CN1084630A - 煅烧炉 - Google Patents

Abstract

一种能改变设定煅烧条件，例如煅烧腔尺寸、煅 烧腔内的温度、温度分布以及气体流动的煅烧炉；煅 烧条件取决于煅烧的中间产品。其内限定了一个炉 腔的炉体包括两个可活动部分，它们按预定的方向活 动，这样可按需要改变炉腔的内部容积。

Description

本发明涉及一种煅烧炉，特别是一种煅烧陶瓷制品的炉。

一般说来，用作各种电路元件的陶瓷制品是通过将陶瓷粉与有机粘合剂混合来制备一种中间产品，然后将中间产品放入煅烧炉中煅烧制成的。煅烧炉包括一种用于批量生产的连续加热炉和一种用于批量生产及作为一个试验炉或类似炉用的间歇加热炉。传统的煅烧炉通常是这样构成的：在一个炉体内不变地或固定的建一个炉腔，在炉腔内将要煅烧的中间产品（下文中称作“煅烧的中间产品”或“中间产品”）进行煅烧。因此，炉腔的内部容积是固定不变的。

这种结构导致传统的煅烧炉不能改变炉腔的大小以可变化地调节煅烧条件，例如取决于煅烧的中间产品的煅烧温度、温度分布、气体流量及类似条件。

在传统的煅烧炉中，采用燃料，例如油或燃气燃烧的加热器（下文称作燃烧加热器）和电加热器作为煅烧的热源。燃烧加热器与电加热器相比在运行费用上降低了。当中间产品不受由于燃料燃烧产生的燃烧废气的影响时，燃烧加热器通常采用在炉腔内燃烧燃料的直接加热系统。在这种情况下煅烧的中间产品是放置在炉腔内的;而当煅烧的中间产品相反地受燃烧废气的影响时，燃烧加热器采用间接加热系统。

间接加热系统可分成辐射管系统和隔焰结构系统两类。辐射管系统的结构使燃料能在多根耐热圆筒或管内燃烧。每根耐热管都由金属或陶瓷材料制成并将它们通过炉体插入炉腔内。隔焰结构系统有一个由耐热金属或耐高温材料制成的马弗炉体，这样可限定炉腔或煅烧腔，并可将与马弗炉体分隔开的燃烧炉内的燃烧气体引入煅烧腔，以便加热放置在煅烧腔内的中间产品。

不幸的是，辐射管系统中需要设置许多辐射管，这使设备的成本大大提高。另外，该加热系统还有另一个不能提供均匀的热传递的缺点，即使是在设置上述增加了成本的辐射管，在炉腔壁表面和辐射管之间的距离超过辐射管的直径时也是如此。在隔焰结构系统中，当马弗炉体是用耐热金属材料制造时，从耐热的观点来看，炉体的工作温度应限制到900℃或900℃以下。在以较高温度煅烧时，需建造用耐火砖构成的拱形炉体，这就造成了劳力和工时的耗费并增加了成本。

此外，当燃烧加热器用作热源时，通常要使用一个热交换系统。该热交换系统使用一个热交换器作为提高热效率的手段，所以热交换是在由于燃料燃烧产生的燃烧废气和为了燃烧以预热助燃空气而送到燃烧加热器的助燃空气之间进行的，热交换进行之后，将预热了的助燃空气送到一个构成燃烧加热器的燃烧器。传统的热交换系统是这样构成的：热交换器设置在煅烧炉的外侧，热交换器与煅烧炉通过管道将它们互相连接起来。不利的是与煅烧炉分开设置的热交换器和煅烧炉之间通过管道的连接会造成管道铺设的复杂性。另外，由于管道要排出热量，所以会使热效率降低。

进一步从煅烧炉的运行方法来看，煅烧炉分为连续炉和间歇炉两类。连续煅烧炉主要用于批量生产，而间歇煅烧炉不但用于批量生产，还用来作为测定连续煅烧炉的煅烧条件的试验炉。连续煅烧炉在运行时，先将许多要煅烧的中间产品装满炉腔，然后一边煅烧一边将中间产品从炉的一侧输送到炉的另一侧。因此，连续炉造成了在炉腔内输送的中间产品之间温度的差异。与此相反，间歇炉适合于在炉腔内煅烧中间产品，同时保持中间产品在炉腔内固定不动，这样便可防止在连续炉中出现的那种中间产品之间温度不同的现象发生。另外，间歌炉的结构将炉腔内的温度差异降至最低限度。

因此，连续炉和间歇炉互相之间不可能一致。比如，连续炉所用的煅烧条件不能应用于间歇炉，而间歇炉作为连续炉确定煅烧条件的试验炉使用时，不能为连续炉提供精确的煅烧条件。

对煅烧炉内的炉气是这样来控制的：在排放炉气时，为调节炉气连续地向炉腔输送新鲜气体。引入炉腔的新鲜气体的温度接近室温，这样导致炉腔内的炉气局部冷却，造成对煅烧条件的不利影响，这样便改变了经煅烧的最终产品（下文中称作“最终煅烧产品”）的质量和性质。另外，废气中所含的大量热能也随废气排走了。

本发明是考虑到现有技术中存在的缺点而制造的。

因此，本发明的一个目的是提供一种能根据煅烧的中间产品改变炉体内的炉腔大小和内部容积的煅烧炉。

本发明的另一个目的是提供一种能根据煅烧的中间产品改变设定的煅烧条件的煅烧炉。

本发明还有一个目的是提供一种能测定适用于批量生产的连续煅烧炉的煅烧条件的煅烧炉。

本发明还有一个目的是提供一种能提高加热效率的煅烧炉。

本发明再一个目的是提供一种能有效地用作间接式煅烧炉，从而能在炉的规模缩至最小时进行均匀传热并提高加热效率的煅烧炉。

本发明还有一个目的是提供一种带有热交换系统，使炉内的热效率提高而不引起结构复杂化的煅烧炉。

本发明还有一个目的是提供一种采取间歇煅烧炉的形式而又能有效地与连续煅烧炉一致的煅烧炉。

本发明再有一个目的是提供一种能有效地利用或再循环按常规方式返回的炉气同时不使煅烧条件变恶劣的煅烧炉。

按照本发明的一个方面设置了一个煅烧炉。该煅烧炉包括一个其内限定了一个炉腔的炉体。炉体至少包括一个可动部分。移动可动部分可以调节炉腔的内部容积。

当煅烧的中间产品尺寸较大时，这种结构可允许可活动部件移动来改变炉腔，使它的大小能适合于煅烧中间产品。

按照本发明的一个优选实施例，炉腔包括一个构成煅烧腔的第一炉腔部分和至少一个第二炉腔部分。第二炉腔部分具有一个燃烧加热器装置，并将它设置在靠近煅烧腔的地方，再利用一个传热隔墙将它与煅烧腔隔离开。

因此，煅烧腔不受燃烧加热装置的燃烧废气的影响，所以可以调节煅烧腔内的炉气，使其具有适合于煅烧的组分。另外，利用传热隔墙使燃烧与煅烧腔分隔开可防止炉的尺寸过大以及有利于使煅烧腔内的温度保持均匀。

在本发明的一个优选实施例中，煅烧炉还包括一个用来加热炉腔的燃烧加热器装置，和一个包含在炉体内的热交换装置，该热交换装置使引入到炉腔内的助燃空气与炉腔中排出的燃烧废气之间进行热交换。

这种结构大大降低了煅烧炉的运行费用，并可以利用燃烧废气中含有的热能加热助燃空气。另外，由于热交换装置与炉体合并在一起，就没有必要在热交换装置和炉体之间进行连接和布置，从而简化了炉的结构，提高了热效率。在本发明的优选实施例中，炉腔至少包括一个炉腔部分。炉腔部分被分成许多装煅烧的中间产品的区。在设置这些区时，应使这些区之间产生热干扰。这些区中分别设置热源装置，在驱动热源装置的同时，参照温升随时间变化的时间-温度特性曲线，温度随时间的变化则引起时间-温度特性曲线中出现的时间延迟。

因此，可将煅烧炉制成一个间歇式结构。另外，上述优选实施例的结构可允许在煅烧的中间产品之间出现温度差，这样，不管该煅烧炉是否属于间歇式的，它以类似于连续炉的加热方式完成煅烧。

在本发明的一个优选实施例中，煅烧炉还包括一个具有炉气循环段的炉气控制装置。设置炉气循环段是为了在炉气返回到炉体中之前调节取自炉体的炉气内所包含成分的浓度和调节炉气的温度，使炉气的温度接近炉体内的炉温。

因此，当炉气包含了煅烧的中间产品的成分时，先将这些成分排出炉体，然后再将炉气返回到炉体内。另外，象炉气中的助燃空气这样的必要成分是不够用的，应当进行补充。再者，该优选实施例有效地防止了炉腔内出现的局部冷却或局部加热，因而消除了煅烧的中间产品在煅烧条件上的差异，并消除了最终煅烧产品在特性上的改变。

本发明的这些和其它目的以及随之带来的优越性在阅读了下面参照附图进行的详细描述后将更容易理解。附图中出现的相同的标号都表示相同的或对应的零部件。其中

图1是本发明的煅烧炉的垂直正视剖面图;

图2是沿图1中Ⅱ-Ⅱ线取的剖面图;

图3是图1中的煅烧炉在宽度进行调整后的垂直正视剖面图;

图4是图1的煅烧炉的一种改型的垂直正视剖面图;

图5是沿图4的Ⅴ-Ⅴ线取的剖面图;

图6是适用于本发明的热交换装置的一个例子的透视图;

图7是适用于本发明的热交换装置的另一个例子的透视图;

图8是本发明的煅烧炉另一实施例的剖面图;

图9是图8的煅烧炉的一种改型的垂直正视图;

图10是表示图8中的煅烧炉的时间-温度特性曲线图;

图11是本发明的带有炉气控制装置的煅烧炉的另一实施例的示意图;

图12是图11的煅烧炉的一种改型的示意图;

图13是图11的煅烧炉的另一种改型的示意图;

图14是图11的煅烧炉的再一种改型的示意图;

图15是图11的煅烧炉的另一种改型的示意图;以及

图16是图11的煅烧炉的进一步改型的示意图。

现在将参照附图描述本发明的煅烧炉。

首先参见图1和图2，图中显示了本发明的煅烧炉的一个实施例，图中所示的煅烧炉一般包括一个在其内限定了一个炉腔22的炉体20。炉腔22适宜接收或容纳要在其内煅烧的煅烧中间产品。煅烧炉区还包括第一热源装置26，第二热源装置28和热交换装置30。其内限定了一个炉腔22的炉体20是用耐火材料，如耐火砖或类似的材料制成的。炉体20至少有一个可活动部分，在图中所示的实施例中设置了两个这样的可活动部分32a和32b。可活动部分32a和32b可按箭头34a和34b所指的方向活动，所以炉腔22的内部容积可以根据煅烧的中间产品随意改变。

炉体22的可活动部分32a和32b的活动方向可以选择为垂直于在炉腔22内形成一个温度梯度的方向，温度梯度将在下文中加以描述。在图示的实施例中，将可活动部分32a和32b设置在沿炉体20的纵向两侧的地方，这样炉腔22的宽度可以可变地进行调节。在可活动部分32a和32b的底部分别设置了一对辊子36a和一对辊子36b，这些辊子可在一对轨道38上运动。每个中间产品24都是一个成型的包含有粘合剂（例如有机粘合剂）的陶瓷产品，它们都放在一个耐热罩中。将中间产品24放入炉腔22中，同时将它们放在一个耐热的支架40上。

如上所述，炉体20至少具有一个可活动部分，特别是有两个可活动部分32a和32b，这样便可以根据煅烧的中间产品24的尺寸，利用可活动部分32a和32b的运动来可以地调节炉腔22的内部容积。因此，如图3所示，可以控制可活动部分32a和32b，使煅烧条件，如炉腔22的尺寸，炉腔内的温度，温度分布和气体的流动以及其它类似条件与根据煅烧的中间产品的尺寸所设定的条件一致。例如，当煅烧的中间产品尺寸较大时，可以使可活动部分32a和32b移动，以使炉腔22的内部容积与连续炉的内部容积相一致。这种方式也可以应用于煅烧的中间产品数量增大的场合。

如上所述，所选择的可活动部分32a和32b的运动方向应垂直于炉腔22内形成温度梯度的方向，这样，煅烧的中间产品的温度均匀度可以靠调节可活动部分32a和32b的运动来调节。

炉体20还可以包括一个空间调节装置42，该装置可利用可活动部分32a和32b的移动来改变炉腔22内的空间或宽度。空间调节装置42是用耐火材料制成的。标号48表示炉体20的一个固定设置的底。当可活动部分32a和32b运动以使它们之间的空间增大时（如图3所示），空间调节装置42进入炉体补偿空间的增加的部分。因此，其尺寸与增加部分的尺寸相一致的空间调节装置可选择地应用于该目的。

利用沿炉体20的纵向设置的隔墙56将炉腔22分成第一炉腔段44和第二炉腔段46，这样就使得第二炉腔段46限定在沿炉体20纵向布置的第一炉腔段44的两侧。第一热源装置26设置在第一炉腔段44内，第二热源装置28设置在每个第二炉腔段46内，第一热源装置26用作提供煅烧中间产品24所需热量的主热源，而第二热源装置28作为一个辅助加热器使用。设置预定数量的这种第一热源装置26和第二热源装置28。为了得到所需要的热能输出，这种结构允许运转所需数量的第二热源装置28，因此可根据炉体在蓄热上的差异来设定或确定煅烧条件。换句话说，图示实施例的煅烧炉可以用于为连续炉确定煅烧条件进行模拟试验。另外，这种结构可以根据需要来确定煅烧条件，如干燥、温升、温度均匀性，冷却及类似条件。

每个第一热源装置26最好能包括一个电源，每个第二热源装置最好能包括一个象气体燃烧、油燃烧器或类似26燃烧器这样的燃烧加热器。使用燃烧加热器作为第二热源装置与单独使用电源相比可大大降低热能消耗。

第一炉腔段44构成一个煅烧腔，每个第二炉腔段46被一个隔墙54分成一个煅烧室50和一个送风通道52，由第一炉腔段44构成的煅烧腔通过各隔墙56将其与各第二炉腔段46的燃烧室50分隔开。在图示的实施例中，隔墙54和56都由传热材料制成的。将煅烧腔44与燃烧室50分隔开可以很容易控制煅烧腔44内的炉气并可避免第二热源装置或燃烧加热器28的燃烧过程会对煅烧腔44内要煅烧的中间产品造成不利的影响，这样便可提供令人满意的最终产品。此外，这种分隔也可防止第二热源装置28的燃烧过程的变化会对煅烧条件，特别是煅烧腔44内的氧气浓度产生有害的影响。此外，利用燃烧加热器28对燃烧腔加热是间接地通过隔墙56进行的。所以可以煅烧的中间产品中均匀地去除粘合剂，将由于破裂或类似情况造成的最终产品质量的降低减少到最低限度。利用送风通道52可以将周围大气中的助燃空气输送到燃烧室50，在图示的实施例中，剩余的煅烧腔44的墙的至少一部分而不是隔墙56可以用作反射墙。

从上述中可以明显看出，在图示的实施例中，燃烧加热器28是设置在炉体20的两侧的。另外，每个第二炉腔段都是这样构成的：燃烧室50设置在靠近煅烧腔44的地方，送风通道52设置在与煅烧腔44相对的地方，它们通过位于送风通道52与煅烧腔44之间的燃烧室50二端。因此，通过送风通道52而流向燃烧室50的空气被设置在燃烧室50内的燃烧加热器28产生的热量预热到足够高的温度，这样，即便是在燃烧量保持在低水平时，仍能使燃烧室内形成完全燃烧。另外，这种布置使得燃烧过程在低空气比的情况下进行，从而大大提高了热效率。

如上所述，图示的煅烧炉具有这样的结构：至少一个可活动部分的运动可使炉腔的内部容积随意改变，于是便可根据煅烧的中间产品确定煅烧条件，例如煅烧腔的尺寸，温度梯度、温度分布、炉腔内的气流量以及类似条件。

此外，在图示的实施例中，炉腔22被分成第一和第二炉腔部分44和46，并且热源包括设置在第一炉腔部分44的第一热源装置26和设置在第二炉腔部分46的第二热源装置28。因此，有选择地驱动第二热源装置可以根据要使用的煅烧炉的蓄热能力来适当地确定煅烧条件。

另外，由第一炉腔部分44构成的煅烧腔与其内设有第二热源装置28的第二炉腔部分46分隔开，这样就可以控制煅烧腔44内的炉气，使之不会受第二热源装置或燃烧加热器28在燃烧过程中引起的有害影响，因此可提供质量令人满意的最终煅烧产品。

图4和图5显示了上面参照图1至图3描述的煅烧炉的一种改型。

在这种改型中，第二炉腔部分46设置在构成煅烧腔的第一炉腔部分44的两侧中的至少一侧上，它通过一个隔墙56与第一炉腔部分44分隔开，隔墙56是用传热性能以及耐热性能好的材料制成，它构成了煅烧腔44的壁的一部分。这种结构有利于炉腔内温度的均匀性，从而也有利于煅烧的中间产品24的温度均匀性，同时还提高了热效率，而且也不会象上述的传统辐射管系统那样，造成炉体规模的增大。将第二炉腔部分46设置在第一炉腔部分或煅烧腔44两侧中的每一侧将更有利于温度的均匀性及热效率的提高。最好设置的传热隔墙56的面积至少能占煅烧腔的墙的面积的40%。这种结构可提高煅烧的中间产品24的热均匀性。从而即使是温度差异变大时仍将最终产品质量的降低减小到最低限度，显示出较好的经济效益，煅烧腔的墙至少一部分剩余部分可以包括一个反射墙，而不是隔热墙56包括该反射墙。

此外，在图4和图5显示的改型的构成方式是：第二热源装置或燃烧加热器28设置在炉体20顶板的侧面。与图1到图3所示的实施例相比，这种结构减少了第二热源装置28的数量。改型的其余部分的构成基本上与图1至图3中煅烧炉的构成方式相同。

因此，从以上可注意到，改型的煅烧炉是这样构成的：具有燃烧室50和送风通道52的第二炉段设置在煅烧腔44的至少一侧，并通过构成煅烧腔44部分墙的传热隔墙56使它与煅烧墙分隔开。这种结构除了具有图1至图3实施例的优点外，还具有显著提高温度均匀性及热效率并且不使炉体规模过大的优点。另外在这种改型中，传热隔墙的面积可以至少占煅烧腔44的墙面积的40%，因此可以大大提高煅烧的中间产品的热均匀性，以确保满意的最终产品的质量，而不管温度变化的速度提高了多少。此外，第二热源装置28设置在炉体20顶板的侧面，这使得第二热源装置28的数量大大减少。

如图1、3和4所示实施例的煅烧炉可以设置一个热交换装置30，用于在引入各第二炉腔部分46的送风通道52中的助燃空气和以燃烧腔50中排出的燃烧废气之间进行了热交换。也可以按与第二炉腔部分46相对应的方式设置热交换装置30，所以，在图示的实施例中，设置了两个这种热交换装置。

热交换装置30可以按图6中所示的最佳方式构成。具体的说，热交换装置30装在炉体20中，并且包括助燃空气通道60和燃烧废气通道62。助燃空气通道60用于将助燃空气引导到各第二炉腔部分46，以便在该部分内助燃。燃烧废气通道62用于引导在第二炉腔部分46中产生的燃烧废气，以便将这些废气从第二炉腔部分中排出。助燃空气通道60使周围大气和第二炉腔部分46相通，燃烧废气通道62设置在靠近助燃空气通道60的地方。助燃空气通道设有许多排，它们的排列方式是：各排的通道60都朝一个方向互相平行地排列，从而构成了一系列箭头64和66所指的通路。各排通道62则以垂直于该方向的另一方向互相平行。在第二炉腔部分46中产生的燃烧废气被箭头68所指的方向引入燃烧废气通道62，并按箭头70所指的方向从通道62中排出。在图示的实施例中，各燃烧废气通道62都以垂直于助燃空气通道60的方向延伸。

在图示的实施例中，各助燃空气通道60和燃烧废气通道62都是穿过一个块状物的通孔。另外，它们也可以由结合在一起的许多板块构成，图7显示出这种结构的一个例子，其中助燃空气通道60和燃烧废气通道62是由结合在一起的用耐热材料制成的板件72、74、76、78和80构成的。

因此，每个热交换装置30都起着在引入到第二炉腔部分46的助燃空气和从该部分排出的燃烧废气之间进行热交换的作用，所以可以有效地利用在燃烧废气中所含的热能来加热助燃空气。

另外，热交换装置30装在炉体20内，因而不必在热交换装置30和第二炉腔部分46之间设置管道，这样就简化了煅烧炉的结构，并且与传统煅烧炉相比，大大降低了热损耗，因而提高了热效率。

现在参照图8，图中显示了本发明煅烧炉的另一个实施例。图示实施例的煅烧炉是一种如下文所述的间歇式煅烧炉，它包括其内限定了一个炉腔22的炉体20和第一热源装置26a、26b、26c、炉腔22包括其内放置煅烧的中间产品24a、24b和24c的第一炉腔部分44。煅烧的中间产品24a到24c通过一个入口84输送到炉腔22内。

第一炉腔部分44被分成三个区44a、44b和44c。设置区44a到44c是为了在这些区之间形成热干扰，并适合于在这些区间内容纳煅烧的中间产品24a到24c，同时分别使这些产品保持固定。三个区44a到44c设置在一排内并依次按顺序互相连通。最好将第一炉腔部分44分成三个或更多的这种区。

第一热源装置26a到26c分别设在区44a到44c内。在第一热源装置26a到26c工作的同时参照时间-温度的特性曲线L1到L3，其中温升或温度是以引起时间延迟的方式随时间变化的，图10中分别显示出在曲线L1到L3之间出现的时间延迟。在图10中，横坐标轴表示时间，纵座标轴表示温度。时间-温度特性曲线L1、L2和L3分别是设在区44a、44b、和44c中的第一热源装置26a、26b和26c的曲线。时间-温度特性曲线L1到L3具有相似的特征，它们处于随时间的变化平行移动一段距离的关系。煅烧的中间产品24a到24c的温度，以及区44a到44c的温度是不完全与时间-温度特性曲线L1到L3一致的。但是，在下文的描述中将假设它们之间是一致的。一种适当的加热器，例如电加热器，燃气加热器，油燃烧器或类似的加热器可以用作各个第一热源装置26a到26c。最好使用电加热器，因为它易于调节温度。

如上所述，炉腔22的第一炉腔部分44被分成三个区44a到44c，燃烧的中间产品24a到24c分别放在这三个区内。区44a到44c的设置会使它们之间出现热干扰，使该煅烧炉成为间歇式煅烧炉。

如上所述，图示实施例的煅烧炉是这样构成的：将第一炉腔部分44分成几个区44a到44c这些区的设置应使它们之间出现热干扰，并且第一热源装置26a到26c被分别设置在区44a到44c内。另外，在图示的实施例中，在第一热源装置26a到26c工作过程中参照时间-温度特性曲线L1到L3，其中在特性曲线L1到L3之间出现时间延迟，图示实施例的这种结构使得放在区44a到44c中的煅烧的中间产品24a到24c被加热的同时，由于在区44a到44c中出现的热干扰和时间-温度特性曲线L1到L3中的时间延迟，使它们受到一个温差的作用。例如，在图10中的温升的过程中记录下时间t1，在第一热源装置26b的时间-温度特性曲线L2与第一热源装置26a的时间-温度特性曲线L1之间以及在第一热源装置26b的时间-温度特性曲线L2与第一热源装置26c的时间-温度特性曲线L3之间分别出现温差△T21和△T23。在区44a和44c中的煅烧的中间产品24a和24c被加热的同时，相对于区44b内的煅烧的中间产品24b来说受到温差△T21和△T23的作用。这也同样可应用于其余的时间区，例如时间t2和t3（图10），但不能应用于恒温区，在恒温区内曲线L1到L3互相重叠。因此，图示实施例的煅烧炉使煅烧的中间产品以类似于连续炉（不管它是否属于间歇炉）的加热方式被煅烧，这使它与连续炉相一致。此外，图示实施例可以以这种方式构成：第一炉腔部分44的区44a到44c以某一方向成一排地设置，并且驱动热源装置，在所述热源装置排列方向上出现时间延迟。

图示实施例的其余部分可以与上述实施例大致相同的方式构成。

图9显示了图8实施例的一种改型，其中标号46表示第二炉腔部分，28表示第二热源装置或燃烧加热器，30表示热交换装置。燃烧加热器28设置在第二炉腔部分46内，每个第二炉腔部分46都设置在靠近第一炉腔部分44的地方，并且通过一个耐火隔墙56将其与第一炉腔部分44分隔开。另外，炉体20可以传统的方式构成，或以炉腔部分44和46相互不隔开的方式构成。每个燃烧加热器28都可以是燃气燃烧器，油燃烧器或类似燃烧器。这种改型的其余部分可以与图8所示实施例大致相同的方式构成。

因此，在图8和图9的实施例中，炉腔22的第一炉腔部分44的构成应使装在该部分内的煅烧的中间产品保持固定不动，这样煅烧炉就可建成一个间歇式结构。另外，将第一炉腔部分44分成三个区44a到44c，这种布置方式可在各区之间造成热干扰，并可将第一热源装置26a到26c分别设置在区44a到44c内。此外，在热源装置26a到26c工作的同时参照时间-温度特性曲线，其中温升是随时间变化的，这样就会在曲线中出现时间延迟。因此，该实施例的煅烧炉可以与连续炉相一致。

现参见图11，按照本发明煅烧炉的另一实施例在图中被概略地示出。图示实施例煅烧炉结构使第一炉腔部分或煅烧腔中产生的燃烧废气可以被加以使用，同时又防止燃烧废气对煅烧条件产生不利的影响。

更具体地说，图示实施例的煅烧炉除了包括一个其内限定一个炉腔的炉体20外，还包括一个炉气控制装置86，该装置适用于为炉体20输送调节炉气的气体或炉内的炉气，以便控制炉气。炉气控制装置86包括一个用于使炉气循环流动的炉气循环段88和一个用于为炉气供给新鲜气体的气体供给段90。设置炉气循环段88是为了调节通过输出管线92从炉体20输送到炉气循环段的炉气组合物或成分的浓度，以及将抽取出的炉气的温度调节到接近炉温或炉内温度的程度，然后将调节后的炉气通过返回管线或供给管线94返回到炉体20。因此，炉气循环段88使得在传统煅烧炉中废弃不用的包含在炉气内的热能被循环利用。

另外，如上简述的那样，炉气循环段88的功能是调节通过输出管线92抽取并输送到炉气循环段88的炉气成分的浓度。例如，当在煅烧产品24期间炉气中含有来自煅烧的中间产品24的物质时，炉气循环段88从炉气中排除这些物质，然后将该炉气返回到炉体20。从产品24中产生的物质包括有机粘合剂的蒸汽、粘合剂中的分解气体以及构成煅烧的中间产品的元素，例如包括Pb、K、Na、Mn、在内的金属或类似金属以及它们的氧化物。另外，比如当助燃空气量不足时，将由炉气循环段88进行补充，这样可避免炉气的循环会对中间产品24的煅烧造成不良影响。

此外，炉气循环段88将通过输出管线92从煅烧炉中输出的炉气的温度调节到与炉温相接近的程度，然后将其返回炉内，这样就避免了炉腔发生局部冷却或过热，这样也就消除了煅烧的中间产品在煅烧条件和所得到的最终产品特性上的改变。最好利用炉气循环段88对炉气进行调节，使炉气的温度与炉温之间的温差低于50℃。

现在参照附图12对炉气控制装置86进行更详细的描述。炉气循环段88具有一个煅烧段96，用于煅烧包含在通过管线92输出的炉气中的非必要成分。煅烧段96可以包括一个电加热器或一个燃烧加热器。在图示实施例中，它包括一个与电源98相连接的电加热器。通过一个过滤器99、一个鼓风机100和一个电磁阀102将煅烧非必要成分所需的空气输送到煅烧段96。使煅烧段96加热到煅烧有机粘合剂的分解气体以及它的蒸汽所需要的温度，比如高达250到800℃的温度。通过管线92从炉体20中输出的炉气的温度为500℃或500℃以下。

炉气循环段88还具有一个热交换段104，它用于将通过管线106从煅烧段中输出的煅烧炉气与通过管线108供给热交换段104的混合气（如下文所述）之间进行热交换。此外，炉气循环段88还有一个混合通道，用于将来自气体供给段90的新鲜气与煅烧的炉气混合，该炉气通过热交换段104，并且用于与下述的混合气进行热交换。该通道具有一个冷却器112和一个鼓风机114。冷却器112的作用是将在段96内煅烧的并且通过热交换段104的炉气冷却到比如约50℃。鼓风机114用于将冷却的炉气通过管线116强制输送到管线108，在管线108中，冷却后的气体与从气体供给段90送到这里的新鲜气混合，这样，混合气便制备好了，然后将它们输送到热交换器段104。然后再使混合气与基本上来自煅烧段96的煅烧炉气进行热交换，再通过返回或供给管线94输送到炉体20。因此可注意到，在图示的实施例中，炉气循环段88的气体循环通道与气体供给段90的气体供给通道有一部分是共同的。如上所述，煅烧段96将来自炉体20的炉气加热到高达750到800℃的温度，该温度是煅烧有机粘合剂或类似粘合剂的分解气体所需的温度。所以，煅烧段96用于提高炉气及煅烧的温度，这样就可以将来自煅烧段96的炉气直接返回到炉体20。

在图示的实施例中，气体供给段90包括一个第一气体供给通路118和一个第二气体供给通路120，这两个通路都用来供给助燃空气、氮气或类似气体。第一气体供给通路118设有一个过滤器122和一个电磁阀124。与之相类似，第二气体通路120也设有一个过滤器126和一个电磁阀128。

标号130表示一个用于监视炉气浓度的监视器装置，标号132是一个设在过量气体排出管线133中的阀。监视器装置130监视由冷却器112冷却的炉气中所含成分的浓度，以便控制电磁阀124和128的开口度或它的工作数量，使炉体20内的炉气浓度得到调节。例如，它可监视炉气中空气对氮气的比率。

图13显示了图11和12内实施例的一种改型。在这种改型的炉气控制装置86中，炉气循环段88包括一个冷却装置134和一个加热装置136。冷却装置134作用是冷凝通过输出管线92从炉体20中输出的炉气中所含的有机粘合剂。冷却装置134包括一个用于降低输出炉气温度的热交换器138和一个用于将炉气进一步冷却到冷凝温度的冷却器140。当在煅烧由陶瓷制成的煅烧的中间产品过程中产生的有机粘合剂的分解气体被冷凝时，炉气被冷却器140冷却到-30℃的低温。热交换器138可以用冷却器来代替。这样冷凝后的成分可通过一个排放通路142将其回收。

然后经冷却装置134冷却的炉气经过管线144被引导到热交换器138，使其温度增加。炉气又通过管线146被送到一个热交换段104，从而使温度进一步提高。然后炉气经管线148进入加热装置136，该装置136加热炉气，然后将炉气返回到炉体20。热交换段42在从炉体20中输出的炉气与从热交换器138被引导到加热装置136中的气体之间进行热交换。标号150表示与加热装置136电连接的电源。炉气循环段88还进一步包括一个用于将通过供给管线152从气体供给段90供给的新鲜气与流过管线144的冷却气体混合的通路。然后利用鼓风机154将该混合气体送到热交换器138。供给管线152上设有过滤器156。

这种改型的其余部分基本上以与图11和图12中的煅烧炉的相同方式构成。

图14显示出图11和图12实施例的另一种改型。在这种改型的煅烧炉中，设置了一个单一的冷却装置134。该改型适用于处理不含杂质、有机粘合剂或类似物的炉气。该改型的其余部分基本上以与图13的煅烧炉大致相同的方式构成。

图15显示了图11和12实施例的另一种改型。该改型的煅烧炉包括一个用于靠沉积的方式回收金属成分，例如Pb、K、Na、Mn和类似的金属和/或它们的氧化物的蒸汽回收装置158。蒸汽回收装置包括两个互相平行设置的蒸汽回收段160和162，利用转换阀164和166转换时可以使这两个段交替运行。

图11到图15中显示的每个炉气控制装置86都可以设置在煅烧炉的炉体20的外侧。另外，炉气控制装置86的至少一部分可以包含在炉体20内或与炉体20成一整体。图16显示了炉气控制装置的一部分是包含在炉体内的一个例子。炉气控制装置86也可以采取图11至15中所示的任何形式。在图16所示的煅烧炉中，每个隔墙54和56都具有一个间接辐射墙。所设置的间接辐射墙的面积至少占炉腔44的面积的50%。这种结构有利于控制第一炉腔44内的温度。

图16所示煅烧炉的其余部分可以与图4所示的煅烧炉大致相同的方式构成。

从上述中可以看出，图11到15所示的实施例的构成，可以使从煅烧炉中输出的炉气通过炉气控制装置86的炉气循环段88返回到煅烧炉，由此改进煅烧炉的热效率。另外，炉气循环段88可调节包含在从炉体20中输出的炉气内的成分浓度，这使得返回到炉体20的炉气不会对中间产品的煅烧造成不良影响。此外，炉气循环段88将炉体20中输出的炉气加热到接近于炉温，然后将它返回到炉体，因此避免了炉腔的局部冷却或局部加热。这样就有效地防止了煅烧条件的不均匀以及最终煅烧产品特性的改变。

虽然参照附图对本发明的优选实施例进行了某种程度的具体描述，但可以根据上述教导进行明显的改进和变换。因此可以理解，在本权利要求的范围内除了上面作的特定描述外，还可以采用其他的实施方法。

Claims (40)

1、一种煅烧炉，包括：

一个其内限定了一个炉腔的炉体；

所述炉体至少包括一个可活动段；

所述可活动段的移动可调节所述炉腔的内部容积。

2、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是所述可活动段沿垂直于所述炉腔内温度梯度的方向移动。

3、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是所述炉体还包括一个用于调节因所述可活动段的移动所造成的空间变化的空间调节装置。

4、按照权利要求1至3中的任一项权利要求所述的煅烧炉，其特征是所述可活动段装有一个热源。

5、按照权利要求4所述的煅烧炉，其特征是所述炉腔包括一个第一炉腔部分和至少一个第二炉腔部分，所述第一炉腔部分内装有煅烧的中间产品，并将所述第二炉腔部分与所述第一炉腔部分分隔开;

所述热源包括一个第一热源装置和一个第二热源装置，所述第一热源装置设置在所述第一炉腔部分内，所述第二热源装置在所述第二炉腔部分内。

6、按照权利要求5所述的煅烧炉，其特征是所述第一热源装置有电加热器，所述第二热源装置有燃烧加热器。

7、按照权利要求6所述的煅烧炉，其特征是所述第二炉腔部分包括互相连通的一个燃烧室和一个空气供给通路;

所述燃烧室构成了所述第二热源装置的一个燃烧空间;

通过所述空气供给通路将周围大气的助燃空气送到所述燃烧室。

8、按照权利要求7所述的煅烧炉，其特征是还包括一个用于在引入所述空气供给通路的空气与从燃烧室排出的燃烧废气之间进行热交换的热交换装置。

9、按照权利要求8所述的煅烧炉，其特征是所述热交换装置包括空气通路和燃烧废气通路;

所述空气通路使周围大气和所述空气通路相通，所述燃烧废气通路与所述燃烧室相通，并靠近所述空气通路。

10、按照权利要求8所述的煅烧炉，其特征是所述热交换装置设置在所述炉体中。

11、按照权利要求1到3的任一个权利要求所述的煅烧炉，其特征是所述炉体具有两个所述活动部分。

12、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是所述炉腔包括构成煅烧腔的第一炉腔段和至少一个第二炉腔段，

所述第二炉腔段包括一个燃烧加热器装置;

所述第二炉腔段设置在所述煅烧腔附近并通过传热隔墙与所述煅烧腔隔开。

13、按照权利要求12所述的煅烧炉，其特征是所述第二炉腔设置在所述煅烧腔的至少一侧上;

所述传热隔墙构成了所述煅烧腔的墙的一部分。

14、按照权利要求12所述的煅烧炉，其特征是所述第二炉腔段设置在所述煅烧腔两侧的每一侧;

所述传热隔墙构成了所述煅烧腔的墙的一部分。

15、按照权利要求13或14所述的煅烧炉，其特征是传热隔墙的面积至少占所述煅烧腔的墙面积的40%。

16、按照权利要求12所述的煅烧炉，其特征是所述第二炉腔段中设有一个空气供给通路，通过它将固周围大气的空气引到第二炉腔段。

17、按照权利要求16所述的煅烧炉，其特征是所述第二炉腔段被一个隔墙分成第一和第二炉腔段;

所述的第一炉腔段构成一个其内设有所述燃烧加热器装置的燃烧室，所述第二炉腔段构成所述空气供给通路。

18、按照权利要求17所述的煅烧炉，其特征是所述第一炉腔段设置在靠近所述燃烧腔的地方，所述第二炉腔段通过设在其间的所述第一炉腔段设置在与所述煅烧腔相对的地方。

19、按照权利要求12所述的煅烧炉，其特征是还进一步包括一个设置在所述煅烧腔中的辅助热源装置。

20、按照权利要求19所述的煅烧炉，其特征是所述的辅助热源装置有一个电加热装置。

21、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是还进一步包括一个用于加热所述炉腔的燃烧加热器装置;以及

装在所述炉体内的一个热交换装置，用于在引入所述炉腔内的助燃空气与从所述炉腔中排出的燃烧废气之间进行热交换。

22、按照权利要求21所述的煅烧炉，其特征是所述热交换装置包括互相靠近地设置的助燃空气通路和燃烧废气通路。

23、按照权利要求21所述的煅烧炉，其特征是所述炉腔是由一个传热墙和一个反射墙所限定的;

设置所述燃烧加热器装置是为了通过所述传热墙来加热所述炉腔。

24、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是所述炉腔至少包括一个炉腔段;

所述炉腔段被分成许多放置煅烧的中间产品的区;

所述区的设置使所述区之间形成热干扰;

在所述区内分别设置热源装置;

在所述热源装置运转的同时参照时间-温度特性曲线图，图中温度随时间的变化，使时间-温度特性曲线图上出现时间延迟。

25、按照权利要求24所述的煅烧炉，其特征是所述区沿一个方向设置在一排内：

所述热源装置运转时在所述热源装置排列的方向上引起所述时间延迟。

26、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是所述炉腔段被分成三个所述的区。

27、按照权利要求1所述的煅烧炉，其特征是还包括一个炉气控制装置，它具有一个炉气循环段;

所述炉气循环段用于在炉气返回到所述炉体之前，调节从所述炉体中输出的炉气中所含成分的浓度以及调节炉气的温度，使该温度达到接近所述炉体炉温的程度。

28、按照权利要求27所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段调节炉气，使炉气的温度与炉温之间的温差低于50℃。

29、按照权利要求27所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段除去炉气中的非必要成分。

30、按照权利要求29所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段包括一个用于煅烧炉气内所含的所述非必要成分的煅烧段。

31、按照权利要求30所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段包括一个用于在从所述煅烧段输出的炉气与供给炉体的气体之间进行热交换的热交换段。

32、按照权利要求30所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段包括一个用于将煅烧的炉气与送到所述炉气循环段的新鲜气进行混合以制备混合气的混合通路。

33、按照权利要求32所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段包括一个用于冷却煅烧炉气，然后将其与新鲜气混合的冷却器。

34、按照权利要求27所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段包括一个冷却装置和一个加热装置;

所述冷却装置利用冷凝方式去除炉气中所含的成分，所述加热装置的作用是加热被冷却装置冷却的炉气。

35、按照权利要求34所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段包括一个用于在从炉体中输出的炉气和供给所述炉体的气体之间进行热交换并加热该气体的热交换器;

所述加热装置加热该气体。

36、按照权利要求27到35中的任何一项权利要求所述的煅烧炉，其特征是所述炉气循环段的至少一部分与所述炉体成一整体。

37、一种煅烧炉，包括：

具有一个第一炉腔段与至少一个第二炉腔段的炉腔，第一炉腔段作为一个煅烧腔用来装需要煅烧的煅烧中间产品;

所述第二炉腔段具有一个煅烧加热器装置;

所述第二炉腔段设在靠近所述煅烧腔的地方，并通过一个传热隔墙与所述煅烧腔隔开。

38、一个煅烧炉;包括：

一个其内限定一个炉腔的炉体;

一个用于加热所述炉腔的燃烧加热器装置;

和一个装在所述炉体内的用于在引入所述炉腔的助燃空气和从所述炉腔中排出的燃烧废气之间进行热交换的热交换装置。

39、一个煅烧炉，包括：

具有至少一个炉腔段的炉腔;和

热源装置;

所述炉腔段被分成多个装煅烧的中间产品的区;

所述的区的设置是使所述区之间产生热干扰;

所述热源装置分别设置在所述炉腔段的所述区内;

所述热源装置运行时参照时间-温度特性曲线图，其中温升随时间变化，使时间-温度特性曲线图上出现时间延迟。

40、一种用于煅烧炉的炉气控制装置，包括：

一个炉气循环段;

所述炉气循环段的构成使它能在炉气返回到所述炉体之前调节从煅烧炉的炉体中输出的炉气中所含成分浓度，并使它调节炉气的温度，使该温度达到接近炉体内的炉温的程度。

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