- 热点专题
-
- 最新专题
-
高温多层推板电窑的开发研制
摘 要：针对传统推板窑的不足设计了高温多层推板电窑。着重介绍了高温多层新结构、耐火材料、推进机构、控温系统的确定过程。应用结果表明，这种多层推板电窑具有烧结后产品尺寸和性能一致性好、成品率高、运行成本低等特点。
关键词：多层推板电窑；结构；特点
1 引言
推板电窑是一种结构轻巧、使用方便灵活、控制精度较高的中小型连续式窑炉。广泛应用于电子工业，是许多磁性材料与器件企业中的主要烧结设备，也是影响产品成品率的关键设备。
由于传统的单层推板电窑（以14m推板电窑为例）都存在着炉膛温度波动大（1280～1350℃）、炉膛截面的温差大（±6℃）等缺点，从而导致产品（彩偏磁芯）的尺寸和性能一致性差。我们还发现烧结后的产品，在最上层和最下层的尺寸最小，而性能最高；中间层的产品的尺寸最大，而性能又最低。由于烧结温度对烧结后产品的尺寸和性能有很大影响，我们认为这些不良现象就是高温区炉膛截面温差过大造成的。
传统的推板窑的结构都是单层的，并且炉膛截面大都是宽扁型的，且宽高比为3∶2左右，电加热组都是采用上、下加热方式。我们都知道任何高温电窑的热传导都是以辐射为主[1]，那么当推板把产品推进到高温区时，最上层和最下层的产品，马上就受到高温辐射，最先达到最高温度，而越靠中间达到最高温度越慢。由于高温区较短（1m左右），推进速度又较快（16mm/min），所以最上层和最下层的产品受温最高，时间也最长，而越靠中间层的产品则相反。最终导致了上述所述不良现象。
针对这些不良现象，我们通过科学的分析，大胆地改进传统推板电窑的结构，提出了多层推板和多层加热组的结构，从而解决了这些问题。改进的高温多层推板电窑的特点是：层数多、容量大、烧结后的产品尺寸和性能一致性好，成品率高，运行成本低。
2 结构设计
2.1 多层新结构[2]
我们通过科学的分析，找到了产生不良现象的原因，要解决这个问题，首先要使被烧结产品的烧结温度和时间保持一致。采用多层推板和多层加热组结构就可使得每一层产品烧结条件保持一致。其结构如图1所示。
从图1中可以看到该结构有五层推板，六层加热组，每层推板上放一至二层产品（大尺寸产品放一层，小尺寸产品放二层），每一层推板的上下都有加热组加热和温度测量。这就保证了每一层产品的烧结温度和时间的一致性，解决了上述的不良现象，产品的成品率就会大大地提高。
推板电窑是一种结构轻巧、使用方便灵活、控制精度较高的中小型连续式窑炉。广泛应用于电子工业，是许多磁性材料与器件企业中的主要烧结设备，也是影响产品成品率的关键设备。
由于传统的单层推板电窑（以14m推板电窑为例）都存在着炉膛温度波动大（1280～1350℃）、炉膛截面的温差大（±6℃）等缺点，从而导致产品（彩偏磁芯）的尺寸和性能一致性差。我们还发现烧结后的产品，在最上层和最下层的尺寸最小，而性能最高；中间层的产品的尺寸最大，而性能又最低。由于烧结温度对烧结后产品的尺寸和性能有很大影响，我们认为这些不良现象就是高温区炉膛截面温差过大造成的。
传统的推板窑的结构都是单层的，并且炉膛截面大都是宽扁型的，且宽高比为3∶2左右，电加热组都是采用上、下加热方式。我们都知道任何高温电窑的热传导都是以辐射为主[1]，那么当推板把产品推进到高温区时，最上层和最下层的产品，马上就受到高温辐射，最先达到最高温度，而越靠中间达到最高温度越慢。由于高温区较短（1m左右），推进速度又较快（16mm/min），所以最上层和最下层的产品受温最高，时间也最长，而越靠中间层的产品则相反。最终导致了上述所述不良现象。
针对这些不良现象，我们通过科学的分析，大胆地改进传统推板电窑的结构，提出了多层推板和多层加热组的结构，从而解决了这些问题。改进的高温多层推板电窑的特点是：层数多、容量大、烧结后的产品尺寸和性能一致性好，成品率高，运行成本低。
2 结构设计
2.1 多层新结构[2]
我们通过科学的分析，找到了产生不良现象的原因，要解决这个问题，首先要使被烧结产品的烧结温度和时间保持一致。采用多层推板和多层加热组结构就可使得每一层产品烧结条件保持一致。其结构如图1所示。
从图1中可以看到该结构有五层推板，六层加热组，每层推板上放一至二层产品（大尺寸产品放一层，小尺寸产品放二层），每一层推板的上下都有加热组加热和温度测量。这就保证了每一层产品的烧结温度和时间的一致性，解决了上述的不良现象，产品的成品率就会大大地提高。
2.2 耐火材料[3]
炉膛内衬材料采用氧化铝含量＞98%的刚玉作滑动导轨，该制品具有耐高温、摩擦系数小、使用寿命长等特点。中、高温段侧顶砖采用高强度、抗剥落的优、轻质氧化铝空心球砖作内衬。该制品具有耐高温、耐腐蚀、抗剥落、热稳定性好、热容量低、导热系数小、使用寿命长等特点，并起到隔热保温作用。根据温度梯度考虑炉表温升≤65℃，保温层分别采用优质高温轻质绝热材料。炉内衬砖全部采用异型曲封结构，连接面为套榫曲封结构，其特点是密封、保温性能好。预热段、冷却段内衬材质为高铝质，推板采用热震性较好的刚玉莫来石材质。
2.3 推进机构
采用液压传动，设置无级调速，慢进快退动作。控制方式含自动和手动两种，推头设置了压力传感器和超压报警仪，速度和压力可数字显示，进出口工作台设置了循环系统。
2.4 电气控温系统
均采用可控硅移相触发，PID自动调节，数字显示温度，每路均为独立定值自动控制，可手动、自动切换。为了能及时了解电窑的运行情况和便于考虑和复核，系统设置了电流表、电压表、功率表、电度表及温度打印仪。控制原理如图2所示。
3 设计结果
根据以上设计理论，结合彩偏磁芯生产工艺实际情况，为保证烧结产品的尺寸和性能一致性，提高成品率。我们设计制造了一条高温五层推板电窑，主要技术参数如下：
根据以上设计理论，结合彩偏磁芯生产工艺实际情况，为保证烧结产品的尺寸和性能一致性，提高成品率。我们设计制造了一条高温五层推板电窑，主要技术参数如下：
● 炉膛规格：12000(长)×310(宽)×800(高)mm;● 最高使用温度：1400℃；
● 额定功率：180kW（保温功率：100kW）；
● 控温点：6点（6层加热组）；
● 控温精度：≤±2℃；
● 炉内横截面温差：≤±3℃；
● 炉膛温度波动：1295～1335℃；
● 炉表温升：≤65℃
● 产品出口温度：≤80℃；
● 推进速度：5～30mm/min连续可调；
● 发热体：等径SiC棒；
● 推板：5层（规格为300×300×30mm）。
4 应用效果
4 应用效果
从图1中我们可以看到，每一层推板上的产品在上下加热组的直接加热下，在很短的时间内就能达到烧结温度，并完成收缩和各种化学反应。在很大程度上缩短了烧结时间，所以我们可以采用快速推进（25mm/min）烧结产品。这样即提高了产品的生产率，又降低了能耗，使运行成本有相当程度的降低，如对偏转磁芯PV4828型产品的烧结新旧窑炉经济性比较如表1所示。
从表1中可以看出，通过改进结构后，在能耗方面，每只产品就节约0.08元。效果是很明显的。
5 结论
经过实际生产使用证明，使用该电窑烧结彩偏磁芯，有如下优越性：
（1）由于炉膛内每一层推板的上下都有SiC棒进行加热，且控温精确，保证了推板上的彩偏磁芯烧结温度和时间的一致性，从而保证了彩偏磁芯尺寸和性能的一致性，大大地提高了成品率。
经过实际生产使用证明，使用该电窑烧结彩偏磁芯，有如下优越性：
（1）由于炉膛内每一层推板的上下都有SiC棒进行加热，且控温精确，保证了推板上的彩偏磁芯烧结温度和时间的一致性，从而保证了彩偏磁芯尺寸和性能的一致性，大大地提高了成品率。
（2）设备自动化程度高，大大地降低了操作工人的劳动强度。
（3）由于炉膛内有五层推板的彩偏磁芯同时进行烧结，能源的利用率大大地提高，降低了运行成本。
（4）由于该窑的保温性能得到提高，降低了环境温度，使工作环境得到很好的改善。
参考文献
[1] 杨贤荣．辐射换热角系数手册[M]．北京：国防工业出版社，1982.
[2] 陈景雨．陶瓷工业热工过程及设备[M]．北京：中国轻工业出版社，1992.
[3] 国防机械工业委员会．高级筑炉工工艺学[M]．北京：机械工业出版社，1988.
- 黄金广告位
- 广告载入中……
