一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐及其生產(chǎn)應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷顆粒生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種連續(xù)式電熔氣霧化陶瓷材料生產(chǎn)陶瓷顆粒的電阻爐及其生產(chǎn)應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球形陶瓷微珠(粉)在各領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用。如球形Al2O3粉、球形S1 2粉，因其高導(dǎo)熱、高填充、磨損低、流動(dòng)性強(qiáng)、有效提高樹脂及橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)和表面硬度，在電子灌封膠、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱雙面膠等電子行業(yè)廣泛使用。目前國(guó)內(nèi)外主要采用高溫火焰噴射生產(chǎn)方法，即將外貌不規(guī)則的Al2O3粉、球形S1 2粉經(jīng)高溫火焰一同噴出，瞬間熔融后形成球形體。此工藝存在較大缺點(diǎn):能耗極大，續(xù)用純氧助燃，生產(chǎn)成本高，稍大粒徑原料因在高溫停留時(shí)間極短，無(wú)法安全熔融，球形度差。
[0003]另一種陶瓷微珠是硅酸鋯材質(zhì)，主要用于金屬表面噴丸強(qiáng)化處理。如不銹鋼零件表面、汽車及航空配件表面、手機(jī)外殼等表面處理等。其生產(chǎn)工藝也是間歇式電熔噴吹法。即將配好的陶瓷材料置于一電弧爐內(nèi)熔融后，在傾倒出料時(shí)，用壓縮氣源對(duì)準(zhǔn)熔體噴吹，熔體經(jīng)噴吹分散、冷卻形成大小不等球體。同樣，該工藝存在缺點(diǎn):球體粒徑偏大、尺寸難以控制，且粒徑尺寸分布寬。因噴丸所用瓷珠尺寸大部分小于0.5mm，更有大量需要0.2mm以下規(guī)格的產(chǎn)品。采用該間歇式電容噴吹工藝成品率僅為20~30%，不良品只能回爐再加工，導(dǎo)致生產(chǎn)成本大幅攀升。
[0004]普通電熔用電阻爐均為間歇式，而連續(xù)式大都呈隧道式結(jié)構(gòu)，用于燒結(jié)產(chǎn)品。而連續(xù)式的電熔電阻爐尚屬空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐及其生產(chǎn)應(yīng)用方法，解決陶瓷顆粒生產(chǎn)易于控制、連續(xù)生產(chǎn)、能耗降低、產(chǎn)品粒徑一致性高的問題。
[0006]本發(fā)明的上述第一個(gè)目的，將通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn):一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐，其特征在于:所述電阻爐具有密閉相接的爐體及封蓋，爐體內(nèi)腔設(shè)有底部帶漏嘴、頂部敞口的鎢坩禍，鎢坩禍外側(cè)設(shè)有接電源的發(fā)熱體；所述電阻爐具有貫穿通過封蓋、伸入鎢坩禍并可控密封或開啟漏嘴的鎢塞桿，并且電阻爐設(shè)有貫通至爐體內(nèi)腔的氣壓調(diào)節(jié)管及正對(duì)鎢坩禍的加料管、觀察孔，所述爐體底部對(duì)應(yīng)漏嘴設(shè)有可替換裝接的悶塞組件及環(huán)形噴嘴；所述氣壓調(diào)節(jié)管外聯(lián)真空泵及Ar供氣泵，且隨附設(shè)有真空表及微壓壓力表。
[0007]進(jìn)一步地，所述爐體底部設(shè)有帶磚孔的ZrO2空心磚，所述鎢坩禍的漏嘴與磚孔對(duì)應(yīng)，悶塞組件通過磚孔密閉所述鎢坩禍。
[0008]進(jìn)一步地，所述發(fā)熱體至少為石墨發(fā)熱體或鶴發(fā)熱體。
[0009]進(jìn)一步地，所述爐體內(nèi)腔設(shè)有反映爐體內(nèi)腔溫度的傳感器。
[0010]本發(fā)明的上述第二個(gè)目的，其技術(shù)解決方案為:一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐的生產(chǎn)應(yīng)用方法，其特征在于:
1、密閉封蓋、將鎢塞桿密封鎢坩禍的漏嘴，并將陶瓷毛坯顆粒料裝入鎢坩禍中，對(duì)爐體內(nèi)腔作真空處理；
I1、對(duì)發(fā)熱體通電加熱到一中間溫度，充入Ar氣進(jìn)行保護(hù)并使?fàn)t體內(nèi)腔始終保持微正壓，微量Ar氣從爐體底部泄；
II1、換下爐體底部的悶塞組件，更換接上環(huán)形噴嘴；
IV、繼續(xù)加熱鎢坩禍至設(shè)定溫度，觀察鎢坩禍內(nèi)陶瓷材料完全熔融；
V、將鎢塞桿提升一定高度，使陶瓷材料熔體從漏嘴流出，并調(diào)節(jié)環(huán)形噴嘴的輸出壓力，霧化陶瓷材料熔體至所需粒徑。
[0011]進(jìn)一步地，調(diào)整發(fā)熱體的功率及陶瓷材料熔體的流速至平衡后，通過加料管持續(xù)加料并使電阻爐連續(xù)出料。
[0012]進(jìn)一步地，通過調(diào)整陶瓷材料熔體的高溫粘度及環(huán)形噴嘴的氣體壓力調(diào)節(jié)出料的粒徑大小。
[0013]應(yīng)用本發(fā)明該電阻爐，較之于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝及設(shè)備具有顯著的優(yōu)點(diǎn):通過調(diào)整電阻爐加熱功率、熔體流速、熔體高溫粘度和噴吹氣壓等工藝參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種粒徑規(guī)格陶瓷顆粒的連續(xù)生產(chǎn)，且產(chǎn)品成品率、粒徑一致性大幅提升，工藝易于控制，能有效降低能耗，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明電阻爐的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下便結(jié)合實(shí)施例附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0016]本發(fā)明突破傳統(tǒng)技術(shù)的局限，創(chuàng)新提出了一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐及其生產(chǎn)應(yīng)用方法，解決陶瓷顆粒生產(chǎn)易于控制、連續(xù)生產(chǎn)、能耗降低、產(chǎn)品粒徑一致性高的問題。
[0017]如圖1所示，該種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐具有通過鉸鏈13密閉相接的爐體I及封蓋11。該爐體的外殼可以采用碳鋼或不銹鋼材質(zhì)，并附設(shè)整套水冷裝置12以降低電阻爐外部的環(huán)境熱量。從電阻爐的主體結(jié)構(gòu)來看，爐體I內(nèi)腔設(shè)有底部帶漏嘴、頂部敞口的鎢坩禍2，鎢坩禍2外側(cè)設(shè)有接電源的發(fā)熱體3 ;電阻爐具有貫穿通過封蓋11、伸入鎢坩禍2并可控密封或開啟漏嘴的鎢塞桿4，并且電阻爐設(shè)有貫通至爐體內(nèi)腔的氣壓調(diào)節(jié)管7及正對(duì)鎢坩禍的加料管5、觀察孔6，該爐體I底部對(duì)應(yīng)漏嘴設(shè)有可替換裝接的悶塞組件91及環(huán)形噴嘴92 ;該氣壓調(diào)節(jié)管7外聯(lián)真空泵及Ar供氣泵，且隨附設(shè)有真空表及微壓壓力表。
[0018]上述鎢塞桿的提升高度通過伺服電機(jī)或同類裝置精確可調(diào)，且陶瓷材料熔體的流量由該鎢塞桿的提升高度確定。
[0019]該爐體I底部設(shè)有帶磚孔的ZrO2空心磚8，該鎢坩禍的漏嘴與磚孔對(duì)應(yīng)，悶塞組件91通過磚孔密閉鎢坩禍。而當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，可將該悶塞組件拆卸、替換為環(huán)形噴嘴。上述環(huán)形噴嘴外聯(lián)高壓泵且輸出的噴吹氣壓可調(diào)。
[0020]此外，上述發(fā)熱體至少為石墨發(fā)熱體或鎢發(fā)熱體，圖示實(shí)施例中優(yōu)選石墨發(fā)熱體，經(jīng)接入電源設(shè)定功率可發(fā)熱并持續(xù)提供鎢坩禍所需的溫度。而且爐體內(nèi)腔設(shè)有反映爐體內(nèi)腔溫度的傳感器14。
[0021]為提升整個(gè)電阻爐系統(tǒng)的工藝氣密性，上述封蓋11在鎢塞桿4外端設(shè)有密封筒41ο
[0022]再?gòu)纳a(chǎn)工藝方面進(jìn)一步了解本發(fā)明的創(chuàng)作構(gòu)思，該種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐的生產(chǎn)應(yīng)用方法，分步驟來看:
1、密閉封蓋、將鎢塞桿密封鎢坩禍的漏嘴，并將陶瓷毛坯顆粒料裝入鎢坩禍中，對(duì)爐體內(nèi)腔作真空處理。這里需要注意的是:為便于加料，可以先將混勻的陶瓷粉體盡量加工成粗制的球形顆粒，這樣流動(dòng)性較好，熔融更充分。
[0023]I1、對(duì)發(fā)熱體通電加熱到一中間溫度，充入Ar氣進(jìn)行保護(hù)并使?fàn)t體內(nèi)腔始終保持微正壓，微量Ar氣從爐體底部泄，這樣能夠有效杜絕外部空氣從爐底部進(jìn)入。
[0024]II1、換下爐體底部的悶塞組件，更換接上環(huán)形噴嘴。這里悶塞組件包括AL2O3纖維塞及其外部的一塊悶板，主要起氣密作用。
[0025]IV、繼續(xù)加熱鎢坩禍至設(shè)定溫度，觀察鎢坩禍內(nèi)陶瓷材料完全熔融；
V、根據(jù)粒徑要求，將鎢塞桿提升一定高度，使陶瓷材料熔體從漏嘴流出，并調(diào)節(jié)環(huán)形噴嘴的輸出壓力，霧化陶瓷材料熔體至所需粒徑。
[0026]作為上述方案的進(jìn)一步完善，該生產(chǎn)應(yīng)用方法還可以調(diào)整發(fā)熱體的功率及陶瓷材料熔體的流速至平衡后，通過加料管持續(xù)加料并使電阻爐連續(xù)出料。這是優(yōu)越性上遠(yuǎn)超于傳統(tǒng)間歇式生產(chǎn)工藝的突出性能。
[0027]此外，對(duì)于成品顆粒的粒徑大小還可以通過調(diào)整陶瓷材料熔體的高溫粘度及環(huán)形噴嘴的氣體壓力調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。
[0028]綜上所述可見，應(yīng)用本發(fā)明該電阻爐，較之于傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝及設(shè)備具有顯著的優(yōu)點(diǎn):普通箱式電阻爐均為間歇式工藝結(jié)構(gòu)，而本發(fā)明則設(shè)計(jì)為連續(xù)式工藝結(jié)構(gòu)。通過調(diào)整電阻爐加熱功率、熔體流速、熔體高溫粘度和噴吹氣壓等工藝參數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種粒徑規(guī)格陶瓷顆粒的連續(xù)生產(chǎn)，且產(chǎn)品成品率、粒徑一致性大幅提升，工藝易于控制，能有效降低能耗，節(jié)約成本。
[0029]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐，其特征在于:所述電阻爐具有密閉相接的爐體及封蓋，爐體內(nèi)腔設(shè)有底部帶漏嘴、頂部敞口的鎢坩禍，鎢坩禍外側(cè)設(shè)有接電源的發(fā)熱體；所述電阻爐具有貫穿通過封蓋、伸入鎢坩禍并可控密封或開啟漏嘴的鎢塞桿，并且電阻爐設(shè)有貫通至爐體內(nèi)腔的氣壓調(diào)節(jié)管及正對(duì)鎢坩禍的加料管、觀察孔，所述爐體底部對(duì)應(yīng)漏嘴設(shè)有可替換裝接的悶塞組件及環(huán)形噴嘴；所述氣壓調(diào)節(jié)管外聯(lián)真空泵及Ar供氣泵，且隨附設(shè)有真空表及微壓壓力表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐，其特征在于:所述爐體底部設(shè)有帶磚孔的ZrO2空心磚，所述鎢坩禍的漏嘴與磚孔對(duì)應(yīng)，悶塞組件通過磚孔密閉所述鎢坩禍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐，其特征在于:所述發(fā)熱體至少為石墨發(fā)熱體或鎢發(fā)熱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐，其特征在于:所述爐體內(nèi)腔設(shè)有反映爐體內(nèi)腔溫度的傳感器。
5.—種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐的生產(chǎn)應(yīng)用方法，基于權(quán)利要求1所述電阻爐實(shí)施，其特征在于: 1、密閉封蓋、將鎢塞桿密封鎢坩禍的漏嘴，并將陶瓷毛坯顆粒料裝入鎢坩禍中，對(duì)爐體內(nèi)腔作真空處理； I1、對(duì)發(fā)熱體通電加熱到一中間溫度，充入Ar氣進(jìn)行保護(hù)并使?fàn)t體內(nèi)腔始終保持微正壓，微量Ar氣從爐體底部泄； II1、換下爐體底部的悶塞組件，更換接上環(huán)形噴嘴； IV、繼續(xù)加熱鎢坩禍至設(shè)定溫度，觀察鎢坩禍內(nèi)陶瓷材料完全熔融； V、將鎢塞桿提升一定高度，使陶瓷材料熔體從漏嘴流出，并調(diào)節(jié)環(huán)形噴嘴的輸出壓力，霧化陶瓷材料熔體至所需粒徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐的生產(chǎn)應(yīng)用方法，其特征在于:調(diào)整發(fā)熱體的功率及陶瓷材料熔體的流速至平衡后，通過加料管持續(xù)加料并使電阻爐連續(xù)出料。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐的生產(chǎn)應(yīng)用方法，其特征在于:通過調(diào)整陶瓷材料熔體的高溫粘度及環(huán)形噴嘴的氣體壓力調(diào)節(jié)出料的粒徑大小。
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種連續(xù)電熔氣霧化陶瓷材料的電阻爐，該電阻爐具有密閉相接的爐體及封蓋，爐體內(nèi)腔設(shè)有底部帶漏嘴、頂部敞口的鎢坩堝，鎢坩堝外側(cè)設(shè)有接電源的發(fā)熱體；電阻爐具有貫穿通過封蓋、伸入鎢坩堝并可控密封或開啟漏嘴的鎢塞桿，并且電阻爐設(shè)有貫通至爐體內(nèi)腔的氣壓調(diào)節(jié)管及正對(duì)鎢坩堝的加料管、觀察孔，該爐體底部對(duì)應(yīng)漏嘴設(shè)有可替換裝接的悶塞組件及環(huán)形噴嘴；該氣壓調(diào)節(jié)管外聯(lián)真空泵及Ar供氣泵，且隨附設(shè)有真空表及微壓壓力表。應(yīng)用本發(fā)明該電阻爐，能夠?qū)崿F(xiàn)陶瓷顆粒的連續(xù)生產(chǎn)，且產(chǎn)品成品率、粒徑一致性大幅提升，且易于控制，能有效降低能耗，節(jié)約成本。
【IPC分類】F27B14-08, F27B14-04, F27B14-20, F27B14-14
【公開號(hào)】CN104596244
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510052688
【發(fā)明人】許興康
【申請(qǐng)人】蘇州化聯(lián)高新陶瓷材料有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年2月2日