一种带有余热利用装置的烧结炉及其使用方法与流程

本申请涉及加工设备技术领域，特别是涉及一种带有余热利用装置的烧结炉及其使用方法。

背景技术：

坩埚是熔化和精炼金属液体，以及固液加热、反应的容器。坩埚通常在高温环境下使用，且易受到所承载物质的侵蚀，为了保证内容物反应的顺利进行，需要坩埚的质量好，能高温、抗侵蚀，减少穿孔、脱节的发生。

坩埚的制备，需要将原料成型，制成毛坯，然后经烘干、烧结等步骤得到成品。其中，烧结过程需要在高温环境下进行，然后烧结后仍处于高温的物件冷却后才能出炉，冷却过程中逸散的热量没有得到有效利用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的第一个目的为提供一种带有余热利用装置的烧结炉；本发明的第二个目的为提供一种使用上述烧结炉的方法；通过与冷却段相连的余热利用装置，将冷却段内的热量导出，用于其他装置(如烘房)的供热，降低能耗和生产成本

本发明提供的技术方案如下：

一种带有余热利用装置的烧结炉，包括炉壳、烧结热源、输送轨道，所述炉壳包括依次相连通的低温段、高温段和冷却段，所述冷却段与余热利用装置相连通；所述烧结热源用于向所述低温段和所述高温段提供热量，所述输送轨道贯穿所述炉壳，且所述输送轨道在输送驱动机构的驱动下，由所述低温段向所述冷却段移动。

优选地，所述炉壳的冷却段与余热利用装置相连通具体为：所述炉壳的冷却段设有开口，所述开口与所述余热利用装置的进风管相连通，所述进风管或所述炉壳的冷却段设有风机。

优选地，所述余热利用装置还包括与所述进风管相连通的出风管，以及进风支管，所述进风支管一端与所述出风管相连通，另一端与冷气源相连通，所述进风支管设有第二风机。

优选地，所述出风管设有传感器，所述余热利用装置还设有控制机构，所述控制机构接受所述传感器的信息，并控制所述风机和第二风机的运转。

优选地，所述烧结热源包括多个电热元件，所述电热元件分布在所述低温段和所述高温段的炉壁。

优选地，所述高温段炉壁的电热元件数量多于所述低温段炉壁的电热元件数量。

优选地，所述电热元件具体为硅碳棒、硅钼棒、电阻丝中的任意一种或多种。

一种使用上述任一项所述的烧结炉进行烧结的方法，包括以下步骤：

将待烧结物件送入所述烧结炉的低温段，在3-5h升温至960℃并保温；

将低温段的待烧结物件送入高温段，升温至1000-1300℃加热2-3h；

将烧结后的物件送入冷却段，冷却至300℃以下，取出。

优选地，将待烧结物件送入所述烧结炉的低温段，在1-3h内升温至300℃，然后在1-3h内升温至960℃，并在960℃保温0.5-2h。

优选地，将烧结后的物件在5-15min内冷却至800℃以下，然后在1-3h内冷却至300℃以下。

本申请提供一种带有余热利用装置的烧结炉，包括烧结炉和余热利用装置，烧结炉为连续炉，包括炉壳和输送轨道，炉壳依次设置低温段、高温段和冷却段，使得由输送轨道输送的待烧结物件(如坩埚坯体)先在低温段预热，然后在高温段烧结，最后进入冷却段冷却。虽然烧结热源43不直接向冷却段供热，但热量会流动至冷却段，且烧结后高温的物件在冷却段也持续发热，此时，通过与冷却段相连的余热利用装置，将冷却段内的热量导出，用于其他装置(如烘房)的供热，降低能耗和生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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。

图1为本发明实施例中带有余热利用装置的烧结炉的结构示意图；

图2为本发明实施例中烧结炉的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例中烧结炉的俯视结构示意图；

附图标记：41-炉壳；42-烧结热源；43-输送轨道；5-余热利用装置；51-进风管；52-出风管；53-进风支管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本申请实施例采用递进的方式撰写。

请如图1至图3所示，本发明实施例提供一种带有余热利用装置的烧结炉，包括炉壳41、烧结热源42、输送轨道43，所述炉壳41包括依次相连通的低温段、高温段和冷却段，所述冷却段与余热利用装置5相连通；所述烧结热源42用于向所述低温段和所述高温段提供热量，所述输送轨道43贯穿所述炉壳41，且所述输送轨道43在输送驱动机构的驱动下，由所述低温段向所述冷却段移动。

本申请提供一种带有余热利用装置的烧结炉，包括烧结炉和余热利用装置5，烧结炉为连续炉，包括炉壳41和输送轨道43，炉壳41依次设置低温段、高温段和冷却段，使得由输送轨道43输送的待烧结物件(如坩埚坯体)先在低温段预热，然后在高温段烧结，最后进入冷却段冷却。虽然烧结热源43不直接向冷却段供热，但热量会流动至冷却段，且烧结后高温的物件在冷却段也持续发热，此时，通过与冷却段相连的余热利用装置5，将冷却段内的热量导出，用于其他装置(如烘房)的供热，降低能耗和生产成本。

本申请中，将输送轨道43贯穿所述炉壳41设置，且所述输送轨道43在输送驱动机构的驱动下，由所述低温段向所述冷却段移动。输送轨道43可以是输送带，并设置旋转轴，通过输送驱动机构驱动旋转轴旋转，使得输送带持续移动。也可通过其他常规方式实现输送轨道43的运转。输送轨道43的移动速度，根据低温段、高温段、冷却段的长度，以及坯体在每一段所需停留的时间设置，以实现坯体从低温段一端持续送入，由冷却段一端持续取出的连续烧结操作。

优选地，所述炉壳41的冷却段与余热利用装置5相连通具体为：所述炉壳41的冷却段设有开口，所述开口与所述余热利用装置5的进风管51相连通，所述进风管51或所述炉壳41的冷却段设有风机。

本发明中，将余热利用装置5的进风管51和冷却段连通，并通过设置在进风管51或炉壳41内的风机工作，将冷却段内的热空气输送至余热利用装置中。优选风机设置在进风管51内，便于安装检修。

优选地，所述余热利用装置5还包括与所述进风管51相连通的出风管52，以及进风支管53，所述进风支管53一端与所述出风管52相连通，另一端与冷气源相连通，所述进风支管53设有第二风机。

设置出风管52，可以将热量导向需要的位置。此外，设置进风支管53连接至冷气源，并设置第二风机，通过第二风机运转由进风支管53导入冷风，和进风管51内的热风混合，可以调节最终进入出风管52的风温和风量。

优选地，所述出风管52设有传感器，所述余热利用装置5还设有控制机构，所述控制机构接受所述传感器的信息，并控制所述风机和第二风机的运转。

设置传感器、控制机构，可以实现出风管52的风温和风量调控的自动化。当传感器感应到的风温过高，则控制机构控制加大第二风机的功率，导入更多冷风，降低输出的风温；反之则加大风机的功率导入更多热风。此外，还可在余热利用装置5中设置可动隔板，通过调节隔板开启的程度调节风量。

优选地，所述烧结热源42包括多个电热元件，所述电热元件分布在所述低温段和所述高温段的炉壁。

优选地，所述高温段炉壁的电热元件数量多于所述低温段炉壁的电热元件数量。

优选地，所述电热元件具体为硅碳棒、硅钼棒、电阻丝中的任意一种或多种。

本申请提供的烧结炉优选采用电热元件加热，将多个电热元件分别在低温段和所述高温段的炉壁，提供热量。更优选高温段炉壁的电热元件数量多于所述低温段炉壁的电热元件数量。

一种使用上述任一项所述的烧结炉进行烧结的方法，包括以下步骤：

将待烧结物件送入所述烧结炉的低温段，在3-5h升温至960℃并保温；

将低温段的待烧结物件送入高温段，升温至1000-1300℃加热2-3h；

将烧结后的物件送入冷却段，冷却至300℃以下，取出。

优选地，将待烧结物件送入所述烧结炉的低温段，在1-3h内升温至300℃，然后在1-3h内升温至960℃，并在960℃保温0.5-2h。

优选地，将烧结后的物件在5-15min内冷却至800℃以下，然后在1-3h内冷却至300℃以下。

本申请还提供一种使用上述任一项所述的烧结炉进行烧结的方法，包括低温加热、高温烧结、冷却三个阶段。低温加热阶段将待烧结物件置于低温段，在3-5h升温至960℃并保温；更优选将待烧结物件送入所述烧结炉的低温段，在1-3h、优选2-2.5h内升温至300℃排干自然水，然后在1-3h、优选2-2.5h内升温至960℃排干机械水，并在960℃保温0.5-2h、优选1-1.5h，以排除氮氢等为主要成分的杂质。低温加热后的物件进入高温烧结阶段，在高温段中1000-1300℃加热2-3h，最终烧成。烧结后的物件进入冷却阶段，在冷却段内冷却至300℃以下，取出；更优选将烧结后的物件在5-15min内冷却至800℃以下，然后在1-3h内冷却至300℃以下取出，然后再自然冷却至常温。

待烧结物件在不同温度下加热的时间，可以通过控制输送轨道43的运转速度和烧结炉内不同位置的温度实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。