CN202254832U - 微波窑炉及炉衬 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种用于微波窑炉的炉衬，包括保温层(130)和由耐火砖所围成的耐火层(120)，所述耐火砖包括底板(122)、顶板(121)、连接所述底板(122)和顶板(121)的侧板(123，124)，所述底板(122)、顶板(121)和侧板(123，124)为一体式结构。本实用新型提供的微波窑炉由于其炉衬中的顶板、底板和侧板为一体式结构。当组装微波窑炉时，只需将相邻的耐火砖首尾相连即可，其组装过程比较方便。本实用新型实施例还公开了一种使用上述炉衬的微波窑炉。

Description

微波窑炉及炉衬

技术领域

本实用新型涉及一种窑炉，更具体地说，涉及一种微波窑炉。

背景技术

工业窑炉是工业生产的基础设备，同时又是能源消耗大户，因此降低工业窑炉的能耗具有重大意义。

传统的工业窑炉采用煤、油和天然气作能源来保持窑炉的内部温度，但是由于采用上述物质作为能源，窑炉温度控制精度差，燃烧排放物多，污染环境而被电炉逐渐替代，特别是在烧制一些质量要求较高的产品时尤其需要使用电炉进行烧制，例如新材料、新能源等产品。现有的工业电炉一般采用电阻丝、硅碳棒、硅钼棒、钼丝、石墨等作为发热元件。上述发热元件工作时，首先对整个炉膛进行辐射加热，待炉膛内部温度升高后，然后通过热辐射和热传导对产品由外向内进行加热。由于产品烧制过程中内外温度梯度大，产品的均匀性不好，容易产生开裂、未烧透等质量问题。另外，发热元件本身温度高，并且受窑内气氛的侵蚀，容易损坏。

现有的窑炉内设置的炉衬包括保温层和由耐火砖围成的耐火层，其中，耐火砖结构单一，需要由耐火砖分别围城耐火层的顶部、底部和两侧部，其组装过程相对较为繁琐。

因此，如何研究出一种便于组装的炉衬及窑炉，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种微波窑炉及炉衬，以实现方便组装的目的。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于微波窑炉的炉衬，包括保温层和由耐火砖所围成的耐火层，所述耐火砖包括底板、顶板、连接所述底板和顶板的侧板，所述底板、顶板和侧板为一体式结构。

优选的，在上述用于微波窑炉的炉衬中，所述顶板的长度范围为0.3～1.5米。

优选的，在上述用于微波窑炉的炉衬中，所述顶板的长度为1米。

一种微波窑炉，包括炉体，所述炉体包括壳体和炉衬，所述炉衬设置在所述壳体的内部，所述炉衬内部空间形成炉膛；所述炉衬包括保温层和由耐火砖所围成的耐火层，所述耐火砖包括底板、顶板、连接所述底板和顶板的侧板，所述底板、顶板和侧板为一体式结构。

优选的，在上述微波窑炉中，所述耐火层的底部还设置有炉膛支撑架。

优选的，在上述微波窑炉中，所述炉膛支撑架与所述耐火层相接触处设置有定位凸起。

优选的，在上述微波窑炉中，所述炉膛支撑架为SUS310S钢材支撑架或SUS314钢材支撑架。

优选的，在上述微波窑炉中，所述保温层为保温棉层。

优选的，在上述微波窑炉中，所述保温棉层为高温纤维硅酸铝纤维棉层。

本实用新型提供的微波窑炉由于其耐火层是由耐火砖组装而成，且该耐火砖的顶板、底板和侧板为一体式结构。当需要组装微波窑炉时，只需将相邻的耐火砖首尾相连即可，而不用将耐火砖分别组装成耐火层的顶部、底部和两侧部，其组装过程比较方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的微波窑炉结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的炉体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的炉衬的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的炉膛支撑架的结构示意图；

其中，1为炉体，110为壳体，120为耐火层，121为顶板，122为底板，123为侧板，124为侧板，130为保温层，140为炉膛支撑架，141为定位凸起，2为磁控管，3为热电偶，4为密封门，5为推杆，6为密封门，7为推杆，9为滚筒架，10为推板，11为密封门，12为推杆，13为密封门，14为推杆，15为横推架。

具体实施方式

由背景技术部分描述可知传统的电炉中的发热元件工作时，首先对整个炉膛进行辐射加热，待炉膛内部温升高后，然后通过热辐射和热传导对产品由外向内进行加热。由于产品烧制过程中内外温度梯度大，产品的均匀性不好，容易产生开裂、未烧透等质量问题。另外，发热元件本身温度高，并且受窑内气氛的侵蚀，容易损坏。

为此，实用新型人研究出一种采用微波加热方式的窑炉，微波加热利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。微波加热时，内外同时进行加热，可实现产品大区域的零梯度均匀加热，使材料内部热应力减少，从而减少开裂、变形倾向。同时由于微波能被材料直接吸收而转化为热能，所以，能量利用率极高，比常规烧结节能80％左右。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种微波窑炉，该窑炉包括炉体1、密封门、物料推动系统(图中未标注)和电控系统(图中未标注)，其中，炉体1包括壳体110和炉衬，该炉衬包括保温层和由耐火砖所围成的耐火层120，炉衬设置在壳体110的内部，炉衬内部空间形成炉膛；密封门设置在壳体110上；物料推动系统设置在炉膛底部；电控系统用于控制炉膛的内部温度；壳体110上设置有磁控管2，该磁控管2与电控系统电连接。本实用新型实施例中炉体上还可以设置支架，该支架设置在壳体上。

磁控管2在工作过程中发射微波，并对产品进行烧结，上述结构的窑炉与传统的窑炉相比采用微波进行烧结，而微波烧结主要是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料的介质损耗使其材料整体加热至烧结温度而实现结构的致密化。由于上述加热方式产品的内外同时加热，可实现材料中大区域的零梯度均匀加热，使材料内部热应力减少，从而减少开裂、变形倾向，提高了烧制产品的质量。同时由于微波能被材料直接吸收而转化为热能，所以，能量利用率极高，降低了烧制过程中的能耗。

本实用新型实施例中为了进一步缩短烧制时间，上述磁控管2发射的微波频率范围为500～3000MHz。优选的，磁控管2发射的微波频率为915MHz或2450MHz。炉膛为隧道式炉膛，整个炉体1的壳体部分可以由单个壳体110组成，或者多个壳体110相互衔接组合而成，壳体110内部均设置有炉衬，该炉衬具有耐火和隔热功能。

当采用微波烧结的加热方式时，由于传统的炉衬的耐火层的顶部、底部和两侧部组装而成，因此，其组装过程比较复杂。

为了方便组装炉衬，本实用新型实施例中的炉衬和现有技术中的炉衬相比，如图3所示，该炉衬包括保温层130和耐火层120，其中，耐火层120是由耐火砖首尾相接组装而成，该耐火砖包括顶板121、底板122、侧板123和侧板124，侧板123和侧板124连接顶板121和底板122，其中，顶板121、底板122、侧板123和侧板124为一体式结构。上述耐火砖的尺寸根据不同的窑炉的尺寸需求进行相关设置，其中顶板121的长度范围为：0.3米～1.5米，顶板121的长度优选的为1米，采用该尺寸的顶板121，不仅可以有效地减小多个耐火砖拼接在一起时产生缝隙的数量，而且加工起来比较方便。

为了减小炉衬吸收微波量，在本实用新型实施例中炉衬中碱性金属氧化物的含量低于0.5Wt％，特别是炉衬中Fe₂O₃的含量低于0.3Wt％，锆金属氧化物含量低于0.3Wt％，通过限制炉衬中碱性金属氧化物、Fe₂O₃和锆金属氧化物的含量减小炉衬吸收的微波量。

为了支撑耐火层120、防止耐火层120变形，耐火层120的底部还设置有炉膛支撑架140。该炉膛支撑架140为钢制炉膛支撑架140，由于钢材不吸收微波，从而可以减小微波的损失。该炉膛支撑架140可以为采用SUS310S钢材支撑架或SUS314钢材支撑架。钢材的强度大，仅需少量钢材制成的骨架即可达到稳定支承炉膛的目的。为达到较好的稳定效果，在炉膛支撑架140的顶部(与耐火层120相接触的部位)设置有定位凸起141，如图4所示，在耐火层120底部对应部分做成凹进形状，耐火层120放置在炉膛支撑架140能保持固定的位置。为使钢制骨架导热减少，必须在保证支承强度的情况下尽量减少钢材数量。

为了达到保温效果上述保温层130可以为保温棉层，达到保温而又透过微波的效果。当为保温棉层时一般选用耐高温硅酸铝纤维棉层。

采用本炉衬的窑炉一方面减少对微波的吸收，另一方面减少砌炉的工作量。本实用新型实施例中的连续工作的微波高温烧结推板窑炉，推动推板10上的物料进入炉膛内部是在物料推动系统作用下实现的，该物料推动系统包括轨道、推板10、推杆和推杆控制器，其中，轨道贯穿炉膛；轨道的入料口处设置有推杆，并可推动置于轨道上的推板10移动；推杆控制器与推杆电连接。

位于炉体1内部的轨道与位于炉体1外部的轨道围成“回”字型，该轨道由横推架15和滚筒架9组成。为了描述方便，位于炉体1内部的轨道为第一轨道，位于第一轨道两侧的轨道分别为第二轨道和第三轨道，其中，第二轨道位于炉体1的出料口处，第三轨道位于炉体1的进料口处，与第一轨道相对的轨道为第四轨道。第二轨道和第三轨道上还设置有横推架15，该横推架15的两端分别设置有一个推杆，实现推板10在轨道上的换向。

为了维持横推架15内的温度，横推架15的进料口和出料口均设置有密封门，当推杆动作时，与之相对应的密封门动作。物料推动系统中的推杆可为电动推杆、气动推杆或液压推杆。

上述物料推动系统推料过程具体为：

密封门4打开，推杆5将轨道上的推板10向左推进炉体1，推杆5后退，密封门4关闭；

密封门13打开，推杆14将轨道上的推板10向下推进，推杆14后退，密封门13关闭；

密封门11打开，推杆12将轨道上的推板10向右推进，推杆12后退，密封门11关闭；

密封门6打开，推杆7将轨道上的推板10向上推进，推杆7后退，密封门6关闭。由此实现炉体1物料的连续供给和推出，以上推料过程仅为举例，还有其它的推料程序也可实现推料过程的自动循环，而不会引起微波泄漏或炉内气氛破坏。

上述推料过程中密封门的开启或关闭，推杆推进或后退可手动控制，还可自动控制还可以进行手动自动的切换动作，采用自动控制时，由推杆控制器进行相应的控制，所有轨道上均设置有程控开关，以第一轨道进行详细描述，第一轨道的出料口处设置有第一程控开关。

具体控制过程为：

推杆控制器接收预设命令，并向密封门4发送开启指令；

密封门4接收开启指令，并执行开启动作，待完全开启后，向推杆控制器反馈已开启信号；

推杆控制器接收上述信号，并向推杆5发送推进指令；

推杆5接收推进指令，并执行推进动作，当推杆5达到炉体1内部预设位置时，程控开关动作，并将该信号反馈给推杆控制器；

推杆控制器接收上述信号，并向推杆5发送后退指令，当推杆到达炉体1外部预设位置时，程控开关动作，并将该信号反馈给推杆控制器；

推杆控制器接收上述信号，并向推杆5发送关闭指令；

推杆5接收关闭指令，并执行关闭动作。

为了使得控制过程更加精确上述控制过程中还设置有报警器，当推杆5到达预设位置时，报警器进行报警，以提醒工作人员。

在本实用新型实施例中，电控系统包括测温仪器和温度控制器，温度控制器将接收到测温仪器检测到的温度信号与预设值比较后得到比较值，并根据该比较值控制磁控管2的开启或关闭。上述测温仪器为热电偶3或红外线测温仪。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于微波窑炉的炉衬，包括保温层(130)和由耐火砖所围成的耐火层(120)，其特征在于，所述耐火砖包括底板(122)、顶板(121)、连接所述底板(122)和顶板(121)的侧板(123，124)，所述底板(122)、顶板(121)和侧板(123，124)为一体式结构。

2.如权利要求1所述的用于微波窑炉的炉衬，其特征在于，所述顶板(121)的长度范围为0.3～1.5米。

3.如权利要求1所述的用于微波窑炉的炉衬，其特征在于，所述顶板(121)的长度为1米。

4.一种微波窑炉，包括炉体(1)，所述炉体(1)包括壳体(110)和炉衬，所述炉衬设置在所述壳体(110)的内部，所述炉衬内部空间形成炉膛；所述炉衬包括保温层(130)和由耐火砖所围成的耐火层(120)，其特征在于，所述耐火砖包括底板(122)、顶板(121)、连接所述底板(122)和顶板(121)的侧板(123，124)，所述底板(122)、顶板(121)和侧板(123，124)为一体式结构。

5.如权利要求4所述的微波窑炉，其特征在于，所述耐火层(120)的底部还设置有炉膛支撑架(140)。

6.如权利要求5所述的微波窑炉，其特征在于，所述炉膛支撑架(140)与所述耐火层(120)相接触处设置有定位凸起(141)。

7.如权利要求5所述的微波窑炉，其特征在于，所述炉膛支撑架(140)为SUS310S钢材支撑架或SUS314钢材支撑架。

8.如权利要求4所述的微波窑炉，其特征在于，所述保温层(130)为保温棉层。

9.如权利要求8所述的微波窑炉，其特征在于，所述保温棉层为高温纤维硅酸铝纤维棉层。 

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