CN107931526A - 一种新型焙烧炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型焙烧炉，包括炉体、旋转装置、用于在焙烧时向铸型的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃并能在焙烧到高温阶段时进行吹尘作业的吹气装置、用于放置铸型的托架装置；托架装置设于炉体上部的炉膛内；旋转装置与托架装置驱动连接以带动托架装置在炉膛内转动，以使位于托架装置不同方位上的铸型受热均匀；吹气装置包括供气单元、通气管路和吹气单元；供气单元设于炉体的底部，供气单元通过通气管路与吹气单元连通，吹气单元设于托架装置上。本发明的新型焙烧炉，能够在焙烧时向铸型的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃，并能在焙烧到高温阶段时对铸型进行吹尘作业。

Description

一种新型焙烧炉

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及一种新型焙烧炉。

背景技术

目前，金、银、铜首饰主要采用石膏型失蜡铸造工艺生产，其基本工艺流程为：制作蜡模－－－种蜡树－－－制作石膏铸型－－－金属料熔炼－－－浇注－－－清理。其中，制作石膏铸型是整个流程中非常关键的工序，它主要包括如下环节：混制石膏浆料、将浆料灌注到铸型筒内、铸型筒静置使石膏浆料凝固增强、铸型放入蒸汽炉内进行蒸汽脱蜡或者直接放入焙烧炉内焙烧脱蜡、铸型放入焙烧炉内焙烧、铸型调整到铸造所需温度。铸型制作的任务是清晰精确地复制出蜡树的形状，形成具有足够强度、型壁光洁、彻底烧失水分、具有一定透气能力的型腔。铸型质量是获得优质铸件的基础，其中铸型内壁的残留碳是评价铸型表面质量的重要参数，它是由于蜡的不完全燃烧，形成固体残留物被吸附在型壁上而形成的。残留碳对首饰铸造质量的影响主要表现在以下方面：

(1)对石膏热稳定性的影响。对石膏铸型而言，铸型的强度首先由石膏黏结剂的质量决定。由于硫酸钙的高温热稳定性较差，当与二氧化硅混合，石膏超过750℃就可能发生分解。而当铸型焙烧过程中内壁出现残留碳时，石膏的分解温度会进一步降低。如果在焙烧过程中发生石膏的分解，铸件表面易出现砂眼、粗糙等缺陷，如果在浇注金属液过程中发生分解，铸件将产生气缩孔、砂眼等缺陷。

(2)当金属液内溶解氧或出现氧化铜时，浇注后碳会与氧或氧化铜发生反应，形成CO或CO₂气体，有时反应特别剧烈时，可引起局部的瞬间微爆炸，导致铸件出现气孔或砂眼缺陷。

(3)残留碳的存在，使金属液受到污染，恶化了其回用性能，使铸造生产陷入恶性循环。

石膏铸型内壁出现残留碳会明显恶化铸件质量，因此制作石膏铸型时必须设法消除内壁的残留碳。但是，现有铸型焙烧炉的结构设计存在缺陷，在消除铸型残留碳方面的效果不好。大部分焙烧炉为普通箱式电阻炉，炉内温度均匀性较差，炉门附近及炉子中心的铸型常因焙烧不充分而出现残留碳问题，而进一步升高温度将导致其它部位的铸型出现过烧的风险。另外，在放置铸型时，一般放置两层，上层铸型直接压在下层铸型的顶面，空气对流差。为改善降低铸型内的残留碳，需要延长高温阶段的焙烧时间，既增加了能源消耗，降低了生产效率，而且效果并不佳。有些企业在焙烧到高温时将炉门半开启，向炉膛内引入新鲜空气，但这种做法的效果也是有限的，因为新鲜空气不易进入到铸型型腔内，并且空气中的氧浓度低，因此对型腔内的残留碳助燃效果不好，反而是开启的炉门更加加剧了炉内温度的不均匀性，并且炉内的电阻丝容易氧化，缩短使用寿命。生产中有时为改善铸型焙烧质量，将焙烧到高温的铸型从炉膛内取出，用吸尘机对铸型型腔进行抽吸，以便减少型腔内的残留碳和灰烬，但是这种做法存在典型问题，首先是高温铸型取出放置在空气中进行抽吸操作时，容易引起铸型的快速冷却及温度不均匀，使铸型内出现收缩应力而导致开裂，其次是抽吸时容易破坏浇口杯表面，导致浇注时容易出现砂眼缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型焙烧炉，其能够在焙烧时向铸型的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃，并能在焙烧到高温阶段时对铸型进行吹尘作业。

为实现上述目的，本发明所提供的一种新型焙烧炉，包括炉体、旋转装置、用于在焙烧时向铸型的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃并能在焙烧到高温阶段时进行吹尘作业的吹气装置、用于放置铸型的托架装置；

所述托架装置设于所述炉体上部的炉膛内；所述旋转装置与所述托架装置驱动连接以带动所述托架装置在所述炉膛内转动，以使位于所述托架装置不同方位上的铸型受热均匀；

所述吹气装置包括供气单元、通气管路和吹气单元；所述供气单元设于所述炉体的底部，所述供气单元通过所述通气管路与所述吹气单元连通，所述吹气单元设于所述托架装置上。

上述新型焙烧炉中，所述炉体包括包裹所述炉膛的炉壳、设于所述炉壳与所述炉膛之间的保温材料、设于所述保温材料内的发热电阻丝；所述保温材料为耐火砖和保温纤维。

上述新型焙烧炉中，所述托架装置包括上下间隔设置的第一托架单元和第二托架单元；

所述第一托架单元和第二托架单元均包括同心间隔设置的多个圆环、呈米字型径向分布的轮辐；所述轮辐依次连接多个所述圆环，所述轮辐的末端与所述炉膛的内壁存在间隙。

上述新型焙烧炉中，所述旋转装置包括旋转驱动机构、旋转执行机构；

所述旋转执行机构包括旋转轴，所述旋转轴包括同步转动的上转轴和下转轴；

所述托架装置安装在所述上转轴上并随所述上转轴转动，所述上旋转轴的下部穿过所述炉膛的底板与所述下转轴连接，所述旋转驱动机构与所述下转轴驱动连接以带动所述下转轴转动。

上述新型焙烧炉中，所述旋转驱动机构包括驱动单元和第一传动单元；

所述驱动单元的动力输出端与所述第一传动单元的动力输入端连接，所述第一传动单元的动力输出端与所述下转轴驱动连接以带动所述下转轴转动；

所述旋转驱动机构还包括旋转显示单元和第二传动单元；

所述旋转显示单元包括显示盘转轴、用于显示所述旋转轴旋转状况的旋转显示盘；

所述第二传动单元的动力输入端与所述下转轴驱动连接，所述第二传动单元的动力输出端与所述显示盘转轴驱动连接。

上述新型焙烧炉中，所述驱动单元包括电机和减速箱，所述第一传动单元包括第一链条和第一链轮，所述第二传动单元包括第二链轮和第二链条，所述第一链轮和第二链轮均设于所述下转轴上；

所述第一链轮通过所述第一链条与所述减速箱的主链轮驱动连接，所述第二链轮通过所述第二链条与所述显示盘转轴的从链轮驱动连接；

所述上转轴的下部焊接有第一法兰，所述下转轴的上部焊接有与所述第一法兰相匹配的第二法兰，所述上转轴和下转轴通过所述第一法兰和第二法兰连接；

所述第一法兰与第二法兰之间上下依次放置上石墨盘根、耐热石棉板和下石墨盘根。

上述新型焙烧炉中，所述供气单元包括气罐，所述通气管路包括中心管路和吹气管，所述吹气单元包括吹气嘴；

所述气罐设于所述下转轴的下方，所述中心管路设于所述旋转轴内；所述第一托架单元和第二托架单元均对应设有所述吹气管；所述第一托架单元和第二托架单元中的多个圆环中均有一个空心圆环，所述第一托架单元上的空心圆环和所述第二托架单元上的空心圆环均均匀设有若干个所述吹气嘴；

所述气罐与所述下转轴中的中心管路连通，所述上转轴中的中心管路与所述吹气管的一端连通，所述吹气管的另一端与所述空心圆环连通。

上述新型焙烧炉中，所述气罐上设有压缩空气进气口、氧气进气口、用于控制所述压缩空气进气口和氧气进气口的气压和流量的减压阀；，所述吹气嘴垂直向上；所述气罐与所述下转轴之间设有不锈钢PTFE四氟胶圈和密封脂。

上述新型焙烧炉中，所述炉体上设有控制面板和仪表显示屏；所述炉体的上部设置排气口，所述排气口与所述炉膛连通；所述炉体的上部还设置用于实时监控所述炉膛内的温度的测温热电偶。

上述新型焙烧炉中，所述炉体的底部设有支撑单元，所述支撑单元包括支撑架、支撑脚、呈拱形的支撑座；所述支撑架设于所述支撑脚上，所述支撑座设于所述支撑架上；

所述旋转驱动机构设于所述支撑架上，所述供气单元设于所述支撑架的下方；所述下转轴的下部依次贯穿所述支撑座和支撑架并与所述供气单元连接。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)由于设有可向铸型的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃的吹气装置，铸型的型腔内的残留碳助燃效果好，且在焙烧到高温阶段无需将铸型从炉膛内取出而可以通过吹气装置对铸型启动吹尘作业，避免铸型的快速冷却及温度不均匀；

(2)由于设有旋转装置，旋转装置与托架装置驱动连接，可以使位于托架装置不同方位上的铸型受热均匀，避免铸型放置在不同位置而出现温差大的问题，改善了铸型间的温度均匀性，减少了铸型因温差大而导致开裂、焙烧不足出现残留碳、或者焙烧过度等问题。

附图说明

图1是本发明实施例的新型焙烧炉的结构示意图一；

图2是本发明实施例的新型焙烧炉的结构示意图二；

图3是本发明实施例的新型焙烧炉的俯视图；

图4是本发明实施例的新型焙烧炉对铸型进行焙烧时的结构示意图一

图5是本发明实施例的新型焙烧炉对铸型进行焙烧时的结构示意图二。

其中，1、炉体；11、炉膛；111、底板；112、内壁；12、炉壳；13、保温材料；14、发热电阻丝；15、炉门；16、排气口；17、测温热电偶；

21、电机；22、主链轮；23、第一链条；24、第一链轮；25、第二链轮；26、第二链条；27、上转轴；271、第一法兰；28、下转轴；281、第二法兰；291、显示盘转轴；2911、从链轮；292、旋转显示盘；

31、气罐；311、压缩空气进气口；312、氧气进气口；32、中心管路；33、吹气管；34、吹气嘴；

41、第一托架单元；42、第二托架单元；43、圆环；44、轮辐；45、空心圆环；

5、铸型；6、控制面板；71、支撑架；72、支撑脚；73、支撑座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

结合图1至图5所示，本发明所提供的一种新型焙烧炉，包括炉体1、旋转装置、用于在焙烧时向铸型5的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃并能在焙烧到高温阶段时进行吹尘作业的吹气装置、用于放置铸型5的托架装置；

托架装置设于炉体1上部的炉膛11内；旋转装置与托架装置驱动连接以带动托架装置在炉膛11内转动，以使位于托架装置不同方位上的铸型5受热均匀；

吹气装置包括供气单元、通气管路和吹气单元；供气单元设于炉体1的底部，供气单元通过通气管路与吹气单元连通，吹气单元设于托架装置上。

结合图1至图5所示，优选地，炉体1包括包裹炉膛11的炉壳12、设于炉壳12与炉膛11之间的保温材料13、设于保温材料13内的发热电阻丝14，保温材料13为耐火砖和保温纤维，炉膛11呈圆柱形，炉膛11的内壁112表面光滑，以使焙烧炉在焙烧铸型5时具有良好的保温功能，炉膛11内温度分布均匀。

结合图1至图5所示，优选地，炉门15设置为长方形，高度略小于炉膛11高度，宽度在可夹持铸型5进出炉膛11的基础上略留有余量，这样既可顺利放入或取出铸型5，同时大大减少了宽大炉门15带来的降温影响。

结合图1至图5所示，优选地，托架装置包括上下间隔设置的第一托架单元41和第二托架单元42；

第一托架单元41和第二托架单元42均包括同心间隔设置的多个圆环43、呈米字型径向分布的轮辐44，轮辐44依次连接多个圆环43，轮辐44的末端与炉膛11的内壁112存在间隙，以实现托架装置的无碍旋转及炉气能顺利进出铸型5的型腔，促进放置在不同部位的铸型5受热均匀。

结合图1至图5所示，优选地，轮辐44的末端与炉膛11的内壁112的间距为20－30mm；圆环43的数量为3－6个，轮辐44的数量为6－12条；第二托架单元42与第一托架单元41的间距、第一托架单元41与炉膛11的顶部的间距均为250－350mm。

结合图1至图5所示，优选地，旋转装置包括旋转驱动机构、旋转执行机构；

旋转执行机构包括旋转轴，旋转轴包括同步转动的上转轴27和下转轴28；托架装置安装在上转轴27上并随上转轴27转动，上旋转轴的下部穿过炉膛11的底板111与下转轴28连接，旋转驱动机构与下转轴28驱动连接以带动下转轴28转动；

旋转驱动机构包括驱动单元和第一传动单元；

驱动单元的动力输出端与第一传动单元的动力输入端连接，第一传动单元的动力输出端与下转轴28驱动连接以带动下转轴28转动。

旋转驱动机构还包括旋转显示单元和第二传动单元；

旋转显示单元包括显示盘转轴291、用于显示旋转轴旋转状况的旋转显示盘292；

第二传动单元的动力输入端与下转轴28驱动连接，第二传动单元的动力输出端与显示盘转轴291驱动连接。

结合图1至图5所示，优选地，驱动单元包括电机21和减速箱，第一传动单元包括第一链条23和第一链轮24，第二传动单元包括第二链轮25和第二链条26，第一链轮24和第二链轮25均设于下转轴28上；

第一链轮24通过第一链条23与减速箱的主链轮22驱动连接，第二链轮25通过第二链条26与显示盘转轴291的从链轮2911驱动连接；

上转轴27的下部焊接有第一法兰271，下转轴28的上部焊接有与第一法兰271相匹配的第二法兰281，上转轴27和下转轴28通过第一法兰271和第二法兰281连接；

第一法兰271与第二法兰281之间上下依次放置上石墨盘根、耐热石棉板和下石墨盘根，起到隔热和密封作用；

上转轴27为空心耐热不锈钢厚壁管，下转轴28为厚壁空心管，下转轴28的内径和外径与上转轴27的内径和外径对应相等，保持旋转轴内通道不变；

优选地，下转轴28的转动设置为可连续旋转模式和点动旋转模式，方便操作时根据需要来选择；旋转显示盘292可显示铸型5在炉膛11内的位置，在旋转显示盘292上设置托架位区标号，可以根据铸型5在炉膛11的位置采用脚踏点动旋转，使铸型5所处位区正对炉门15，方便准确放置铸型5焙烧或取出铸型5浇注。

结合图1至图5所示，优选地，供气单元包括气罐31，通气管路包括中心管路32和吹气管33，吹气单元包括吹气嘴34；

气罐31设于下转轴28的下方，中心管路32设于旋转轴内；第一托架单元41和第二托架单元42均对应设有吹气管33；第一托架单元41和第二托架单元42中的多个圆环43中均有一个空心圆环45，第一托架单元41上的空心圆环45和第二托架单元42上的空心圆环45均均匀设有若干个吹气嘴34；

气罐31与下转轴28中的中心管路32连通，上转轴27中的中心管路32与吹气管33的一端连通，吹气管33的另一端与空心圆环45连通。

结合图1至图5所示，优选地，气罐31上设有压缩空气进气口311、氧气进气口312、用于控制压缩空气进气口311和氧气进气口312的气压和流量的减压阀，使焙烧时可根据模样材料的特点、焙烧温度区间等情况，向铸型5型腔注入不同氧气空气比例以及不同气压的混合气，实现富氧助燃以及气流吹尘的功能；

结合图1至图5所示，吹气嘴34垂直向上；吹气嘴34和与其相对应的空心圆环45的上表面相比高出10－15mm；更优选地，吹气嘴34为不锈钢吹气管33；

优选地，气罐31与下转轴28之间设有不锈钢PTFE四氟胶圈和密封脂，有效降低了旋转轴与胶圈之间的摩擦，并能长时间保持优良的密封效果。

结合图1至图5所示，优选地，炉体1上设有控制面板6和仪表显示屏；炉体1的上部设置排气口16，排气口16与炉膛11连通；炉体1的上部还设置用于实时监控炉膛11内的温度的测温热电偶17，与温控器配合实现程序控温。

结合图1至图5所示，优选地，炉体1的底部设有支撑单元，支撑单元包括支撑架71、支撑脚72、呈拱形的支撑座73；支撑架71设于支撑脚72上，支撑座73设于支撑架71上；

旋转驱动机构设于支撑架71上，供气单元设于支撑架71的下方；下转轴28的下部依次贯穿支撑座73和支撑架71并与供气单元连接。

综上，本发明的新型焙烧炉与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)由于设有可向铸型5的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃的吹气装置，铸型5的型腔内的残留碳助燃效果好，且在焙烧到高温阶段无需将铸型5从炉膛11内取出而可以通过吹气装置对铸型5启动吹尘作业，避免铸型5的快速冷却及温度不均匀；

(2)由于设有旋转装置，旋转装置与托架装置驱动连接，可以使位于托架装置不同方位上的铸型5受热均匀，避免铸型5放置在不同位置而出现温差大的问题，改善了铸型5间的温度均匀性，减少了铸型5因温差大而导致开裂、焙烧不足出现残留碳、或者焙烧过度等问题；

(3)缩短了高温阶段的焙烧时间，有效节省了能源，提高生产效率；铸型5焙烧彻底，消除了残留碳对铸造质量的有害影响。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型焙烧炉，其特征在于，包括炉体、旋转装置、用于在焙烧时向铸型的型腔内定向输送富氧空气实现富氧助燃并能在焙烧到高温阶段时进行吹尘作业的吹气装置、用于放置铸型的托架装置；

所述托架装置设于所述炉体上部的炉膛内；所述旋转装置与所述托架装置驱动连接以带动所述托架装置在所述炉膛内转动，以使位于所述托架装置不同方位上的铸型受热均匀；

所述吹气装置包括供气单元、通气管路和吹气单元；所述供气单元设于所述炉体的底部，所述供气单元通过所述通气管路与所述吹气单元连通，所述吹气单元设于所述托架装置上。

2.如权利要求1所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述炉体包括包裹所述炉膛的炉壳、设于所述炉壳与所述炉膛之间的保温材料、设于所述保温材料内的发热电阻丝；所述保温材料为耐火砖和保温纤维。

3.如权利要求1所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述托架装置包括上下间隔设置的第一托架单元和第二托架单元；

所述第一托架单元和第二托架单元均包括同心间隔设置的多个圆环、呈米字型径向分布的轮辐；所述轮辐依次连接多个所述圆环，所述轮辐的末端与所述炉膛的内壁存在间隙。

4.如权利要求1或3所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述旋转装置包括旋转驱动机构、旋转执行机构；

所述旋转执行机构包括旋转轴，所述旋转轴包括同步转动的上转轴和下转轴；

所述托架装置安装在所述上转轴上并随所述上转轴转动，所述上旋转轴的下部穿过所述炉膛的底板与所述下转轴连接，所述旋转驱动机构与所述下转轴驱动连接以带动所述下转轴转动。

5.如权利要求4所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述旋转驱动机构包括驱动单元和第一传动单元；

所述驱动单元的动力输出端与所述第一传动单元的动力输入端连接，所述第一传动单元的动力输出端与所述下转轴驱动连接以带动所述下转轴转动；

所述旋转驱动机构还包括旋转显示单元和第二传动单元；

所述旋转显示单元包括显示盘转轴、用于显示所述旋转轴旋转状况的旋转显示盘；

所述第二传动单元的动力输入端与所述下转轴驱动连接，所述第二传动单元的动力输出端与所述显示盘转轴驱动连接。

6.如权利要求5所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述驱动单元包括电机和减速箱，所述第一传动单元包括第一链条和第一链轮，所述第二传动单元包括第二链轮和第二链条，所述第一链轮和第二链轮均设于所述下转轴上；

所述第一链轮通过所述第一链条与所述减速箱的主链轮驱动连接，所述第二链轮通过所述第二链条与所述显示盘转轴的从链轮驱动连接；

所述上转轴的下部焊接有第一法兰，所述下转轴的上部焊接有与所述第一法兰相匹配的第二法兰，所述上转轴和下转轴通过所述第一法兰和第二法兰连接；

所述第一法兰与第二法兰之间上下依次放置上石墨盘根、耐热石棉板和下石墨盘根。

7.如权利要求4所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述供气单元包括气罐，所述通气管路包括中心管路和吹气管，所述吹气单元包括吹气嘴；

所述气罐设于所述下转轴的下方，所述中心管路设于所述旋转轴内；所述第一托架单元和第二托架单元均对应设有所述吹气管；所述第一托架单元和第二托架单元中的多个圆环中均有一个空心圆环，所述第一托架单元上的空心圆环和所述第二托架单元上的空心圆环均均匀设有若干个所述吹气嘴；

所述气罐与所述下转轴中的中心管路连通，所述上转轴中的中心管路与所述吹气管的一端连通，所述吹气管的另一端与所述空心圆环连通。

8.如权利要求7所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述气罐上设有压缩空气进气口、氧气进气口、用于控制所述压缩空气进气口和氧气进气口的气压和流量的减压阀；，所述吹气嘴垂直向上；所述气罐与所述下转轴之间设有不锈钢PTFE四氟胶圈和密封脂。

9.如权利要求1所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述炉体上设有控制面板和仪表显示屏；所述炉体的上部设置排气口，所述排气口与所述炉膛连通；所述炉体的上部还设置用于实时监控所述炉膛内的温度的测温热电偶。

10.如权利要求7所述的新型焙烧炉，其特征在于，所述炉体的底部设有支撑单元，所述支撑单元包括支撑架、支撑脚、呈拱形的支撑座；所述支撑架设于所述支撑脚上，所述支撑座设于所述支撑架上；

所述旋转驱动机构设于所述支撑架上，所述供气单元设于所述支撑架的下方；所述下转轴的下部依次贯穿所述支撑座和支撑架并与所述供气单元连接。