[发明专利]一种全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波高温烧结密闭式辊道窑炉，特别是长度在10米—50米之间，炉膛截面积在0.06m²—0.3m²的隧道式辊道窑炉。

背景技术

我国从20世纪70年代开始研究并应用微波加热技术。首先是在连续微波磁控管的研制方面取得重大进展，特别是大功率磁控管的研制成功，为微波技术的应用提供了先决条件。20世纪80年代，我国开始生产微波窑炉以及微波干燥设备，但主要以家用微波窑炉为主，己被广泛应用于纸张与印刷、纺织与印染、木材、皮革、烟草、矿业以至中草药的干燥等。20世纪90年代后期，美国、加拿大、德国等发达国家开始小批量生产陶瓷产品，其中美国已具有生产小型微波连续烧结设备的能力，但仍未用于的工业化大生产。因此，中国在烧结炉的应用方面也正需要进一步努力以迎头赶上这次技术革命。

微波烧结设备对微波烧结技术的发展起着至关重要的作用。H.D.Kimmery等于1988年设计了微波连续烧结系统，其场强分布不均匀性小于4%；中国科学院沈阳金属研究所和七七二厂设计的会聚天线激励介质多模谐振方案，采用将微波能均匀束在烧结区的方法，取得了显著效果。近年来，中科院沈阳金属所在国家新技术“863计划”的资助下，已研制出多台MFM-863系列的微波烧结设备，但主要用于实验室研究。

微波烧结技术的发展已经历了几十年，作为一种省时、节能、节省劳动、无污染的技术，微波烧结能满足当今节能减排、低碳经济、保护环境的要求，这些优势使得微波烧结在磁性材料、高技术陶瓷及金属陶瓷复合材料、固相合成制备等领域具有广阔的前景。

但是从目前国内外市场情况来看，现有的微波加热设备主要针对低温微波杀菌、硫化等食品、医药、木材等等行业，真正用于工业化生产的工业级大型微波高温烧结窑炉至今未被制造开发，主要使用的仍然是能耗较大的传统电加热窑炉。因此，本发明开发的新型微波烧结窑炉具有极大的开创性意义。

发明内容

针对现有微波窑炉生产过程中能耗高、产品尺寸与性能一致性差的缺陷，本发明旨在提供一种全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉，该窑炉能量利用率高，且制造出的产品尺寸与性能一致性好。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：所述全密闭式工业级微波高温辊道连续烧结窑炉包括主窑体、设置在主窑体两侧用于发射微波的微波发射系统，其特点是，还包括与主窑体形成闭路循环的回转道机构、设置在主窑体底部的辊道动力系统、多个可循环开启闭合以控制物料的进出的炉门连锁开闭系统；所述主窑体由排水段、预热段、烧结段、保温段、急冷段和缓冷段顺序连接而成，所述回转道机构主要由装卸料段和余热利用毛坯烘干段组成；所述回转道机构包括回转道，该回转道上设有回转道辊道，在该回转道的端部装有由变速器与减速器组成的动力系统，该动力系统可将从主窑体出口的推板拨入回转道上，经余热利用毛坯烘干段后送至主窑体入口；所述主窑体的内腔底面设有由所述辊道动力系统驱动的用于传送物料推板的内辊道；所述辊道动力系统的结构为，设在主窑体底部一端的电机，该电机的输出端与一矩形螺杆相联，该矩形螺杆穿过一推动器并与该推动器配合，该推动器下端可沿一导轨槽移动，所述矩形螺杆的另一端装在一轴承座内，所述推动器带动所述推板。

在进料时，将推板放入辊道内，辊道动力系统对推板做功，推动推板在辊道上前进。

所述炉门连锁开闭系统的炉门优选为四个,在推板承载物料在窑炉中循环运动的过程中，四扇互锁炉门循环开闭，在同一个时刻仅有一个炉门保持开启状态，其余三个炉门处于闭合状态，这样能够保证充满微波的不锈钢炉腔与外界环境始终处于隔绝的状态，有效地防止了生产过程中微波泄漏的问题。

整个微波加热窑体分为主腔和冷却腔串联组合而成，每一段主腔体采用CAD技术优化微波加热箱体的设计，确保更多模式分布以改善均匀性。各段腔体采用不锈钢材料加工，具有良好防腐蚀性能，不锈钢内壁镜面抛光，有效防止炉腔内有些结构上存在的缺陷，如金属毛刺，搭接隙缝等导致微波放电产生火花；腔体输入段设计有完善的微波抑制炉门，保证物料畅通又使微波泄漏完全达到国家安全标准；腔体输出段同样设计有微波抑制炉门；微波加热腔体的底面设计有传送物料推板的辊道，保证物料在推板平滑传送；微波加热窑体的上端面还设置排风口，以便排放烧结过程中可能排放的水分以及挥发性物质；微波加热箱体的顶部设置有测温端口，该测温端口与一测量控制主窑体内温度的测控温系统相连，以控制物料需要的处理温度分布。各段腔体单独加工，相互之间用标准法兰连接以方便加工、安装、调试和运输。