CN205119811U - 一种透析式烧结炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种简单易行、可保证烧结炉体内物料与气氛充分接触的一种透析式烧结炉，以克服现有设备中物料与气氛接触差别大引起的品质差别的弊端。包括烧结炉炉体，烧结炉炉体内的炉膛分布有带有通气孔的刚玉板，炉膛上连接有进气接口，炉膛内的进气口连接有扩散盘。与传统烧结炉相比，本实用新型具有以下优点。1.炉膛结构，解决了传统烧结炉的死角问题；2通过在进气口内侧增加扩散盘，避免了直接进入导致的温度梯度变化，有利于炉体内的气体扩散和杂质气体的排除；3.匀分布有刚玉板的设计一方面解决了自上而下的透气性问题；4.进下出的管路设计一方面有利于保证上部与物料接触氛围，另一方面有利于烧结气体的防倒吸，下腔体还起到了缓冲的作用。

Description

一种透析式烧结炉

技术领域

本实用新型涉及一种烧结炉，具体涉及一种可实现透析烧结的烧结炉结构。

背景技术

烧结作为粉体材料合成的常用工艺过程，高温烧结炉被广泛的应用在新材料加工合成的各种领域。烧结的过程多是混合好的粉末或固体材料在适当的环境或气氛中受热，通过一系列物理及化学变化，使颗粒发生融化分解等一系列变化，然后在指定的温度区域内融合在一起，并且目标产物的强度和密度迅速增加，使各种物理性能和力学性能得到改善。目前国内外采用的烧结炉主要是传统的电阻式管式加热烧结炉和框式马弗炉。

传统的加热烧结炉包括炉体外壳、保温层、加热体和炉膛等，电流通过加热体时，由加热体本身具有的电阻产生热量，利用发热体热量的辐射和传导，加热炉膛内的被烧结固体材料。为避免热量损失，炉膛和炉体外壳之间有很厚的保温层，以保证热量集中在炉膛内部。但是该种设计仅仅能维持温度在一定范围内的稳定，无法满足烧结的另一个重要因素——气氛的要求。因为对于气氛比较敏感的材料在高温下需要完全纯度的指定气氛氛围，例如：磷酸铁锂材料烧结过程中的氮气氛围，镍钴锰酸锂材料烧结合成中的氧气氛围等等。这样在需要特定气氛保护高温处理过程中，势必无法保证烧结炉体内的气氛纯度；同时，粉体材料在烧结过程中多是以坩埚、瓷舟等器皿进行装载，这种器皿无论大小如何，多存在较高的器壁，这对物料与材料的充分接触增添了较大难度，尤其是器皿内底层物料，与氛围气氛几乎断绝接触，没有接触的机会，所以材料的合成品质收到了严重制约，目前即便是在成熟的隧道窑炉等设备中，布料厚度也是影响材料合成品质的重要影响参数，所以探究一种可以实现物料与氛围充分接触的烧结炉显得格外重要。

发明内容

为了提供一种简单易行、可保证烧结炉体内物料与气氛充分接触的炉体结构，以克服现有设备中物料与气氛接触差别大引起的品质差别的弊端。本实用新型采用如下技术方案。

一种透析式烧结炉，包括烧结炉炉体，烧结炉炉体内的炉膛分布有带有通气孔的刚玉板，炉膛上连接有进气接口，炉膛内的进气口连接有扩散盘。

根据所述的透析式烧结炉，所述的炉膛为球形炉膛，烧结炉炉体包括铰接在一起的炉盖和炉座，炉盖、炉座上下分布，炉盖上设置有进气口，炉座带有出气口，扩散盘为一与炉体同圆心的球面结构。

根据所述的透析式烧结炉，所述的扩散盘表面的透气孔均匀分布，扩散盘对应圆心角为10°-30°，扩散盘中轴线位于竖直方向且经过炉膛中心，出气口还通过防回吸单向阀外接真空泵。

根据所述的透析式烧结炉，所述的炉座上安装有刚玉板，刚玉板上表面分布有多个椎体，椎体上带有多个通气孔，通气孔贯穿刚玉板。

根据所述的透析式烧结炉，所述的刚玉板上的椎体均匀分布，刚玉板上方还安装有刚玉覆盖板，刚玉覆盖板上带有多个椎体，椎体同样具有多个贯通式通气孔。

根据所述的透析式烧结炉，所述的刚玉覆盖板还带有定位凸环，刚玉板上带有相配合的凸环，刚玉板、刚玉覆盖板的通气孔均匀分布在椎体表面。

与传统烧结炉相比，本发明具有以下优点。

1.炉膛结构，解决了传统烧结炉的死角问题，并且增加了烧结炉气密性，更有利于烧结条件下氛围的均匀和稳定；2通过在进气口内侧增加扩散盘，使得进气口的气体不直接与物料接触，避免了直接进入导致的温度梯度变化，同时扩散盘与球体炉膛为同心结构，有利于炉体内的气体扩散和杂质气体的排除；3.匀分布有刚玉板的设计一方面解决了自上而下的透气性问题，同时在平板的底部平面上无空隙又不会洒落物料，保证了物料附着在凹凸刚玉板上的透析式烧结；4.进下出的管路设计一方面有利于保证上部与物料接触氛围，另一方面有利于烧结气体的防倒吸，下腔体还起到了缓冲的作用。

附图说明

图1为本实用新型未装覆盖板的主视图。

图2为本实用新型未装覆盖板的俯视图。

图3为本实用新型未装覆盖板的左视图。

图4为图1中B部分局部放大图。

图5为刚玉覆盖板的截面结构示意图。

附图中：1、炉膛；2、进气口；3、出气口；4、扩散盘；5、刚玉板；6、锥体；7、铰链；8、通气孔；9、定位凸环。

具体实施方式

实施例

本装置为一种透析烧结的烧结炉体，烧结炉炉体为正方体外形，其内部为球形的炉膛1。炉体开关依靠炉盖与炉座之间的铰链7实现连接。球形的炉膛1的顶部设有进气口2，炉座底部设有出气口3。

如图3所示，进气口2在炉膛1内侧的距离内壁1/8-1/6半径距离处安装有一个扩散盘4，扩散盘4与炉膛1为同心结构，即扩散盘4中轴线经过炉膛1圆心。扩散盘4为与炉体同圆心的圆形球面结构，扩散盘对应圆心角A为10°-30°。扩散盘4表面均匀分布有与进气口2相通的透气孔。炉体的出气口3一端设有防回吸单片阀，可在连接抽真空管道及设备时起到防倒吸效果。

炉体的中部安装刚玉板5，在刚玉板5的圆周外侧设有凸环，是为了与上层的刚玉覆盖板的定位凸环9配合而设计。刚玉板5表面为规则排列的锥体6，锥体6侧面均匀分布有斜向角度通气孔8，为上部炉膛1气氛提供了透析通道。刚玉板5的平底部分无任何空洞。刚玉板5上方还安装有刚玉覆盖板，刚玉覆盖板上带有均匀分布的椎体6，椎体6同样具有贯通式通气孔8。

只有气体按照“覆盖刚玉板—物料—刚玉板”的路线才可以顺利排出，另外炉座的出气口3可以连接真空泵等外部排气设备，方便在主要反应阶段加大气体的透析速率，保证物料反应的完全。

本装置的使用方法如下所述。

首先，将镍钴锰酸锂反应物料均匀的倒在刚玉板5上，然后放置刚玉覆盖板。下两层的锥体6交错分布，由于挤压作用物料多分布于各锥体缝隙之间。将氧气瓶与在炉膛1顶部的进气口2相接，控制进气压力，使进入炉膛内气体经过扩散盘4均匀分布在炉膛1之中，预通半小时，充分排出杂质气体，然后开启炉体加热。调节进气压力使氧气通过通气孔8实现“刚玉覆盖板板—物料—刚玉板”的透析式氧气供给，最后经由出气口3排出。在500℃-650℃的主要反应阶段，经出气口3外接抽气机，加快氧气供给速率，保证氧化阶段的充分反应。最后待反应结束后，进气口2接压缩空气，大气流加速气体流动，加快物料冷却，实现物料的冷却时间可控。待物料冷却至室温后，停止供气，经铰链7打开炉盖，取出物料即完成烧结操作。

Claims (6)

1.一种透析式烧结炉，包括烧结炉炉体，其特征在于：烧结炉炉体内的炉膛（1）分布有带有通气孔的刚玉板（5），炉膛（1）上连接有进气接口，炉膛（1）内的进气口（2）连接有扩散盘（4）。

2.根据权利要求1所述的透析式烧结炉，其特征在于：所述的炉膛（1）为球形炉膛，烧结炉炉体包括铰接在一起的炉盖和炉座，炉盖、炉座上下分布，炉盖上设置有进气口（2），炉座带有出气口（3），扩散盘（4）为一与炉体同圆心的球面结构。

3.根据权利要求2所述的透析式烧结炉，其特征在于：所述的扩散盘（4）表面的透气孔均匀分布，扩散盘（4）对应圆心角为10°-30°，扩散盘（4）中轴线位于竖直方向且经过炉膛（1）中心，出气口（3）还通过防回吸单向阀外接真空泵。

4.根据权利要求2所述的透析式烧结炉，其特征在于：所述的炉座上安装有刚玉板（5），刚玉板（5）上表面分布有多个椎体（6），椎体（6）上带有多个通气孔（8），通气孔（8）贯穿刚玉板（5）。

5.根据权利要求4所述的透析式烧结炉，其特征在于：所述的刚玉板（5）上的椎体（6）均匀分布，刚玉板（5）上方还安装有刚玉覆盖板，刚玉覆盖板上带有多个椎体（6），椎体（6）同样具有多个贯通式通气孔（8）。

6.根据权利要求5所述的透析式烧结炉，其特征在于：所述的刚玉覆盖板还带有定位凸环（9），刚玉板（5）上带有相配合的凸环，刚玉板（5）、刚玉覆盖板的通气孔（8）均匀分布在椎体（6）表面。