專利名稱：一種微波、電混合加熱鐘罩窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種窯爐，特別是涉及一種在鐘罩窯爐中利用微波、電混合加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電阻加熱、燃?xì)饧訜?、燃油加熱和微波加熱的微波、電混合加熱鐘罩窯。
背景技術(shù)：
鐘罩窯是一種應(yīng)用于保護(hù)氣氛或弱還原性氣氛下大批量制件的燒成，生產(chǎn)效率高，廣泛應(yīng)用于陶瓷、冶金、電池材料等行業(yè)的干燥和燒結(jié)?，F(xiàn)在的加熱方式為電阻加熱、燃?xì)饧訜?、燃油加熱和微波加熱四種方式。傳統(tǒng)的鐘罩窯的結(jié)構(gòu)是包括電阻加熱、燃?xì)饧訜峄蛉加图訜峤M成的爐體、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)、冷卻排風(fēng)系統(tǒng)、測(cè)溫控制系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)及升降頂緊機(jī)構(gòu)，采用電阻加熱、燃?xì)饧訜峄蛉加图訜峤M成的爐體，電阻加熱、燃?xì)饧訜峄蛉加图訜釋?duì)材料進(jìn)行加熱，燒結(jié)溫度一般比較高，反應(yīng)速度慢，燒結(jié)后材料的品質(zhì)低。微波加熱與前面四種加熱方式在作用機(jī)理上不同，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)同種材料進(jìn)行加熱比較，利用微波加熱材料的燒結(jié)溫度一般要比傳統(tǒng)加升溫速度快，燒結(jié)后材料的品質(zhì)高，但部分材料在低溫時(shí)微波吸收性能差，微波加熱匹配性能差，反射功率大，能量效率低。微波、電混合加熱鐘罩窯可克服如上缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種加熱溫度低、反應(yīng)速度快、處理材料品質(zhì)高、加熱匹配性能高、能量效率高的微波、電混合加熱鐘罩窯。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的微波、電混合加熱鐘罩窯，包括爐體、保溫系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、廢氣回收及真空系統(tǒng)、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)、氣氛系統(tǒng)、匣缽系統(tǒng)、移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)、爐管系統(tǒng)和爐蓋系統(tǒng)，在所述的爐體上設(shè)有電加熱系統(tǒng)和微波饋能系統(tǒng)，整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封系統(tǒng)。所述的爐管系統(tǒng)采用高溫耐火材料制成，并且具有一定的強(qiáng)度支撐包裹于其上的所述的電加熱系統(tǒng)和所述的保溫系統(tǒng)。所述的移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)和所述的匣缽系統(tǒng)由耐火材料底板、匣缽、匣缽蓋、真空快接法蘭和外保骨架組成，其中所述的真空快接法蘭與所述的外保骨架焊接達(dá)到密封氣體的要求，所述的耐火材料底板上開(kāi)槽放置密封材料將所述的移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)和所述的爐體密封； 所述的外保骨架四周與所述的爐體間布置有橡膠密封條進(jìn)行二次密封，增加密封的可靠性；所述的真空快接法蘭在真空燒結(jié)時(shí)接真空泵抽真空，空氣氣氛時(shí)進(jìn)空氣，爐內(nèi)材料冷卻時(shí)按需要可以吹入冷風(fēng)。所述的移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)裝載所述的匣缽系統(tǒng)置于所述的移動(dòng)軌道上，移動(dòng)軌道通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)可以正反轉(zhuǎn)，將移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)和匣缽系統(tǒng)傳送到需要的位置，進(jìn)行裝料、燒結(jié)、卸料等相應(yīng)的動(dòng)作。所述的移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)裝載所述的匣缽系統(tǒng)在燒結(jié)工位由液壓或氣動(dòng)升降機(jī)及頂緊機(jī)構(gòu)托起至爐體內(nèi)，并通過(guò)所述的微波密封系統(tǒng)密封氣氛和微波，燒結(jié)過(guò)程中另有機(jī)械頂緊機(jī)構(gòu)，保證密封的可靠性。
所述的電加熱系統(tǒng)主要由電阻絲和絕緣材料組成，外層覆蓋保溫材料，所述的電加熱系統(tǒng)的引出接線端子穿越所述的冷卻水系統(tǒng)時(shí)增加鋼套管與所述的爐體焊接以及設(shè)有絕緣護(hù)套管，既可以密封微波又可以密封氣體。所述的廢氣回收及真空系統(tǒng)、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門(mén)，保證抽真空的順利進(jìn)行。所述的燒結(jié)區(qū)移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)人工操作部分設(shè)有微波泄漏報(bào)警儀。所述的冷卻水系統(tǒng)包覆于所述的爐體外，冷卻水經(jīng)進(jìn)水總管從爐體側(cè)下部進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，回水從爐體側(cè)上部流出進(jìn)入回水總管。所述的微波能饋入系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)是所述的微波能饋入系統(tǒng)的磁控管的進(jìn)口端通過(guò)進(jìn)水支路和供水泵與進(jìn)水主管連接，所述的磁控管的出口端通過(guò)回水支路和回水泵與回水主管連接，所述的回水主管與冷卻塔連接。所述的廢氣回收及真空系統(tǒng)和所述的抽濕排風(fēng)系統(tǒng)的微波密封裝置是在所述的廢氣回收及真空系統(tǒng)和抽濕排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)罩內(nèi)的爐體的排濕孔上設(shè)有多個(gè)并列的截止波導(dǎo)管，所述的截止波導(dǎo)管與爐體用氬弧焊滿焊連接在一起。爐體內(nèi)的熱風(fēng)或水汽從截止波導(dǎo)管排出爐體外的風(fēng)罩內(nèi)，風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)管將熱風(fēng)或水汽抽出。風(fēng)管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門(mén)，調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟程度，可以調(diào)節(jié)排風(fēng)抽濕的強(qiáng)度。采用上述技術(shù)方案的微波、電混合加熱鐘罩窯，在電加熱與微波屏蔽技術(shù)方面，一是采用電加熱與微波加熱分時(shí)段進(jìn)行，在窯爐中低溫時(shí)段以電加熱為主，使窯爐及材料升溫到一定溫度，中高溫時(shí)段采用微波加熱。在一臺(tái)窯爐中微波加熱和電加熱同時(shí)進(jìn)行，使電加熱與微波加熱隔離；二是電加熱同樣利用耐火材料爐管作爐管，電加熱發(fā)熱元件安裝在爐管與保溫材料之間。在鐘罩窯進(jìn)出口處設(shè)置了微波抑制裝置，爐體與爐蓋連接處設(shè)計(jì)有微波密封件，排濕從爐體內(nèi)抽氣孔、冷卻從外面給爐內(nèi)通冷卻空氣孔都設(shè)計(jì)有微波密封裝置，測(cè)溫?zé)犭娕寂c爐體連接處的微波密封裝置及熱電偶測(cè)溫的屏蔽。在微波能饋入方面，設(shè)置多模腔微波能饋入口，采取裂縫天線饋入微波能。在爐體內(nèi)溫度場(chǎng)均勻方面，保溫材料采用高純度的保溫板，爐內(nèi)保溫材料形成的內(nèi)腔安裝有耐火材料。磁控管冷卻方式采取水冷方式，水冷卻系統(tǒng)采用先進(jìn)水后排水技術(shù)，使各點(diǎn)冷卻水壓力均衡，主回水管采用零壓回水或負(fù)壓回水。在控制方面，通過(guò)溫控儀和PLC，在設(shè)定的溫度曲線上自動(dòng)控制微波源的微波能饋入，磁控管水冷卻自動(dòng)超溫報(bào)警。在安全使用方面，燒結(jié)區(qū)移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)人工操作部分設(shè)有微波泄漏在線檢測(cè)儀。本發(fā)明采用微波、電加熱綜合了電加熱和微波加熱的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們各自的缺點(diǎn)，基于微波、電混合加熱的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明是一種加熱溫度低，反應(yīng)速度快，處理材料品質(zhì)高、加熱匹配性能高、能量效率高的微波、電混合加熱鐘罩窯。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)截面簡(jiǎn)圖。圖3為移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)和匣缽系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。圖4為電加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)俯視圖。圖5為電加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)左視圖。
圖6為移動(dòng)軌道主視圖。圖7為移動(dòng)軌道左視圖。圖8為排濕孔或排風(fēng)孔微波密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖9為冷卻水設(shè)計(jì)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9，一種微波、電混合高溫鐘罩窯，包括爐體1、保溫系統(tǒng)2、冷卻水系統(tǒng)5、廢氣回收及真空系統(tǒng)6、測(cè)溫系統(tǒng)7、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)8、氣氛系統(tǒng)9、控制系統(tǒng)11、升降機(jī)及頂緊機(jī)構(gòu)12、機(jī)架平臺(tái)13、匣缽系統(tǒng)14、移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15、移動(dòng)軌道16、爐管系統(tǒng)18和爐蓋系統(tǒng)19，在爐體1上設(shè)有電加熱系統(tǒng)17和微波饋能系統(tǒng)3，微波饋能系統(tǒng)3連接有微波源系統(tǒng)4，整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封系統(tǒng)10。爐管系統(tǒng)18采用高溫耐火材料制成，并且具有一定的強(qiáng)度支撐包裹于其上的電加熱系統(tǒng)17和保溫系統(tǒng)2。冷卻水系統(tǒng)5包覆于爐體1外，冷卻水經(jīng)進(jìn)水總管從爐體側(cè)下部進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，回水從爐體側(cè)上部流出進(jìn)入回水總管。燒結(jié)區(qū)移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15人工操作部分設(shè)有微波泄漏報(bào)警儀。參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15和所述的匣缽系統(tǒng)14由耐火材料底板201、 匣缽202、匣缽蓋203、真空快接法蘭204和外保骨架205組成，其中真空快接法蘭204與外保骨架205焊接達(dá)到密封氣體的要求，耐火材料底板201上開(kāi)槽放置密封材料將移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15和爐體1密封；外保骨架205四周與爐體1間布置有橡膠密封條進(jìn)行二次密封，增加密封的可靠性；真空快接法蘭204在真空燒結(jié)時(shí)接真空泵抽真空，空氣氣氛時(shí)進(jìn)空氣，爐內(nèi)材料冷卻時(shí)按需要可以吹入冷風(fēng)。移動(dòng)軌道16由支架501、輥筒502、擋板503、傳動(dòng)鏈條504、帶減速機(jī)電機(jī)505等組成。移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15裝載匣缽系統(tǒng)14置于移動(dòng)軌道16上， 移動(dòng)軌道16通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)可以正反轉(zhuǎn)，將移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15和匣缽系統(tǒng)14傳送到需要的位置，移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15裝載匣缽系統(tǒng)14在燒結(jié)工位由液壓或氣動(dòng)升降機(jī)及頂緊機(jī)構(gòu)12托起至爐體1內(nèi)，并通過(guò)微波密封系統(tǒng)10密封氣氛和微波，進(jìn)行裝料、燒結(jié)、卸料等相應(yīng)的動(dòng)作。 燒結(jié)過(guò)程中另有機(jī)械頂緊機(jī)構(gòu)，保證密封的可靠性。電加熱系統(tǒng)17主要由電阻絲302和絕緣材料301組成，外層覆蓋保溫材料，電加熱系統(tǒng)17的引出接線端子304穿越冷卻水系統(tǒng)5時(shí)增加鋼套管306與爐體1焊接以及設(shè)有絕緣護(hù)套管305，既可以密封微波又可以密封氣體。電加熱升溫時(shí)段可以根據(jù)物料按工藝要求由電加熱對(duì)物料進(jìn)行升溫加熱。電加熱與微波加熱各自成為一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)。電加熱升溫控制由熱電偶、溫控儀、PLC等組成，使物料經(jīng)過(guò)電加熱段時(shí)溫度達(dá)到工藝要求。微波、電混合加熱的技術(shù)難點(diǎn)是克服微波對(duì)電加熱元件的干擾，對(duì)電加熱元件進(jìn)行微波屏蔽。如圖8，廢氣回收及真空系統(tǒng)6和抽濕排風(fēng)系統(tǒng)8的微波密封裝置是在廢氣回收及真空系統(tǒng)6和抽濕排風(fēng)系統(tǒng)8的風(fēng)罩701內(nèi)的爐體的排濕孔上設(shè)有多個(gè)并列的截止波導(dǎo)管704。截止波導(dǎo)管704與爐體用氬弧焊滿焊連接在一起，爐體內(nèi)的熱風(fēng)或水汽從截止波導(dǎo)管704排出爐體外的風(fēng)罩701內(nèi)，風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)管703將熱風(fēng)或水汽抽出。風(fēng)管703上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門(mén)702，調(diào)節(jié)閥門(mén)702的開(kāi)啟程度，可以調(diào)節(jié)排風(fēng)抽濕的強(qiáng)度，保證抽真空的順利進(jìn)行。 排濕孔設(shè)計(jì)成可調(diào)，排濕風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)速。排濕系統(tǒng)的調(diào)節(jié)影響物料的升溫曲線。如圖9，微波能饋入系統(tǒng)3的冷卻系統(tǒng)是磁控管801的進(jìn)口端通過(guò)進(jìn)水支路806和供水泵807與進(jìn)水主管808連接，磁控管801的出口端通過(guò)回水支路802和回水泵803與回水主管804連接，回水主管804與冷卻塔805連接。為平衡各進(jìn)水點(diǎn)壓力，采用進(jìn)水支路806排列與回水支路802排列相反，先進(jìn)水后排水，先進(jìn)水的進(jìn)水壓力高，后排水的排水壓力也高，進(jìn)出水壓力差基本一致。磁控管801冷卻需要保證水流量。為增加水的流速，降低回水主管804的壓力，在回水管路上安裝回水泵803，回水泵803 —方面將水抽到冷卻塔 805上對(duì)水進(jìn)行冷卻，另一方面降低了回水主管805內(nèi)的壓力。在冷卻時(shí)水冷卻系統(tǒng)5可以進(jìn)行水量大小的調(diào)節(jié)，并設(shè)置了冷卻排風(fēng)系統(tǒng)6，采用高壓風(fēng)機(jī)向爐體內(nèi)鼓風(fēng)，高溫風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，風(fēng)機(jī)采用變頻器調(diào)速。調(diào)節(jié)冷卻系統(tǒng)的各參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)物料按工藝要求冷卻。測(cè)溫系統(tǒng)7的測(cè)溫?zé)犭娕疾捎面z裝熱電偶，熱電偶與爐體連接采用法蘭連接。爐體1上因安裝工藝所需開(kāi)的孔，在安裝完成后須蓋上盲板，在爐體1與盲板間壓
一層密封圈。微波控制系統(tǒng)的供電與微波源系統(tǒng)4的微波電源的供電用隔離變壓器分開(kāi)供電。 控制線與電機(jī)電纜分別走電纜橋架。燒結(jié)區(qū)移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)15人工操作部分設(shè)有微波泄漏在線檢測(cè)儀，微波泄露超標(biāo)時(shí)，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，提醒操作人員解除故障，保護(hù)人身安全。
權(quán)利要求
1.一種微波、電混合加熱鐘罩窯，包括爐體(1)、保溫系統(tǒng)O)、冷卻水系統(tǒng)(5)、廢氣回收及真空系統(tǒng)(6)、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)⑶、氣氛系統(tǒng)(9)、匣缽系統(tǒng)(14)、移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)(15)、爐管系統(tǒng)(18)和爐蓋系統(tǒng)(19)，其特征在于在所述的爐體(1)上設(shè)有電加熱系統(tǒng)(17)和微波饋能系統(tǒng)(3)，整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封系統(tǒng)(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的爐管系統(tǒng)(18) 采用高溫耐火材料制成并且具有一定的強(qiáng)度支撐包裹于其上的所述的電加熱系統(tǒng)(17)和所述的保溫系統(tǒng)(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)(15)和所述的匣缽系統(tǒng)(14)由耐火材料底板001)、匣缽002)、匣缽蓋003)、真空快接法蘭(204)和外保骨架(20 組成，其中所述的真空快接法蘭(204)與所述的外保骨架(20 焊接達(dá)到密封氣體的要求，所述的耐火材料底板O01)上開(kāi)槽放置密封材料將所述的移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)(1 和所述的爐體(1)密封，所述的外保骨架O05)四周與所述的爐體 (1)間布置有橡膠密封條。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的電加熱系統(tǒng)(17)主要由電阻絲(302)和絕緣材料(301)組成，外層覆蓋保溫材料，所述的電加熱系統(tǒng)(17)的引出接線端子(304)穿越所述的冷卻水系統(tǒng)(5)時(shí)增加鋼套管(306)與所述的爐體(1)焊接以及設(shè)有絕緣護(hù)套管(305)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的廢氣回收及真空系統(tǒng)(6)、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(8)管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門(mén)(702)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的燒結(jié)區(qū)移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)(1 人工操作部分設(shè)有微波泄漏報(bào)警儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的冷卻水系統(tǒng)(5)包覆于所述的爐體(1)外，冷卻水經(jīng)進(jìn)水總管從爐體側(cè)下部進(jìn)入冷卻系統(tǒng)，回水從爐體側(cè)上部流出進(jìn)入回水總管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的微波能饋入系統(tǒng)(3)的冷卻系統(tǒng)是所述的微波能饋入系統(tǒng)(3)的磁控管(801)的進(jìn)口端通過(guò)進(jìn)水支路(806)和供水泵(807)與進(jìn)水主管(808)連接，所述的磁控管(801)的出口端通過(guò)回水支路(80 和回水泵(80 與回水主管(804)連接，所述的回水主管(804)與冷卻塔(805) 連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱鐘罩窯，其特征在于所述的廢氣回收及真空系統(tǒng)(6)和所述的抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(8)的微波密封裝置是在所述的廢氣回收及真空系統(tǒng)(6)和抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(8)的風(fēng)罩(701)內(nèi)的爐體的排濕孔上設(shè)有多個(gè)并列的截止波導(dǎo)管 (704)，所述的截止波導(dǎo)管(704)與所述的爐體(1)用氬弧焊滿焊連接在一起。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種微波、電混合加熱鐘罩窯，它由爐體(1)、保溫系統(tǒng)(2)、微波饋能系統(tǒng)(3)、微波源系統(tǒng)(4)、冷卻水系統(tǒng)(5)、廢氣回收及真空系統(tǒng)(6)、測(cè)溫系統(tǒng)(7)、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(8)、氣氛系統(tǒng)(9)、微波密封系統(tǒng)(10)、控制系統(tǒng)(11)、升降機(jī)及頂緊機(jī)構(gòu)(12)、機(jī)架平臺(tái)(13)、匣缽(14)、移動(dòng)運(yùn)載小車(chē)(15)、移動(dòng)軌道(16)、電加熱系統(tǒng)(17)、爐管系統(tǒng)(18)、爐蓋系統(tǒng)(19)等組成。整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封裝置。本發(fā)明采用微波、電加熱綜合了電加熱和微波加熱的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們各自的缺點(diǎn)，基于微波、電混合加熱的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明是一種升溫速度快，處理材料品質(zhì)高、加熱匹配性能高、能量效率高的微波、電混合加熱鐘罩窯。
文檔編號(hào)F27D17/00GK102419085SQ201110429399
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者劉專林, 徐助要, 鄧賤牛 申請(qǐng)人:湖南省中晟熱能科技有限公司