CN109579515A - 一种外热式真空连续烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明属于烧结炉技术领域，具体涉及一种外热式真空连续烧结炉，包括依次联通的真空过渡室、外热式烧结室和冷却室，所述真空过渡室和冷却室的两端分别设有隔离阀，通过隔离阀使真空过渡室、外热式烧结室和冷却室分别形成独立的空间，所述真空过渡室、外热式烧结室和冷却室均联通有真空机组；所述外热式烧结室采用多段式加热结构，所述真空过渡室内设有过渡室输送机构，所述冷却室内设有冷却室输送机构，外热式烧结室内的料盒通过过渡室输送机构转移至冷却室输送机构。继承了内热多室真空烧结炉的全部优点，又克服了结构复杂、成本高的缺点。通过和磁场压机、干式等静压的巧妙连接，使其变成在一个密封系统中操作，可很好的控制氧的含量。

Description

一种外热式真空连续烧结炉

技术领域

本发明属于烧结炉技术领域，具体涉及一种外热式真空连续烧结炉。

背景技术

当前技术的连续烧结炉都是多室内热式的，有的甚至多达十室以上。其优点为：节能、效率高、产品稳定；但因其结构复杂、故障率高、成本高，这些都限制了连续炉的使用。事实上目前市场上85%以上还是使用的单室真空烧结炉。单室真空烧结炉的优点是价格适中，缺点是：能耗大，操作复杂，用人较多。因为采用内热式的，保温材料在打开炉门时会吸收空气中的水分，导致污染炉体。

专利申请号为201210445514.9的发明专利公开了一种稀土永磁合金连续烧结设备，其采用多室结构设置，在不同的室完成加热脱气、烧结和冷却处理。准备箱、手套箱和隧道式传送密封箱是底辊传动。该多室连续烧结炉价格昂贵，由于每个室内均需要传送机构，使得整体结构复杂，导致可靠性低和维护成本较高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种外热式真空连续烧结炉，该烧结炉采用单室多温段结构，可以降低能耗，且结构简单，可靠性高。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种外热式真空连续烧结炉，包括依次联通的真空过渡室、外热式烧结室和冷却室，所述真空过渡室和冷却室的两端分别设有隔离阀，通过隔离阀使真空过渡室、外热式烧结室和冷却室分别形成独立的空间，所述真空过渡室、外热式烧结室和冷却室均联通有真空机组；所述外热式烧结室采用多段式加热结构，所述真空过渡室内设有过渡室输送机构，所述冷却室内设有冷却室输送机构，外热式烧结室内的料盒通过过渡室输送机构转移至冷却室输送机构。

所述过渡室输送机构包括过渡室传输带和可移动的推料盒油缸，过渡室传输带和可移动的推料盒油缸均设置在真空过渡室内。

所述过渡室传输带为可移式传输带。

所述过渡室设有与推料盒油缸联接的驱动油缸，通过驱动油缸带动推料盒油缸移动。

所述冷却室输送机构包括出炉油缸和出炉车，所述出炉车与出炉油缸联接，通过出炉油缸驱动出炉车移动。

还包括手套箱，所述手套箱设置在真空过渡室的一端，并通过真空过渡室一端的隔离阀阻隔，所述手套箱内的设有料盒存放仓和传输带。

所述料盒存放仓顶部设有密封门，其内部设有升降台。

所述手套箱联接有磁场成型压机。

所述磁场成型压机与手套箱之间设有干式等静压机和/或切割机。

所述外热式烧结室一端进料口处设有真空排气孔，其另一端出料口处设有气体调节阀。

所述外热式烧结室的炉膛直径为400-500mm。

本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：

烧结室内没有隔断，且烧结室内没有输送机构，这样极大程度上降低了整体的复杂性，降低了成本。同时，烧结室采用外热多段式结构，即电加热丝设置在烧结室的外面，加热丝外面是保温层。外加热可分段，根据需要可多达20个温区，每个温区独立控制，保证烧结效果。

该烧结室具有与内热多室真空烧结炉相同的优点，又克服了内热多室真空烧结炉结构复杂、成本高的缺点。本发明可以应用到钕铁硼、钐钴、磁性材料的成型与烧结。外热式连续炉也可以用于各种时效处理，有可以用于陶瓷、粉末冶金等其他领域。其也可以与多台磁场成型压机、干式等静压或和切割机组合构成一个完整的生产线。

附图说明

图1是本发明一个实施例的主视图；

图2是本发明一个实施例的俯视图；

图3是本发明另一个实施例的主视图；

图4是本发明另一个实施例的俯视图；

图5是本发明另一个实施例的侧视图；

其中：1为真空过渡室，111为过渡室传输带，112为推料盒油缸，113为驱动油缸，2为外热式烧结室，21为保温层，22为烧结支架，3为冷却室，311为出炉油缸，312为出炉车，4为手套箱，41为料盒存放仓，42为传输带，43为密封门，44为升降台，5为磁场成型压机，6为干式等静压机，7为切割机，8为真空机组，9为真空排气孔，10为气体调节阀，11为过渡室隔离阀，12为进炉隔离阀，13为出炉隔离阀，14为出料隔离阀，15为料盒。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，一种外热式真空连续烧结炉，包括依次联通的真空过渡室1、外热式烧结室2和冷却室3，真空过渡室1和冷却室3的两端分别设有隔离阀，通过隔离阀使真空过渡室1、外热式烧结室2和冷却室3分别形成独立的空间。

隔离阀包括过渡室隔离阀11、进炉隔离阀12、出炉隔离阀13和出料隔离阀14，上述隔离阀均可采用插板阀。具体的：过渡室隔离阀11位于真空过渡室1的一端；进炉隔离阀12位于真空过渡室1的另一端，即位于外热式烧结室2与真空过渡室1的联通处，通过该进炉隔离阀12将真空过渡室1于外热式烧结室2隔离。出炉隔离阀13位于冷却室3的一端，即位于外热式烧结室2与冷却室3的联通处，通过该出炉隔离阀13将热式烧结室与冷却室3隔离；出料隔离阀14位于冷却室3的另一端。

真空过渡室1、外热式烧结室2和冷却室3均联通有真空机组8。真空机组8设有三个。冷却室3连接有热交换器和风机。真空过渡室1内设有过渡室输送机构，冷却室3内设有冷却室输送机构，外热式烧结室2内的料盒15通过过渡室输送机构转移至冷却室输送机构上。外热式烧结室2内设有烧结支架22，料盒15可在烧结支架22上滑动。

工作过程如下：开启过渡室隔离阀11，将装满工件的料盒15送入真空过渡室1内，然后关闭过渡室隔离阀11；启动真空机组8、开启进炉隔离阀12、出炉隔离阀13，通过过渡室输送机构将料盒15送入外热式烧结室2内，并推动外热式烧结室2内的所有料盒15移动，即可将烧结完成的料盒15顶至冷却室3内的冷却室输送机构上。

最后，关闭进炉隔离阀12和出炉隔离阀13，冷却室3内充氩气至表压为0。启动循环风机，热量通过热交换器排出。

待工件冷却后，开启出料隔离阀14，利用设置在连续烧结炉外的叉车等运输机构，将冷却后的工件取出。开启真空机组8，将冷却室3抽真空，等待下一次出炉。

外热式烧结室2采用多段式加热结构，外热式烧结室2中间没有隔断，为单室结构，类似于隧道窑；外热式烧结室2的外表面依次设有电加热丝和保温层21。外加热分为至少三段，从进料口依次升温，可分为低温区、中温区、高温区。 为了更高的效率，将900度和500度时效没有纳入本系统。时效可在外面的单室炉完成。

低温区：用于脱氢吸附的气体、脱模剂、润滑剂的挥发。

中温区：脱氢氢碎过程的残氢，避免在外部已经液相烧结，使其排不出来。

高温区：液相烧结及扩散。

当然，可根据具体的产品设计具体的温区，最多可设置10个温区。可以按每小时进一托盘的节奏进行。

过渡室输送机构的主要作用是将过渡室内的料盒15送入外热式烧结室2内，以及将外热式烧结室2内的料盒15顶出。因此，过渡室输送机构的具体结构可以根据实际情况进行调整和设计。优选采用：包括过渡室传输带111和可移动的推料盒油缸112。送料时，将料盒15放置在过渡室传输带111上，启动该传输带，将料盒15转移至外热式烧结室2进口处；然后推料盒油缸112移动至与料盒15相对位置，推料盒油缸112的活塞杆伸出将料盒15顶入外热式烧结室2内，并通过该料盒15传递，使得烧结室内的所有料盒15移动。

推料盒油缸112采用可以移动结构，是为了避免妨碍过渡室传输带111上物料的放置和移动。因此，其可以采用多种结构实现移动，如：在过渡室设有与推料盒油缸112联接的驱动油缸113，通过驱动油缸113带动推料盒油缸112移动。驱动油缸113的缸体固定，驱动油缸113的活塞杆与推料盒油缸112联接；驱动油缸113可以设置有两个，且可垂直或水平设置，当垂直设置时即可实现推料盒油缸112的上下移动，当水平设置时即可实现推料盒油缸112的前后移动。

冷却室输送机构的主要作用是将外热式烧结室2内顶出的物料转移至冷却室3内，其具体包括出炉油缸311和出炉车312，出炉车312与出炉油缸311的活塞杆联接，出炉油缸311的缸体固定，通过出炉油缸311驱动出炉车312移动。出炉车312可以采用叉车式的结构。出炉隔离阀13开启，通过出炉油缸311收缩，使得出炉车312伸入烧结室内部一段距离，靠近烧结支架22，其叉车臂高度和烧结支架22等高，在推料盒油缸112推动进料的同时，将顶出烧结完成的料盒15，推到叉车臂上面。当推料完成后，出炉油缸311伸长，将出车移动到冷却室3进行冷却。

如图3至5所示，过渡室传输带111为可移式传输带，即其可联接有油缸等动力机构，通过动力机构实现其整体的移动。采用油缸时，该油缸的缸体固定，活塞杆与传输带的机架（设有滚轮）联接，通过油缸的伸缩实现其移动；当然动力机构机构还可通过在其机架上设置电动滚轮等结构实现，具体可根据实际情况进行调整和设计。

当需要送料盒15时，可以通过动力机构（油缸伸长）驱动过渡室传输带111及其上的料盒15移动，使得过渡室输送带111与烧结支架22对接，可以减少其与烧结支架22之间的间隔，可以提高送料盒15时的连续平稳性。

还包括手套箱4（制备室），手套箱4设置在真空过渡室1的一端，并通过真空过渡室1一端的隔离阀（过渡室隔离阀11）阻隔，手套箱4内的设有料盒存放仓41和传输带42，该传输带42将烧结料盒组传递到过渡室传输带111上。

料盒存放仓41顶部设有密封门43，其内部设有升降台44，升降台44上放置有空的料盒15；通过开启密封门43，升降台44升起，工人拿取空料盒15，然后升降台44下降，关闭密封门。工人可以在手套箱4内进行操作：在料盒15内摆放工件，摆放后，可以直接将料盒15放置在传输带42上。上料时，开启过渡室隔离阀11，过渡室传输带111移动（油缸收缩）至过渡室传输带42处对接，启动传输带42将料盒15转移至过渡室传输带111上。

手套箱4联接有磁场成型压机5，磁场成型压机5与手套箱4之间设有干式等静压机6和/或切割机7。上述，磁场成型压机5、干式等静压机6、切割机7、手套箱4之间可依次设置，其具体联接设置是本领域技术人员可以根据实际情况进行调整和设计的。通过上述设置，可以形成一个完整的生产线。磁场成型压机5、干式等静压机6和切割机7采用现有技术中的设备即可，优选采用专利申请号为201610448905.4公开的干式等静压机结构；优选采用专利申请号为201810850418.x公开的切割机结构。

为了让连续炉处于效率最高，对于压制较小产品，压机效率较低的情况，应使用多台压机并联后和连续炉对接；对于圆柱类产品或不需要切割的产品，可去掉切割单元；对于工艺上不需要等静压的情况，可去掉干式等静压单元。

生产过程如下：将装有钕铁硼磁粉桶和压机对接、经过称量机及布料器、在磁场压机内预成型、自动抓取机构将其送到干式等静压工位、等静压后送到切割舱内进行切加工、在手套箱4内人工摆入烧结料盒15、将料盒15堆放在传输带42上。当一个托盘的料制备好后，打开过渡室隔离阀11进行转移。

上述生产过程中，磁体在一个封闭的系统完成，能很好的控制氧的含量。没有传统生产过程的等静压、剥带油的塑料膜、多次的进出密封舱，造成氧化和产品的不稳定现象。也节约了大量惰性气体、塑料包装物和大量的人工。本发明将磁场成型、等静压、烧结形成一个密封生产线，节约人工80%。

外热式烧结室2在进料口端处设有真空排气孔9，可以减少挥发物对高温区产品的污染，远离高温段；其另一端出料口处（靠近冷却室3的位置）设有气体调节阀10，可控制充入惰性气体的流量，如氩气。流量控制在0.1mL-100mL/min。真空度控制在0.1Pa--100Pa。

外热式烧结室2的炉膛直径为400-500mm为宜。烧结料盒15堆放截面小于300X300，这样在产品的烧结过程中温度均匀的速度会快的多，缩短烧结时间。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：包括依次联通的真空过渡室（1）、外热式烧结室（2）和冷却室（3），所述真空过渡室（1）和冷却室（3）的两端分别设有隔离阀，通过隔离阀使真空过渡室（1）、外热式烧结室（2）和冷却室（3）分别形成独立的空间，所述真空过渡室（1）、外热式烧结室（2）和冷却室（3）均联通有真空机组（8）；所述外热式烧结室（2）采用多段式加热结构，所述真空过渡室（1）内设有过渡室输送机构，所述冷却室（3）内设有冷却室输送机构，外热式烧结室（2）内的料盒（15）通过过渡室输送机构转移至冷却室输送机构。

2.根据权利要求1所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述过渡室输送机构包括过渡室传输带（111）和可移动的推料盒油缸（112），过渡室传输带（111）和可移动的推料盒油缸（112）均设置在真空过渡室（1）内。

3.根据权利要求2所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述过渡室传输带（111）为可移式传输带。

4.根据权利要求2所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述真空过渡室（1）设有与推料盒油缸（112）联接的驱动油缸（113），通过驱动油缸（113）带动推料盒油缸（112）移动。

5.根据权利要求1所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述冷却室输送机构包括出炉油缸（311）和出炉车（312），所述出炉车（312）与出炉油缸（311）联接，通过出炉油缸（311）驱动出炉车（312）移动。

6.根据权利要求1所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：还包括手套箱（4），所述手套箱（4）设置在真空过渡室（1）的一端，并通过真空过渡室（1）一端的隔离阀阻隔，所述手套箱（4）内的设有料盒存放仓（41）和传输带（42）。

7.根据权利要求6所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述料盒存放仓（41）顶部设有密封门（43），其内部设有升降台（44）。

8.根据权利要求1所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述手套箱（4）联接有磁场成型压机（5）。

9.根据权利要求8所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述磁场成型压机（5）与手套箱（4）之间设有干式等静压机（6）和/或切割机（7）。

10.根据权利要求1所述的一种外热式真空连续烧结炉，其特征在于：所述外热式烧结室（2）一端进料口处设有真空排气孔（9），其另一端出料口处设有气体调节阀（10）。