改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉的制作方法

本发明涉及高温真空设备技术领域，尤其涉及一种改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉。

背景技术：

超高温烧结炉在材料热处理过程中，均温区的温度控制包括升温以及降温过程，其温度的可控制性和稳定性对于材料的热处理起到决定性的作用。因此，均温区的技术指标也是超高温烧结炉最重要的参数之一。物料工作区位于均温区内，是对物料进行热处理的区域，其热量来源于热场的热辐射、对流以及热传导几种形式。

精确控温，保持均温区温度的稳定性对材料的热处理是至关重要的。温度的控制是一个动态的过程控制，其包含升温过程和降温过程。均温区的快速降温是降温过程的重要环节，不但是某些材料烧结过程中的技术要求，而且对超高温烧结炉外壳的表面温升的抑制以及保护炉体及延长其使用寿命有着积极地作用。

现有的冷却式烧结炉内，冷却装置的进风管和出风管与炉体连通，就需要在炉体的侧壁上开设对应的进风口和出风口，这样就破坏了炉体的完整性，在烧结作业时，进风口和出风口就成为热量散失的薄弱环节。

技术实现要素：

有必要提出一种对烧结炉炉内气氛进行多级降温的、保温性良好的改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉。

一种改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉，包括炉体、出气管、进气管、第一冷却装置、第二冷却装置，炉体为封闭炉体，在炉体内部设置热屏组件，热屏组件靠近炉体内壁设置，炉体内部的热屏组件包括沿着炉体侧壁设置的侧热屏组和沿着炉体的前壁和后壁分别设置的前热屏组和后热屏组，以将炉体内部包围形成均温区，在炉体的侧壁上开设出气口，侧热屏组包括若干层并排设置的主热屏和若干遮挡热屏，主热屏和遮挡热屏间隔设置，在每一层主热屏上均开设若干流通小孔，若干流通小孔集中设置于与进气口正对的位置，在若干流通小孔的内侧设置遮挡热屏，每个遮挡热屏将每个主热屏上的若干流通小孔覆盖，遮挡热屏与主热屏之间间隔供气体流通的缝隙，在炉体的前壁上开设进气口，出气管与炉体侧壁上的出气口连接，进气管与炉体的进气口连接，所述第一冷却装置设置在出气管和进气管之间，以作为炉体内气体抽出送入的动力源，所述第一冷却装置包括风机、扇叶、第一盘管、强冷罐，所述强冷罐为空心密封罐体，强冷罐的一端与出气管连通，强冷罐的另一端与进气管连通，扇叶设置在强冷罐内部，风机的输出端与扇叶轴连接，以带动扇叶转动，第一盘管设置在扇叶的进风端，第一盘管为空心管，在第一盘管内部通入冷却循环水，第二冷却装置设置在进风管内，第二冷却装置包括第二左侧挡板、第二右侧挡板、第二盘管，第二盘管设置在第二左侧挡板和第二右侧挡板之间，第二盘管为空心管，在第二盘管内部通入冷却循环水，第二左侧挡板和第二右侧挡板均为半圆形挡板，第二左侧挡板和第二右侧挡板的弧形边与出气管的内部固定连接，第二左侧挡板和第二右侧挡板的直边平行设置，以使从第二左侧挡板左侧进入的气体穿过第二盘管后，沿s型方向穿出第二右侧挡板。

优选的，所述出气管和进气管分别设置在炉体相对的侧壁上，以扩大炉体内气体流动面积。

优选的，第二左侧挡板和第二右侧挡板均为优弧圆形板。

优选的，第一盘管为一根铜管盘绕形成的同心圆盘管，以增大气体与盘管的接触面积，第一盘管的圆心引出端的高度高于第一盘管的边缘引出端，第一盘管的圆心引出端为出水端，第一盘管的边缘引出端为入水端，以通过外部循环水供应压力使得第一盘管内部充满循环水。

优选的，所述改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉还包括第三冷却装置，第三冷却装置设置在进水管内部，包括第三左侧挡板、第三右侧挡板、第三盘管，第三盘管设置在第三左侧挡板和第三右侧挡板之间，第三盘管为空心管，在第三盘管内部通入冷却循环水，第三左侧挡板和第三右侧挡板均为半圆形挡板，第三左侧挡板和第三右侧挡板的弧形边与出气管的内部固定连接，第三左侧挡板和第三右侧挡板的直边平行设置，以使从第三左侧挡板左侧进入的气体穿过第三盘管后，沿s型方向穿出第三右侧挡板。

优选的，所述改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉还包括进口蝶阀和出口蝶阀，进口蝶阀设置在出气管上，出口蝶阀设置在进气管上。

优选的，所述改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉还包括螺纹挡风装置，所述前热屏组包括并排设置的若干层热屏，在每一个热屏的中心位置开设通孔，螺纹挡风装置设置在与炉体连接的进风管的端部，螺纹挡风装置包括固定筒、螺旋挡板，固定筒为空心筒体，固定筒的一端与进风管固定连接，固定筒的另一端伸入至前热屏组的通孔内，以将通孔遮挡封堵，螺旋挡板为设置在固定筒内部的螺旋形延伸的挡风板，螺旋挡板的轴线与固定筒的轴线重合。

优选的，螺旋挡板在进风管的轴向方向投影形成一个对炉内热辐射进行阻挡的闭合平面。

优选的，固定筒和螺旋挡板为耐高温金属钼制成。

本发明中通过第一冷却装置中的风机将炉体内的热气体抽出，经过第一盘管及第二冷却装置的冷却，实现了对气体的一级降温，第二冷却装置包括第二左侧挡板、第二右侧挡板、第二盘管，第二盘管实现了对气体的二级冷却，第二左侧挡板、第二右侧挡板的设置使得气体s型方向穿出第二右侧挡板，进而减缓气体流动速度，增大气体与第二盘管接触面积，拉长接触时间，提高冷却效率；本发明中还在炉体内设置侧热屏组，以通过侧热屏组形成对均温区内热辐射的反射遮挡，避免热量散失。

附图说明

图1为改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉的结构示意图。

图2为第一盘管的结构示意图。

图3为第二冷却装置的结构示意图。

图4为第二冷却装置的内部结构示意图。

图5为第二冷却装置的右视结构示意图。

图6为螺纹挡风装置的局部剖视结构示意图。

图7为图1沿着a-a的截面图。

图中：炉体10、出气口11、侧热屏组12、主热屏121、流通小孔1211、遮挡热屏122、前热屏组13、出气管20、进气管30、第一冷却装置40、风机41、扇叶42、第一盘管43、出水端431、入水端432、强冷罐44、第二冷却装置50、第二左侧挡板51、第二右侧挡板52、第二盘管53、第三冷却装置60、第三左侧挡板61、第三右侧挡板62、第三盘管63、进口蝶阀70、出口蝶阀80、螺纹挡风装置90、固定筒91、螺旋挡板92。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

参见图1至图7，本发明实施例提供了一种改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉，包括炉体10、出气管20、进气管30、第一冷却装置40、第二冷却装置50，炉体10为封闭炉体10，在炉体10内部设置热屏组件，热屏组件靠近炉体10内壁设置，炉体10内部的热屏组件包括沿着炉体10侧壁设置的侧热屏组12和沿着炉体10的前壁和后壁分别设置的前热屏组13和后热屏组，以将炉体10内部包围形成均温区，在炉体10的侧壁上开设出气口11，侧热屏组12包括若干层并排设置的主热屏121和若干遮挡热屏122，主热屏121和遮挡热屏122间隔设置，在每一层主热屏121上均开设若干流通小孔1211，若干流通小孔1211集中设置于与进气口正对的位置，在若干流通小孔1211的内侧设置遮挡热屏122，每个遮挡热屏122将每个主热屏121上的若干流通小孔1211覆盖，遮挡热屏122与主热屏121之间间隔供气体流通的缝隙，在炉体10的前壁上开设进气口，出气管与炉体10侧壁上的出气口11连接，进气管与炉体10的进气口连接，出气管20与炉体10的出气口11连接，进气管30与炉体10的进气口连接，所述第一冷却装置40设置在出气管20和进气管30之间，以作为炉体10内气体抽出送入的动力源，所述第一冷却装置40包括风机41、扇叶42、第一盘管43、强冷罐44，所述强冷罐44为空心密封罐体，强冷罐44的一端与出气管20连通，强冷罐44的另一端与进气管30连通，扇叶42设置在强冷罐44内部，风机41的输出端与扇叶42轴连接，以带动扇叶42转动，第一盘管43设置在扇叶42的进风端，第一盘管43为空心管，在第一盘管43内部通入冷却循环水，第二冷却装置50设置在进风管内，第二冷却装置50包括第二左侧挡板51、第二右侧挡板52、第二盘管53，第二盘管53设置在第二左侧挡板51和第二右侧挡板52之间，第二盘管53为空心管，在第二盘管53内部通入冷却循环水，第二左侧挡板51和第二右侧挡板52均为半圆形挡板，第二左侧挡板51和第二右侧挡板52的弧形边与出气管20的内部固定连接，第二左侧挡板51和第二右侧挡板52的直边平行设置，以使从第二左侧挡板51左侧进入的气体穿过第二盘管53后，沿s型方向穿出第二右侧挡板52，进而减缓气体流动速度，增大气体与第二盘管53接触面积，拉长接触时间，提高冷却效率。第二左侧挡板51、第二右侧挡板52还具有反射部分气体热量的作用。

本发明中的，通过在主热屏121上开设流通小孔1211，以供气体流动，还在流通小孔1211上覆盖遮挡热屏122，遮挡热屏122与主热屏121之间间隔供气体流通的缝隙，如此，在烧结作业时，热量辐射在遮挡热屏122上，被遮挡热屏122反射会均温区内，避免热量散失，而在烧结结束后，循环冷却时，均温区内的气体沿着图7中箭头方向被抽出冷却，形成气体循环。

进一步，所述出气管20和进气管30分别设置在炉体10相对的侧壁上，以扩大炉体10内气体流动面积。

进一步，第二左侧挡板51和第二右侧挡板52均为优弧圆形板。即第二左侧挡板51的圆心角和第二右侧挡板52的圆心角均大于180°，以使二者有重叠部分，使得气体至少别一个挡板阻挡而改向缓流。

进一步，第一盘管43为一根铜管盘绕形成的同心圆盘管，以增大气体与盘管的接触面积，第一盘管43的圆心引出端的高度高于第一盘管43的边缘引出端，第一盘管43的圆心引出端为出水端431，第一盘管43的边缘引出端为入水端432，以通过外部循环水供应压力使得第一盘管43内部充满循环水，避免从高向低供水造成的断流无水现象，使得与第一盘管43接触的气体不能被冷却。

进一步，所述改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉还包括第三冷却装置60，第三冷却装置60设置在进水管内部，包括第三左侧挡板61、第三右侧挡板62、第三盘管63，第三盘管63设置在第三左侧挡板61和第三右侧挡板62之间，第三盘管63为空心管，在第三盘管63内部通入冷却循环水，第三左侧挡板61和第三右侧挡板62均为半圆形挡板，第三左侧挡板61和第三右侧挡板62的弧形边与出气管20的内部固定连接，第三左侧挡板61和第三右侧挡板62的直边平行设置，以使从第三左侧挡板61左侧进入的气体穿过第三盘管63后，沿s型方向穿出第三右侧挡板62，进而减缓气体流动速度，增大气体与第三盘管63接触面积，拉长接触时间，提高冷却效率。第三冷却装置60起到预冷却的作用，形成对热气体的第一级冷却。第三冷却装置60与第二冷却装置50具有相同结构。

具体实施时，第二冷却装置50与进风管之间法兰连接，第三冷却装置60与出风管之间法兰连接。

进一步，所述改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉还包括进口蝶阀70和出口蝶阀80，进口蝶阀70设置在出气管20上，出口蝶阀80设置在进气管30上，在烧结炉烧结作业时，需要将进气管30和出气管20关闭，可以通过进口蝶阀70和出口蝶阀80来实现。

进一步，所述改进式高温气氛多级循环冷却超高温烧结炉还包括螺纹挡风装置90，前热屏组13包括并排设置的若干层热屏，在每一个热屏的中心位置开设通孔，螺纹挡风装置90设置在与炉体10连接的进风管的端部，螺纹挡风装置90包括固定筒91、螺旋挡板92，固定筒91为空心筒体，固定筒91的一端与进风管固定连接，固定筒91的另一端伸入至前热屏组13的通孔内，以将通孔遮挡封堵，螺旋挡板92为设置在固定筒91内部的螺旋形延伸的挡风板，螺旋挡板92的轴线与固定筒91的轴线重合。

进一步，螺旋挡板92在进风管的轴向方向投影形成一个对炉内热辐射进行阻挡的闭合平面。

进一步，固定筒91和螺旋挡板92为耐高温金属钼制成。

螺旋挡板92的设置，在烧结完毕后降温时，不仅具有减缓气体流动速度的作用，而且可以改变气流方向，形成多个方形的气流进入炉体10内的均温区，避免了气流全部直接吹在均温区内的烧结产品上，也解决了气流全部直接吹在烧结产品上形成过大温差而造成产品性能的变化的问题；同时在烧结时，由于炉内热量向外部辐射，进风管的端部，即炉体的进风口就是一个辐射薄弱点，热量穿过进风管辐射进入管内部，由于进风管及炉体10外壁及出口蝶阀80等部件均为常规金属部件，炉内热辐射温度高，很容易对这些部件造成热损伤，螺纹挡风装置90的螺旋挡板92在进风管的轴向方向投影形成一个对炉内热辐射进行阻挡的闭合平面，螺旋挡板92可以将进风管的端部隔挡，有效防止均温区热量辐射，同理也可以反射热辐射，起到对炉内热量的散失阻挡的作用。

本发明涉及的高温烧结炉烧结作业时，炉内温度可达到1600℃-1900℃，炉内部件全部或部分采用耐高温金属材料制成，如钼，钨等。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。