CN116086179A - 一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钟罩炉技术领域，且公开了一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉，所述炉膛内设有炉罩，所述炉罩罩住托盘和排气管，所述炉罩的外侧壁固定连接有扇叶，所述炉罩连接有驱动电机，所述驱动电机用于驱动炉罩转动，所述炉罩的侧壁设有连通炉罩内外的连通件，所述连通件的进气端能够沿着炉膛的进行调整。在离心力作用下温度自动分层，使温度由外而内逐渐升高，使得热电偶监测的温度更能代表烧结温度，温度监测的可靠性更高，其次，温度的均匀分布也实现也升温或降温的有效缓冲，使温度更加可控，还有，气氛的转动自动消除了各种因素造成的温度分布和气氛分布的不均匀，保证与胚料接触时氧含量和温度分布的均匀性。

Description

一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法

技术领域

本发明涉及钟罩炉技术领域，具体为一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法。

背景技术

锰锌铁氧体磁环是软磁铁氧体的--种。由铁、锰、锌的氧化物及其盐类，采用陶瓷工艺烧结而成。它具有低矫顽力，高的起始导磁率，由于在高频率下的低磁损，可制作电感器、变压器、滤波器的磁芯、磁头及天线棒。

软磁铁氧体材料的烧结过程是一个物理和化学变化的结合过程，它对磁芯几何尺寸和电磁性能起着决定性作用。对高磁导率材料来说，要得到密度高、气孔率低、晶粒大而均匀的铁氧体磁芯，就必须在烧结时严格控制烧结温度、烧结时间和烧结气氛，一般来说，对于高起始导磁率材料，通常会使用钟罩炉进行烧结。而对钟罩炉来说，很难把握烧结的升温速率。

其次，受制于加热件的分布、设置方式和类型以及进气孔的分布和进气方式等因素的限制，现有的钟罩炉氧含量和温度均匀性均较差，限制了锰锌铁氧体性能的提高。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法的技术方案，在离心力作用下温度自动分层，使温度由外而内逐渐升高，使得热电偶监测的温度更能代表烧结温度，温度监测的可靠性更高，其次，温度的均匀分布也实现也升温或降温的有效缓冲，使温度更加可控，还有，气氛的转动自动消除了各种因素造成的温度分布和气氛分布的不均匀，保证与胚料接触时氧含量和温度分布的均匀性，利于锰锌铁氧体烧结工艺的提高，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉，包括炉膛和炉盖，所述炉膛的底部设有炉口，所述炉盖贴紧炉口使炉膛封闭，所述炉盖上设有排气管，所述排气管连接有多个托盘，多个托盘沿着排气管的轴向阵列，所述排气管对应于每个托盘的上方均设有进气孔，所述炉膛内设有炉罩，所述炉罩罩住托盘和排气管，所述炉罩的外侧壁固定连接有扇叶，所述炉罩连接有驱动电机，所述驱动电机用于驱动炉罩转动，所述炉罩的侧壁设有连通炉罩内外的连通件，所述连通件的进气端能够沿着炉膛的进行调整，所述炉膛的侧壁设有进气喷头，进气喷头引入新的气氛，所述排气管内设有热电偶。

优选的，所述进气喷头位于炉膛的部分为与炉膛等高的长条形，所述进气喷头喷出的气氛与炉膛的内壁相切，所述进气喷头喷出气氛对应的角速度大于炉罩旋转的角速度。

优选的，所述炉罩的底部与炉盖的顶部之间留有间隙，所述炉盖内设有负压腔，所述炉盖对应于间隙的位置设有吸气口。

优选的，所述排气管对应于负压腔的位置设有文丘里段，所述文丘里段的负压段与负压腔连通。

优选的，所述连通件包括设于炉罩侧壁的铰接头，所述铰接头与炉罩的内部连通，所述铰接头通过连接管连接有配重头。

优选的，所述连通件包括与炉罩侧壁固定连接的支架，所述支架活动连接有配重块，所述配重块通过波纹管与炉罩的内部连通，所述配重块朝外的一侧与支架之间设有气囊，所述气囊连通有控制泵，所述控制泵控制和监测气囊内的压力。

一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉的加工方法，使用上述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉对胚料进行烧结，步骤如下：

S1、在每一层的托盘上堆放锰锌铁氧体胚料，并通过滑轨将炉盖和托盘推入炉体中，升降板将炉盖顶起，封闭炉口，连接好进出气管道；

S2、开启气氛管道，接通加热装置电源，开始加热，开启排气管道，排气泵开启，驱动电机开启，驱动炉罩转动；

S3、通过排气管内的热电偶监测烧结温度，当温度过高时，炉罩的进气端向外调整，反之则向内调整；

S4、保温结束后，通入冷却水进行降温。

优选的，根据权利要求所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：在步骤S3中，当连通件的进气端偏离初始位置时，调整加热装置的功率，使连通件的进气端回到初始位置并保持。

本发明具备以下有益效果：

1、该锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，在离心力作用下温度自动分层，使温度由外而内逐渐升高，一方面，使得热电偶监测的温度更能代表烧结温度，温度监测的可靠性更高，另一方面，温度的均匀分布也实现也升温或降温的有效缓冲，使温度更加可控。

2、该锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，气氛的转动自动消除了各种因素造成的温度分布和气氛分布的不均匀，进入炉罩内部的气氛和温度总是保持一致的，保证与胚料接触时氧含量和温度分布的均匀性，利于锰锌铁氧体烧结工艺的提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的正视图；

图3为本发明的局部剖视图；

图4为本发明中炉膛的俯视图；

图5为本发明图3中A的放大图；

图6为本发明中连通件的实施例一结构示意图；

图7为本发明中连通件的实施例二结构示意图。

图中：1、炉膛；2、炉盖；3、托盘；4、排气管；5、滑轨；6、升降板；7、炉罩；8、扇叶；9、连通件；91、铰接头；92、连接管；93、配重头；94、支架；95、气囊；96、配重块；97、控制泵；98、气滑环；10、驱动电机；11、进气喷头；12、炉体；13、排气头；14、负压腔；15、文丘里段；16、吸气口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

请参阅图1，一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉，包括炉膛1和炉盖2，炉膛1的底部设有炉口，炉膛1设有炉体12上，炉膛1带有冷却和加热装置，加热装置为硅钼棒，冷却装置为水冷管，炉体12的底部设有腔体，腔体内设有滑轨5和升降板6，炉盖2贴紧炉口使炉膛1封闭，炉盖2放置在升降板6上，升降板6将炉盖2顶起，请参阅图2和图3，炉盖2上设有排气管4，排气管4连接有多个托盘3，多个托盘3沿着排气管4的轴向阵列，胚料放置在托盘3上，排气管4对应于每个托盘3的上方均设有进气孔，炉盖2的底部设有排气头13，排气头13与排气管4连通，将气氛通过排气头13排出，炉膛1内设有炉罩7，炉罩7罩住托盘3和排气管4，炉罩7的外侧壁固定连接有扇叶8，炉罩7连接有驱动电机10，驱动电机10用于驱动炉罩7转动，驱动电机10设于炉膛1的顶部，驱动电机10的转轴贯穿炉膛1的顶部与炉罩7连接，转动转动带动炉罩7转动，扇叶8带动炉膛1内气氛转动，由于高温气氛相对应低温气氛的比重低，在离心力作用下，形成按照温度分布的气氛分层，由外而内，温度逐渐升高，炉罩7的侧壁设有连通炉罩7内外的连通件9，连通件9的进气端能够沿着炉膛1的进行调整，进气端的径向位置对应着进入气氛温度，使炉罩7内的温度更加均匀，其次，气氛温度与加热时间正相关，温度的分层也代表了气氛进入时间的分层，新旧气氛不混同，使氧含量的分布也更加均匀，请参阅图4，炉膛1的侧壁设有进气喷头11，进气喷头11引入新的气氛，排气管4内设有热电偶，用于检测烧结温度。

进气喷头11位于炉膛1的部分为与炉膛1等高的长条形，进气喷头11喷出的气氛与炉膛1的内壁相切，避免新喷入的气氛与炉膛1内部气氛混动，即进气喷头11喷出的气氛可形成风幕，现有的风幕喷头较多，本申请不对此作进一步描述，进气喷头11喷出气氛对应的角速度大于炉罩7旋转的角速度，新进入的气氛流速快、比重大，在离心力下位于最外层，使旧气流向内层。

请参阅图5，炉罩7的底部与炉盖2的顶部之间留有间隙，间隙的宽度为1-5丝，避免炉盖2和炉罩7之间发生接触，产生摩擦阻力，炉盖2内设有负压腔14，炉盖2对应于间隙的位置设有吸气口16，吸气口16连通负压腔14，负压腔14负压作用在间隙，产生抽吸力，吸走此处的气氛，避免炉罩7附近的高温气氛从底部进入炉罩7内，保证炉罩7内温度的可控。

排气管4对应于负压腔14的位置设有文丘里段15，文丘里段15的负压段与负压腔14连通，使负压腔14内产生负压，为了保证负压腔14中负压足够大，排气管4的流通直径设置足够小，同时排气头13处可设置用于吸气的气泵，增加文丘里段15处气流流速，保证文丘里段15中可以产生足够大的吸力。

对于连通件9构造，能够实现进气端的位置径向调整均可，对于此，本发明提供连通件9的两个实施例。

其一，请参阅图6，连通件9包括设于炉罩7侧壁的铰接头91，铰接头91与炉罩7的内部连通，铰接头91通过连接管92连接有配重头93，进气端设于配重头93上，通过调整炉罩7的转动速度调整配重头93的径向位置，铰接头91或连接管92设有径向的导向结构，由于导向结构的设置现有技术有很多，本发明附图中省略了导向结构的具体设置，例如导向架构可以为夹住铰接头91的夹板，两个夹板与铰接头91的径向位置平行，即能实现导向作用），保证配重头93只能径向摆动，转速不同管配重头93受到的离心力不同，被摆起的幅度也不同，从而实现了进气端的位置径向调整。

其二，请参阅图7，连通件9包括与炉罩7侧壁固定连接的支架94，支架94活动连接有配重块96，配重块96通过波纹管与炉罩7的内部连通，配重块96朝外的一侧与支架94之间设有气囊95，气囊95连通有控制泵97，驱动电机10与炉罩7之间的转轴中空设置，气囊95通过刚性的管路与转轴的内部连通，转轴通过气滑环98与控制泵97连通，气滑环98设有炉膛1的外部，为减少气氛将温度带到外部，转轴的内腔可设置隔热的柱塞，控制泵97控制和监测气囊95内的压力，压力反应配重块96受到的离心力，由离心力和转速可计算配重块96的径向位置。

一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉的加工方法，使用上述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉对胚料进行烧结，步骤如下：

S1、在每一层的托盘3上堆放锰锌铁氧体胚料，并通过滑轨5将炉盖2和托盘3推入炉体12中，升降板6将炉盖2顶起，封闭炉口，连接好进出气管道；

S2、开启气氛管道，接通加热装置电源，开始加热，开启排气管道，排气泵开启，驱动电机10开启，驱动炉罩7转动；

S3、通过排气管4内的热电偶监测烧结温度，当温度过高时，炉罩7的进气端向外调整，反之则向内调整；

S4、保温结束后，通入冷却水进行降温。

在步骤S3中，当连通件9的进气端偏离初始位置时，调整加热装置的功率，使连通件9的进气端回到初始位置并保持；例如，当热电偶监测到温度降低，连通件9的进气端向外调整，热电偶监测温度到达要求温度，此时，连通件9的进气端偏离原始位置，此时，增加加热装置功率，热电偶监测温度过高，连通件9的进气端向内调整，回到初始位置并保持，反之亦然。

本发明的工作原理及工作流程：

炉膛1内的气氛快速转动，由于气氛的温度不同，比重不同，在离心力作用下，自动根据温度分层，同时新旧气也同步实现分层，气氛均匀的向内移动，使得气氛温度更加可控，同时也能保证氧含量分布均匀。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉，包括炉膛（1）和炉盖（2），所述炉膛（1）的底部设有炉口，其特征在于：所述炉盖（2）贴紧炉口使炉膛（1）封闭，所述炉盖（2）上设有排气管（4），所述排气管（4）连接有多个托盘（3），多个托盘（3）沿着排气管（4）的轴向阵列，所述排气管（4）对应于每个托盘（3）的上方均设有进气孔，所述炉膛（1）内设有炉罩（7），所述炉罩（7）罩住托盘（3）和排气管（4），所述炉罩（7）的外侧壁固定连接有扇叶（8），所述炉罩（7）连接有驱动电机（10），所述驱动电机（10）用于驱动炉罩（7）转动，所述炉罩（7）的侧壁设有连通炉罩（7）内外的连通件（9），所述连通件（9）的进气端能够沿着炉膛（1）的进行调整，所述炉膛（1）的侧壁设有进气喷头（11），进气喷头（11）引入新的气氛，所述排气管（4）内设有热电偶。

2.根据权利要求1所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：所述进气喷头（11）位于炉膛（1）的部分为与炉膛（1）等高的长条形，所述进气喷头（11）喷出的气氛与炉膛（1）的内壁相切，所述进气喷头（11）喷出气氛对应的角速度大于炉罩（7）旋转的角速度。

3.根据权利要求1所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：所述炉罩（7）的底部与炉盖（2）的顶部之间留有间隙，所述炉盖（2）内设有负压腔（14），所述炉盖（2）对应于间隙的位置设有吸气口（16）。

4.根据权利要求３所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：所述排气管（4）对应于负压腔（14）的位置设有文丘里段（15），所述文丘里段（15）的负压段与负压腔（14）连通。

5.根据权利要求1所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：所述连通件（9）包括设于炉罩（7）侧壁的铰接头（91），所述铰接头（91）与炉罩（7）的内部连通，所述铰接头（91）通过连接管（92）连接有配重头（93）。

6.根据权利要求1所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：所述连通件（9）包括与炉罩（7）侧壁固定连接的支架（94），所述支架（94）活动连接有配重块（96），所述配重块（96）通过波纹管与炉罩（7）的内部连通，所述配重块（96）朝外的一侧与支架（94）之间设有气囊（95），所述气囊（95）连通有控制泵（97），所述控制泵（97）控制和监测气囊（95）内的压力。

7.一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉的加工方法，使用如权利要求1-６任一项所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉对胚料进行烧结，步骤如下：

S1、在每一层的托盘（3）上堆放锰锌铁氧体胚料，并通过滑轨（5）将炉盖（2）和托盘（3）推入炉体（12）中，升降板（6）将炉盖（2）顶起，封闭炉口，连接好进出气管道；

S2、开启气氛管道，接通加热装置电源，开始加热，开启排气管道，排气泵开启，驱动电机（10）开启，驱动炉罩（7）转动；

S3、通过排气管（4）内的热电偶监测烧结温度，当温度过高时，炉罩（7）的进气端向外调整，反之则向内调整；

根据权利要求７所述的一种锰锌铁氧体磁芯烧结炉及其加工方法，其特征在于：在步骤S3中，当连通件（9）的进气端偏离初始位置时，调整加热装置的功率，使连通件（9）的进气端回到初始位置并保持。

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