[发明专利]一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置和方法

权利要求书

1.一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，该装置包括主炉体、微波加热系统、电加热系统和传送系统，其特征是：

所述的主炉体包括依次密封对接的升温段(11)、晶化段(12)、降温段(13)和冷却段(14)；在主炉体每段的内部设有炉膛(16)、在炉膛(16)的内壁设有保温层(17)，在主炉体各段的顶部均设有包括微波发射系统(21)和热电偶(22)组成的微波加热系统，所述的热电偶(22)贯穿主炉体并伸入到主炉体的内部；

在主炉体各段的侧面均设置有电加热系统；所述电加热系统包括固定在主炉体内壁两侧的电加热元件(34)、固定在主炉体外侧面上圆筒状的抑制波导(33)和进退执行机构(37)，所述的电加热元件(34)两极的引线分别固定连接在主炉体外侧面的端头(35)上，所述进退执行机构(37)的一端设有电源线触头(36)，进退执行机构(37)的另一端与直流电机(38)的输出轴同轴固定，所述的端头(35)和电源线触头(36)均沿抑制波导(33)的中心线对应设置在抑制波导(33)的内部；

在主炉体的底部设有水平横向贯穿主炉体各段并从主炉体两端伸出的传送系统，所述传送系统包括若干根转动辊(52)组成的水平平行布置的辊道，在主炉体的一端设有驱动电机(54)、驱动电机的输出轴同轴固定一根用于输送动力的非金属传送主轴(55)；所述的非金属传送主轴(55)横向穿过主轴微波抑制装置(56)，并与辊道上每根转动辊(52)的一端均通过锥齿轮或斜齿轮(57)啮合形成齿轮传动，所述的传送系统通过金属板包裹套(53)包覆住，该金属板包裹套(53)焊接在主炉体各段的侧壁上。

2.如权利要求1所述的一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，其特征是：所述主轴微波抑制装置(56)为直径2.5-5.5cm、长度为其直径5-10倍的金属圆筒；主轴微波抑制装置(56)一端焊接在主炉体上的金属板包裹套(53)上。

3.如权利要求1所述的一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，其特征是：所述电加热元件(34)为硅碳棒、硅钼棒、碳纤维加热管或电炉丝，所述的转动辊(52)为陶瓷材料。

4.如权利要求1所述的一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，其特征是：在传送系统的入口和出口位置均设置有微波抑制装置(51)。

5.如权利要求1所述的一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，其特征是：所述抑制波导(33)为一端焊接在主炉体上且直径为1.5-5.0cm、长度为其直径5-10倍的金属圆筒。

6.如权利要求1所述的一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，其特征是：所述抑制波导(33)是一种截止式衰减器，所述截止式衰减器的主体为一段处于截止状态的圆波导，圆波导的半径满足截止条件：λ>>(λ_C)_TE11，其中λ为微波波长，λ_C为截止波长。

7.如权利要求1所述的一种微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置，其特征是：所述微波发射系统(21)包括10-80个微波源；每个微波源包括输出功率为1KW-3KW、微波发射频率为2.45GHz的磁控管和对应频率的微波传输激励波导；所述电加热系统包括10-40个电加热元件(34)，每个电加热元件(34)的输出功率为2-5KW。

8.一种应用权利要求1所述微波-电混合加热实现玻璃陶瓷晶化的装置的方法，具体步骤如下：

①将待晶化的物料(15)通过转动辊(52)形成的辊道经入口的微波抑制装置(51)进入升温段(11)，升温时先开启电加热系统进行电加热，电源线触头(36)由进退执行机构(37)推进与电加热元件引线的端头(35)接触，延迟2-10秒后通电，调节电加热元件功率为20-50KW，以每分钟1-3℃的升温速率升温至350-450℃；

然后开启微波-电混合加热，即先切断电加热电源，延迟2-10秒后电源线触头(36)由进退执行机构(37)退出20-100mm；同时启动微波发射系统(21)进行微波加热，微波输出功率为10-40KW，运行2-5分钟后关闭微波加热；开启电加热，电加热的输出功率为15-35KW，运行5-15分钟后关闭电加热后开启微波加热；周而复始，循环进行；保持以每分钟1-3℃的速率升温至550-650℃；保温20-40分钟；

②升温完成后转移至晶化段(12)，晶化时开启微波-电混合加热，启动微波发射系统(21)进行微波加热，微波输出功率为15-35KW，运行3-6分钟后关闭微波加热；开启电加热，电加热输出功率为20-40KW，运行10-25分钟，关闭电加热后开启微波加热；周而复始，循环进行；保持以每分钟2-5℃的升温速率升温至750-850℃；保温20-40分钟；

③晶化后进入降温段(13)，降温时采用电加热，调节电加热输出功率为5-20KW，以每分钟1-4℃的速率降温至200-300℃；

④降温后进入冷却段(14)，冷却至120℃以下，所述冷却为自然冷却或鼓风冷却，最后产品经辊道通过出口的微波抑制装置(51)出炉。