CN117213228A - 一种新型网带式气氛氧化炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型网带式气氛氧化炉及其使用方法，包括设于机架上的控制电脑和炉体，所述炉体前后两端的炉管内部均设有用于隔绝炉体内外部气氛环境、温度的隔离气幕结构，所述炉体内部加热区通过前端进气结构、后端进气结构进行输入气体，所述炉体内部设有气体检测结构；所述炉体内部从进料端至出料端依次划分为若干个区。本发明炉体内部N+2区、N+3区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路相互错位设置，其气流风向相互错开，令气流形成S型流通路径，前后存在多个隔离时就会形成独立保护隔断以便于单独根据此隔断区域所需氧气含量值将此区域氧气含量值进行对应设置，精准控制氧气含量值，提高氧化产品合格率。

Description

一种新型网带式气氛氧化炉及其使用方法

技术领域

本发明属于网带式氧化炉技术领域，具体涉及一种新型网带式气氛氧化炉及其使用方法。

背景技术

网带式气氛氧化炉广泛用于半导体产业链前端原材料处理行业，金属电子产品热处理工艺领域，金属材料高温微量氧化和金属材料氧化还原等领域。

现有技术中，网带式气氛氧化炉的结构一般如专利号为CN114636310A所公布开的一种方便更换加热模块的高温网带式气氛烧结炉，并具体公开了包括机架，上料台，进气口气帘、网带，下料台，出气口气帘，炉体，炉体内的加热区、氛围气体调节区、冷却区、清洗区，加热区包括热电偶、加热棒、马弗炉管、耐火材料。

然而现有技术中，网带式气氛氧化炉在使用的过程中，依然存在问题，具体为，现有技术中的网带式气氛氧化炉的炉内部氛围气体输送管道设计不够完善，难以精准进行控制炉内气氛环境，从而导致氧化处理后的产品合格率较低，产品损耗成本较高，为此，如何改进网带式气氛氧化炉以提高氧化处理后的产品的合格率是亟须解决的问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种新型网带式气氛氧化炉及其使用方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种新型网带式气氛氧化炉，包括设于机架上的控制电脑和

炉体，所述炉体前后两端的炉管内部均设有用于隔绝炉体内外部气氛环境、温度的隔离气幕结构，所述炉体内部设有加热区，所述炉体内部加热区通过前端进气结构、后端进气结构进行输入气体，所述炉体内部设有气体检测结构；

所述炉体内部从进料端至出料端依次划分为若干个区；

所述前端进气结构包括两个依次分布在炉体内部N区、N+1区的前端上进气通路、四个依次分布在炉体内部N+2区、N+3区、N+4区、N+5区的前端下进气通路；

所述后端进气结构包括三个依次分布在炉体内部N+2区、N+3区、N+4区的后端上进气通路；

位于炉体内部N+2区、N+3区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路相互错位设置以令该区域内的气流形成S型流通路径，其出风方向为垂直式或倾斜式；

所述隔离气幕结构和前端进气结构、后端进气结构的每区支管道与气体输送结构相连接；

所述气体检测结构实时检测炉体内部气体氛围环境并将检测数据传输至控制电脑，所述控制电脑根据检测数据控制气体输送结构进行气体输送。

作为本发明的进一步优化方案，所述隔离气幕结构包括分别设于炉管顶壁和底壁的上进气盒和下进气盒、分别与上进气盒和上进气盒相连接的上进气管道和下进气管道、若干个均匀分布在上进气盒底部和下进气盒顶部的第一气孔、若干个竖直且平行设置在炉管内壁内的气路分隔片，所述气路分隔片底部与炉管内底壁之间留有产品输送通道。

作为本发明的进一步优化方案，所述气体输送结构包括设于隔离气幕结构和前端进气结构、后端进气结构的每区支管道上的气体流量计；

所述气体流量计进气口端设有带有多个混气腔的混合配比装置，所述混合配比装置的混气腔分别与隔离气幕结构和前端进气结构、后端进气结构的每区支管道上相对应；

所述混合配比装置每个混气腔的进气口分别连接有氧气输送管道和氮气输送管道，所述氧气输送管道和氮气输送管道上分别设有质量流量计。

作为本发明的进一步优化方案，所述气体检测结构包括氧分析仪、分别设在炉体内部N+2区、N+3区并与氧分析仪相连接的检测位点取样管道、设于检测位点取样管道上和氧分析仪之间的检测位点电磁阀、设于氧分析仪排气端的抽气泵。

作为本发明的进一步优化方案，所述N＞1。

作为本发明的进一步优化方案，出风方向为垂直式具体为，所述前端上进气通路、后端上进气通路的出风方向垂直向下，所述前端下进气通路的出风方向垂直向上；

所述前端上进气通路、前端下进气通路、后端上进气通路包括第一进气罩、与第一进气罩相连接的第一输送支管道，其中第一进气罩的出风端均匀开设有第二气孔。

作为本发明的进一步优化方案，出风方向为倾斜式具体为，位于炉体内部N+2区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路出风方向倾斜向着进料口方向，位于炉体内部N+3区的前端下进气通路和后端上进气通路出风方向倾斜向着出料口方向，位于炉体内部N区、N+1区的前端上进气通路的出风方向垂直向下，位于炉体内部N+5区的前端下进气通路的出风方向垂直向上；

所述前端上进气通路、前端下进气通路、后端上进气通路包括第二进气罩、与第二进气罩相连接的第二输送支管道、通过连接轴转动连接在第二进气罩内部的转动轴体、开设在转动轴体上的Y型气体通道、若干个均匀分布在Y型气体通道竖向通道底部的第三气孔。

作为本发明的进一步优化方案，所述出风方向倾斜角度为30-60°。

一种新型网带式气氛氧化炉的使用方法，具体步骤包括：

步骤一：步骤一：依据于需要氧化的产品的表面氧化参数，通过控制电脑设定隔离气幕结构和前端进气结构、后端进气结构的每区支管道输送的气体的氮气和氧气的比例参数以及炉体内部的氧气含量值，通过控制电脑控制气体输送结构输送入气体，并通过前端进气结构、后端进气结构将气体输送入炉体内部，炉体内部气体通过气体检测结构进行检测炉体内部氧气含量值，当达到运行状态进行下一步骤；

步骤二：向炉体内部输送需要氧化的产品进行氧化处理，氧化处理过程中，通过气体检测结构实时监测炉体内部氧气含量值，通过控制电脑计算每个区域所需氧气含量值并将此区域氧气含量值进行对应设置。

作为本发明的进一步优化方案，在步骤一中，所述运行状态为炉体内部氧气含量值≤10ppm，在步骤一和二中，设定的炉体内部的氧气含量值与检测的炉体内部的氧气含量值之间的差值在±1％。

本发明的有益效果在于：

1)本发明可通过气体检测结构实时检测炉体内部气体氛围环境并将检测数据传输至控制电脑，所述控制电脑根据检测数据控制气体输送以保持或调整炉体内部气体氛围环境，产品依次进行加热、冷却处理后获得氧化处理的产品；

2)本发明通过在位于炉体内部N+2区、N+3区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路相互错位设置，其气流风向相互错开，当上、下进气压力相同时，气流无法相互干扰，并形成一道空气隔离墙，气流无法穿透时候就会反向流动，从而令气流形成S型流通路径，前后存在多个隔离时就会形成独立保护隔断以便于单独根据此隔断区域所需氧气含量值将此区域氧气含量值进行对应设置，实现精准控制氧气含量值，从而提高氧化产品的合格率；

3)本发明通过位于炉体内部N+2区、N+3区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路相互错位设置，且出风方向为倾斜式，气体流动的时候在位于炉体内部N+2区、N+3区的前端下进气通路和后端上进气通路之间相较于其左右相邻位置的流动路径起伏坡度较为平缓，氧气可以和铜箔进行反应，从而更进一步地提高产品合格率；

4)本发明中通过外部伺服电机与连接轴相连接以驱动连接轴转动，实现调整出风方向倾斜角度，结构简单，便于调节，其中，Y型气体通道是便于进气而设置，其上端开口直径大，当转动轴体转动为倾斜状态后也便于气体通过Y型气体通道向下输送，给使用提供便利。

附图说明

图1是本发明的整体结构的正面示意图。

图2是本发明的隔离结构的正面剖视图。

图3是本发明的上进气盒的俯剖图。

图4是本发明的上进气盒的俯剖图。

图5是本发明的整体结构的背面示意图。

图6是本发明的实施例1的炉体内的气体流动示意图。

图7是本发明的整体结构的俯视角示意图。

图8是本发明的炉体的侧面剖视图。

图9是本发明的实施例2的炉体内的气体流动示意图。

图10是本发明的进气罩、Y型气体通道的正面剖视图。

图11是本发明的未氧化处理铜箔、合格氧化产品和不合格氧化产品的对照图。

图中：1、炉体；2、机架；3、炉管；4、隔离气幕结构；41、上进气盒；42、下进气盒；43、上进气管道；44、下进气管道；45、第一气孔；46、气路分隔片；5、前端进气结构；51、前端上进气通路；52、前端下进气通路；6、后端进气结构；61、后端上进气通路；7、气体流量计；8、混合配比装置；9、控制电脑；10、质量流量计；11、检测位点取样管道；12、检测位点电磁阀；13、抽气泵；14、氧分析仪；15、冷却进气通路；16、热电偶；511、第二进气罩；512、转动轴体；513、Y型气体通道；514、第三气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

如图1-8所示，一种新型网带式气氛氧化炉，包括设于机架2上的控制电脑9和

炉体1，所述炉体1前后两端的炉管3内部均设有用于隔绝炉体1内外部气氛环境、温度的隔离气幕结构4，所述炉体1内部设有加热区，所述炉体1内部加热区通过前端进气结构5、后端进气结构6进行输入气体，所述炉体1内部设有气体检测结构；

所述炉体1内部从进料端至出料端依次划分为若干个区；

所述前端进气结构5包括两个依次分布在炉体1内部N区、N+1区的前端上进气通路、四个依次分布在炉体1内部N+2区、N+3区、N+4区、N+5区的前端下进气通路；

所述后端进气结构6包括三个依次分布在炉体1内部N+2区、N+3区、N+4区的后端上进气通路；

位于炉体1内部N+2区、N+3区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路相互错位设置以令该区域内的气流形成S型流通路径，其出风方向为垂直式或倾斜式；

所述隔离气幕结构4和前端进气结构5、后端进气结构6的每区支管道与气体输送结构相连接；

所述气体检测结构实时检测炉体1内部气体氛围环境并将检测数据传输至控制电脑9，所述控制电脑9根据检测数据控制气体输送结构进行气体输送。

需要说明的是，在本实施例中，还包括输送结构，所述输送结构包括上料台和下料台、贯穿炉管3和炉体1的网带输送结构；

在炉体1内部的加热区输出方向上还设有冷却区，所述炉体1内部N+9区设有冷却进气通路；

在炉体1内部的加热区还设有温度检测结构；

所述温度检测结构包括若干个均匀分散在炉管3两侧的热电偶16。

优选的，所述隔离气幕结构4包括设于炉管3顶壁的上进气盒41、设于炉管3底壁的下进气盒42、分别与上进气盒41和上进气盒41相连接的上进气管道43和下进气管道44、若干个均匀分布在上进气盒41底部和下进气盒42顶部的第一气孔45、若干个竖直且平行设置在炉管3内壁内的气路分隔片46，所述气路分隔片46底部与炉管3内底壁之间留有产品输送通道。

优选的，所述气体输送结构包括设于隔离气幕结构4和前端进气结构5、后端进气结构6的每区支管道上的气体流量计7；

所述气体流量计7进气口端设有带有多个混气腔的混合配比装置8，所述混合配比装置8的混气腔分别与隔离气幕结构4和前端进气结构5、后端进气结构6的每区支管道上相对应；

所述混合配比装置8每个混气腔的进气口分别连接有氧气输送管道和氮气输送管道，所述氧气输送管道和氮气输送管道上分别设有质量流量计。

优选的，所述气体检测结构包括氧分析仪、分别设在炉体1内部N+2区、N+3区并与氧分析仪相连接的检测位点取样管道、设于检测位点取样管道上和氧分析仪之间的检测位点电磁阀、设于氧分析仪排气端的抽气泵。

优选的，当N＝3时，位于炉体1内部五区、六区、七区的前端下进气通路52和后端上进气通路61相互错位设置以令该区域内的气流形成S型流通路径，其出风方向为垂直式。

气流形成S型流通路径的原理为，位于炉体1内部五区、六区、七区的前端下进气通路52和后端上进气通路61相互错位设置，其气流风向相互错开，当上、下进气压力相同时，气流无法相互干扰，并形成一道空气隔离墙，气流无法穿透时候就会反向流动。

那么前后存在多个隔离时就会形成独立保护隔断，当需要氧化的产品进入某一个隔断区域内时，可单独根据此隔断区域所需氧气含量值将此区域氧气含量值进行对应设置，并且此段氧气含量值与前后段的氧气含量值互不干涉。

优选的，出风方向为垂直式具体为，所述前端上进气通路51、后端上进气通路61的出风方向垂直向下，所述前端下进气通路52的出风方向垂直向上；

在本实施例中，所述前端上进气通路51、前端下进气通路52、后端上进气通路61包括第一进气罩、与第一进气罩相连接的第一输送支管道，其中第一进气罩的出风端均匀开设有第二气孔。

在实际使用中，以铜箔为例，采用进气处理、加热处理(600-800℃)、冷却处理，获得一批数量为2000个的加工产品，其中，合格产品数量为1895，合格率为94.75％，其中，氧化合格产品，表面颜色均匀，具体如图11所示。

一种新型网带式气氛氧化炉的使用方法，具体步骤包括：

步骤一：依据于需要氧化的产品的表面氧化参数，通过控制电脑9设定隔离气幕结构4和前端进气结构5、后端进气结构6的每区支管道输送的气体的氮气和氧气的比例参数以及炉体1内部的氧气含量值，开启氧气输送管道上的质量流量计10和氮气输送管道上的质量流量计10，从而使得氧气和氮气均输送至混合配比装置8的混气腔内，氧气在混合配比装置8的混气腔内与氮气混合后流经气体流量计7并通过前端进气结构5、后端进气结构6输送入炉体1内部，炉体1内部气体通过检测位点取样管道11、检测位点电磁阀12输送至氧分析仪14进行检测炉体1内部氧气含量值，当达到运行状态进行下一步骤；

步骤二：向炉体1内部输送需要氧化的产品进行氧化处理，氧化处理过程中，通过气体检测结构实时监测炉体1内部氧气含量值，通过控制电脑9计算每个区域所需氧气含量值并将此区域氧气含量值进行对应设置。

优选的，在步骤一中，所述运行状态为炉体1内部氧气含量值≤10ppm，在步骤一和二中，设定的炉体1内部的氧气含量值与检测的炉体1内部的氧气含量值之间的差值在±1％。

实施例2

如图9-10所示，一种新型网带式气氛氧化炉，在本实施例中，与实施例1的区别在于，位于炉体1内部五区、六区、七区的前端下进气通路52和后端上进气通路61相互错位设置以令该区域内的气流形成S型流通路径，其出风方向为倾斜式。

优选的，出风方向为倾斜式具体为，位于炉体1内部五区、七区的前端下进气通路52和后端上进气通路61出风方向倾斜向着进料口方向，位于炉体1内部六区的前端下进气通路52和后端上进气通路61出风方向倾斜向着出料口方向，位于炉体1内部三区、四区的前端上进气通路51的出风方向垂直向下，位于炉体1内部八区的前端下进气通路52的出风方向垂直向上；

进一步的，所述前端上进气通路51、前端下进气通路52、后端上进气通路61包括第二进气罩511、与第二进气罩511相连接的第二输送支管道、通过连接轴转动连接在第二进气罩511内部的转动轴体512、开设在转动轴体512上的Y型气体通道513、若干个均匀分布在Y型气体通道513竖向通道底部的第三气孔514，通过外部伺服电机与连接轴相连接以驱动连接轴转动，实现调整出风方向倾斜角度，Y型气体通道513是便于进气而设置，其上端开口直径大，当转动轴体512转动为倾斜状态后也便于气体通过Y型气体通道513向下输送。

如图8所示，气体流动的时候在位于炉体1内部五区、六区的前端下进气通路52和后端上进气通路61之间相较于其左右相邻位置的流动路径起伏坡度较为平缓，氧气可以和铜箔进行反应，提高产品合格率。

进一步的，所述出风方向倾斜角度为30-60°。

在实际使用中，与实施例1以相同材料的铜箔为例，采用同样的进气处理、加热处理(600-800℃)、冷却处理，获得一批数量为2000个的加工产品，其中，合格产品数量为1973，合格率为98.65％，其中，氧化合格产品，表面颜色均匀，具体如图11所示。

对比例1

与实施例1的区别在于，在本对比例中，在炉体1内部五区至八区均采用如图5所示的前端上进气通路51、后端上进气通路61的上进气位点分布方式，其余均与实施例1保持一致。

在实际使用中，与实施例1以相同材料的铜箔为例，采用同样的进气处理、加热处理(600-800℃)、冷却处理，获得一批数量为2000个的加工产品，其中，合格产品数量为1623，合格率为81.15％，其中，氧化合格产品，表面颜色均匀，具体如图11所示。

对比例2

与实施例1的区别在于，在本对比例中，在炉体1内部五区至八区均采用如图5所示的前端下进气通路52的下进气位点分布方式，其余均与实施例1保持一致。

在实际使用中，与实施例1以相同材料的铜箔为例，采用同样的进气处理、加热处理(600-800℃)、冷却处理，获得一批数量为2000个的加工产品，其中，合格产品数量为1619，合格率为80.95％，其中，氧化合格产品，表面颜色均匀，具体如图11所示。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：包括设于机架(2)上的控制电脑(9)和

炉体(1)，所述炉体(1)前后两端的炉管(3)内部均设有用于隔绝炉体(1)内外部气氛环境、温度的隔离气幕结构(4)，所述炉体(1)内部加热区通过前端进气结构(5)、后端进气结构(6)进行输入气体，所述炉体(1)内部设有气体检测结构；

所述炉体(1)内部从进料端至出料端依次划分为若干个区；

所述前端进气结构(5)包括两个依次分布在炉体(1)内部N区、N+1区的前端上进气通路、四个依次分布在炉体(1)内部N+2区、N+3区、N+4区、N+5区的前端下进气通路；

所述后端进气结构(6)包括三个依次分布在炉体(1)内部N+2区、N+3区、N+4区的后端上进气通路；

位于炉体(1)内部N+2区、N+3区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路相互错位设置以令该区域内的气流形成S型流通路径，其出风方向为垂直式或倾斜式；

所述隔离气幕结构(4)和前端进气结构(5)、后端进气结构(6)的每区支管道与气体输送结构相连接；

所述气体检测结构实时检测炉体(1)内部气体氛围环境并将检测数据传输至控制电脑(9)，所述控制电脑(9)根据检测数据控制气体输送结构进行气体输送。

2.根据权利要求1所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：所述隔离气幕结构(4)包括分别设于炉管(3)顶壁和底壁的上进气盒和下进气盒、分别与上进气盒和上进气盒相连接的上进气管道和下进气管道、若干个均匀分布在上进气盒底部和下进气盒顶部的第一气孔、若干个竖直且平行设置在炉管(3)内壁内的气路分隔片，所述气路分隔片底部与炉管(3)内底壁之间留有产品输送通道。

3.根据权利要求1所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：所述气体输送结构包括设于隔离气幕结构(4)和前端进气结构(5)、后端进气结构(6)的每区支管道上的气体流量计(7)；

所述气体流量计(7)进气口端设有带有多个混气腔的混合配比装置(8)，所述混合配比装置(8)的混气腔分别与隔离气幕结构(4)和前端进气结构(5)、后端进气结构(6)的每区支管道上相对应；

所述混合配比装置(8)每个混气腔的进气口分别连接有氧气输送管道和氮气输送管道，所述氧气输送管道和氮气输送管道上分别设有质量流量计。

4.根据权利要求1所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：所述气体检测结构包括氧分析仪、分别设在炉体(1)内部N+2区、N+3区并与氧分析仪相连接的检测位点取样管道、设于检测位点取样管道上和氧分析仪之间的检测位点电磁阀、设于氧分析仪排气端的抽气泵。

5.根据权利要求4所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：所述N＞1。

6.根据权利要求1所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：出风方向为垂直式具体为，所述前端上进气通路、后端上进气通路的出风方向垂直向下，所述前端下进气通路的出风方向垂直向上；

所述前端上进气通路、前端下进气通路、后端上进气通路包括第一进气罩、与第一进气罩相连接的第一输送支管道，其中第一进气罩的出风端均匀开设有第二气孔。

7.根据权利要求1所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：出风方向为倾斜式具体为，位于炉体(1)内部N+2区、N+4区的前端下进气通路和后端上进气通路出风方向倾斜向着进料口方向，位于炉体(1)内部N+3区的前端下进气通路和后端上进气通路出风方向倾斜向着出料口方向，位于炉体(1)内部N区、N+1区的前端上进气通路的出风方向垂直向下，位于炉体(1)内部N+5区的前端下进气通路的出风方向垂直向上；

所述前端上进气通路、前端下进气通路、后端上进气通路包括第二进气罩(511)、与第二进气罩(511)相连接的第二输送支管道、通过连接轴转动连接在第二进气罩(511)内部的转动轴体(512)、开设在转动轴体(512)上的Y型气体通道(513)、若干个均匀分布在Y型气体通道(513)竖向通道底部的第三气孔(514)。

8.根据权利要求7所述的一种新型网带式气氛氧化炉，其特征在于：所述出风方向倾斜角度为30-60°。

9.一种如权利要求1-8任一所述的新型网带式气氛氧化炉的使用方法，其特征在于：具体步骤包括：

步骤一：依据于需要氧化的产品的表面氧化参数，通过控制电脑(9)设定隔离气幕结构(4)和前端进气结构(5)、后端进气结构(6)的每区支管道输送的气体的氮气和氧气的比例参数以及炉体(1)内部的氧气含量值，通过控制电脑(9)控制气体输送结构输送入气体，并通过前端进气结构(5)、后端进气结构(6)将气体输送入炉体(1)内部，炉体(1)内部气体通过气体检测结构进行检测炉体(1)内部氧气含量值，当达到运行状态进行下一步骤；

步骤二：向炉体(1)内部输送需要氧化的产品进行氧化处理，氧化处理过程中，通过气体检测结构实时监测炉体(1)内部氧气含量值，通过控制电脑(9)计算每个区域所需氧气含量值并将此区域氧气含量值进行对应设置。

10.根据权利要求1所述的一种新型网带式气氛氧化炉及其使用方法，其特征在于：在步骤一中，所述运行状态为炉体(1)内部氧气含量值≤10ppm，在步骤一和二中，设定的炉体(1)内部的氧气含量值与检测的炉体(1)内部的氧气含量值之间的差值在±1％。