CN106077658B - 连续式脱脂炉及采用该连续式脱脂炉进行脱脂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续式脱脂炉及采用该连续式脱脂炉进行脱脂的方法。该连续式脱脂炉包括依次连接且连通的炉头、炉体及炉尾，炉头上设有用于向炉体供气的第一进气口，炉尾上设有用于向炉体供气的第二进气口，炉体上设有出气口。工作时，第一进气口及第二进气口同时向炉体内供气，经第一进气口进入炉体的气体与经第二进气口进入炉体的气体运动方向相反。通过控制第一进气口及第二进气口的气体流量，可以使得经第一进气口进入炉体的气体与经第二进气口进入炉体的气体在出气口处汇集，从而可以将气溶胶集中于出气口处，并于出气口处排出至炉体外。上述连续式脱脂炉采用两头夹击的方式来排出气溶胶，相对于传统的一端进气两侧排气的方式，排胶效果更好。

Description

连续式脱脂炉及采用该连续式脱脂炉进行脱脂的方法

技术领域

本发明涉及金属注射成型技术领域，特别是涉及一种连续式脱脂炉及采用该连续式脱脂炉进行脱脂的方法。

背景技术

金属注射成型(Metal Injection Molding，MIM)是一种从塑料注射成型行业中引申出来的新型粉末冶金技术。金属注射成型通常包括如下步骤：(1)将金属粉末或陶瓷粉末与粘结剂混合，粘结剂赋予金属粉末或陶瓷粉末充分的流动性；(2)采用注射的方式形成具有特定产品特征的毛坯；(3)通过脱脂处理除去毛坯中的粘结剂；(4)再通过高温烧结得到致密的具有金属或陶瓷性能的产品。

脱脂处理通常需要用到脱脂炉，脱脂炉主要有连续式脱脂炉与非连续式脱脂炉，连续式脱脂炉相对于非连续式脱脂炉具有更高的效率。在使用连续式脱脂炉时，毛坯不断从炉头传输至炉体内，经炉体加热脱脂后从炉尾输出。粘结剂在炉体内受热后变成气溶胶，需要将气溶胶从连续式脱脂炉中排出。在传统的连续式脱脂炉中，通过从炉尾通入密度比气溶胶小的排胶气，排胶气将气溶胶从炉体两侧(炉体两侧开设有排胶口)逼出，这一过程被称为排胶过程。但传统的连续式脱脂炉的排胶效果不好，部分气溶胶会残留在炉体内。

发明内容

基于此，有必要提供一种排胶效果较好的连续式脱脂炉及采用该连续式脱脂炉进行脱脂的方法。

一种连续式脱脂炉，包括依次连接且连通的炉头、炉体及炉尾，所述炉头上设有用于向所述炉体供气的第一进气口，所述炉尾上设有用于向所述炉体供气的第二进气口，所述炉体上设有出气口。

采用上述连续式脱脂炉对毛坯脱脂时，第一进气口及第二进气口同时向炉体内供气，经第一进气口进入炉体的气体与经第二进气口进入炉体的气体运动方向相反。通过控制第一进气口及第二进气口的气体流量，可以使得经第一进气口进入炉体的气体与经第二进气口进入炉体的气体在出气口处汇集，从而可以将气溶胶集中于出气口处，并于出气口处排出至炉体外。也即上述连续式脱脂炉采用两头夹击的方式来排出气溶胶，相对于传统的一端进气两侧排气的方式(另一端处的气溶胶很难被排出)，排胶效果更好。

在其中一个实施例中，在沿所述炉头至所述炉尾的方向上，设有多个间隔排布的所述出气口。

在其中一个实施例中，所述炉体上还设有用于向所述炉体供气的第三进气口及与所述第三进气口正对的用于向所述炉体供气的第四进气口。

在其中一个实施例中，所述炉体包括脱脂段及预烧结段，所述脱脂段相对于所述预烧结段更靠近所述炉头，所述出气口位于所述脱脂段；

所述连续式脱脂炉还包括设于所述脱脂段的脱脂加热装置及设于所述预烧结段的预烧结加热装置。

在其中一个实施例中，所述炉体上还设有用于向所述炉体供气的第三进气口及与所述第三进气口正对的用于向所述炉体供气的第四进气口；

所述第三进气口的数目为多个，每一第三进气口具有一与其正对的第四进气口，多个所述第三进气口沿所述炉头至所述炉尾的方向间隔排布，部分所述第三进气口位于所述脱脂段，另一部分所述第三进气口位于所述预烧结段。

在其中一个实施例中，所述炉体上还设有与所述出气口连通的液体收集装置，以及与所述出气口及所述液体收集装置均连通的出气管道。

在其中一个实施例中，所述液体收集装置与所述出气管道之间设置清理室，所述清理室分别与所述液体收集装置、所述出气管道及所述出气口连通，所述清理室与所述液体收集装置可拆卸连接。

在其中一个实施例中，还包括如下特征中的至少一个：

所述清理室与所述液体收集装置之间还设置有防凝装置，且所述防凝装置与所述清理室可拆卸连接；

所述炉体内设置有沿所述炉头至所述炉尾方向延伸的导轨，所述导轨用于输送毛坯；

所述炉体包括重质隔火层及套设于所述重质隔火层上的轻质保温层；以及

所述连续式脱脂炉还包括回转系统及推进系统，所述回转系统设于所述炉体的一侧，且所述回转系统的两端分别与所述炉头及所述炉尾连接，用于向所述炉体连续输入毛坯，并将脱脂后的毛坯输出，所述推进系统设于所述炉头远离所述炉体的一端，用于将所述回转系统输入的毛坯推入所述炉体内。

一种采用上述的连续式脱脂炉进行脱脂的方法，包括如下步骤：

向所述第一进气口及所述第二进气口通入气体，经所述第一进气口进入炉体的气体与经所述第二进气口进入炉体的气体存在汇集处，当只有一个所述出气口时，所述出气口位于所述汇集处，当所述出气口的数目大于等于2时，所述出气口沿所述炉头至所述炉尾的方向间隔排布，位于所述汇集处的出气口为主出气口，其他的出气口为辅出气口。

在其中一个实施例中，所述出气口的数目为三个，位于中间的出气口为主出气口。

附图说明

图1为一实施方式的连续式脱脂炉的结构示意图；

图2为图1所述的连续式脱脂炉的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对连续式脱脂炉及采用该连续式脱脂炉进行脱脂的方法进行进一步说明。

如图1及图2所示，一实施方式的连续式脱脂炉10，包括炉头100、炉体200、炉尾300、加热装置400、回转系统500、推进系统600、进料闸门700、出料闸门800及防爆装置900。

上述连续式脱脂炉10可以用于对采用金属注射成型形成的毛坯进行脱脂。其中，回转系统500用于将毛坯连续输送至进料闸门700，并通过进料闸门700输送至炉头100。推进系统600用于将位于炉头100处的毛坯推入炉体200内。加热装置400用于对炉体200加热，以使位于炉体200内的毛坯脱脂。回转系统500控制毛坯在炉体200内沿炉头100至炉尾300的方向移动(一边移动一边脱脂)，并通过出料闸门800输出，获得经脱脂处理后的产品。防爆装置900用于防止连续式脱脂炉10的炉内压力突增时，进料闸门700及出料闸门800飞出伤人。

在脱脂过程中，毛坯中的粘结剂在炉体200内受热后变成气溶胶，需要及时将气溶胶从炉体200中排出。在传统的连续式脱脂炉中，通过从炉尾通入密度比气溶胶小的排胶气，排胶气将气溶胶从炉体两侧(炉体两侧开设有排胶口)逼出，这一过程被称为排胶过程。但在上述排胶过程中，炉尾部分的气溶胶很难被排出，排胶效果不好。

而在本实施方式中，通过改变连续式脱脂炉10的气路结构，来解决上述问题。具体的，炉头100、炉体200及炉尾300依次连接且连通，炉头100上设有第一进气口110，炉尾300上设有第二进气口310，炉体200上设有出气口210。

采用上述连续式脱脂炉10对毛坯脱脂时，第一进气口110及第二进气口310同时向炉体200内供气(竖向供气)，经第一进气口110进入炉体200的气体与经第二进气口310进入炉体200的气体运动方向相反。通过控制第一进气口110及第二进气口310的气体流量，可以使得经第一进气口110进入炉体200的气体与经第二进气口310进入炉体200的气体在出气口210处汇集，从而可以将气溶胶集中于出气口210处，并于出气口210处排出至炉体200外。也即上述连续式脱脂炉10采用两头夹击的方式来排出气溶胶，相对于传统的一端进气两侧排气的方式(另一端处的气溶胶很难被排出)，排胶效果更好。

进一步，在本实施方式中，在沿炉头100至炉尾300的方向上，设有多个间隔排布的出气口210，多个间隔排布的出气口210构成胶体富集区200a。上述连续式脱脂炉10工作时，经第一进气口110进入炉体200的气体与经第二进气口310进入炉体200的气体汇集处的出气口210为主出气口，而其他的出气口均为辅出气口。具体的，在本实施方式中，出气口210的数目为三个，位于中间的出气口210为主出气口，位于两端的两个出气口210为辅出气口。

经第一进气口110进入炉体200的气体与经第二进气口310进入炉体200的气体汇集处的气溶胶的浓度最大，通过主出气口可以将大部分气溶胶排出至炉体200外。而部分气溶胶(残留的气溶胶)会位于炉头100与汇集处之间，以及炉尾300与汇集处之间，辅出气口能将残留的气溶胶排出至炉体200外。从而使得上述连续式脱脂炉10的排胶效果更好。

经第一进气口110进入炉体200的气体在沿炉头100至炉尾300的方向流动时，以及经第二进气口310进入炉体200的气体在沿炉尾300至炉头100的方向流动时，气溶胶占总气体的比例逐渐增大，会导致在气流方向上的相邻两层的排胶效果不一致。另外，气体具有扩散性，由于出气口210位于炉体200的侧面，从而经第一进气口110进入炉体200的气体及经第二进气口310进入炉体200的气体向出气口210所在的侧面扩散的速度大于向炉体200中心扩散的速度，导致位于同一层的毛坯，存在中间部位与两侧的排胶效果不一致的情况。

为解决上述问题，在本实施方式中，炉体200上还设有第三进气口220及与第三进气口220正对的第四进气口230。第三进气口220及第四进气口230均用于向炉体200供气。采用上述连续式脱脂炉10对毛坯脱脂时，同时通过第三进气口220及第四进气口230向炉体200供气，以实现横向供气，使得不同位置的毛坯的排胶效果一致，从而得到质量一致产品。

进一步，在本实施方式中，为了便于毛坯在炉体200沿炉头100至炉尾300的方向传输，在炉体200内设置沿炉头100至炉尾300方向延伸的导轨240。具体的，毛坯放置于货架上，货架与导轨240滑动连接。货架具有多个沿炉头100至炉尾300方向间隔排布的承载平台，每一承载平台能承载多个毛坯，毛坯放置于承载平台上。

加热装置400设于炉体200内，用于对炉体200进行加热。根据热传导的原理，炉体200受热后，会使得炉体200内的气体温度升高，进而可以对毛坯加热，以使毛坯中的粘结剂受热后变成气溶胶。具体的，在本实施方式中，在向炉体200内传输毛坯前，先向炉体200内供气，以便加热装置400先加热气体。

进一步，在本实施方式中，为了使得上述连续式脱脂炉10功能多样，炉体200包括脱脂段250及预烧结段260，脱脂段250相对于预烧结段260更靠近炉头100。出气口210位于脱脂段250。同时加热装置400包括设于脱脂段250的脱脂加热装置(图未示)及设于预烧结段260的预烧结加热装置(图未示)。脱脂加热装置用于控制脱脂段250的温度以满足脱脂的要求，预烧结加热装置用于控制预烧结段260的温度以满足预烧结的要求。

预烧结温度大于脱脂温度，具体的，在本实施方式中，脱脂加热装置用于控制脱脂段250的温度为300℃～400℃，预烧结加热装置用于控制预烧结段260的温度为800℃～900℃。可以理解，对于不同的毛坯(材料不同毛坯，例如，粘结剂不同，金属粉末不同)，其脱脂温度会不同，预烧结温度也会不同，因此脱脂段250的温度及预烧结段260的温度需要根据具体毛坯来设置。

通过设置较长的炉体200，使得炉体200具有足够的空间，可以被划分为脱脂段250及预烧结段260，并通过设置脱脂加热装置及预烧结加热装置两个加热装置分别控制脱脂段250及预烧结段260的温度，从而使得上述连续式脱脂炉10既具有脱脂的功能又具有预烧结的功能，功能多样。

由于毛坯是通过粘结剂将金属粉末或陶瓷粉末粘结在一起形成的，在脱脂过程中，毛坯中的粘结剂被除去后，剩余的金属部分或陶瓷部分容易变形，不便于转移至烧结炉中进行烧结，以形成结构稳定的致密的具有金属或陶瓷性能的产品。在本实施方式中，上述连续式脱脂炉10既具有脱脂的功能又具有预烧结的功能，从而使得从连续式脱脂炉10输出的产品相对稳定，便于转移至烧结炉中进行烧结。

进一步，在本实施方式中，第三进气口220的数目为多个，每一第三进气口220具有一与其正对的第四进气口230，也即存在多组正对设置的第三进气口220及第四进气口230。多个第三进气口220沿炉头100至炉尾300的方向间隔排布，部分第三进气口220位于脱脂段250，另一部分第三进气口220位于预烧结段260。

进一步，在本实施方式中，炉体200包括重质隔火层270及套设于重质隔火层270上的轻质保温层280。其中，重质隔火层270可以为刚玉层(氧化铝)，轻质保温层280可以为海绵层。重质隔火层270可以保证炉体200内不存在金属元素，从而能避免炉体200内的金属元素污染毛坯，使得上述连续式脱脂炉10能适用于各种不同材料的毛坯。

进一步，在本实施方式中，炉体200上还设有与出气口210连通的液体收集装置292，以及与出气口210及液体收集装置292均连通的出气管道294。自出气口210排出的气溶胶的成分复杂，包括多种熔点不同的物质，部分低熔点的物质稍微冷却后就会变成液体，液体收集装置292用于收集该部分物质，呈气态的部分物质可以从出气管道294排出，在出气管道294的出气口点火即可以将除去该部分物质。具体的，出气管道294上自带点火装置(图未示)。

在本实施方式中，向炉体200供给氢气来排胶，从而可以通过点火的方式除去。在其他实施方式中，也可以采用水冷等方式，使得呈气态的物质液化或固化后，再除去。

为了防止部分物质在液体收集装置292内凝固，堵塞液体收集装置292的入口，在本实施方式中，还在液体收集装置292与出气管道294之间设置清理室296，清理室296分别与液体收集装置292、出气管道294及出气口210连通。且清理室296与液体收集装置292可拆卸连接，从而便于清洁清理室296。

进一步，在本实施方式中，清理室296与液体收集装置292之间还设置有防凝装置298，且防凝装置298与清理室296可拆卸连接。防凝装置298的设置可以避免部分物质液化，而以气态的形式排至出气管道294。

回转系统500设于炉体200的一侧，且回转系统500的两端分别与炉头100及炉尾300连接，用于向炉体200连续输入毛坯，并将脱脂后的毛坯输出。推进系统600设于炉头100远离炉体200的一端，用于将回转系统500输入的毛坯推入炉体200内。

进料闸门700设于推进系统600与炉头100之间。出料闸门800设于推进系统600与炉尾300之间。进料闸门700远离炉头100的一侧设有点火装置(图未示)。出料闸门800远离炉尾300的一侧也设有点火装置(图未示)。点火装置可以防止氢气溢出炉体200并阻止空气进入炉体200。

防爆装置900设于炉头100及炉尾300处，用于防止连续式脱脂炉10的炉内压力突增时，进料闸门700及出料闸门800飞出伤人。

在本实施方式中，第二进气口310的气体流量大于第一进气口110的气体流量，第一进气口110的气体流量大于第三进气口220的气体流量，第三进气口220的气体流量与第四进气口230的气体流量大致相同。具体的，在本实施方式中，上述连续式脱脂炉10还包括与第一进气口110连接的第一供气装置、与第二进气口310连接的第二供气装置，以及与第三进气口220及第四进气口230连接的第三供气装置。在本实施方式中，第三进气口220与第四进气口230共用一个第三供气装置。在其他实施方式中，也可以包括四个供气装置，四个供气装置分别与第一进气口110、第二进气口310、第三进气口220及第四进气口230连接。

具体的，炉体200包括间隔设置的内筒(图未标)与外筒(图未标)，内筒一端与炉头100连通，外筒靠近炉头100的一端与炉头100的外壁连接，内筒另一端与炉尾300连通，外筒远离炉头100的一端与炉尾300的外壁连接。第三进气口220与第四进气口230设于内筒上，内筒上还设有总进气口(图未示)。当向总进气口供气后，气体通过内筒与外筒之间的间隔，传输至第三进气口220与第四进气口230处，再通过第三进气口220与第四进气口230进入内筒内。通过第一进气口110及第二进气口310可以直接向内筒供气。在本实施方式中，多个第三进气口220及多个第四进气口230都是通过总进气口向内筒供气，即在工作时，多个第三进气口220及多个第四进气口230的气体流量均大致相同。

在本实施方式中，还提供一种采用上述连续式脱脂炉进行脱脂的方法，包括如下步骤：

向第一进气口及第二进气口通入气体，经第一进气口进入炉体的气体与经第二进气口进入炉体的气体存在汇集处，当只有一个出气口时，出气口位于汇集处，当出气口的数目大于等于2时，出气口沿炉头至炉尾的方向间隔排布，位于汇集处的出气口为主出气口，其他的出气口为辅出气口。

进一步，在本实施方式中，出气口的数目为三个，位于中间的出气口为主出气口，位于两端的出气口为辅出气口。具体的，第一进气口处的气体流量与第二进气口处的气体流量的大小满足，经第一进气口进入炉体的气体与经第二进气口进入炉体的气体在位于中间的出气口处汇集。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种连续式脱脂炉，其特征在于，包括依次连接且连通的炉头、炉体及炉尾，所述炉头上设有用于向所述炉体供气的第一进气口，所述炉尾上设有用于向所述炉体供气的第二进气口，所述炉体上设有出气口；

所述炉体包括脱脂段及预烧结段，所述脱脂段相对于所述预烧结段更靠近所述炉头，所述出气口位于所述脱脂段；

所述连续式脱脂炉还包括设于所述脱脂段的脱脂加热装置及设于所述预烧结段的预烧结加热装置。

2.根据权利要求1所述的连续式脱脂炉，其特征在于，在沿所述炉头至所述炉尾的方向上，设有多个间隔排布的所述出气口。

3.根据权利要求1所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述炉体上还设有用于向所述炉体供气的第三进气口及与所述第三进气口正对的用于向所述炉体供气的第四进气口。

4.根据权利要求1所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述炉体上还设有用于向所述炉体供气的第三进气口及与所述第三进气口正对的用于向所述炉体供气的第四进气口；

所述第三进气口的数目为多个，每一第三进气口具有一与其正对的第四进气口，多个所述第三进气口沿所述炉头至所述炉尾的方向间隔排布，部分所述第三进气口位于所述脱脂段，另一部分所述第三进气口位于所述预烧结段。

5.根据权利要求1所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述炉体上还设有与所述出气口连通的液体收集装置，以及与所述出气口及所述液体收集装置均连通的出气管道。

6.根据权利要求5所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述液体收集装置与所述出气管道之间设置清理室，所述清理室分别与所述液体收集装置、所述出气管道及所述出气口连通，所述清理室与所述液体收集装置可拆卸连接。

7.根据权利要求6所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述清理室与所述液体收集装置之间还设置有防凝装置，且所述防凝装置与所述清理室可拆卸连接。

8.根据权利要求6所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述炉体内设置有沿所述炉头至所述炉尾方向延伸的导轨，所述导轨用于输送毛坯。

9.根据权利要求6所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述炉体包括重质隔火层及套设于所述重质隔火层上的轻质保温层。

10.根据权利要求6所述的连续式脱脂炉，其特征在于，所述连续式脱脂炉还包括回转系统及推进系统，所述回转系统设于所述炉体的一侧，且所述回转系统的两端分别与所述炉头及所述炉尾连接，用于向所述炉体连续输入毛坯，并将脱脂后的毛坯输出，所述推进系统设于所述炉头远离所述炉体的一端，用于将所述回转系统输入的毛坯推入所述炉体内。

11.一种采用如权利要求1-10中任一项所述的连续式脱脂炉进行脱脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

向所述第一进气口及所述第二进气口通入气体，经所述第一进气口进入炉体的气体与经所述第二进气口进入炉体的气体存在汇集处，当只有一个所述出气口时，所述出气口位于所述汇集处，当所述出气口的数目大于等于2时，所述出气口沿所述炉头至所述炉尾的方向间隔排布，位于所述汇集处的出气口为主出气口，其他的出气口为辅出气口。

12.根据权利要求11所述的脱脂的方法，其特征在于，所述出气口的数目为三个，位于中间的出气口为主出气口。