專利名稱：一種微波、電混合加熱輥道窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輥道窯，特別是涉及一種在輥道窯爐中利用微波、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、電混合加熱輥道窯。
背景技術(shù)：
輥道窯是一種連續(xù)進(jìn)料連續(xù)出料的大型窯爐，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)。現(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)的輥道窯的結(jié)構(gòu)是包括電阻加熱、燃?xì)饧訜峄蛉加图訜峤M成的升溫段爐體和保溫段爐體、冷卻段爐體、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)、冷卻排風(fēng)系統(tǒng)、測溫控制系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)及傳動(dòng)系統(tǒng)，采用電阻加熱、燃?xì)饧訜峄蛉加图訜峤M成的升溫段爐體和保溫段爐體，電阻加熱、燃?xì)饧訜峄蛉加图訜釋Σ牧线M(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；對材料的干燥加熱溫度高，干燥速度慢。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)加熱低，反應(yīng)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。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問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、電混合加熱輥道窯。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的微波、電混合加熱輥道窯，包括升溫段爐體、保溫段爐體、冷卻段爐體、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)、冷卻排風(fēng)系統(tǒng)、測溫控制系統(tǒng)及棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)，所述的升溫段爐體由前段的電加熱升溫段爐體對接后段的微波升溫段爐體組成，所述的保溫段爐體為微波保溫段爐體，所述的微波升溫段爐體和所述的微波保溫段爐體的微波能饋入系統(tǒng)連接有微波控制系統(tǒng)，所述的電加熱升溫段爐體的進(jìn)口端對接有進(jìn)窯微波抑制段，所述的冷卻段爐體的出口端對接有出窯微波抑制段，整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封裝置。所述的電加熱升溫段爐體的結(jié)構(gòu)是在爐體內(nèi)側(cè)設(shè)有保溫材料，所述的保溫材料包裹耐火材料，在所述的耐火材料內(nèi)側(cè)設(shè)有耐熱不銹鋼爐管，在所述的耐熱不銹鋼爐管和所述的耐火材料之間設(shè)有加熱元件電阻絲。所述的電加熱升溫段爐體與所述的微波升溫段爐體之間設(shè)有耐熱不銹鋼微波抑制板和導(dǎo)電密封圈。所述的微波升溫段爐體和所述的微波保溫段爐體的微波能饋入系統(tǒng)均采用微波裂縫天線，所述的微波裂縫天線在爐體兩側(cè)呈對應(yīng)交錯(cuò)布置。爐體的保溫結(jié)構(gòu)是在爐體的內(nèi)壁四周設(shè)有耐火磚，在所述的耐火磚上設(shè)有保溫頂板和保溫側(cè)板，所述的保溫頂板和保溫側(cè)板包裹有爐管槽和爐管蓋。在進(jìn)出窯口上設(shè)有微波泄漏超標(biāo)在線檢測報(bào)警裝置。[0010]所述的棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)的微波密封裝置是在爐體上設(shè)有套住棍棒的第一截止波導(dǎo)管。所述的微波密封裝置是在爐體與爐體的連接法蘭面之間安裝有一套導(dǎo)電密封圈， 在爐體的法蘭面與爐蓋之間安裝有一套導(dǎo)電密封圈。所述的抽濕排風(fēng)系統(tǒng)和所述的冷卻排風(fēng)系統(tǒng)的微波密封裝置是在所述的抽濕排風(fēng)系統(tǒng)和所述的冷卻排風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)罩內(nèi)的爐體的排濕孔上設(shè)有多個(gè)并列的第二截止波導(dǎo)管。所述的進(jìn)窯微波抑制段和所述的出窯微波抑制段的結(jié)構(gòu)是在爐體內(nèi)設(shè)有微波抑制片。所述的微波能饋入系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)是磁控管的進(jìn)口端通過進(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。采用上述技術(shù)方案的微波、電混合加熱輥道窯，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段進(jìn)行，在窯爐中低溫段以電加熱為主，使窯爐及材料升溫到一定溫度，中高溫段采用微波加熱。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；二是電加熱采用耐熱不銹鋼板作爐管，電加熱發(fā)熱元件安裝在不銹鋼爐體與保溫材料之間，電加熱段與微波加熱段連接法蘭處裝有微波抑制板。在輥道窯進(jìn)出口處設(shè)置了微波抑制裝置，傳動(dòng)棍棒穿過爐體的兩端孔設(shè)計(jì)有專用的微波密封裝置，爐體與爐體連接處、爐體與爐蓋連接處都設(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，測溫?zé)犭娕寂c爐體連接處的微波密封裝置及熱電偶測溫的屏蔽。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，在進(jìn)出窯口設(shè)有微波泄漏超標(biāo)在線檢測報(bào)警裝置。本實(shí)用新型采用微波、電加熱綜合了電加熱合微波加熱的優(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，本實(shí)用新型是一種加熱溫度低，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、電混合加熱輥道窯。

圖1為本實(shí)用新型微波、電混合加熱輥道窯結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本實(shí)用新型微波、電混合加熱輥道窯結(jié)構(gòu)俯視圖。圖3為進(jìn)出窯端微波抑制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為電加熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為電加熱微波屏蔽裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為棍棒微波泄漏密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖7排濕孔或排風(fēng)孔微波密封裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖8保溫結(jié)構(gòu)示意圖。
4[0025]圖9為冷卻水設(shè)計(jì)原理示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8和圖9，電加熱升溫段爐體2與微波升溫段爐體3之間通過耐熱不銹鋼微波抑制板44和導(dǎo)電密封圈45對接，微波升溫段爐體 3對接微波保溫段爐體4，微波升溫段爐體3和微波保溫段爐體4的微波能饋入系統(tǒng)9連接有微波控制系統(tǒng)13，電加熱升溫段爐體2的進(jìn)口端對接有進(jìn)窯微波抑制段1，微波保溫段爐體4對接冷卻段爐體5，冷卻段爐體5的出口端對接有出窯微波抑制段6，微波升溫段爐體 3連接有抽濕排風(fēng)系統(tǒng)10，電加熱升溫段爐體2、微波升溫段爐體3和微波保溫段爐體4設(shè)有測溫控制系統(tǒng)8，冷卻段爐體5連接有冷卻排風(fēng)系統(tǒng)11，窯爐還包括陶瓷保溫棉板13和棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)7和水冷系統(tǒng)12，在進(jìn)窯微波抑制段1和出窯微波抑制段6的窯口上設(shè)有微波泄漏超標(biāo)在線檢測報(bào)警裝置14。電加熱升溫段爐體2的結(jié)構(gòu)是在爐體16內(nèi)側(cè)設(shè)有保溫材料40，保溫材料40包裹耐火材料41，在耐火材料41內(nèi)側(cè)設(shè)有耐熱不銹鋼爐管43，在耐熱不銹鋼爐管43和耐火材料41之間設(shè)有加熱元件電阻絲42。微波升溫段爐體3和微波保溫段爐體4的微波能饋入系統(tǒng)9均采用微波裂縫天線M，微波裂縫天線M在爐體兩側(cè)呈對應(yīng)交錯(cuò)布置，微波裂縫天線M連接有微波源25。在爐體16的內(nèi)壁四周設(shè)有耐火磚22，在耐火磚22上設(shè)有保溫頂板21和保溫側(cè)板23，陶瓷纖維保溫頂板21和陶瓷纖維保溫側(cè)板 23包裹有爐管槽19和爐管蓋20，爐體16和保溫頂板21上設(shè)有排濕孔18，在爐體16上設(shè)有棍棒17。棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)7的微波密封裝置是在爐體16上設(shè)有套住棍棒17的第一截止波導(dǎo)管26。爐體與爐體的連接法蘭面之間安裝有一套導(dǎo)電密封圈，在爐體的法蘭面與爐蓋之間安裝有一套導(dǎo)電密封圈。抽濕排風(fēng)系統(tǒng)10和冷卻排風(fēng)系統(tǒng)11的微波密封裝置是在抽濕排風(fēng)系統(tǒng)10和冷卻排風(fēng)系統(tǒng)11的風(fēng)罩27內(nèi)的爐體16的排濕孔18上設(shè)有多個(gè)并列的第二截止波導(dǎo)管30。進(jìn)窯微波抑制段1和出窯微波抑制段6的結(jié)構(gòu)是在爐體16內(nèi)設(shè)有多片微波抑制片31，微波抑制片31，微波抑制片31之間間距L=A /4+nA/2mm(n = 0,1,2, 3-), λ為需抑制的微波的波長。微波能饋入系統(tǒng)9的冷卻系統(tǒng)12是磁控管32的進(jìn)口端通過進(jìn)水支路37和供水泵38與進(jìn)水主管39連接，磁控管32的出口端通過回水支路33和回水泵；34與回水主管35連接，回水主管35與冷卻塔36連接。進(jìn)窯微波抑制段1和出窯微波抑制段6與常規(guī)電(燃?xì)?、燃?窯不同，它們的主要作用是進(jìn)窯端和出窯端的微波抑制。防止微波在窯爐的進(jìn)料口和出料口泄漏。微波抑制結(jié)構(gòu)如圖3。微波抑制片31與爐體16滿焊，每一組內(nèi)微波抑制片31間距保證為半波波長的奇數(shù)倍。電加熱升溫段爐體2是對物料按工藝要求由電加熱對物料進(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)是克服微波對電加熱元件的干擾，對電加熱元件進(jìn)行微波屏蔽。圖5為電加熱微波屏蔽結(jié)構(gòu)示意圖。耐熱不銹鋼爐管43與爐體16焊接成一體，加熱元件電阻絲42纏繞在耐火材料41上，耐火材料41安裝在耐熱不銹鋼爐管43外面，保溫材料40安裝在加熱元件電阻絲42外面。電加熱升溫段爐體2與微波升溫段爐體3連接法蘭面上焊接一塊耐熱不銹鋼微波抑制板44，耐熱不銹鋼微波抑制板44與電加熱升溫段爐體2的法蘭四周焊成一體，耐熱不銹鋼微波抑制板44與耐熱不銹鋼網(wǎng)孔板爐管接觸部分開孔并焊成一體，電加熱升溫段爐體2與微波升溫段爐體3法蘭連接面之間壓不導(dǎo)電密封圈45。在微波升溫段爐體3有排濕系統(tǒng)。排濕孔應(yīng)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。排濕孔(排風(fēng)孔)微波密封裝置如圖7，第二截止波導(dǎo)管30與爐體16用氬弧焊滿焊連接在一起，爐體16內(nèi)的熱風(fēng)或水汽從第二截止波導(dǎo)管30排出爐體外的風(fēng)罩27內(nèi)，風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)管四將熱風(fēng)或水汽抽出。風(fēng)管四上設(shè)有調(diào)節(jié)閥門28，調(diào)節(jié)閥門觀的開啟程度，可以調(diào)節(jié)排風(fēng)抽濕的強(qiáng)度。微波保溫段爐體4是物料在工藝要求的溫度下進(jìn)行燒結(jié)或干燥的過程。微波保溫段爐體4饋入的微波能主要是補(bǔ)充窯爐散失的熱量。在冷卻段爐體5設(shè)置了冷卻排風(fēng)系統(tǒng)11，采用高壓風(fēng)機(jī)向爐體16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。棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)7由一個(gè)變頻器控制多個(gè)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)同步調(diào)速，棍棒17的同速運(yùn)行。 棍棒17需要穿過爐膛，兩端伸出爐體16外。密封結(jié)構(gòu)如圖4。第一截止波導(dǎo)管沈與爐體 16用氬弧焊滿焊連接在一起，棍棒17穿過第一截止波導(dǎo)管沈，棍棒17的材料必須與第一截止波導(dǎo)管沈相匹配。測溫控制系統(tǒng)8的測溫?zé)犭娕疾捎面z裝熱電偶，對于低于800°C采用不銹鋼鎧裝單支鉬銠鉬熱電偶。對于高于800°C采用硅鉬管鎧裝雙支鉬銠鉬熱電偶。熱電偶與爐體連接采用細(xì)牙螺紋連接。爐體16上因安裝工藝所需開的孔，在安裝完成后須蓋上盲板的，在爐體與盲板間壓一層導(dǎo)電密封圈。微波加熱段爐腔內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)如圖8，為安裝方便將爐管分為爐管槽19和爐管蓋 20，緊貼爐管安裝陶瓷纖維保溫頂板21和陶瓷纖維保溫側(cè)板23，爐管由耐火磚22支撐，棍棒17穿過爐管槽19和陶瓷纖維保溫側(cè)板23、爐體16，延伸到爐體外，在爐管蓋上設(shè)有排濕孔18或排風(fēng)孔、測溫孔。爐管材料為陶瓷爐管。冷卻系統(tǒng)12如圖9，微波能饋入系統(tǒng)9的冷卻系統(tǒng)12是磁控管32的進(jìn)口端通過進(jìn)水支路37和供水泵38與進(jìn)水主管39連接，磁控管32的出口端通過回水支路33和回水泵34與回水主管35連接，回水主管35與冷卻塔36連接。為平衡各進(jìn)水點(diǎn)壓力，采用進(jìn)水支路37排列與回水支路33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32冷卻需要保證水流量。為增加水的流速，降低回水主管35的壓力，在回水管路上安裝回水泵34，回水泵34 —方面將水抽到冷卻塔36 上對水進(jìn)行冷卻，另一方面降低了回水主管35內(nèi)的壓力。微波源25的微波電源變壓器為380V，采用三角形接法，消除零線對地線的電位差。微波控制系統(tǒng)13的供電與微波源25的微波電源的供電用隔離變壓器分開供電。 控制線與電機(jī)電纜分別走電纜橋架。在進(jìn)窯微波抑制段1和出窯微波抑制段6的窯口上設(shè)有微波泄漏超標(biāo)在線檢測報(bào)警裝置14，微波泄露超標(biāo)，微波泄漏超標(biāo)在線檢測報(bào)警裝置14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、電混合加熱輥道窯，包括升溫段爐體、保溫段爐體、冷卻段爐體(5)、抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(10)、冷卻排風(fēng)系統(tǒng)(11)、測溫控制系統(tǒng)(8)及棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)(7)，其特征在于 所述的升溫段爐體由前段的電加熱升溫段爐體(2)對接后段的微波升溫段爐體(3)組成， 所述的保溫段爐體為微波保溫段爐體G)，所述的微波升溫段爐體C3)和所述的微波保溫段爐體的微波能饋入系統(tǒng)(9)連接有微波控制系統(tǒng)(13)，所述的電加熱升溫段爐體 (2)的進(jìn)口端對接有進(jìn)窯微波抑制段(1)，所述的冷卻段爐體( 的出口端對接有出窯微波抑制段(6)，整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的電加熱升溫段爐體O)的結(jié)構(gòu)是在爐體(16)內(nèi)側(cè)設(shè)有保溫材料(40)，所述的保溫材料00)包裹耐火材料(41)，在所述的耐火材料Gl)內(nèi)側(cè)設(shè)有耐熱不銹鋼爐管(43)，在所述的耐熱不銹鋼爐管 (43)和所述的耐火材料Gl)之間設(shè)有加熱元件電阻絲02)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的電加熱升溫段爐體( 與所述的微波升溫段爐體( 之間設(shè)有耐熱不銹鋼微波抑制板G4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的微波升溫段爐體(3)和所述的微波保溫段爐體的微波能饋入系統(tǒng)(9)均采用微波裂縫天線，所述的微波裂縫天線在爐體兩側(cè)呈對應(yīng)交錯(cuò)布置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于爐體的保溫結(jié)構(gòu)是在爐體(16)的內(nèi)壁四周設(shè)有耐火磚(22)，在所述的耐火磚0 上設(shè)有保溫頂板和保溫側(cè)板(23)，所述的保溫頂板(21)和保溫側(cè)板包裹有爐管槽(19)和爐管蓋 (20)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于在進(jìn)出窯口上設(shè)有微波泄漏超標(biāo)在線檢測報(bào)警裝置(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的棍棒傳動(dòng)系統(tǒng)(7)的微波密封裝置是在爐體(16)上設(shè)有套住棍棒(17)的第一截止波導(dǎo)管06)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的微波密封裝置是在爐體(16)與爐體(16)的連接法蘭面之間安裝有一套導(dǎo)電密封圈，在爐體(16)的法蘭面與爐蓋之間安裝有一套導(dǎo)電密封圈；所述的抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(10)和所述的冷卻排風(fēng)系統(tǒng)(11)的微波密封裝置是在所述的抽濕排風(fēng)系統(tǒng)(10)和所述的冷卻排風(fēng)系統(tǒng)(11)的風(fēng)罩(XT)內(nèi)的爐體(16)的排濕孔上設(shè)有多個(gè)并列的第二截止波導(dǎo)管(30)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的進(jìn)窯微波抑制段(1)和所述的出窯微波抑制段(6)的結(jié)構(gòu)是在爐體(16)內(nèi)設(shè)有微波抑制片(31)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微波、電混合加熱輥道窯，其特征在于所述的微波能饋入系統(tǒng)(9)的冷卻系統(tǒng)是磁控管(3 的進(jìn)口端通過進(jìn)水支路(37)和供水泵(38)與進(jìn)水主管(39)連接，所述的磁控管(3 的出口端通過回水支路(3 和回水泵(34)與回水主管(35)連接，所述的回水主管(35)與冷卻塔(36)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種微波、電混合加熱輥道窯，升溫段爐體由前段的電加熱升溫段爐體(2)對接后段的微波升溫段爐體(3)組成，保溫段爐體為微波保溫段爐體(4)，微波升溫段爐體(3)和微波保溫段爐體(4)的微波能饋入系統(tǒng)(9)連接有微波控制系統(tǒng)(13)，電加熱升溫段爐體(2)的進(jìn)口端對接有進(jìn)窯微波抑制段(1)，冷卻段爐體(5)的出口端對接有出窯微波抑制段(6)，整個(gè)窯爐的各個(gè)部件連接處均設(shè)有微波密封裝置。本實(shí)用新型采用微波、電加熱綜合了電加熱合微波加熱的優(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，本實(shí)用新型是一種加熱溫度低，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、電混合加熱輥道窯。
文檔編號(hào)F27B9/30GK202188749SQ20112028457
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者劉專林, 黃彬 申請人:湖南省中晟熱能科技有限公司