CN109539781B - 一种热风循环烧结窑装置及其烧结方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热风循环烧结窑装置及其烧结方法：包括有支撑台面，所述支撑台面上由左到右依次设置有预热箱、高温烧结箱、冷却散热箱；所述预热箱的出料口与高温烧结箱的进料口连通，所述高温烧结箱的出料口与冷却散热箱的进料口连通；所述支撑台面上设置有连通预热箱、高温烧结箱、冷却散热箱的传送带，所述传送带由预热箱的进料口向冷却散热箱的出料口运动；所述预热箱左侧进料口处设置有进料准备台，所述冷却散热箱的右侧出料口设置有出料准备台；能够减轻工作人员的搬运强度；通过设置预热箱预热烧结产品避免了烧结产品高温损坏；通过冷却散热箱将散发的热量输送到预热箱内对烧结产品进行预热，能够实现热量的循环利用，有利于节约成本。

Description

一种热风循环烧结窑装置及其烧结方法
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金技术领域，尤其涉及一种热风循环烧结窑装置及其烧结方法。
背景技术
烧结装置的烧结是指把粉状物料转变为致密体，是一个传统的工艺过程。人们很早就利用这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料、工业固体废渣处理等。一般来说，粉体经过成型后，通过烧结得到的致密体是一种多晶材料，其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结过程直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布，进而影响材料的性能。
然而，对于现有的烧结窑而言，其普遍存在设计不合理、保温效果较差、烧结效率不高的缺陷，此外烧结完成后需要对产品进行冷却降温处理，现阶段都没有有效地利用产品降温时放出的热量。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种热风循环烧结窑装置及其烧结方法设计合理，保温效果好，实现热量的循环利用，有利于节省成本。
技术方案：为实现上述目的，本发明的一种热风循环烧结窑装置：包括有支撑台面，所述支撑台面上由左到右依次设置有预热箱、高温烧结箱、冷却散热箱；所述预热箱的出料口与高温烧结箱的进料口连通，所述高温烧结箱的出料口与冷却散热箱的进料口连通；所述支撑台面上设置有连通预热箱、高温烧结箱、冷却散热箱的传送带，所述传送带由预热箱的进料口向冷却散热箱的出料口运动；所述预热箱左侧进料口处设置有进料准备台，所述冷却散热箱的右侧出料口设置有出料准备台。
进一步地，所述进料准备台包括有底座、限位柱和搁物台；所述搁物台通过液压装置升降设置在底座上方；所述限位柱沿长度方向垂直设置在底座的上表面，所述搁物台上设置有与限位柱相配合的限位孔，所述限位柱套设在限位孔内；所述搁物台的上表面设置有定位凹槽，所述限位柱的数量为4个；通过设置有进料准备台避免了工作人员需要将烧结产品搬运到预热箱进料口的高度上，减轻工作人员劳动强度，提升了工作效率。
进一步地，所述预热箱从外到内包括有金属外壳层、保温隔热层和内腔层；所述保温隔热层与内腔层之间设置有加热腔，所述加热腔的顶部设置有与外界连通的进气口，所述加热腔的进气口处设置有温度感应器；所述加热腔内设置有金属加热网，所述金属加热网的网面垂直于气流方向，所述金属加热网的数量从上到下逐渐增多；所述内腔层内包覆有内腔，所述内腔层的两端侧壁上设置有连通加热腔与内腔的通气孔，所述通气孔的数量从上到下逐渐增多，所述内腔顶部设置有连通外界的出气管，所述出气管内设置有提供空气循环动力的抽风风机；通过设置预热箱能够防止烧结产品进入高温烧结箱时瞬间加热到高温，避免了烧结产品炸裂损坏。
进一步地，所述高温烧结箱从外到内依次设置有外保护层、第一隔温层、第二隔温层和烧结内腔层；所述烧结内腔层呈椭圆状设置，所述烧结内腔层的内壁装设有电发热体；所述金属外壳层与第一隔温层之间设置有耐火砖；所述第一隔温层与第二隔温层之间填充设置有保温隔热材料，所述第二隔温层与烧结内腔层之间设置有保温隔热材料；通过在高温烧结箱设置有多层隔热保温物质，能够有效地保持箱内的温度始终在所需烧结温度范围内。
进一步地，所述第一隔温层为氧化铝纤维保温层，所述第二保温层为石墨碳毡纤维保温层，所述保温隔热材料为石棉纤维。
进一步地，所述冷却散热箱由内到外包括有外壳层和内保温层；所述冷却散热箱的顶部设置冷却空心管，所述冷却空心管水平贯穿冷却散热箱的前后两侧；所述冷却空心管位于冷却散热箱内部的管型呈椭圆状设置；所述冷却空心管的进气端与外界连通，冷却空心管的出气端连接有通气管道，所述通气管道与预热箱进气口连通；冷却散热箱通过使用空气散热，再将热空气输送到预热箱内对烧结产品进行预热，能够实现热量的循环利用，有利于节约成本。
进一步地，所述冷却空心管内部交错设置有翅片状的散热片，所述冷却空心管内的散热片沿气流方向倾斜设置，且散热片的倾斜角度沿气流方向逐渐变大；通过设置散热片使冷却空心管的散热效果更佳，更有利于将冷却空心管上的温度散热到冷却空心管内的空气上。
或所述冷却空心管内填充设置有导热性能良好的传热结构，所述传热结构与冷却空心管的椭圆内腔相配合设置；所述传热结构上设置有多个通气孔腔，所述通气孔腔沿气流方向的直径逐渐减小；使空气在通过传热结构的通气孔腔时，与通气孔腔的孔壁充分接触，能够更有效将传热结构上的温度传导到空气上。
进一步地，所述冷却空心管的进气端设置有空气过滤装置，所述空气过滤装置的出气口套设在设置在冷却空心管的进气端；所述空气过滤装置沿气流方向依次包括有第一过滤网、活性炭和第二过滤网，所述第一过滤网的过滤孔径大于第二过滤网的过滤孔径；通过设置有空气过滤装置，能够防止空气中的灰尘聚集到冷却空心管的内壁形成一层尘垢，而尘垢会阻碍温度传导使散热效果不佳；所以空气过滤装置一方面能够提升冷却散热箱的散热效果；另一方面能够避免空气中的灰尘粘污预热箱内的烧结产品。
一种热风循环烧结窑的烧结方法：
第一步，将烧结产品放置进料准备台上，由进料准备台将烧结产品送入预热箱内；
第二步，预热箱通过加热空气对烧结产品进行预热；
第三步，高温烧结箱对烧结产品进行烧结；
第四步，冷却散热箱对烧结后的产品进行冷却散热，并将进行散热的空气输送到预热箱内加热后用来预热烧结产品；
第五步，冷却散热箱内的烧结产品被传送到出料准备台并被取下。
有益效果：本发明的一种热风循环烧结窑装置及其烧结方法，其结构设置合理，通过设置有进料准备台和出料准备台，能够减轻工作人员的搬运强度，提升烧结产品的烧结效率；通过设置预热箱能够防止烧结产品进入高温烧结箱时瞬间加热到高温，避免了烧结产品炸裂损坏；通过在高温烧结箱设置有多层隔热保温物质，能够有效地保持箱内的温度始终在所需烧结温度范围内；通过冷却散热箱通过使用空气散热，再将热空气输送到预热箱内对烧结产品进行预热，能够实现热量的循环利用，有利于节约成本。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为本发明的图1部分剖面结构示意图；
附图3为本发明的预热箱内部结构示意图；
附图4为本发明的高温烧结箱内部结构示意图；
附图5为本发明的冷却散热箱内部结构示意图；
附图6为本发明的冷却空心管内为传热结构的结构示意图；
附图7为本发明的空气过滤装置的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1～7，一种热风循环烧结窑装置：包括有支撑台面1，所述支撑台面1上由左到右依次设置有预热箱3、高温烧结箱4、冷却散热箱5；所述预热箱3的出料口与高温烧结箱4的进料口连通，所述高温烧结箱4的出料口与冷却散热箱5的进料口连通；所述支撑台面1上设置有连通预热箱3、高温烧结箱4、冷却散热箱5的传送带11，所述传送带11由预热箱3的进料口向冷却散热箱5的出料口运动；所述预热箱3的右侧进料口处设置有进料准备台2，所述冷却散热箱5的左侧出料口设置有出料准备台6。
所述进料准备台2包括有底座21、限位柱24和搁物台22；所述搁物台22通过液压装置23升降设置在底座21上方；所述限位柱24沿长度方向垂直设置在底座24的上表面，所述搁物台22上设置有与限位柱24相配合的限位孔，所述限位柱24套设在限位孔内；所述搁物台22的上表面设置有定位凹槽25，所述限位柱24的数量为4个。
所述预热箱3从外到内包括有金属外壳层31、保温隔热层33和内腔层32；所述保温隔热层33与内腔层32之间设置有加热腔34，所述加热腔34的顶部设置有与外界连通的进气口341，所述加热腔的进气口341处设置有温度感应器，所述温度感应器的信号输出端与控制器的信号输入端连接，所述控制器的信号输出端与金属加热网342信号输入端连接；温度感应器能够探测进入预热箱3内的温度，若进入预热箱3内的温度高于温度感应器的设定温度时，温度感应器的信号输出端发出电信号给控制器，控制器再3发出电信号给金属加热网342，从而金属加热网342不会加热工作；当进入预热箱3内的温度低于温度感应器的设定温度时，温度感应器的信号输出端发出电信号给控制器，控制器再3发出电信号给金属加热网342，从而金属加热网342加热工作；所述加热腔34内设置有金属加热网342，所述金属加热网342的网面垂直于气流方向，所述金属加热网342的数量从上到下逐渐增多，使空气在加热腔34的温度逐渐升高；所述内腔层32内包覆有内腔，所述内腔层32的两端侧壁上设置有连通加热腔34与内腔的通气孔343，所述通气孔343的数量从上到下逐渐增多，能够使进入内腔中的空气从内腔底部向内腔顶部上升出去，这样使内腔中的烧结产品从下到上都能够预热，使烧结产品的预热更加均匀充分；所述内腔顶部设置有连通外界的出气管35，所述出气管35内设置有提供空气循环动力的抽风风机。
所述高温烧结箱4从外到内依次设置有外保护层41、第一隔温层42、第二隔温层43和烧结内腔层44；所述第一隔温层42为氧化铝纤维保温层，所述第二保温层43为石墨碳毡纤维保温层，所述烧结内腔层44呈椭圆状设置，所述烧结内腔层44的内壁装设有电发热体；所述金属外壳层41与第一隔温层42之间设置有耐火砖47；所述第一隔温层42与第二隔温层43之间填充设置有保温隔热材料46，所述第二隔温层43与烧结内腔层44之间设置有保温隔热材料46；所述保温隔热材料46为石棉纤维。通过在高温烧结箱4内设置有多层隔热保温物质，能够有效地保持高温烧结箱4内的温度始终在所需烧结温度范围内，使烧结产品能够正常烧结，另一方面能够防止高温烧结箱4内的热量散发到外界中造成热量的浪费。
所述冷却散热箱5由内到外包括有外壳层51和内保温层52，设置内保温层52是为了防止烧结后的金属上的热量散发到外界浪费掉，也是保持冷却散热箱5内外具有一定的温度差，防止刚从高温烧结箱4内出来的金属接触到冷空气而炸裂损坏；所述冷却散热箱5的顶部设置冷却空心管53，所述冷却空心管53水平贯穿冷却散热箱5的前后两侧；所述冷却空心管53位于冷却散热箱5内部的管型呈椭圆状设置，增大了冷却空心管53的外壁与冷却散热箱5内部的接触面积，有利于冷却散热箱5内的温度传递带冷却空心管53上；所述冷却空心管53的进气端与外界连通，冷却空心管53的出气端连接有通气管道50，所述通气管道50与预热箱进气口341连通；冷却散热箱5通过利用冷却空心管5内通过空气的模式来使用空气散热，避免了冷空气直接通入冷却散热箱5内；再利用通气管道50将热空气输送到预热箱2内对烧结产品进行预热，能够实现热量的循环利用，有利于节约成本。
所述冷却空心管53内部交错设置有翅片状的散热片531，所述散热片531为铝材质制成，铝材质的散热片531有利于热量的传导；所述冷却空心管53内的散热片531沿气流方向倾斜设置，且散热片531的倾斜角度沿气流方向逐渐变大；通过散热片531与空气接触将冷却空心管53上的热量传递给空气。
或所述冷却空心管53内填充设置有导热性能良好的传热结构532，所述传热结构532与冷却空心管53的椭圆内腔相配合设置；传热结构532与冷却空心管53的内壁充分接触，能够使冷却空心管53上的热量更有效的传递到传热结构532上；所述传热结构532上设置有多个通气孔腔5320，所述通气孔腔5320沿气流方向的直径逐渐减小；空气逐渐通过通气孔腔5320，空气更加充分与通气孔腔5320的孔壁接触，有利于传热结构532的热量传递到空气上。
为了防止空气中的灰尘聚集到冷却空心管53的内壁形成一层尘垢，而尘垢会阻碍温度的传导使散热效果不佳；一方面为了能够提升冷却散热箱5的散热效果；另一方面为了避免空气中的灰尘粘污预热箱3内的烧结产品；所述冷却空心管53的进气端设置有空气过滤装置54，所述空气过滤装置54的出气口套设在设置在冷却空心管53的进气端；所述空气过滤装置54沿气流方向依次包括有第一过滤网541、活性炭542和第二过滤网543，所述第一过滤网541的过滤孔径大于第二过滤网543的过滤孔径，使空气过滤装置54的过滤效果好。
一种热风循环烧结窑的烧结方法：将烧结产品搬运放在进料准备台2上，通过传送带11进料准备台2将烧结产品运送到预热箱3内；再使预热箱3内的金属加热网342通电工作，通过抽风风机将加热后的空气输送到内腔对烧结产品进行预热，通过加热空气的方法对烧结产品进行预热；当预热完成后，烧结产品由传送带11传送到高温烧结箱4内进行高温烧结，此时高温烧结方法与常规技术一样；当烧结产品烧结完成后，传送带11将烧结产品运送到冷却散热箱5，通过冷却空心管53内通过净化后的冷空气将冷却散热箱5内烧结产品散发的热量吸附，从而使冷却散热箱5内烧结产品的温度逐渐降低，再冷却空心管5的空气由抽气泵通过管道运送到预热箱3内对后一批烧结产品进行预热；冷却散热箱5内的烧结产品散热完成后被传送到出料准备台6，此时可以将烧结产品取下。
以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：包括有支撑台面(1)，所述支撑台面(1)上由左到右依次设置有预热箱(3)、高温烧结箱(4)、冷却散热箱(5)；所述预热箱(3)的出料口与高温烧结箱(4)的进料口连通，所述高温烧结箱(4)的出料口与冷却散热箱(5)的进料口连通；所述支撑台面(1)上设置有连通预热箱(3)、高温烧结箱(4)、冷却散热箱(5)的传送带(11)，所述传送带(11)由预热箱(3)的进料口向冷却散热箱(5)的出料口运动；所述预热箱(3)的右侧进料口处设置有进料准备台(2)，所述冷却散热箱(5)的左侧出料口设置有出料准备台(6)；
所述预热箱(3)从外到内包括有金属外壳层(31)、保温隔热层(33)和内腔层(32)；所述保温隔热层(33)与内腔层(32)之间设置有加热腔(34)，所述加热腔(34)的顶部设置有与外界连通的进气口(341)，所述加热腔的进气口(341)处设置有温度感应器；所述加热腔(34)内设置有金属加热网(342)，所述金属加热网(342)的网面垂直于气流方向，所述金属加热网(342)的数量从上到下逐渐增多；所述内腔层(32)内包覆有内腔，所述内腔层(32)的两端侧壁上设置有连通加热腔(34)与内腔的通气孔(343)，所述通气孔(343)的数量从上到下逐渐增多，所述内腔顶部设置有连通外界的出气管(35)，所述出气管(35)内设置有提供空气循环动力的抽风风机。
2.根据权利要求1所述的一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：所述进料准备台(2)包括有底座(21)、限位柱(24)和搁物台(22)；所述搁物台(22)通过液压装置(23)升降设置在底座(21)上方；所述限位柱(24)沿长度方向垂直设置在底座(24)的上表面，所述搁物台(22)上设置有与限位柱(24)相配合的限位孔，所述限位柱(24)套设在限位孔内；所述搁物台(22)的上表面设置有定位凹槽(25)，所述限位柱(24)的数量为4个。
3.根据权利要求1所述的一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：所述高温烧结箱(4)从外到内依次设置有外保护层(41)、第一隔温层(42)、第二隔温层(43)和烧结内腔层(44)；所述烧结内腔层(44)呈椭圆状设置，所述烧结内腔层(44)的内壁装设有电发热体；所述金属外壳层(41)与第一隔温层(42)之间设置有耐火砖(47)；所述第一隔温层(42)与第二隔温层(43)之间填充设置有保温隔热材料(46)，所述第二隔温层(43)与烧结内腔层(44)之间设置有保温隔热材料(46)。
4.根据权利要求3所述的一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：所述第一隔温层(42)为氧化铝纤维保温层，所述第二隔 温层(43)为石墨碳毡纤维保温层，所述保温隔热材料(46)为石棉纤维。
5.根据权利要求1所述的一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：所述冷却散热箱(5)由内到外包括有外壳层(51)和内保温层(52)；所述冷却散热箱(5)的顶部设置冷却空心管(53)，所述冷却空心管(53)水平贯穿冷却散热箱(5)的前后两侧；所述冷却空心管(53)位于冷却散热箱(5)内部的管型呈椭圆状设置；所述冷却空心管(53)的进气端与外界连通，冷却空心管(53)的出气端连接有通气管道(50)，所述通气管道(50)与预热箱进气口(341)连通。
6.根据权利要求5所述的一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：所述冷却空心管(53)内部交错设置有翅片状的散热片(531)，所述冷却空心管(53)内的散热片(531)沿气流方向倾斜设置，且散热片(531)的倾斜角度沿气流方向逐渐变大；
或所述冷却空心管(53)内填充设置有导热性能良好的传热结构(532)，所述传热结构(532)与冷却空心管(53)的椭圆内腔相配合设置；所述传热结构(532)上设置有多个通气孔腔(5320)，所述通气孔腔(5320)沿气流方向的直径逐渐减小。
7.根据权利要求5所述的一种热风循环烧结窑装置，其特征在于：所述冷却空心管(53)的进气端设置有空气过滤装置(54)，所述空气过滤装置(54)的出气口套设在设置在冷却空心管(53)的进气端；所述空气过滤装置(54)沿气流方向依次包括有第一过滤网(541)、活性炭(542)和第二过滤网(543)，所述第一过滤网(541)的过滤孔径大于第二过滤网(543)的过滤孔径。
8.一种热风循环烧结窑的烧结方法，根据权利要求1～7所述任意一项，其特征在于：
第一步，将烧结产品放置进料准备台(2)上，由进料准备台(2)将烧结产品送入预热箱(3)内；
第二步，预热箱(3)通过加热空气对烧结产品进行预热；
第三步，高温烧结箱(4)对烧结产品进行烧结；
第四步，冷却散热箱(5)对烧结后的产品进行冷却散热，并将进行散热的空气输送到预热箱(3)内加热后用来预热烧结产品；
第五步，冷却散热箱(5)内的烧结产品被传送到出料准备台(6)并被取下。
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