冷的高性能工业用磁控管和微波传输激励波导。
7.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述内辊道(18)由多根棍棒(43)排列组成，该辊棒(43)的直径为20mm— 50mm，相邻两辊棒之间的中心间距为50mm— 150mm。
8.根据权利要求7所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述辊棒(43)为陶瓷辊棒，该辊棒(43)直径为25mm—40mm，相邻两陶瓷辊棒之间的中心距离为 75mm— 125mm。
9.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述主窑体(1)的腔体内壁为镜面抛光。
10.根据权利要求1所述的全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，其特征在于， 所述主窑体(1)的进出口均设有微波抑制炉门(44)，该微波抑制炉门四周安装有抗流槽或能吸收微波的材料。
专利摘要本实用新型公开了一种全封闭式工业级微波高温烧结密闭式辊道窑炉，特别是长度在10米—50米之间，炉膛截面积在0.06m2—0.3m2的隧道式辊道窑炉。所述窑炉包括主窑体、微波发射系统，回转道机构、辊道动力系统、炉门连锁开闭系统；所述主窑体由排水段、预热段、烧结段、保温段、急冷段和缓冷段顺序连接而成，所述回转道机构主要由装卸料段和余热利用毛坯烘干段组成；所述回转道机构包括回转道、回转道辊道、动力系统，该动力系统可将从主窑体出口的推板拨入回转道上，经余热利用毛坯烘干段后送至主窑体入口；所述主窑体的内腔底面设有由所述辊道动力系统驱动的用于传送物料推板的内辊道。本实用新型节能降耗环保；烧结产品收缩率一致，尺寸一致性好，成品率高，生产效率高；生产成本低。
文档编号F27D17/00GK201954944SQ20102066632
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者万绍平, 周飞, 孙友元, 张刚, 彭锦波, 戴传波, 曹二斌 申请人:湖南航天工业总公司