CN208567515U - 一种工业烧结炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业烧结炉，包括外壳、顶盖、炉体和炉盖；所述外壳和顶盖内部均设置有冷却水循环空间，且外壳和顶盖上均设置有连通冷却水循环空间的进水口和出水口；所述炉体底部设置有由耐火材料制成的捣打层；所述炉体底部固定在捣打层上；所述炉体从外到内依次包括保温层、电绝缘层和直接用于工件烧结的炉膛组件；所述电绝缘层与炉膛组件之间设置有间隙，且电绝缘层上设置有监测所述间隙内温度的热电偶；所述炉盖从上到下依次设置有与炉体相同的保温层和电绝缘层。本方案所述工业烧结炉，解决了传统烧结炉的温度不易控制、热量利用率低，会有大量热量传递到外部环境中，不利于生产操作而影响工作效率的技术问题。

Description

一种工业烧结炉

技术领域

本实用新型属于工业烧结技术领域，具体涉及一种工业烧结炉。

背景技术

烧结炉被广泛用于陶瓷、冶金等领域。在低于加工物料熔点的高温下，陶瓷胚体或金属工件在烧结炉内被高温煅烧，形成一种具有特定几何形状、强度及其性能的产品，其使用价值较高。在烧结工艺中，影响烧结质量最关键的因素是烧结温度，因此精确控制烧结炉温度至关重要。

传统的烧结炉从外到内通常依次包括炉体外壳、保温层加热体和炉膛，当电流通过加热体时，加热体会产生高温热量；然后加热体先将热量采用热传导的方式对炉膛进行加热，然后炉膛在将热量以辐射的方式传递给炉膛内的工件材料，从而实现对工件的煅烧。

采用该种热量传递方式煅烧工件时，温度不易控制，因为当热电偶检测到炉膛内温度达到设定值时，而停止加热时，由于被加热体加热的炉膛温度过高，会持续对炉膛内工件进一步加热，导致温度变化范围较大；同时加热体的热量会向炉体外壳传递，虽然设置有保温层，但仍然有大量的热量传导至炉体外壳上，导致炉体外壳温度较高，辐射出大量热量并散失在生产环境中，导致热量利用率低下，且不利于工人操作，影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种工业烧结炉，设计全新的炉体结构，提高热量利用率并实现精确的温度控制，解决传统烧结炉的温度不易控制、热量利用率低，会有大量热量传递到外部环境中，不利于生产操作而影响工作效率的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种工业烧结炉，包括外壳、设置在外壳顶部开口上的顶盖、设置在外壳内部的炉体以及设置在炉体顶部开口上的炉盖；所述外壳和顶盖内部均设置有冷却水循环空间，且外壳和顶盖上均设置有连通冷却水循环空间的进水口和出水口；所述炉体底部设置有由耐火材料制成的捣打层；所述炉体底部固定在捣打层上；所述炉体从外到内依次包括保温层、电绝缘层和直接用于工件烧结的炉膛组件；所述电绝缘层与炉膛组件之间设置有间隙，且电绝缘层上设置有监测所述间隙内温度的热电偶；所述炉盖从上到下依次设置有与炉体相同的保温层和电绝缘层。本方案所述工业烧结炉，解决了传统烧结炉的温度不易控制、热量利用率低，会有大量热量传递到外部环境中，不利于生产操作而影响工作效率的技术问题。

进一步地，所述炉体的保温层从外到内、炉盖的保温层从上到下均依次包括硅酸铝纤维层和硬质石墨毡层。炉膛组件的热量同时会向外传导，两层保温层起到了良好的保温作用，从保温层传导出的热量被冷却水进一步吸收，保证了热量不会传递到生产环境中。

进一步地，所述电绝缘层的材质为绝热耐高温的岩棉板，价格便宜，且具有良好的保温效果，可防止发生触电事故，同时起到隔热的作用。

进一步地，所述捣打层为莫来石，其硬度较大，便于安装炉体和炉膛组件，同时具有良好的保温和那高温性能。

进一步地，所述炉膛组件包括耐热绝缘支撑体、由石墨加热体围成的炉膛以及石墨底座；所述耐热绝缘支撑体设置在捣打层上；所述炉膛设置在耐热绝缘支撑体上；所述石墨底座底部贯穿耐热绝缘支撑体与捣打层固定连接，顶部延伸至炉膛内底部。石墨加热体直接围成炉膛，直接对工件进行辐射加热，热量利用率高，且温度容易控制。

进一步地，所述炉盖包括钢板层，所述保温层和电绝缘层依次设置在钢板层底部，所述钢板层上设置有手柄，便于移动炉盖。

进一步地，所述炉盖上设置有观看炉膛内烧结情况的高温视窗玻璃。

进一步地，所述顶盖上设置摄像头和放大镜，所述放大镜可转动且高度可调节地设置在摄像头下方。具体的讲，操作人员可以通过旋转手柄，调节放大镜与摄像头之间的距离，实现不同的放大倍数，以便通过摄像头记录炉体内具体情况；也可通过转动手柄，将放大镜移开，摄像头拍摄时不使用放大镜放大功能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本方案所述的工业烧结炉，石墨加热体直接围成炉膛，对工件直接加热，热量利用率高，同时由于热电偶检测的是间隙中的温度，热电偶接近石墨加热体且间隙中无工件吸热，使得间隙中的温度不低于炉膛内的温度，因此通过控制间隙中温度，可保证炉膛内温度不会超过预设的最高温度，不会出现超高温烧结而影响产品质量的问题，使得炉膛内烧结温度控制精确，解决了传统烧结炉的温度不易控制、热量利用率低，会有大量热量传递到外部环境中，不利于生产操作而影响工作效率的技术问题。

2.本方案所述的工业烧结炉，外壳和顶盖上均设置有冷却水循环，石墨加热体向外传导的热量，被循环冷却水吸收，保证热量不传递至烧结炉的外部空间中，便于工作人员工作，同时吸热后的热水可做他用，大幅提高热利用率。

3.本方案所述的工业烧结炉，设置有摄像装置，摄像头和放大镜通过高温视窗玻璃实时拍摄炉膛内情况，便于工作人员进行过程监控。

4.本方案所述的工业烧结炉，其炉体和炉盖相匹配，均设置有相同的保温层和电绝缘层，盖合后形成一个密闭空间，保温效果好；另外，本方案所述工业烧结炉的结构简单，操作方便，自动实现温度控制，节约大量人力成本。

附图说明

图1是本实用新型工业烧结炉的结构示意图；

图2是本实用新型工业烧结炉炉体的结构示意图；

图3是本实用新型工业烧结炉炉盖的结构示意图。

图中标记为：1-外壳，2-顶盖，3-捣打层，4-炉盖，11-第一冷水循环空间，12-第一进水口，13-第一出水口，21-第二冷水循环空间，22-第二进水口，23-第二出水口，24-摄像头，25-放大镜，26-手柄，31-硅酸铝纤维层，32-硬质石墨毡层，33-电绝缘层，34-热电偶，35-石墨加热体，36-石墨底座，37-耐热绝缘支撑体，41-钢板层，42-把手，43-高温视窗玻璃。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图附图对本实用新型作详细说明。

实施例1

请参照图1～3所示，一种工业烧结炉，包括顶部开口的外壳1、设置在外壳1内部且顶部开口的炉体、盖合在炉体开口上的炉盖4、以及盖合在外壳1开口上的顶盖2。所述外壳1和顶盖2将炉体和炉盖4围在外壳1内部。

所述外壳1为两层钢板制成，且两层钢板之间设置有第一冷水循环空间11。所述外壳1上端相对设置有第一进水口12和第一出水口13，顶部两端相对设置有两个凸出部，每个凸出部上均设置有螺纹孔。

所述外壳1底部设置有由耐火材料制成的捣打层3，所述耐火材料优选为莫来石。由于莫来石具有耐高温、强度高、导热系数小、节能效果显著等特点，将其设置在外壳1底部，一方面起到保温隔热的作用，另一方面便于安装炉体。

所述炉体从外到内依次包括保温层、电绝缘层33和炉膛组件。

所述保温层从外到内依次包括硅酸铝纤维层31和硬质石墨毡层32。所述电绝缘层33、硬质石墨毡层32和硅酸铝纤维层31从内到外依次增高，后者与前者的高度差为前者的厚度。具体地讲，所述电绝缘层33的硬质石墨毡层32的高度差为电绝缘层33的厚度；所述硬质石墨毡层32和硅酸铝纤维层31的高度差为硬质石墨毡层32的厚度。

设置所述电绝缘层33的目的是将炉膛组件和保温层隔离，防止发生触电事故，同时起到隔热的作用，因此具有耐高温、绝缘和绝热性能的材料均可用作本方案所述电绝缘层33的材料。在本实施例中，所述电绝缘层33使用的材质是岩棉板。

所述电绝缘层33与炉膛组件之间设置有间隙，所述电绝缘层33上设置有监测间隙中温度的热电偶34。

所述炉膛组件包括耐热绝缘支撑体37、由石墨加热体35围成的炉膛以及石墨底座36。所述耐热绝缘支撑体37设置在捣打层3上；所述炉膛设置在耐热绝缘支撑体37上；所述石墨底座36底部贯穿耐热绝缘支撑体37与捣打层3固定连接，顶部延伸至炉膛内底部。所述石墨底座36与耐热绝缘支撑体37和石墨加热体35之间设置有间隔，使石墨底座36不通电。

所述石墨加热体35高度低于电绝缘层33高度，其高度差大于电绝缘层33厚度，使得炉盖4盖上后电绝缘层33与石墨加热体35之间有一定间隔。

所述耐热绝缘支撑体37的材质为硬质聚氨酯板。

所述炉盖4包括钢板层41；所述钢板层41底部从上到下依次设置有与所述保温层相匹配的硅酸铝纤维层31、硬质石墨毡层32和电绝缘层33，使得炉盖4将炉体开口密封盖合，并且炉盖4底部的电绝缘层33与石墨加热体35之间相隔一定距离；所述钢板层41顶部设置有把手42，便于安装炉盖4。

所述炉盖4中心包括设置有高温视窗玻璃43，便于工作人员观看炉体内情况。所述高温视窗玻璃43的材质优选为二氧化硅材料。

所述顶盖2通过螺栓活动连接在外壳1顶部；所述顶盖2内部设置有第二冷却水循环空间，所述顶盖2上设置有连通第二冷却水循环空间的第二进水口22和第二出水口23。

所述顶盖2上正对高温视窗玻璃43处设置有摄像头24，通过摄像头24记录炉体内具体情况。

所述顶盖2上还设置有延伸至外壳1内部的放大镜25，所述放大镜25通过旋转手柄26调放大镜25节高度和角度。具体的讲，操作人员可以通过旋转手柄26，调节放大镜25与摄像头24之间的距离，实现不同的放大倍数；也可通过转动手柄26，将放大镜25移开，摄像头24拍摄时不使用放大镜25放大功能。

为了实现超高温自动预警和温度控制，所述石墨加热体35均与一PLC控制器连接，当热电偶34检测探测到炉膛内温度高于预设最高温度或者炉膛内温度低于预设最底温度时，将信号传递给PLC控制器，信号经PLC控制器出后，调整电源输出功率，自动控制炉膛内温度。

本方案所述工业烧结炉的工作原理为：烧结炉安装好后，当使用时，打开顶盖2和炉盖4，将待烧结工件放置在石墨底座36上，然后将炉盖4把炉体开口密封盖合，并使外壳1内和顶盖2内的循环水流通起来；打开电源，石墨加热体35对炉膛内工件进行高温加热，热电偶34将炉膛内温度实时传递给PLC，以控制炉膛内温度在预设范围之内；工作人员可通过摄像头24拍摄炉膛内情况，并将拍摄数据传到终端，便于工作员观看。

本方案所述工业烧结炉，采用石墨加热体35围成炉膛，直接对工件进行辐射加热，烧结效率高，烧结温度控制精确。由于热电偶34检测的是间隙中的温度，热电偶34接近石墨加热体35且间隙中无工件吸热，使得间隙中的温度不低于炉膛内的温度，因此通过控制间隙中温度，可保证炉膛内温度不会超过预设的最高温度，不会出现超高温烧结而影响产品质量的问题。

同时，石墨加热体35向外传导的热量，被循环冷却水吸收，保证热量不传递至烧结炉的外部空间中，便于工作人员工作，同时吸热后的热水可做他用，大幅提高热利用率。

以上为本方案的主要特征及其有益效果，本行业的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本方案的原理，在不脱离本方案精神和范围的前提下，本方案还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本方案要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中介媒介简介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (8)

1.一种工业烧结炉，包括外壳(1)、设置在外壳(1)顶部开口上的顶盖(2)、设置在外壳(1)内部的炉体以及设置在炉体顶部开口上的炉盖(4)；其特征在于：所述外壳(1)和顶盖(2)内部均设置有冷却水循环空间，且外壳(1)和顶盖(2)上均设置有连通冷却水循环空间的进水口和出水口；所述炉体底部设置有由耐火材料制成的捣打层(3)；所述炉体从外到内依次包括保温层、电绝缘层(33)和直接用于工件烧结的炉膛组件；所述电绝缘层(33)与炉膛组件之间设置有间隙，且电绝缘层(33)上设置有监测所述间隙内温度的热电偶(34)；所述炉盖(4)从上到下依次设置有与炉体相同的保温层和电绝缘层(33)。

2.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述炉体的保温层从外到内、所述炉盖(4)的保温层从上到下均依次包括硅酸铝纤维层(31)和硬质石墨毡层(32)。

3.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述电绝缘层(33)的材质为绝热耐高温的岩棉板。

4.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述捣打层(3)为莫来石。

5.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述炉膛组件包括耐热绝缘支撑体(37)、由石墨加热体(35)围成的炉膛以及石墨底座(36)；所述耐热绝缘支撑体(37)设置在捣打层(3)上；所述炉膛设置在耐热绝缘支撑体(37)上；所述石墨底座(36)底部贯穿耐热绝缘支撑体(37)与捣打层(3)固定连接，顶部延伸至炉膛内底部。

6.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述炉盖(4)包括钢板层(41)，所述保温层和电绝缘层(33)依次设置在钢板层(41)底部，所述钢板层(41)上设置有手柄(26)。

7.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述炉盖(4)上设置有观看炉膛内烧结情况的高温视窗玻璃(43)。

8.根据权利要求1所述的一种工业烧结炉，其特征在于：所述顶盖(2)上设置摄像头(24)和放大镜(25)，所述放大镜(25)可转动且高度可调节地设置在摄像头(24)下方。