CN109556410B - 一种高效烧结炉装置及其烧结工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效烧结炉装置及其烧结工艺：包括有烧结内腔、排气降噪装置、烧结炉体和支撑台；所述烧结炉体固定设置在支撑台上，所述烧结内腔设置在烧结炉体内部，所述排气降噪装置设置在烧结炉体顶部上方，且排气降噪装置通过排气管与烧结内腔连通；所述烧结内腔的内壁上设置有用于烧结的电阻加热丝，所述电阻加热丝环绕包覆在烧结产品放置架外，所述烧结内腔底部设置有若干均匀分布的单位长度的凹槽，所述烧结产品放置架的支撑脚卡设在凹槽内；所述烧结产品放置架内盛放有烧结产品。通过设置有排气降噪装置能够降低烧结炉开炉时产生的噪音，使操作人员能够不受噪音的影响。

Description

一种高效烧结炉装置及其烧结工艺

技术领域

本发明涉及一种冶金技术领域，尤其涉及一种高效烧结炉装置及其烧结工艺。

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。

烧结装置内的烧结产品每次出炉前需要将炉内的气体排空，让炉内气压与大气压一致。但每次排气时，炉内高压气体与出气管口附近的空气产生摩擦，发出刺耳的噪音，对操作人员的正常工作带来了极大影响；而且在烧结时不能使待烧结产品的各个部分均匀受热烧结，影响了产品的质量。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种高效烧结炉装置及其烧结工艺能够很好地解决上述问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种高效烧结炉装置：包括有烧结内腔、排气降噪装置、烧结炉体和支撑台；所述烧结炉体固定设置在支撑台上，所述烧结内腔设置在烧结炉体内部，所述排气降噪装置设置在烧结炉体顶部上方，且排气降噪装置通过排气管与烧结内腔连通；所述烧结内腔的内壁上设置有用于烧结的电阻加热丝，所述电阻加热丝环绕包覆在烧结产品放置架外，所述烧结内腔底部设置有若干均匀分布的单位长度的凹槽，所述烧结产品放置架的支撑脚卡设在凹槽内；所述烧结产品放置架内盛放有烧结产品。通过设置有排气降噪装置能够降低烧结炉开炉时产生的噪音，使操作人员能够不受噪音的影响。

进一步地，所述排气管上设置有电磁阀；所述排气降噪装置内部沿气流方向依次包括缓流腔、消音腔和净化腔，所述缓冲腔与排气管的出气口连通设置，所述缓流腔、消音腔和净化腔依次连通设置，所述净化腔的出气口与外界连通；所述缓冲腔的进气端呈逐渐变大的锥形状，且缓冲腔的进气端内壁呈平滑的圆弧面设置；所述消音腔内设置有消音结构，所述消音结构由隔音海绵制成，且消音结构的进气端面和出气端面上设置有密封胶；所述消音结构气流方向设置若干通气通道，所述通气通道沿气流方向的孔径逐渐减小；所述净化腔内设置有空气净化物质；所述排气降噪装置外表壁套设有隔音套管，所述隔音套管的内壁紧贴排气降噪装置的外表壁；所述隔音套管的厚度沿气流方向逐渐减小。通过在排气降噪装置内部设置有净化腔，能够消除废气中的有害物质，使排出的气体不会污染环境。

进一步地，所述空气净化物质包括有第一净化物质、第二净化物质和第三净化物质，所述第一净化物质、第二净化物质和第三净化物质沿气流方向的尺寸逐渐变小，且第一净化物质、第二净化物质和第三净化物质分别所占净化腔的体积逐渐增大；所述第一净化物质、第二净化物质和第三净化物质分别为活性炭。在净化腔内设置有多种尺寸和体积都不相同的活性炭来逐步祛除废气中的污染气体，使污染气体的净化更加彻底。

进一步地，还包括有储气罐和真空抽气泵；所述烧结内腔在靠近底部的左侧壁上设置有连通烧结内腔内外的进气管道，所述进气管道设置烧结内腔外部的一端与储气罐连通设置；所述烧结内腔靠近顶部的右侧壁处设置有连通烧结内腔内外的出气管道，所述出气管道设置在烧结内腔外部的一端与真空抽气泵的进气口连通设置；所述进气管道到烧结内腔底部的距离为10cm，所述出气管道到烧结内腔顶部的距离为20cm；所述出气管道和进气管道上分别设置有电磁阀；所述烧结内腔内设置有压力感应器。通过向烧结内腔中通入惰性气体能够避免产品在烧结的时候发生反应改变烧结产品的化学成分。

进一步地，所述电阻加热丝通过伸缩装置伸缩设置在烧结内腔内壁上，所述伸缩装置的伸缩方向与烧结内腔内壁垂直设置；所述伸缩装置的伸缩端设置有卡线套管，所述电阻加热丝穿过卡线套管，并且电阻加热丝卡设在卡线套管内部；所述卡线套管由隔热耐温材质制成；所述烧结内腔内设置有温度感应器。通过设置有伸缩装置能够改变电阻加热丝与烧结产品放置架之间的距离，使烧结产品放置架上的烧结产品能够均匀充分受热。

进一步地，所述烧结产品放置架包括有支撑架、放置盘和支撑卡座；所述支撑架左右内侧相对设置有支撑卡座，相对所述支撑卡座水平设置，所述放置盘支撑设置在支撑卡座上；所述支撑卡座的横截面呈“工”状设置，所述支撑卡座包括有第一支撑平面和第二支撑斜面，所述第一支撑面设置在第二支撑斜面的上方，且第一支撑平面与第二支撑斜面通过连接柱连接设置；所述第二支撑斜面在远离支撑架的一侧向上倾斜设置。通过设置有支撑卡座能够在支撑架内放置不同规格的放置盘。

进一步地，所述放置盘的放置面粗糙设置，所述放置盘的放置面上设置有防粘粉，所述烧结产品设置在放置盘的放置面上；所述防粘粉由氧化铝、炭黑混合制成。在放置盘上撒一层防粘粉末，能够避免烧结完成后产品粘黏在放置盘上。

进一步地，所述烧结炉体由外到内包括有金属保护外壳、保温隔热层和内腔保护壳；所述保温隔热层包括有外隔热层、中隔热层和内隔热层，所述外隔热层紧贴设置在金属保护外壳内，所述外结构层与中隔热层之间设置有椭圆状的弹性隔热块，所述中隔热层与内隔热层之间设置有椭圆状的弹性隔热块，所述内隔热层紧贴设置在内腔保护壳外。通过在烧结炉体上设置有多层隔热层，能够有效对烧结内箱中的温度进行保温，也能够防止烧结炉内的高温散发到外界影响操作人员正常工作。

进一步地，所述内腔保护壳的材质为钼片，所述外隔热层为石棉纤维层，所述中隔热层为氧化铝纤维层，所述内隔热层为石墨炭纤维层，所述弹性隔热块为硼硅橡胶。

一种高效烧结炉的烧结工艺：

第一步，将烧结产品放置在烧结产品放置架上并将烧结产品放置架固定在烧结内腔中；

第二步，将烧结内腔内的空气排出并充满惰性气体；

第三步，通过加热丝对烧结产品进行烧结；

第四步，打开排气管上的电磁阀，将烧结内腔中的高压废气经排气装置排出；

第五步，取出烧结完成后的烧结产品。

有益效果：本发明的一种高效烧结炉装置及其烧结工艺，通过在烧结炉的排气处设置有排气降噪装置，能够降低烧结炉开炉时产生的噪音，使操作人员能够不受噪音的影响；通过在烧结内腔中充入有高压惰性气体，能够排出烧结内腔中的其他空气成分，能够避免烧结产品在高温烧结时发生化学性质的改变，同时在通过电阻加热丝加热惰性气体来烧结金属，使烧结内腔中的各个部分温度均匀；通过在烧结炉体上设置有多层隔热层，能够有效对烧结内箱中的温度进行保温，也能够防止烧结炉内的高温散发到外界影响操作人员正常工作。

附图说明

附图1为本发明的整体结构示意图；

附图2为本发明的排气降噪装置结构示意图；

附图3为本发明的附图1的C部分放大结构示意图；

附图4为本发明的附图1的A部分放大结构示意图；

附图5为本发明的支撑卡座的结构示意图；

附图6为本发明的附图1的B部分放大结构示意图。

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1～6，一种高效烧结炉装置：包括有烧结内腔1、排气降噪装置2、烧结炉体3和支撑台6；所述烧结炉体3固定设置在支撑台6上，支撑台6能够避免烧结炉体3与地面直接接触，所述烧结内腔1设置在烧结炉体3内部，所述排气降噪装置2设置在烧结炉体3顶部上方，且排气降噪装置2通过排气管与烧结内腔1连通；所述烧结内腔1的内壁上设置有用于烧结的电阻加热丝7，所述电阻加热丝7环绕包覆在烧结产品放置架9外，电阻加热丝产生的热量传递到烧结产品放置架9中的烧结产品10上，使烧结产品10完成烧结过程，所述烧结内腔1底部设置有若干均匀分布的单位长度的凹槽11，所述烧结产品放置架9的支撑脚90卡设在凹槽11内，通过设置有多个单位长度的凹槽，能够使不同尺寸的烧结产品放置架9都可以稳定的放置在烧结内腔1中；所述烧结产品放置架9内盛放有烧结产品10。

所述排气管上设置有电磁阀，电磁阀起到开关的作用，在烧结完成后打开电磁阀，使烧结内腔1中的废气从排气管排出；所述排气降噪装置2内部沿气流方向依次包括缓流腔21、消音腔和净化腔23，所述缓冲腔21与排气管的出气口连通设置，所述缓流腔21、消音腔和净化腔23依次连通设置，所述净化腔23的出气口与外界连通；所述缓冲腔21的进气端211呈逐渐变大的锥形状，使经过排气管出来的废气在进入缓冲腔的一瞬间由排气管的小口径变化到缓冲腔的大口径，从而使废气的流动速度减小，从而使废气与空气摩擦的程度减弱，噪声降低，且缓冲腔的进气端211内壁呈平滑的圆弧面设置，平滑的圆弧面能够使废气平稳流动达到减燥的目的；所述消音腔内设置有消音结构221，所述消音结构221由隔音海绵制成，隔音海绵内部有大量的间隙，这些间隙能够吸收噪音；且消音结构221的进气端面和出气端面上设置有密封胶，密封胶能够使废气只能充通气通道2210内流过；所述消音结构221气流方向设置若干通气通道2210，所述通气通道2210沿气流方向的孔径逐渐减小；所述净化腔23内设置有空气净化物质，空气净化物质能够净化废气中的有害气体，防止有害气体污染外界环境；所述空气净化物质包括有第一净化物质231、第二净化物质232和第三净化物质233，所述第一净化物质231、第二净化物质232和第三净化物质233分别为活性炭，所述第一净化物质231、第二净化物质232和第三净化物质233沿气流方向的尺寸逐渐变小，且第一净化物质231、第二净化物质232和第三净化物质233分别所占净化腔23的体积逐渐增大，由于活性炭对污染气体的净化能力随颗粒尺寸大小的减小而增大，所以沿废气流过的方向逐渐减小活性炭的尺寸，能够使污染气体逐渐被净化干净。所述排气降噪装置2外表壁套设有隔音套管24，所述隔音套管24为橡胶材质制成，所述隔音套管24的内壁紧贴排气降噪装置2的外表壁，隔音套管24能够进一步隔绝噪音的发出；所述隔音套管24的厚度沿气流方向逐渐减小。

还包括有储气罐4和真空抽气泵5，所述储气罐4内盛放有高压惰性气体；所述烧结内腔1在靠近底部的左侧壁上设置有连通烧结内腔1内外的进气管道，所述进气管道设置烧结内腔1外部的一端与储气罐4连通设置；所述烧结内腔1靠近顶部的右侧壁处设置有连通烧结内腔1内外的出气管道，所述出气管道设置在烧结内腔1外部的一端与真空抽气泵5的进气口连通设置；所述进气管道到烧结内腔1底部的距离为10cm，所述出气管道到烧结内腔1顶部的距离为20cm；所述出气管道和进气管道上分别设置有电磁阀；所述烧结内腔1内设置有压力感应器。通过在烧结内腔1中充入有高压惰性气体，能够排出烧结内腔1中的其他空气成分，能够避免烧结产品10在高温烧结时发生化学性质的改变，同时在通过电阻加热丝7加热惰性气体来烧结金属，使烧结内腔1中的各个部分温度均匀，从而使烧结产品10均匀受热烧结。

所述电阻加热丝7通过伸缩装置8伸缩设置在烧结内腔1内壁上，所述伸缩装置8的伸缩方向与烧结内腔1内壁垂直设置；所述伸缩装置8的伸缩端设置有卡线套管81，所述电阻加热丝7穿过卡线套管81，并且电阻加热丝7卡设在卡线套管81内部，通过卡线套管81卡设电阻加热丝7，有利于电阻加热丝7的固定；所述卡线套管81由隔热耐温材质制成；所述烧结内腔1内设置有温度感应器。通过设置有伸缩装置8能够改变电阻加热丝7与烧结产品放置架9之间的距离，使烧结产品放置架9上的烧结产品10能够均匀充分受热。

所述烧结产品放置架9包括有支撑架91、放置盘92a、放置盘92b和支撑卡座93，所述放置盘92a的宽度大于放置盘92b的宽度；所述支撑架91左右内侧相对设置有支撑卡座93，相对所述支撑卡座93水平设置，所述放置盘92a、放置盘92b支撑设置在支撑卡座93上；所述支撑卡座93的横截面呈“工”状设置，所述支撑卡座93包括有第一支撑平面931和第二支撑斜面932，所述第一支撑面931设置在第二支撑斜面932的上方，且第一支撑平面931与第二支撑斜面932通过连接柱933连接设置；所述第二支撑斜面932在远离支撑架91的一侧向上倾斜设置，通过在第一支撑平面931支撑有放置盘92a，第二支撑斜面932支撑设置有放置盘92b；支撑卡座93能够放置不同宽度的放置盘，能够合理利用空间。

所述放置盘92a、放置盘92b的放置面粗糙设置，所述放置盘92a、放置盘92b的放置面上设置有防粘粉，所述烧结产品设置在放置盘92a、放置盘92b的放置面上；所述防粘粉由氧化铝、炭黑混合制成；在放置盘上撒一层防粘粉末，能够避免烧结完成后产品粘黏在放置盘上。

所述烧结炉体3由外到内包括有金属保护外壳31、保温隔热层和内腔保护壳35；所述内腔保护壳35的材质为钼片；所述保温隔热层包括有外隔热层32、中隔热层33和内隔热层34，所述外隔热层32为石棉纤维层，所述中隔热层33为氧化铝纤维层，所述内隔热层34为石墨炭纤维层。所述外隔热层32紧贴设置在金属保护外壳31内，所述外结构层32与中隔热层33之间设置有椭圆状的弹性隔热块36，所述中隔热层33与内隔热层36之间设置有椭圆状的弹性隔热块36，所述弹性隔热块36为硼硅橡胶，弹性隔热块36起到弹性减震的作用，所述内隔热层36紧贴设置在内腔保护壳35外。通过在烧结炉体3上设置有多层隔热层，能够有效对烧结内腔1中的温度进行保温，也能够防止烧结炉内的高温散发到外界影响操作人员正常工作。

还包括有控制器，所述压力感应器的信号输出端与控制器的信号输入端连通，控制器的信号输出端与进气管道上的电磁阀的信号输入端连通，所述温度感应器的信号输出端与控制器的信号输入端连通，控制器的信号输出端与电阻加热丝7的信号输入端连通。

一种高效烧结炉的烧结工艺：将烧结产品10摆放在放置盘上，选择合适的烧结产品放置架9，将烧结产品放置架9放置到烧结内腔1中，通过伸缩装置8调整电阻加热丝7到烧结产品放置架9的距离，使电阻加热丝7贴近烧结产品放置架9；再关闭烧结炉门，当真空抽气泵5将烧结内腔1抽成真空状态后，关闭出气管道上的电磁阀，打开进气管道上的电磁阀向烧结内腔1中充入惰性气体，当压力感应器探测到烧结内腔1中的压力达到设定值时，发生电信号给控制器，控制器发出电信号给进气管道上的电磁阀，使进气管道上的电磁阀关闭。此时通过控制器控制电阻加热丝7通电加热，当烧结内腔1中的温度到达温度感应器的感应值时，温度感应器发生电信号给控制器，控制器发生电信号给电阻加热丝7，使电阻加热丝7停止加热，使烧结内腔1中的温度始终维持在所需要的温度区间直至烧结完成；在打开排气管上的电磁阀，使烧结内腔中产生的废气从排气装置2内排出，当废气排完后打开烧结炉门，取出烧结完成的烧结产品10。

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 (9)

1.一种高效烧结炉装置，其特征在于：包括有烧结内腔(1)、排气降噪装置(2)、烧结炉体(3)和支撑台(6)；所述烧结炉体(3)固定设置在支撑台(6)上，所述烧结内腔(1)设置在烧结炉体(3)内部，所述排气降噪装置(2)设置在烧结炉体(3)顶部上方，且排气降噪装置(2)通过排气管与烧结内腔(1)连通；所述烧结内腔(1)的内壁上设置有用于烧结的电阻加热丝(7)，所述电阻加热丝(7)环绕包覆在烧结产品放置架(9)外，所述烧结内腔(1)底部设置有若干均匀分布的单位长度的凹槽(11)，所述烧结产品放置架(9)的支撑脚(90)卡设在凹槽(11)内；所述烧结产品放置架(9)内盛放有烧结产品(10)；

所述排气管上设置有电磁阀；所述排气降噪装置(2)内部沿气流方向依次包括缓流腔(21)、消音腔和净化腔(23)，所述缓冲腔(21)与排气管的出气口连通设置，所述缓流腔(21)、消音腔和净化腔(23)依次连通设置，所述净化腔(23)的出气口与外界连通；所述缓冲腔(21)的进气端(211)呈逐渐变大的锥形状，且缓冲腔的进气端(211)内壁呈平滑的圆弧面设置；所述消音腔内设置有消音结构(221)，所述消音结构(221)由隔音海绵制成，且消音结构(221)的进气端面和出气端面上设置有密封胶；所述消音结构(221)气流方向设置若干通气通道(2210)，所述通气通道(2210)沿气流方向的孔径逐渐减小；所述净化腔(23)内设置有空气净化物质；所述排气降噪装置(2)外表壁套设有隔音套管(24)，所述隔音套管(24)的内壁紧贴排气降噪装置(2)的外表壁；所述隔音套管(24)的厚度沿气流方向逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：所述空气净化物质包括有第一净化物质(231)、第二净化物质(232)和第三净化物质(233)，所述第一净化物质(231)、第二净化物质(232)和第三净化物质(233)沿气流方向的尺寸逐渐变小，且第一净化物质(231)、第二净化物质(232)和第三净化物质(233)分别所占净化腔(23)的体积逐渐增大；所述第一净化物质(231)、第二净化物质(232)和第三净化物质(233)分别为活性炭。

3.根据权利要求1所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：还包括有储气罐(4)和真空抽气泵(5)；所述烧结内腔(1)在靠近底部的左侧壁上设置有连通烧结内腔(1)内外的进气管道，所述进气管道设置烧结内腔(1)外部的一端与储气罐(4)连通设置；所述烧结内腔(1)靠近顶部的右侧壁处设置有连通烧结内腔(1)内外的出气管道，所述出气管道设置在烧结内腔(1)外部的一端与真空抽气泵(5)的进气口连通设置；所述进气管道到烧结内腔(1)底部的距离为10cm，所述出气管道到烧结内腔(1)顶部的距离为20cm；所述出气管道和进气管道上分别设置有电磁阀；所述烧结内腔(1)内设置有压力感应器。

4.根据权利要求1所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：所述电阻加热丝(7)通过伸缩装置(8)伸缩设置在烧结内腔(1)内壁上，所述伸缩装置(8)的伸缩方向与烧结内腔(1)内壁垂直设置；所述伸缩装置(8)的伸缩端设置有卡线套管(81)，所述电阻加热丝(7)穿过卡线套管(81)，并且电阻加热丝(7)卡设在卡线套管(81)内部；所述卡线套管(81)由隔热耐温材质制成；所述烧结内腔(1)内设置有温度感应器。

5.根据权利要求1所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：所述烧结产品放置架(9)包括有支撑架(91)、放置盘(92a、92b)和支撑卡座(93)；所述支撑架(91)左右内侧相对设置有支撑卡座(93)，相对所述支撑卡座(93)水平设置，所述放置盘(92a、92b)支撑设置在支撑卡座(93)上；所述支撑卡座(93)的横截面呈“工”状设置，所述支撑卡座(93)包括有第一支撑平面(931)和第二支撑斜面(932)，所述第一支撑面(931)设置在第二支撑斜面(932)的上方，且第一支撑平面(931)与第二支撑斜面(932)通过连接柱(933)连接设置；所述第二支撑斜面(932)在远离支撑架(91)的一侧向上倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：所述放置盘(92a、92b)的放置面粗糙设置，所述放置盘(92a、92b)的放置面上设置有防粘粉，所述烧结产品设置在放置盘(92a、92b)的放置面上；所述防粘粉由氧化铝、炭黑混合制成。

7.根据权利要求1所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：所述烧结炉体(3)由外到内包括有金属保护外壳(31)、保温隔热层和内腔保护壳(35)；所述保温隔热层包括有外隔热层(32)、中隔热层(33)和内隔热层(34)，所述外隔热层(32)紧贴设置在金属保护外壳(31)内，所述外结构层(32)与中隔热层(33)之间设置有椭圆状的弹性隔热块(36)，所述中隔热层(33)与内隔热层(36)之间设置有椭圆状的弹性隔热块(36)，所述内隔热层(36)紧贴设置在内腔保护壳(35)外。

8.根据权利要求7所述的一种高效烧结炉装置，其特征在于：所述内腔保护壳(35)的材质为钼片，所述外隔热层(32)为石棉纤维层，所述中隔热层(33)为氧化铝纤维层，所述内隔热层(34)为石墨炭纤维层，所述弹性隔热块(36)为硼硅橡胶。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种高效烧结炉的烧结工艺，其特征在于：

第一步，将烧结产品(10)放置在烧结产品放置架(9)上并将烧结产品放置架(9)固定在烧结内腔(1)中；

第二步，将烧结内腔(1)内的空气排出并充满惰性气体；

第三步，通过加热丝(7)对烧结产品(10)进行烧结；

第四步，打开排气管上的电磁阀，将烧结内腔(1)中的高压废气经排气装置(2)排出；

第五步，取出烧结完成后的烧结产品(10)。

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