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      一種坩堝可升降的燒結(jié)爐的制作方法

      文檔序號:4692773閱讀:291來源:國知局
      專利名稱:一種坩堝可升降的燒結(jié)爐的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種燒結(jié)爐,尤其是一種先抽真空后施高壓浸漬的坩堝可升降的燒結(jié) 爐。
      背景技術(shù)
      燒結(jié)爐作為高溫設(shè)備應(yīng)用非常廣泛,但高溫熔化物料充填坯料孔隙的工藝卻很落 后,坯料的預(yù)熱、物料的熔化、高壓充填坯料,翻倒坩堝傾倒剩余熔料,各環(huán)節(jié)都要人工操 作。目前的燒結(jié)爐不能用于坯料的填充增強(qiáng),是因?yàn)闊o法在高溫狀態(tài)實(shí)現(xiàn)坯料和充填物的 分離,當(dāng)溫度降至可開啟爐門的溫度時(shí),坯料和熔融的充填物結(jié)為一體。經(jīng)檢索,2009年9 月16日授權(quán)公告的專利《一種高溫出料裝置》屬于可替代人工在高溫狀態(tài)通過高溫壓板機(jī) 構(gòu)、高溫抱卡、平行移動機(jī)構(gòu)、液壓升降平臺、翻轉(zhuǎn)倒料機(jī)構(gòu)完成高溫料堝的水平、上下移動 并可完成0-175°的翻轉(zhuǎn)動作,自如的將高溫料堝中的料液倒入模具中,避免了高溫出料為 工作人員帶來的損傷,為高溫出料提供了穩(wěn)妥可靠的方法,并為高溫出料實(shí)現(xiàn)自動控制、設(shè) 備的連續(xù)生產(chǎn)提供了可能。但這只是翻倒坩堝一個(gè)環(huán)節(jié)的改進(jìn),坯料的熔料填充工藝中抽 真空加熱一一高壓充填——β料與剩余充填物的高溫分離的一體化沒有得到解決;2007年 12月19日授權(quán)公告的專利《升降裝置以及使用該裝置的綜合燒結(jié)爐》是一種順序執(zhí)行用于 模制陶瓷產(chǎn)品的焙燒工藝和燒結(jié)工藝的綜合燒結(jié)爐。模制陶瓷產(chǎn)品沿導(dǎo)軌被水平地傳送, 通過升降裝置升降旋轉(zhuǎn)基座后順序進(jìn)入焙燒爐體和燒結(jié)爐體,因?yàn)闋t體很小,爐內(nèi)無高壓。

      發(fā)明內(nèi)容
      技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處,提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作 方便、安全可靠、省時(shí)省力的坩堝可升降的燒結(jié)爐。技術(shù)方案本發(fā)明的坩堝可升降的燒結(jié)爐,包括帶有密封蓋的罐體、設(shè)在罐體夾層 中的冷卻水循環(huán)管、開蓋電動千斤頂、加卸壓系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng);所述的罐體內(nèi)設(shè)有下坩堝, 下坩堝的上部套裝有底部開有若干小孔的上坩堝,上坩堝經(jīng)坩堝支撐固定在罐體上部,下 坩堝的底部設(shè)有石墨坩堝托扳,石墨坩堝托扳的底部設(shè)有石墨柱,石墨柱的下部設(shè)有與其 相連并穿過罐體底部的升降機(jī)構(gòu);上下兩個(gè)坩堝的四周設(shè)有密封的保溫層,罐體外壁上設(shè) 有金屬電極,金屬電極穿過罐體連接有伸入保溫層內(nèi)的石墨電極,石墨電極上設(shè)有向坩堝 加熱的發(fā)熱管;罐體外壁下部設(shè)有與抽真空系統(tǒng)相連的隔離閥。所述的升降機(jī)構(gòu)包括與減速機(jī)相連的渦輪、與石墨柱相連的升降桿,升降桿的上 部設(shè)有固定于罐體底部上的真空密封組件,真空密封組件的下方設(shè)有與其相配合的壓力密 封盤,升降桿的下部設(shè)有與渦輪相嚙合的齒條段;所述的金屬電極為3 6個(gè),均勻布置; 所述的真空密封組件由開口向下的喇叭形套管、依次設(shè)在喇叭形套管入口處的密封圈、法 蘭和有密封圈的環(huán)形凹槽構(gòu)成。有益效果本發(fā)明燒結(jié)爐采用恒溫場優(yōu)化設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)真空預(yù)燒——填充料坩堝 上升——高壓充填坯料——填充料坩堝下降等工藝過程的爐內(nèi)一體化完成,整個(gè)工藝過程可采用計(jì)算機(jī)控制,依據(jù)其坯料用途和工藝的不同,爐內(nèi)可適應(yīng)多種氣氛,也可調(diào)整爐內(nèi)真 空度、正壓的加壓充填曲線和升溫曲線以優(yōu)化生產(chǎn)工藝。由于在高溫腔內(nèi)設(shè)置了上下兩個(gè) 坩堝,通過下坩堝的升降實(shí)現(xiàn)上坩堝中坯料與下坩堝中填充料的接觸與分離。作業(yè)人員只 需要將待填充的坯料放入固定在燒結(jié)爐內(nèi)的上坩堝中,將填充料放入可升降的下坩堝。通 過抽真空、加溫熔料、下坩堝的上升、充入保護(hù)性氣體加壓填充、卸壓回收保護(hù)性氣體,然后 再通過下坩堝降位使坯料與剩余填充料分離、降溫冷卻,用程序控制實(shí)現(xiàn)全部作業(yè)過程,作 業(yè)過程結(jié)束后,作業(yè)人員將產(chǎn)品取出入庫。由于整個(gè)過程全程封閉,并采用保護(hù)性氣體氛 圍,工藝環(huán)境好、熱效率高、作業(yè)環(huán)境大大改善,節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的真空與高壓轉(zhuǎn)換的雙壓 制式可以大大提高產(chǎn)品質(zhì)量,抽真空擴(kuò)張了坯料的微孔,消除了填充料填孔時(shí)的反壓,產(chǎn)品 的滲透率高、均勻性強(qiáng)。解決了目前制備工藝中填充料熔化、坯料填充必須人工分段操作的 難題。其結(jié)構(gòu)簡單,操作方便,安全可靠,使用效果好,具有廣泛的實(shí)用性。


      圖1是本發(fā)明的爐體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1-渦輪;2-升降桿;3-壓力密封盤;4-法蘭;5-真空密封組件;6_石墨 柱;7-石墨坩堝托扳;8-隔離閥;9 -金屬電極;10 -石墨電極;11-下坩堝;12-發(fā)熱管; 13-坩堝支撐;14-上坩堝;15-保溫層;16-電動千斤頂;17-罐體。
      具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述
      本發(fā)明的坩堝可升降的燒結(jié)爐,主要由上坩堝14、下坩堝11、壓力密封盤3、真空密封 組件5、石墨柱6、石墨坩堝托扳7、隔離閥8、金屬電極9、石墨電極10、發(fā)熱管12、保溫層15、 罐體17、加卸壓系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)構(gòu)成。罐體17上設(shè)有與其相扣合的密封蓋,密封蓋上設(shè)有 開蓋的電動千斤頂16,罐體17的夾層中設(shè)有冷卻水循環(huán)管、上下兩個(gè)坩堝設(shè)在罐體17的 保溫層15內(nèi),兩個(gè)坩堝的四周設(shè)有用碳?xì)置芊獾谋貙?5,下坩堝11設(shè)在罐體17內(nèi)高溫 室的底部,上坩堝14套裝在下坩堝11的上部,上坩堝14的底部開有若干小孔,上坩堝14 由坩堝支撐13固定在罐體17的上部,下坩堝11的底部設(shè)有石墨坩堝托扳7,石墨坩堝托 扳7下裝有石墨柱6,石墨坩堝托扳7呈坩堝底盤圓形,中部有帶插孔的柄與石墨柱6相套 合,石墨柱6的下部設(shè)有與其相連的升降桿2,升降桿2穿過固定于罐體17底部的真空密封 組件5,升降桿2的齒條與減速機(jī)驅(qū)動的渦輪配合組成升降機(jī)構(gòu),升降機(jī)構(gòu)包括與減速機(jī)相 連的渦輪1、與渦輪1相嚙合的升降桿2齒條段,升降桿2上設(shè)有壓力密封盤3并套有固定 于罐體17底部的真空密封組件5,其中壓力密封盤3是有環(huán)形突臺的端蓋;真空密封組件 5由開口向下的喇叭形套管、依次設(shè)在喇叭形套管入口處的密封圈、法蘭4和有密封圈的環(huán) 形凹槽構(gòu)成。罐體17外壁上設(shè)有金屬電極9和與金屬電極9相連并伸入保溫層15內(nèi)的石 墨電極10,金屬電極9為3 6個(gè),均勻布置。石墨電極10上設(shè)有多個(gè)發(fā)熱管12 ;罐體17 上設(shè)有抽氣管和進(jìn)排氣管,抽氣管連接抽真空系統(tǒng),進(jìn)排氣管連接保護(hù)性氣體加卸壓系統(tǒng); 罐體17外壁下部設(shè)有與抽真空系統(tǒng)相連起保護(hù)作用的隔離閥8 ;燒結(jié)爐罐體17上還設(shè)有 常規(guī)的測溫孔和安全閥。工作原理罐體17內(nèi)的兩個(gè)坩堝,下坩堝11裝填充料,可升降;上坩堝14裝坯料,在爐內(nèi)固定不動,底部為多孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)下坩堝11上升時(shí)熔融的填充料通過底部孔洞進(jìn)入上 坩堝14浸沒坯料;減速機(jī)的驅(qū)動軸驅(qū)動渦輪1傳動升降桿2的齒條做升降運(yùn)動。裝料結(jié)束 后,對罐體17 (壓力爐)通電升溫,下坩堝11處于附圖1所示位置(最低位),抽真空與升溫 可同步啟動,在升降桿2與罐體17之間的真空密封組件5,保證爐內(nèi)所需的真空度。真空度 達(dá)到設(shè)定值時(shí),經(jīng)控制系統(tǒng)控制真空泵自動停止工作。隨著溫度的上升,下坩堝11內(nèi)的填 充料熔化,升降桿2舉升下坩堝11上行,下坩堝11中熔融的填充料通過上坩堝14的底部 孔洞進(jìn)入;下坩堝11上行至上坩堝14中的坯料全部淹沒在填充料中,此時(shí)壓力密封盤3的 環(huán)形突臺剛好嵌入真空密封裝置5中有密封圈的環(huán)形凹槽并對接,確保爐內(nèi)加壓時(shí)的高壓 密封。與常規(guī)燒結(jié)爐一樣,通過加壓系統(tǒng)向爐內(nèi)充入氬氣或氮?dú)獗Wo(hù)性氣體,爐內(nèi)壓力升至 工藝設(shè)定的壓力值并按設(shè)定時(shí)間穩(wěn)壓后,開啟氣體回收管路上的回收閥和放空閥釋放罐內(nèi) 氣體;卸壓結(jié)束后,下坩堝11下行,上坩堝14中的坯料與下坩堝11中的剩余填充料分離, 避免冷卻后坯料與剩余填充料結(jié)塊。罐體17夾層中有冷卻水循環(huán),坯料冷卻至室溫后作業(yè) 人員即可開啟罐體17的上蓋將上坩堝中的產(chǎn)品取出入庫。
      權(quán)利要求
      一種坩堝可升降的燒結(jié)爐,包括帶有密封蓋的罐體(17)、設(shè)在罐體(17)夾層中的冷卻水循環(huán)管、電動千斤頂(16)、加卸壓系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng);其特征在于所述的罐體(17)內(nèi)設(shè)有下坩堝(11),下坩堝(11)的上部套裝有底部開有若干小孔的上坩堝(14),上坩堝(14)經(jīng)坩堝支撐(13)固定在罐體(17)上部,下坩堝(11)的底部設(shè)有石墨坩堝托扳(7),石墨坩堝托扳(7)的底部設(shè)有石墨柱(6),石墨柱(6)的下部設(shè)有與其相連并穿過罐體(17)底部的升降機(jī)構(gòu);上下兩個(gè)坩堝的四周設(shè)有密封的保溫層(15),罐體(17)外壁上設(shè)有金屬電極(9),金屬電極(9)穿過罐體(17)連接有伸入保溫層(15)內(nèi)的石墨電極(10),石墨電極(10)上設(shè)有向坩堝加熱的發(fā)熱管(12);罐體(17)外壁下部設(shè)有與抽真空系統(tǒng)相連的隔離閥(8)。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝可升降的燒結(jié)爐,其特征在于所述的升降機(jī)構(gòu)包括與 減速機(jī)相連的渦輪(1)、與石墨柱(6)相連的升降桿(2),升降桿(2)的上部設(shè)有固定于罐 體(17)底部的真空密封組件(5),真空密封組件(5)的下方設(shè)有與其相配合的壓力密封盤 (3),升降桿(2)的下部設(shè)有與渦輪(1)相嚙合的齒條段。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的坩堝可升降的燒結(jié)爐,其特征在于所述的金屬電極(9)為 3 6個(gè),均勻布置。
      4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的坩堝可升降的燒結(jié)爐,其特征在于所述的真空密封組件(5) 由開口向下的喇叭形套管、依次設(shè)在喇叭形套管入口處的密封圈、法蘭(4)和有密封圈的環(huán) 形凹槽構(gòu)成。
      全文摘要
      一種坩堝可升降的燒結(jié)爐,包括罐體冷卻水循環(huán)管、開蓋的電動千斤頂,罐體內(nèi)設(shè)有下坩堝,下坩堝的上部套裝有底部開有若干小孔的上坩堝,上坩堝經(jīng)坩堝支撐固定在罐體上部,下坩堝的底部設(shè)有石墨托扳,石墨托扳、石墨柱與升降桿連為一體;罐體外壁上設(shè)有金屬電極并與碳?xì)置芊獾母邷厥覂?nèi)的石墨電極相連,石墨電極上布置有多個(gè)發(fā)熱管;罐體上設(shè)有抽氣管和進(jìn)排氣管,抽氣管連接抽真空系統(tǒng),進(jìn)排氣管連接保護(hù)性氣體加卸壓系統(tǒng);罐體外壁下部設(shè)有隔離閥在爐內(nèi)加壓時(shí)保護(hù)抽真空系統(tǒng)。可實(shí)現(xiàn)真空預(yù)燒—下坩堝上升—高壓坯料孔隙充填—卸壓—下坩堝下降—降溫等工藝過程爐內(nèi)一體化,可適應(yīng)多種氣氛,或調(diào)整爐內(nèi)真空度、正壓的加壓曲線和升溫曲線以優(yōu)化生產(chǎn)工藝。
      文檔編號F27B5/06GK101968308SQ20101055596
      公開日2011年2月9日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
      發(fā)明者胡亞非 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)
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