CN108444282A - 用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉及排蜡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉及排蜡方法。用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，包括炉体，炉体具有进料口、物料输送通道以及出料口，物料输送通道内腔从进料口到出料口依次排布有预热区、自燃区、高温区以及冷却区，物料输送通道底部设有用于从自燃区和/或高温区引入高温气流并由出料口向进料口方向依次导入至预热区内以使预热区内腔沿物料输送方向逐步缓慢升温的热气流导流结构。通过将炉体内腔进行功能区域划分，并对各个功能区域进行合理利用，将高温气流控制并引入至预热区域，以匹配物料排蜡的升温曲线要求，从而提高排蜡合格率。适用于各类精密陶瓷热压注成型工艺中的排蜡使用。

Description

用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉及排蜡方法

技术领域

本发明涉及精密陶瓷制造工艺排蜡技术领域，特别地，涉及一种用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉。此外，本发明还涉及一种陶瓷热压注半成品的排蜡方法。

背景技术

窑炉是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备，是陶艺热压注成型中的必备设施。而新型的电子陶瓷制作工艺中，陶瓷的排蜡以及烧结的大批量进行都需要借助窑炉。陶瓷的排蜡工艺，升温曲线是排蜡过程中的操作依据，曲线合理与否直接影响到排蜡的合格率。

现有的陶瓷排蜡主要采用隧道窑，在隧道中段进行高温加热，物料通过隧道以实现排蜡工序，隧道中的温度难以控制，物料的停留时间也无法控制，导致陶瓷排蜡的升温无法控制，而过快升温容易导致物料中产生气泡、物料变形以及物料开裂等问题，严重影响到陶瓷物料排蜡的合格率；

另一方面，现有的窑炉结构，在制作工艺过程中会产生大量带有余热的废气排放，容易造成能源浪费；现有的大多窑炉都是直接将废气排放到大气中，容易造成大气污染。

发明内容

本发明提供了一种用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉及排蜡方法，以解决现有窑炉，温度环境无法满足陶瓷排蜡升温曲线要求，从而导致排蜡合格率低；直排废弃的方式，造成能源浪费以及环境污染的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，包括炉体，炉体具有进料口、物料输送通道以及出料口，物料输送通道内腔从进料口到出料口依次排布有预热区、自燃区、高温区以及冷却区，物料输送通道底部设有用于从自燃区和/或高温区引入高温气流并由出料口向进料口方向依次导入至预热区内以使预热区内腔沿物料输送方向逐步缓慢升温的热气流导流结构。

进一步地，热气流导流结构包括处于自燃区和高温区底部用于从自燃区和/或高温区导入高温气流的热气流传递通道以及处于预热区底部用于为预热区提供预热温度的预热传递单元，预热传递单元与预热区之间采用气孔连通；预热传递单元设置为多个，多个预热传递单元沿物料输送方向依次排布，相邻预热传递单元之间彼此分隔构成独立的分隔单元；热气流传递通道通过输送支路分别连通至各个预热传递单元。

进一步地，气孔排布于物料输送轨迹的底部。

进一步地，自燃区通过底部开设的传热孔或外接管路转接中的至少一种方式连通至热气流传递通道；和/或高温区通过底部开设的传热孔或外接管路转接中的至少一种方式连通至热气流传递通道。

进一步地，自燃区与热气流传递通道之间、高温区与热气流传递通道之间、输送支路与各个预热传递单元之间中的至少一处设有用于提供气流输送动力的动力装置。

进一步地，动力装置处于炉体外。

进一步地，自燃区的上部和/或侧向设有用于对自燃区进行加热的热源，热源采用硅钼棒。

进一步地，冷却区通过余热输送管连通至预热区内靠近进料口的部位，以构成进料口上的风帘；余热输送管的输出端连通至进料口上部和/或进料口侧部；余热输送管上设有用于为气流输送提供动力的动力装置。

进一步地，炉体的外壁面上附有用于隔离热量和炉体内腔保温的保温层。

进一步地，预热区与自燃区之间、自燃区与高温区之间、高温区与冷却区之间中的至少一处设有用于区域隔热并方便物料输送穿过的环形隔热板。

根据本发明的另一方面，还提供了一种陶瓷热压注半成品的排蜡方法，包括以下步骤：a、自燃区加热至预定温度，进料口形成风帘；b、控制预热区内腔的温度沿物料输送方向缓慢上升；c、物料安装预定速度和预定停留时间，从进料口进料，依次通过预热区、自燃区、高温区和冷却区，从出料口出料。

进一步地，步骤b中预热区控制形成四个温度区域，由进料口到自燃区依次为0℃～200℃区域、200℃～300℃区域、300℃～400℃区域以及400℃～600℃区域。

本发明具有以下有益效果：

本发明用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，将炉体内腔划分形成预热区、自燃区、高温区以及冷却区四个功能区域。在自燃区采用火源进行加热，使温度上升至陶瓷的烧结温度，并使传递至高温区稳定处于陶瓷的烧结温度范围；热气流导流结构通过将自燃区和/或高温区的热气流沿物料输送的反方向依次导入到预热区内，并对导入预热区的高温气流进行分别控制，使得预热区内形成沿物料输送方向缓慢升温的升温环境，以匹配陶瓷排蜡的升温曲线要求，使得物料内的石蜡从固态缓慢转变为液态，然后再由液态缓慢转变为气态并从物料中排出，从而实现排蜡工艺；由于预热区内的升温控制与排蜡升温曲线相匹配，石蜡的状态改变以及排出均缓慢进行，对物料的影响小，从而降低物料内产生气泡、物料变形以及物料开裂的几率，提高物料排蜡的合格率。通过将炉体内腔进行功能区域划分，并对各个功能区域进行合理利用，将高温气流控制并引入至预热区，以匹配物料排蜡的升温曲线要求，从而提高排蜡合格率，同时有利于缩减窑炉占用空间，提高能源利用率。适用于各类精密陶瓷热压注成型工艺中的排蜡使用，尤其适用于阀门结构中的陶瓷水阀片的热压注成型工艺中的排蜡使用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉的结构示意图。

图例说明：

1、炉体；2、进料口；3、物料输送通道；301、预热区；302、自燃区；303、高温区；304、冷却区；4、出料口；5、热气流导流结构；501、热气流传递通道；502、预热传递单元；503、气孔；504、输送支路；6、传热孔；7、外接管路；8、动力装置；9、硅钼棒；10、余热输送管；11、保温层；12、环形隔热板。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉的结构示意图。如图1所示，本实施例的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，包括炉体1，炉体1具有进料口2、物料输送通道3以及出料口4，物料输送通道3内腔从进料口2到出料口4依次排布有预热区301、自燃区302、高温区303以及冷却区304，物料输送通道3底部设有用于从自燃区302和/或高温区303引入高温气流并由出料口4向进料口2方向依次导入至预热区301内以使预热区301内腔沿物料输送方向逐步缓慢升温的热气流导流结构5。本发明用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，将炉体1内腔划分形成预热区301、自燃区302、高温区303以及冷却区304四个功能区域。在自燃区302采用火源进行加热，使温度上升至陶瓷的烧结温度，并使传递至高温区303稳定处于陶瓷的烧结温度范围；热气流导流结构5通过将自燃区302和/或高温区303的热气流沿物料输送的反方向依次导入到预热区301内，并对导入预热区301的高温气流进行分别控制，使得预热区301内形成沿物料输送方向缓慢升温的升温环境，以匹配陶瓷排蜡的升温曲线要求，使得物料内的石蜡从固态缓慢转变为液态，然后再由液态缓慢转变为气态并从物料中排出，从而实现排蜡工艺；由于预热区301内的升温控制与排蜡升温曲线相匹配，石蜡的状态改变以及排出均缓慢进行，对物料的影响小，从而降低物料内产生气泡、物料变形以及物料开裂的几率，提高物料排蜡的合格率。通过将炉体1内腔进行功能区域划分，并对各个功能区域进行合理利用，将高温气流控制并引入至预热区301，以匹配物料排蜡的升温曲线要求，从而提高排蜡合格率，同时有利于缩减窑炉占用空间，提高能源利用率。适用于各类精密陶瓷热压注成型工艺中的排蜡使用，尤其适用于阀门结构中的陶瓷水阀片的热压注成型工艺中的排蜡使用。可选地，高温区303内靠近冷却区304的部位通过朝向热气流导流结构5开孔的方式或者采用导管的方式，将高温气流输送至热气流导流结构5，以提高热能的利用率，同时加速物料进入冷却区的冷却。

如图1所示，本实施例中，热气流导流结构5包括处于自燃区302和高温区303底部用于从自燃区302和/或高温区303导入高温气流的热气流传递通道501以及处于预热区301底部用于为预热区301提供预热温度的预热传递单元502。从热源所处位置的自燃区302导出高温气流，预热区301升温控制借助于自燃区302内的高温气流对自燃区302内的温度控制影响小，同时又能够保证预热区的升温匹配与排蜡升温曲线，能够做到能源的最大化利用。预热传递单元502与预热区301之间采用气孔503连通。预热传递单元502设置为多个，多个预热传递单元502沿物料输送方向依次排布，相邻预热传递单元502之间彼此分隔构成独立的分隔单元。热气流传递通道501通过输送支路504分别连通至各个预热传递单元502。多个预热传递单元502形成多个独立的分隔高温气流流通单元，各个预热传递单元502分别控制从输送支路504引入的高温气流的气流量以及气流速度，结合各个预热传递单元502温度传感器，从而实现各个预热传递单元502输送对预热区301相应位置的温度控制，达到与各个预热传递单元502相连通的预热区301内各个区域的温度与排蜡升温曲线相匹配，从而提高物料排蜡的合格率。可选地，输送支路504外覆盖有保温层。

如图1所示，本实施例中，气孔503排布于物料输送轨迹的底部。使得预热传递单元502输出的高温气流直接作用于物料，使得监控的温度直接反应至物料上，使得物料的升温精确匹配于物料排蜡的升温曲线，从而提高物料排蜡的合格率。

如图1所示，本实施例中，自燃区302通过底部开设的传热孔6或外接管路7转接中的至少一种方式连通至热气流传递通道501；和/或高温区303通过底部开设的传热孔6或外接管路7转接中的至少一种方式连通至热气流传递通道501。可选地，输送支路504处于炉体1内，而输送支路504输送至各个预热传递单元502的控制部分处于炉体1外，以方便预热区301内的温度监控和温度控制。自燃区302通过底部开设的传热孔6或外接管路7转接中的至少一种方式连通至热气流传递通道501，对自燃区302内的温度控制影响小，能够提高热能的利用率。可选地，高温区303内靠近冷却区304的部位通过底部开设的传热孔6或外接管路7转接中的至少一种方式连通至热气流传递通道501，将高温气流输送至热气流传递通道501，以提高热能的利用率，同时加速物料进入冷却区的冷却。可选地，外接管路7外覆盖有保温层。

如图1所示，本实施例中，自燃区302与热气流传递通道501之间、高温区303与热气流传递通道501之间、输送支路504与各个预热传递单元502之间中的至少一处设有用于提供气流输送动力的动力装置8。输送支路504通过动力装置8以控制输送至各个预热传递单元502的高温气流的流量以及流速，从而达到控制各个预热传递单元502输出至预热区301内相应区域的气流温度的目的，使预热区301内的升温环境与物料排蜡升温曲线相匹配，从而提高物料排蜡的合格率。可选地，动力装置8采用风机、热风机、气泵，或者采用气流控制装置。可选地，动力装置8的输出端设有过滤网。

如图1所示，本实施例中，动力装置8处于炉体1外。方便预热区301内的升温环境控制，同时避免动力装置8长期处于高温环境下而造成损坏。

如图1所示，本实施例中，自燃区302的上部和/或侧向设有用于对自燃区302进行加热的热源，热源采用硅钼棒9。热源采用硅钼棒9，或者能够是自燃区302能够达到1000℃～1600℃高温的其他热源，以满足陶瓷排蜡后的烧结温度要求，提高精密陶瓷的性能。

如图1所示，本实施例中，冷却区304通过余热输送管10连通至预热区301内靠近进料口2的部位，以构成进料口2上的风帘。通过对余热进行回收利用形成风帘，避免外界冷空间混入至炉体1内，同时也避免炉体1内的高温气体溢出，降低对环境的污染，同时提高热能利用率，避免窑炉余热排放。余热输送管10的输出端连通至进料口2上部和/或进料口2侧部。可以根据进料口2的结构及尺寸，合理选择风帘形成方式，以封闭进料口2，提高炉体1内腔的保温性能。余热输送管10上设有用于为气流输送提供动力的动力装置8。更好地形成风帘，从而隔离进料口2内外空间。可选地，动力装置8采用风机、热风机、气泵，或者采用气流控制装置。可选地，动力装置8的输出端设有过滤网。可选地，余热输送管10外覆盖有保温层。

如图1所示，本实施例中，炉体1的外壁面上附有用于隔离热量和炉体1内腔保温的保温层11。提高炉体1的保温性，防止热能溢出，提高热能利用率，提高炉体1内的温度上限。可选地，保温层11采用保温棉。

如图1所示，本实施例中，预热区301与自燃区302之间、自燃区302与高温区303之间、高温区303与冷却区304之间中的至少一处设有用于区域隔热并方便物料输送穿过的环形隔热板12。以确保各个功能区域的温度处于预定温度范围，方便各个区域的温度控制。

本实施例的陶瓷热压注半成品的排蜡方法，包括以下步骤：a、自燃区302加热至预定温度，进料口2形成风帘；b、控制预热区301内腔的温度沿物料输送方向缓慢上升；c、物料安装预定速度和预定停留时间，从进料口2进料，依次通过预热区301、自燃区302、高温区303和冷却区304，从出料口4出料。将多余气体输送至进料口2部位形成隔离炉体1内外气体环境的风帘，以避免余热向外排放，从而避免对环境造成污染。利用自燃区302内的热量以及高温区303流通至冷却区304的多余热量分区域导入至预热区301内，使预热区301内形成逐步缓慢提升温度的升温环境，以匹配物料排蜡的升温曲线，从而提高物料排蜡的合格率。

本实施例中，步骤b中预热区301控制形成四个温度区域，由进料口2到自燃区302依次为0℃～200℃区域、200℃～300℃区域、300℃～400℃区域以及400℃～600℃区域。优选地，由进料口2到自燃区302依次为150℃区域、250℃区域、350℃区域以及450℃区域。能够完全匹配于物料中蜡料完全排放的升温曲线要求，从而保证物料排蜡的合格率，提高物料的质量。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，包括炉体(1)，

所述炉体(1)具有进料口(2)、物料输送通道(3)以及出料口(4)，

所述物料输送通道(3)内腔从所述进料口(2)到所述出料口(4)依次排布有预热区(301)、自燃区(302)、高温区(303)以及冷却区(304)，

其特征在于，

所述物料输送通道(3)底部设有用于从所述自燃区(302)和/或所述高温区(303)引入高温气流并由所述出料口(4)向所述进料口(2)方向依次导入至所述预热区(301)内以使所述预热区(301)内腔沿物料输送方向逐步缓慢升温的热气流导流结构(5)。

2.根据权利要求1所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述热气流导流结构(5)包括处于所述自燃区(302)和所述高温区(303)底部用于从所述自燃区(302)和/或所述高温区(303)导入高温气流的热气流传递通道(501)以及处于所述预热区(301)底部用于为所述预热区(301)提供预热温度的预热传递单元(502)，

所述预热传递单元(502)与所述预热区(301)之间采用气孔(503)连通；

所述预热传递单元(502)设置为多个，多个所述预热传递单元(502)沿物料输送方向依次排布，相邻所述预热传递单元(502)之间彼此分隔构成独立的分隔单元；

所述热气流传递通道(501)通过输送支路(504)分别连通至各个所述预热传递单元(502)。

3.根据权利要求2所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述气孔(503)排布于物料输送轨迹的底部。

4.根据权利要求2所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述自燃区(302)通过底部开设的传热孔(6)或外接管路(7)转接中的至少一种方式连通至所述热气流传递通道(501)；和/或

所述高温区(303)通过底部开设的传热孔(6)或外接管路(7)转接中的至少一种方式连通至所述热气流传递通道(501)。

5.根据权利要求2所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述自燃区(302)与所述热气流传递通道(501)之间、所述高温区(303)与所述热气流传递通道(501)之间、所述输送支路(504)与各个所述预热传递单元(502)之间中的至少一处设有用于提供气流输送动力的动力装置(8)。

6.根据权利要求5所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述动力装置(8)处于所述炉体(1)外。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述自燃区(302)的上部和/或侧向设有用于对所述自燃区(302)进行加热的热源，

所述热源采用硅钼棒(9)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述冷却区(304)通过余热输送管(10)连通至所述预热区(301)内靠近所述进料口(2)的部位，以构成所述进料口(2)上的风帘；

所述余热输送管(10)的输出端连通至所述进料口(2)上部和/或所述进料口(2)侧部；

所述余热输送管(10)上设有用于为气流输送提供动力的动力装置(8)。

9.根据权利要求8所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述炉体(1)的外壁面上附有用于隔离热量和所述炉体(1)内腔保温的保温层(11)。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的用于陶瓷热压注半成品排蜡的窑炉，其特征在于，

所述预热区(301)与所述自燃区(302)之间、所述自燃区(302)与所述高温区(303)之间、所述高温区(303)与所述冷却区(304)之间中的至少一处设有用于区域隔热并方便物料输送穿过的环形隔热板(12)。

11.一种陶瓷热压注半成品的排蜡方法，其特征在于，

包括以下步骤：

a、自燃区(302)加热至预定温度，进料口(2)形成风帘；

b、控制预热区(301)内腔的温度沿物料输送方向缓慢上升；

c、物料安装预定速度和预定停留时间，从进料口(2)进料，依次通过预热区(301)、自燃区(302)、高温区(303)和冷却区(304)，从出料口(4)出料。

12.根据权利要求11所述的陶瓷热压注半成品的排蜡方法，其特征在于，

所述步骤b中预热区(301)控制形成四个温度区域，由进料口(2)到自燃区(302)依次为0℃～200℃区域、200℃～300℃区域、300℃～400℃区域以及400℃～600℃区域。