串叠式全自动双层电加热辊道窑炉的制作方法

本发明属于窑炉技术领域，具体的为一种串叠式全自动双层电加热辊道窑炉。

背景技术：

传统的电窑多采用单通道单向运行，产品在电窑炉体内经过预热区、加热区、高温区、保温区和降温区，并在烧成孔道的两侧分布有加热管对窑内的产品进行加热，广泛应用于结构陶瓷、功能陶瓷、荧光粉，稀土材料，锂电池材料(钴酸锂 )，磁性材料，纳米材料等产品的烧结，但此电窑在加热过程中热利用率低、能耗高，提高窑炉的能源利用效率已然成为各个行业开展节能减排的重点。

公开号为CN 205262173U的中国专利公开了一种双层烧结窑炉，包括窑炉，中间保温层将窑炉分为两层，各层依次有预热区、高温区以及冷却区，上下两层的高温区位于窑炉中间段，上层预热区与下层冷却区位于窑炉右侧，下层预热区与上层冷却区位于窑炉左侧，各冷却区配置一台冷却打入风机，上层冷却区还配置有一台冷却抽热风机把冷却热风送到下层预热区，而下层冷却区在中间保温层开孔把热风送到上层预热区，各层预热区配置一台排湿风机，窑炉各段均有辊式传送装置，窑炉两端有行走平台。该双层烧结窑炉虽然在一定程度上能够达到节约能源的技术目的，但是，该窑炉的上下两层独立运行，相当于两台单通道单向运行的窑炉的叠加，无法起到减少占地面积的技术效果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种串叠式全自动双层电加热辊道窑炉，具有自动化程度高、节能降耗、占地面积小和产能高的优点。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种串叠式全自动双层电加热辊道窑炉，包括窑体和自动进出料循环系统；

所述窑体包括下层窑体和设置在所述下层窑体上方的上层窑体，所述上层窑体的前端设有进料口，所述下层窑体的前端设有出料口，所述上层窑体的后端与所述下层窑体的后端对齐，所述自动进出料循环系统包括与所述进料口对应设置在进料机构、与所述出料口对应设置的出料机构和设置在所述上层窑体后端与下层窑体后端之间用于将所述上层窑体内的物料转运至所述下层窑体内的物料转运机构；所述上层窑体和下层窑体内分别设有用于驱动物料前进的辊道；

沿着所述物料的前进方向，所述窑体内依次设有余热预热段、预烘干段、烘干段、升温段、烧结区和降温区，其中，所述余热预热段和预烘干段设置在所述上层窑体内，所述烘干段、升温段、烧结区和降温区设置在所述下层窑体内；所述预烘干段包括靠近所述余热预热段的余热预烘干段和远离所述余热预热段的加热预烘干段；所述降温区内设有抽风机，所述抽风机的出风口分别与所述余热预热段和余热预烘干段相连通；

所述余热预热段、预烘干段、烘干段、升温段、烧结区和降温区的长度之比为7.5:22.5:6:10:8:21，且所述余热预烘干段与所述加热预烘干段之间的长度之比为12.5:10；

所述物料转运机构包括密闭隔热并盖装在所述上层窑体和下层窑体后端的转运箱，所述转运箱内设有转运架和转运料架，所述转运架的顶部设有转运电机和旋转配合安装在所述转运架上的转运横梁，所述转运电机的输出轴与所述转运横梁之间设有蜗轮蜗杆减速器Ⅱ，且所述转运横梁的两端分别设有上部转运链轮，所述转运架上与所述上部转运链轮一一对应设有下部转运链轮，对应的所述上部转运链轮和下部转运链轮之间设有转运链，两根所述转运链分别与所述转运料架固定连接；

所述转运料架包括转运辊道，所述转运辊道上设有转运辊，设置在所述下层窑体内的辊道延伸伸入所述转运箱内，且所述转运辊道的转运辊与位于所述转运箱内的所述辊道的输送辊之间交错设置；

还包括自动温控系统，所述自动温控系统控制所述窑体内的温度曲线为：

所述上层窑体内的温度沿着所述物料前进方向逐渐增高，且所述上层窑体内的所述温度曲线为：

y=T₁x/30a+T₀

其中，a为窑体的单元长度，即所述余热预热段、预烘干段、烘干段、升温段、烧结区和降温区的长度分别为7.5a，22.5a,6a,10a,8a,21a；

T₁为上层窑炉后端的最高温度；T₀为室温；

所述烘干段和升温段内的温度曲线为：

y=(T₂-T₁)(x-30a)/16a+T₁

其中，T₂为烧结温度；

所述烧结区内的温度曲线为：y=T₂；

所述降温区内的温度曲线为：y=(T₃-T₂)(x-54a)/21a+T₂

其中，T₃为设定的出料温度。

进一步，所述余热预烘干段内设有位于辊道下方的电阻丝加热装置Ⅰ，且所述余热预烘干段的上部与所述抽风机的出风口相连通。

进一步，所述加热预烘干段内设有分别位于所述辊道上下两侧的电阻丝加热装置Ⅱ。

进一步，所述烘干段内设有分别位于所述辊道上下两侧的电阻丝加热装置Ⅲ。

进一步，所述升温段包括电阻丝加热段和碳硅棒加热段，所述电阻丝加热段靠近所述烘干段设置，且所述电阻丝加热段内设有分别位于所述辊道上下两侧的电阻丝加热装置Ⅳ，所述碳硅棒加热段内设有分别位于所述辊道上下两侧的碳硅棒加热装置Ⅰ；所述电阻丝加热段与所述碳硅棒加热段之间的长度之比为4:6。

进一步，所述烧结区内设有分别位于所述辊道上下两侧的碳硅棒加热装置Ⅱ。

进一步，所述转运架上分别设有用于测量并限位所述转运料架上下位置的接触传感器Ⅵ和接触传感器Ⅴ，所述转运料架上设有位于所述转运辊道上方并用于检测物料是否到位的传感器Ⅱ。

进一步，所述转运箱内设有保温隔热层。

进一步，所述转运箱上设有检修门。

进一步，所述转运架上设有用于套在所述转运链上的套筒。

本发明的有益效果在于：

本发明的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉，通过将窑体设置为上层窑体和下层窑体，并设置进料机构和物料转运机构，如此，物料可从设置在上层窑体上的进料口进入窑体内，经烧结后从设置在下层窑体上的出料口出料，即上层窑体和下层窑体之间形成一个整体，相同长度的窑体占用的面积更小；通过设置自动进出料循环系统实现物料的自动转运，具有自动化程度高的优点；通过设置自动温控系统，并限定余热预热段、预烘干段、烘干段、升温段、烧结区和降温区的长度比例，进而可方便地控制窑体内的温度曲线，能够有效提高烧结效果，同时结合抽风机将余热送至余热预热段和余热预烘干段，能够提高能源利用效果，降低能耗。

经试验发现，本发明的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉用于烧结永磁铁氧体时，取得了以下技术效果：

1、节能：烧结永磁铁氧体的单位能耗小于0.55kW•h/kg，比传统单层辊道炉降低了约25%，极大地降低了生产能耗，节约电能；

2.产能：极大地提高了生产产量，目前单台设备的永磁铁氧体生产产量超过了18吨/天，比传统单层辊道炉提高了约1倍；

3.占地面积小：在极大地增加产量和降低能耗的同时不增加占地面积，节约了厂房建设成本。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明串叠式全自动双层电加热辊道窑炉实施例的结构示意图；

图2为图1的A详图；

图3为图1的B详图；

图4为进料机构的结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图4的左视图；

图7为物料转运机构的结构示意图；

图8为转运架和转运料架的结构示意图；

图9为图8的左视图；

图10为本实施例用于烧结永磁铁氧体时的温度曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明串叠式全自动双层电加热辊道窑炉实施例的结构示意图。本实施例的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉，包括窑体和自动进出料循环系统。

本实施例的窑体包括下层窑体2和设置在下层窑体2上方的上层窑体1，上层窑体1的前端设有进料口3，下层窑体2的前端设有出料口4，上层窑体1的后端与下层窑体2的后端对齐。本实施例的自动进出料循环系统包括与进料口3对应设置在进料机构、与出料口4对应设置的出料机构和设置在上层窑体1后端与下层窑体2后端之间用于将上层窑体1内的物料转运至下层窑体2内的物料转运机构。本实施例的上层窑体1和下层窑体2内分别设有用于驱动物料前进的辊道5。

沿着物料的前进方向，窑体内依次设有余热预热段6、预烘干段7、烘干段8、升温段9、烧结区10和降温区11，其中，余热预热段6和预烘干段7设置在上层窑体1内，烘干段8、升温段9、烧结区10和降温区11设置在下层窑体2内。预烘干段7包括靠近余热预热段6的余热预烘干段7a和远离余热预热段6的加热预烘干段7b。降温区11内设有抽风机12，抽风机12的出风口分别与余热预热段6和余热预烘干段7a相连通。

余热预热段6、预烘干段7、烘干段8、升温段9、烧结区10和降温区11的长度之比为7.5:22.5:6:10:8:21，且余热预烘干段7a与加热预烘干段7b之间的长度之比为12.5:10。本实施例的窑炉的总长设置为75米，余热预热段6、预烘干段7、烘干段8、升温段9、烧结区10和降温区11的长度分别为7.5米、22.5米、6米、10米、8米、21米，且余热预烘干段7a与加热预烘干段7b的长度分别为12.5米和10米。

本实施例的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉还包括自动温控系统，自动温控系统控制窑体内的温度曲线为：

上层窑体1内的温度沿着物料前进方向逐渐增高，且上层窑体1内的温度曲线为：

y=T₁x/30a+T₀

其中，a为窑体的单元长度，即余热预热段、预烘干段、烘干段、升温段、烧结区和降温区的长度分别为7.5a，22.5a,6a,10a,8a,21a，本实施例的a=1米；

T₁为上层窑炉1后端的最高温度，当本实施例的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉用于烧结永磁铁氧体时，T₁=400℃；T₀为室温。

烘干段8和升温段9内的温度曲线为：

y=(T₂-T₁)(x-30a)/16a+T₁

其中，T₂为烧结温度，当本实施例的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉用于烧结永磁铁氧体时，T₂=1200-1260℃；

烧结区10内的温度曲线为：y=T₂；

降温区11内的温度曲线为：y=(T₃-T₂)(x-54a)/21a+T₂

其中，T₃为设定的出料温度，本实施例的出料温度设定为室温。

进一步，余热预烘干段7a内设有位于辊道5下方的电阻丝加热装置Ⅰ13，且余热预烘干段7a的上部与抽风机12的出风口相连通。本实施例的加热预烘干段7b内设有分别位于辊道5上下两侧的电阻丝加热装置Ⅱ14。本实施例的烘干段8内设有分别位于辊道5上下两侧的电阻丝加热装置Ⅲ15。本实施例的升温段9包括电阻丝加热段9a和碳硅棒加热段9b，电阻丝加热段9a靠近烘干段8设置，且电阻丝加热段9a内设有分别位于辊道5上下两侧的电阻丝加热装置Ⅳ16，碳硅棒加热段9b内设有分别位于辊道5上下两侧的碳硅棒加热装置Ⅰ17。本实施例的电阻丝加热段9a与碳硅棒加热段9b之间的长度之比为4:6，即电阻丝加热段9a与碳硅棒加热段9b的长度分别为4米和6米。本实施例的烧结区10内设有分别位于辊道5上下两侧的碳硅棒加热装置Ⅱ，余热预热段6和降温区11内不设置加热装置，通过在余热预热段6、预烘干段7、烘干段8、升温段9、烧结区10和降温区11分别设置不同种类和数量的加热装置，再结合自动温控系统可实现对窑炉内的温区曲线的有效控制，控制辊道5的速率，即可确保物料按照设定的温度曲线和设定的时间范围进行预热、烘干、烧结和冷却，保证物料的烧结工艺按照设定的工艺路线进行。

进一步，本实施例的进料机构包括上料辊道19、用于将物料提升至上层窑体1所在高度位置的提升机构和用于将物料输送至进料口的送料辊道。提升机构包括提升机架20和提升料架21，提升机架20的顶部设有提升电机22和旋转配合安装在提升机架20上的提升横梁23，提升电机22的输出轴与提升横梁23之间设有用于驱动提升横梁23转动的蜗轮蜗杆减速器Ⅰ24，提升横梁23的两端分别设有上部链轮25，提升机架20的下部与上部链轮25一一对应设有下部链轮，对应的上部链轮25和下部链轮之间设有提升链26，两根提升链26分别与提升料架21固定连接。本实施例的提升料架包括接料辊道27，接料辊道27的下方设有安装架28，安装架28上设有用于驱动接料辊道27转动的接料电机29。本实施例的送料辊道包括与接料辊道27对接并与设置在上层窑体1内的辊道5平行的辅助辊道30，辅助辊道30与设置在进料口3处的辊道5之间设有链式送料机构。本实施例的提升机架20上设有用于套在所述提升链26上的套筒33。

本实施例的链式送料机构包括分别与辅助辊道30和上层窑炉进料口3处的辊道5对应设置的链轮31，所述链轮31之间设有送料链32，送料链32设置为相互平行的至少两条，本实施例的送料链32设置为相互平行的两条。本实施例的上料辊道19、辅助辊道30和链式送料机构均设有动力装置，不再累述。

本实施例的上料辊道19的末端设有用于检测物料是否到位的传感器Ⅰ，提升机架20上设有用于分别测量并限位提升料架21上下位置的接触传感器Ⅰ和接触传感器Ⅱ，辅助辊道30上设有用于将物料定位在送料链上的接触传感器Ⅲ，设置在进料口3处的辊道5上设有用于限位物料位置的限位挡板。如此，即可自动将上料辊道19上的物料进料至进料口3处，实现自动上料。

进一步，本实施例的物料转运机构包括密闭隔热并盖装在上层窑体1和下层窑体2后端的转运箱34，转运箱34内设有转运架35和转运料架36，转运架35的顶部设有转运电机37和旋转配合安装在转运架35上的转运横梁38，转运电机37的输出轴与转运横梁38之间设有蜗轮蜗杆减速器Ⅱ39，且转运横梁38的两端分别设有上部转运链轮40，转运架35上与上部转运链轮40一一对应设有下部转运链轮，对应的上部转运链轮40和下部转运链轮之间设有转运链41，两根转运链41分别与转运料架36固定连接。本实施例的转运架35上设有用于套在所述转运链41上的套筒42。本实施例的转运料架36包括转运辊道43，转运辊道43上设有转运辊，设置在下层窑体2内的辊道5延伸伸入转运箱34内，且转运辊道43的转运辊与位于转运箱34内的辊道的输送辊之间交错设置，如此，即可利用位于转运箱34内的辊道的动力将物料输送至下层窑体2内。

本实施例的转运箱34内设有保温隔热层44，且转运箱34上设有检修门45。本实施例的转运架35上分别设有用于测量并限位转运料架上下位置的接触传感器Ⅵ和接触传感器Ⅴ，转运料架36上设有位于转运辊道上方并用于检测物料是否到位的传感器Ⅱ。

本实施例的进料机构还可采用其他类似机构实现，不再累述。

本实施例的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉，通过将窑体设置为上层窑体和下层窑体，并设置进料机构和物料转运机构，如此，物料可从设置在上层窑体上的进料口进入窑体内，经烧结后从设置在下层窑体上的出料口出料，即上层窑体和下层窑体之间形成一个整体，相同长度的窑体占用的面积更小；通过设置自动进出料循环系统实现物料的自动转运，具有自动化程度高的优点；通过设置自动温控系统，并限定余热预热段、预烘干段、烘干段、升温段、烧结区和降温区的长度比例，进而可方便地控制窑体内的温度曲线，能够有效提高烧结效果，同时结合抽风机将余热送至余热预热段和余热预烘干段，能够提高能源利用效果，降低能耗。

经试验发现，本实施例的串叠式全自动双层电加热辊道窑炉用于烧结永磁铁氧体时，取得了以下技术效果：

1、节能：烧结永磁铁氧体的单位能耗小于0.55kW•h/kg，比传统单层辊道炉降低了约25%，极大地降低了生产能耗，节约电能；

2.产能：极大地提高了生产产量，目前单台设备的永磁铁氧体生产产量超过了18吨/天，比传统单层辊道炉提高了约1倍；

3.占地面积小：在极大地增加产量和降低能耗的同时不增加占地面积，节约了厂房建设成本。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。