本发明涉及精密陶瓷烧结技术领域，特别地，涉及一种用于陶瓷的烧结窑炉。
背景技术：
窑炉是用耐火材料砌成的用以烧成制品的设备，是陶艺热压注成型中的必备设施。而新型的电子陶瓷制作工艺中，陶瓷的排蜡以及烧结的大批量进行都需要借助窑炉。陶瓷的烧结工艺是陶瓷坯体在高温下致密化的过程，主要用于：将陶瓷坯体内颗粒间的空洞排除，将少量气体及杂质有机物排除，使颗粒之间相互生长结合。
现有的陶瓷烧结主要采用隧道窑，在隧道中段进行高温加热，物料通过隧道以实现烧结工序，隧道中的温度难以控制，物料的停留时间也无法控制，导致陶瓷烧结的升温梯度无法控制，而过快升温容易导致物料中产生气泡、物料变形以及物料开裂等问题，严重影响到陶瓷产品的合格率；
另一方面，现有的窑炉结构，在制作工艺过程中会产生大量带有余热的废气排放，容易造成能源浪费；现有的大多窑炉都是直接将废气排放到大气中，容易造成大气污染。
技术实现要素：
本发明提供了一种用于陶瓷的烧结窑炉，以解决现有窑炉结构，升温过快容易导致物料中产生气泡、物料变形以及物料开裂等问题，严重影响到陶瓷产品的合格率；废气和余热直排大气，造成污染的技术问题。
本发明提供一种用于陶瓷的烧结窑炉，包括炉体，炉体具有进料口、物料输送通道和出料口，物料输送通道从进料口到出料口依次排布有预热区、高温区以及冷却区，物料输送通道的底部具有用于高温气流流通并利用高温气流对物料输送通道进行加热和对所述预热区进行升温预热的热气流导流通道，热气流导流通道的输出端连通至预热区；高温区的气流进流端、所述高温区的气流输出端、冷却区中的至少一处设有用于连通至所述热气流导流通道以将高温气流输送至热气流导流通道内的连通结构；冷却区与预热区之间设有用于将所述冷却区的高温气流输送至所述预热区以供所述预热区升温预热的热气流循环管道。
进一步地，热气流导流通道处于预热区底部的部分构成用于对预热区进行升温梯度控制的温度控制区，温度控制区包括多个沿物料输送方向排布的温度控制单元，温度控制单元分别与预热区的不同区域连通并输出高温气流以控制预热区的升温梯度；温度控制单元分别与热气流导流通道连通，温度控制单元输出端朝向物料输送通道布设。
进一步地，相邻温度控制单元之间设有用于隔离高温气流的隔板，隔板与炉体内腔底面之间留有用于高温气流流通通过的流通间隙，物料输送通道与温度控制单元之间设有用于提供由物料输送通道向温度控制单元方向的气流输送动力的动力装置。
进一步地，多个流通间隙沿物料输送方向依次排列，流通间隙的间隙宽度相同或间隙宽度不同。
进一步地，温度控制单元采用彼此隔离的独立空腔体，物料输送通道通过外接管分别连通至各个温度控制单元，物料输送通道与外接管之间以及外接管与温度控制单元之间设有用于高温气流流量和温度控制的控制装置。
进一步地，外接管上覆盖有用于管体内腔保温的保温层。
进一步地，连通结构采用埋设于炉体壁体内的埋设管；和/或连通结构采用处于炉体外的外管，外管上覆盖有用于管体内腔保温的保温层；和/或连通结构采用开设于物料输送通道与热气流导流通道之间用于气流流通的气孔。
进一步地，连通结构的输出端由出料口向进料口方向开设，和/或连通结构的输出端由物料输送通道向热气流导流通道方向开设。
进一步地，高温区内布设有用于对炉体内腔进行加热的热源。
进一步地，热源采用天然气燃烧加热或硅钼棒电加热。
本发明具有以下有益效果：
本发明用于陶瓷的烧结窑炉，从高温区附近将高温气流通过连通结构导向物料输送通道底部的热气流导流通道，热气流导流通道内的高温气流由出料口向进料口方向形成降温梯度，热气流导流通道内的气流对物料输送通道的底部进行加热的同时构成物料输送通道内由进料口向出料口方向的升温梯度，以匹配于陶瓷烧结所需的升温梯度曲线，再由热气流导流通道将高温气流控制并导入至预热区，同时通过热气流循环管道将流通至冷却区的高温气流传输至预热区，最后预热区的气流进入高温区进一步加热，气流从预热区到高温区的升温趋于平稳，物料内的颗粒间的空洞、气体及杂质有机物缓慢排除，并使颗粒之间相互生长结合速度与空洞、气体及杂质有机物的缓慢排除速度相匹配，从而达到烧结后的陶瓷产品均匀地、完全地实现致密化的目的。物料输送通道、连通结构以及热气流导流通道构成气流的一条闭合循环回路，使得气流经过高温区的高温加热并循环使用，减小余热向外排出的几率，同时也实现预热区的升温控制，从而达到能源高效利用和环保的目的。物流输送通道与热气流循环管道构成气流的另一条闭合循环回路，通过热气流循环管道将从高温区进入冷却区的高温气流及时输送至预热区，避免高温气流在冷却区滞留冷却而导致热量流失而无法得到充分的利用，从而达到能源高效利用和环保的目的。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之一；
图2是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之二；
图3是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之三；
图4是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之四。
图例说明：
1、炉体；2、进料口；3、物料输送通道；301、预热区；302、高温区；303、冷却区；4、出料口；5、热气流导流通道；6、连通结构；601、外管；602、气孔；7、温度控制单元；701、隔板；702、流通间隙；703、动力装置；704、外接管；705、控制装置；706、传热孔；8、热源；9、热气流循环管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之一；图2是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之二；图3是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之三；图4是本发明优选实施例的用于陶瓷的烧结窑炉的结构示意图之四。
如图1所示，本实施例的用于陶瓷的烧结窑炉，包括炉体1，炉体1具有进料口2、物料输送通道3和出料口4，物料输送通道3从进料口2到出料口4依次排布有预热区301、高温区302以及冷却区303，物料输送通道3的底部具有用于高温气流流通并利用高温气流对物料输送通道3进行加热和对预热区301进行升温预热的热气流导流通道5，热气流导流通道5的输出端连通至预热区301；高温区302的气流进流端、高温区302的气流输出端、冷却区303中的至少一处设有用于连通至热气流导流通道5以将高温气流输送至热气流导流通道5内的连通结构6；冷却区303与预热区301之间设有用于将冷却区303的高温气流输送至预热区301以供预热区301升温预热的热气流循环管道9。本发明用于陶瓷的烧结窑炉，从高温区302附近将高温气流通过连通结构6导向物料输送通道3底部的热气流导流通道5，热气流导流通道5内的高温气流由出料口4向进料口2方向形成降温梯度，热气流导流通道5内的气流对物料输送通道3的底部进行加热的同时构成物料输送通道3内由进料口2向出料口4方向的升温梯度，以匹配于陶瓷烧结所需的升温梯度曲线，再热气流导流通道5内的气流对物料输送通道3的底部进行加热的同时由热气流导流通道5将高温气流控制并导入至预热区301内，同时通过热气流循环管道9将流通至冷却区303上部的高温气流传输至预热区301，最后预热区301的气流进入高温区302进一步加热，气流从预热区301到高温的升温梯度趋于平稳，物料内的颗粒间的空洞、气体及杂质有机物缓慢排除，并使颗粒之间相互生长结合速度与空洞、气体及杂质有机物的缓慢排除速度相匹配，从而达到烧结后的陶瓷产品均匀地、完全地实现致密化的目的。物料输送通道3、连通结构6以及热气流导流通道5构成气流的一条闭合循环回路，使得气流经过高温区302的高温加热并循环使用，减小余热向外排出的几率，同时也实现预热区301的升温控制，从而达到能源高效利用和环保的目的。物流输送通道3与热气流循环管道9构成气流的另一条闭合循环回路，通过热气流循环管道9将从高温区302进入冷却区303的高温气流及时输送至预热区301，避免高温气流在冷却区303滞留冷却导致热量流失而无法得到充分的利用，从而达到能源高效利用和环保的目的。可选地，连通结构6上设有用于提供由高温区302和/或冷却区303向热气流导流通道5的气流输送动力的动力装置703。用于控制连通结构6输送至热气流导流通道5的气流流量及流速，从而控制热气流导流通道5内的腔体温度，用于从物料输送通道3底部对物料输送通道3进行均匀加热，同时也能够控制输送至预热区301气流的温度，以便对预热区301内升温梯度的温度上限控制。可选地，热气流循环管道9的输入端设有用于提供由冷却区303向热气流循环管道9的气流输送动力的动力装置703。可选地，热气流循环管道9设于炉体1的上方或一侧。可选地，冷却区303与预热区301之间设有沿炉体1周向排布的多根热气流循环管道9，冷却区303的高温气流通过多根热气流循环管道9输送至预热区301。可选地，热气流循环管道9设有一个进气口和一个出气口。冷却区303的高温气流通过进气口进入热气流循环管道9中，再通过一个出气口进入预热区301。可选地，热气流循环管道9设有一个进气口和沿预热区301输送方向排布的多个出气口。可选地，热气流循环管道9设有沿冷却区303气流输送方向排布的多个进气口和沿预热区301输送方向排布的多个出气口。冷却区303的高温气流通过进气口进入热气流循环管道9中，再通过出气口进入预热区301。冷却区303的不同区域的高温气流通过多个进气口进入热气流循环管道9中并在流动过程中沿出料口4向进料口2方向形成降温梯度，不同温度的高温气流通过多个出气口进入预热区301的不同区域，从而使预热区301沿物料输送方向形成升温梯度，以匹配陶瓷烧结所需的升温梯度曲线。可选地，炉体1外设有保温层。可选地，保温层为保温隔热棉、保温隔温砖、保温无纺布等。能够提高炉体1内的温度上限，避免温度向外扩散，有利于提高能源的利用率。可选地，出料口4部位设有用于将出料口4部位的余热气流导向进料口2方向的余热导流管，余热导流管上设有用于提供气流输送动力的动力装置703。输送至进料口2的余热气流可以不进行约束，并形成物料输送方向的预热气流；输送至进料口2的余热气流也可以约束形成气帘，以屏蔽进料口2，避免气流进料口2内外发生气流交换以及温度交换，从而提高能源利用率。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，热气流导流通道5处于预热区301底部的部分构成用于对预热区301进行升温梯度控制的温度控制区，温度控制区包括多个沿物料输送方向排布的温度控制单元7，温度控制单元7分别用于与预热区301的不同区域连通并输出高温气流以控制预热区301的升温梯度；温度控制单元7分别与热气流导流通道5连通，温度控制单元7输出端朝向物料输送通道3布设。热气流导流通道5内的高温气流依次进入多个温度控制单元7中，多个温度控制单元7形成温度沿热气流导流通道5的输送方向逐渐降低的温度梯度，再通过多个温度控制单元7分别通过传热孔706将气流输送至预热区301的不同区域，从而使预热区301的气流沿物料输送方向形成升温梯度，预热区301的气流逐步升温后进入高温区302加热，升温梯度趋于平稳，物料内的颗粒间的空洞、气体及杂质有机物在烧结过程中缓慢排除。
如图3和图4所示，本实施例中，相邻温度控制单元7之间通过用于隔离高温气流的隔板701。避免温度控制单元7之间产生温度干扰，从而确保对预热区301升温梯度的精确控制。隔板701与炉体1内腔底面之间留有用于高温气流流通通过的流通间隙702。利用流通间隙702控制由热气流导流通道5进入到各个温度控制单元7的高温气流输送量，从而实现对预热区301升温梯度的精确控制。物料输送通道3与温度控制单元7之间设有用于提供由物料输送通道3向温度控制单元7方向的气流输送动力的动力装置703。利用动力装置703控制由热气流导流通道5进入到各个温度控制单元7的高温气流输送量，利用热气流导流通道5连通至各个温度控制单元7的输送距离不同，以及从各个流通间隙702流通至各个温度控制单元7的气流通过量不同，从而实现对预热区301升温梯度的精确控制，利用结构自动化实现预热区301升温梯度的控制。
如图3和图4所示，本实施例中，多个流通间隙702沿物料输送方向依次排列。如图2所示，流通间隙702的间隙宽度相同，完全利用热气流导流通道5连通至各个温度控制单元7的输送距离不同，利用远近距离的降温程度不同，从而实现预热区301升温梯度的精确控制。如图3所示，流通间隙702的间隙宽度不同，利用从各个流通间隙702流通至各个温度控制单元7的气流通过量不同，从而实现对预热区301升温梯度的精确控制，利用结构自动化实现预热区301升温梯度的控制。
如图4所示，本实施例中，流通间隙702的间隙宽度沿物料输送方向依次增加。利用从各个流通间隙702流通至各个温度控制单元7的气流通过量不同，形成对各个温度控制单元7的温度影响不同，气流输送距离越近且气流流通量越大温度影响越大，气流输送距离越远且气流流通量越小温度影响越小，相应形成预热区301内的升温梯度变化为沿物料输送方向缓慢升温，利用结构自动化实现预热区301升温梯度的控制，从而实现对预热区301升温梯度的精确控制。
如图1所示，本实施例中，温度控制单元7采用彼此隔离的独立空腔体。物料输送通道3通过外接管704分别连通至各个温度控制单元7。物料输送通道3与外接管704之间以及外接管704与温度控制单元7之间设有用于高温气流流量和温度控制的控制装置705。各个温度控制单元7采用独立对预热区301输送高温气体以改变对应区域温度的独立空腔体。利用控制装置705控制进入每个温度控制单元7的气流流量及气流温度，从而控制每个温度控制单元7进入至预热区301内相应区域的气流流量及气流温度，以实现对预热区301内升温梯度的精确控制。
本实施例中，外接管704上覆盖有用于管体内腔保温的保温层。用于避免高温气流输送过程中的温度损失，提高能源利用率。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，连通结构6采用埋设于炉体1壁体内的埋设管；和/或连通结构6采用处于炉体1外的外管601，外管601上覆盖有用于管体内腔保温的保温层；和/或连通结构6采用开设于物料输送通道3与热气流导流通道5之间用于气流流通的气孔602。根据需要选择连通结构6不同的连通方式，提高进入至热气流导流通道5内的高温气流流量量以及高温气流的温度，以便于通过各个温度控制单元7实现对预热区301内的升温梯度控制。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，连通结构6的输出端由出料口4向进料口2方向开设，和/或连通结构6的输出端由物料输送通道3向热气流导流通道5方向开设。能够在热气流导流通道5内形成向温度控制单元7方向的气流推动力，既有利于对物料输送通道3底部进行加热升温，又能够提高进入各个温度控制单元7的高温气流流量以及进入的高温气流温度上限，从而方便对预热区301内的升温梯度控制。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，高温区302内布设有用于对炉体1内腔进行加热的热源8。用于对炉体1内的高温区302进行持续加热，以保证满足陶瓷坯体烧结的温度要求，同时满足通入至预热区301内构成缓慢升温梯度，以排除陶瓷坯体内的空洞、气体及杂质有机物排并促使颗粒之间相互生长结合，提高陶瓷烧结产品的致密性。
如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，热源8采用天然气燃烧加热或硅钼棒电加热。可以根据烧结温度需要选择不同的热源8以满足烧结温度要求。可选地，硅钼棒设置位置为炉体1壁体内，或炉体1内腔的壁体上。硅钼棒设于炉体1的两侧和/或设于炉体1的顶部。能够根据炉体1内腔尺寸、物料类型、烧结要求选择不同的热源布设位置，从而保证烧结的质量。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。