一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉及其生产应用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陶瓷颗粒生产工艺，尤其涉及一种连续式电熔气雾化陶瓷材料生产陶瓷颗粒的电阻炉及其生产应用方法。
【背景技术】
[0002]球形陶瓷微珠(粉)在各领域得到了大量应用。如球形Al2O3粉、球形S1 2粉，因其高导热、高填充、磨损低、流动性强、有效提高树脂及橡胶的导热系数和表面硬度，在电子灌封胶、导热硅脂、导热双面胶等电子行业广泛使用。目前国内外主要采用高温火焰喷射生产方法，即将外貌不规则的Al2O3粉、球形S1 2粉经高温火焰一同喷出，瞬间熔融后形成球形体。此工艺存在较大缺点:能耗极大，续用纯氧助燃，生产成本高，稍大粒径原料因在高温停留时间极短，无法安全熔融，球形度差。
[0003]另一种陶瓷微珠是硅酸锆材质，主要用于金属表面喷丸强化处理。如不锈钢零件表面、汽车及航空配件表面、手机外壳等表面处理等。其生产工艺也是间歇式电熔喷吹法。即将配好的陶瓷材料置于一电弧炉内熔融后，在倾倒出料时，用压缩气源对准熔体喷吹，熔体经喷吹分散、冷却形成大小不等球体。同样，该工艺存在缺点:球体粒径偏大、尺寸难以控制，且粒径尺寸分布宽。因喷丸所用瓷珠尺寸大部分小于0.5mm，更有大量需要0.2mm以下规格的产品。采用该间歇式电容喷吹工艺成品率仅为20~30%，不良品只能回炉再加工，导致生产成本大幅攀升。
[0004]普通电熔用电阻炉均为间歇式，而连续式大都呈隧道式结构，用于烧结产品。而连续式的电熔电阻炉尚属空白。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉及其生产应用方法，解决陶瓷颗粒生产易于控制、连续生产、能耗降低、产品粒径一致性高的问题。
[0006]本发明的上述第一个目的，将通过以下技术方案得以实现:一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉，其特征在于:所述电阻炉具有密闭相接的炉体及封盖，炉体内腔设有底部带漏嘴、顶部敞口的钨坩祸，钨坩祸外侧设有接电源的发热体；所述电阻炉具有贯穿通过封盖、伸入钨坩祸并可控密封或开启漏嘴的钨塞杆，并且电阻炉设有贯通至炉体内腔的气压调节管及正对钨坩祸的加料管、观察孔，所述炉体底部对应漏嘴设有可替换装接的闷塞组件及环形喷嘴；所述气压调节管外联真空泵及Ar供气泵，且随附设有真空表及微压压力表。
[0007]进一步地，所述炉体底部设有带砖孔的ZrO2空心砖，所述钨坩祸的漏嘴与砖孔对应，闷塞组件通过砖孔密闭所述钨坩祸。
[0008]进一步地，所述发热体至少为石墨发热体或鹤发热体。
[0009]进一步地，所述炉体内腔设有反映炉体内腔温度的传感器。
[0010]本发明的上述第二个目的，其技术解决方案为:一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉的生产应用方法，其特征在于:
1、密闭封盖、将钨塞杆密封钨坩祸的漏嘴，并将陶瓷毛坯颗粒料装入钨坩祸中，对炉体内腔作真空处理；
I1、对发热体通电加热到一中间温度，充入Ar气进行保护并使炉体内腔始终保持微正压，微量Ar气从炉体底部泄；
II1、换下炉体底部的闷塞组件，更换接上环形喷嘴；
IV、继续加热钨坩祸至设定温度，观察钨坩祸内陶瓷材料完全熔融；
V、将钨塞杆提升一定高度，使陶瓷材料熔体从漏嘴流出，并调节环形喷嘴的输出压力，雾化陶瓷材料熔体至所需粒径。
[0011]进一步地，调整发热体的功率及陶瓷材料熔体的流速至平衡后，通过加料管持续加料并使电阻炉连续出料。
[0012]进一步地，通过调整陶瓷材料熔体的高温粘度及环形喷嘴的气体压力调节出料的粒径大小。
[0013]应用本发明该电阻炉，较之于传统生产工艺及设备具有显著的优点:通过调整电阻炉加热功率、熔体流速、熔体高温粘度和喷吹气压等工艺参数，能够实现各种粒径规格陶瓷颗粒的连续生产，且产品成品率、粒径一致性大幅提升，工艺易于控制，能有效降低能耗，节约成本。
【附图说明】
[0014]图1是本发明电阻炉的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]以下便结合实施例附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
[0016]本发明突破传统技术的局限，创新提出了一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉及其生产应用方法，解决陶瓷颗粒生产易于控制、连续生产、能耗降低、产品粒径一致性高的问题。
[0017]如图1所示，该种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉具有通过铰链13密闭相接的炉体I及封盖11。该炉体的外壳可以采用碳钢或不锈钢材质，并附设整套水冷装置12以降低电阻炉外部的环境热量。从电阻炉的主体结构来看，炉体I内腔设有底部带漏嘴、顶部敞口的钨坩祸2，钨坩祸2外侧设有接电源的发热体3 ;电阻炉具有贯穿通过封盖11、伸入钨坩祸2并可控密封或开启漏嘴的钨塞杆4，并且电阻炉设有贯通至炉体内腔的气压调节管7及正对钨坩祸的加料管5、观察孔6，该炉体I底部对应漏嘴设有可替换装接的闷塞组件91及环形喷嘴92 ;该气压调节管7外联真空泵及Ar供气泵，且随附设有真空表及微压压力表。
[0018]上述钨塞杆的提升高度通过伺服电机或同类装置精确可调，且陶瓷材料熔体的流量由该钨塞杆的提升高度确定。
[0019]该炉体I底部设有带砖孔的ZrO2空心砖8，该钨坩祸的漏嘴与砖孔对应，闷塞组件91通过砖孔密闭钨坩祸。而当实际生产时，可将该闷塞组件拆卸、替换为环形喷嘴。上述环形喷嘴外联高压泵且输出的喷吹气压可调。
[0020]此外，上述发热体至少为石墨发热体或钨发热体，图示实施例中优选石墨发热体，经接入电源设定功率可发热并持续提供钨坩祸所需的温度。而且炉体内腔设有反映炉体内腔温度的传感器14。
[0021]为提升整个电阻炉系统的工艺气密性，上述封盖11在钨塞杆4外端设有密封筒41ο
[0022]再从生产工艺方面进一步了解本发明的创作构思，该种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉的生产应用方法，分步骤来看:
1、密闭封盖、将钨塞杆密封钨坩祸的漏嘴，并将陶瓷毛坯颗粒料装入钨坩祸中，对炉体内腔作真空处理。这里需要注意的是:为便于加料，可以先将混匀的陶瓷粉体尽量加工成粗制的球形颗粒，这样流动性较好，熔融更充分。
[0023]I1、对发热体通电加热到一中间温度，充入Ar气进行保护并使炉体内腔始终保持微正压，微量Ar气从炉体底部泄，这样能够有效杜绝外部空气从炉底部进入。
[0024]II1、换下炉体底部的闷塞组件，更换接上环形喷嘴。这里闷塞组件包括AL2O3纤维塞及其外部的一块闷板，主要起气密作用。
[0025]IV、继续加热钨坩祸至设定温度，观察钨坩祸内陶瓷材料完全熔融；
V、根据粒径要求，将钨塞杆提升一定高度，使陶瓷材料熔体从漏嘴流出，并调节环形喷嘴的输出压力，雾化陶瓷材料熔体至所需粒径。
[0026]作为上述方案的进一步完善，该生产应用方法还可以调整发热体的功率及陶瓷材料熔体的流速至平衡后，通过加料管持续加料并使电阻炉连续出料。这是优越性上远超于传统间歇式生产工艺的突出性能。
[0027]此外，对于成品颗粒的粒径大小还可以通过调整陶瓷材料熔体的高温粘度及环形喷嘴的气体压力调节来实现。
[0028]综上所述可见，应用本发明该电阻炉，较之于传统生产工艺及设备具有显著的优点:普通箱式电阻炉均为间歇式工艺结构，而本发明则设计为连续式工艺结构。通过调整电阻炉加热功率、熔体流速、熔体高温粘度和喷吹气压等工艺参数，能够实现各种粒径规格陶瓷颗粒的连续生产，且产品成品率、粒径一致性大幅提升，工艺易于控制，能有效降低能耗，节约成本。
[0029]除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
【主权项】
1.一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉，其特征在于:所述电阻炉具有密闭相接的炉体及封盖，炉体内腔设有底部带漏嘴、顶部敞口的钨坩祸，钨坩祸外侧设有接电源的发热体；所述电阻炉具有贯穿通过封盖、伸入钨坩祸并可控密封或开启漏嘴的钨塞杆，并且电阻炉设有贯通至炉体内腔的气压调节管及正对钨坩祸的加料管、观察孔，所述炉体底部对应漏嘴设有可替换装接的闷塞组件及环形喷嘴；所述气压调节管外联真空泵及Ar供气泵，且随附设有真空表及微压压力表。
2.根据权利要求1所述连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉，其特征在于:所述炉体底部设有带砖孔的ZrO2空心砖，所述钨坩祸的漏嘴与砖孔对应，闷塞组件通过砖孔密闭所述钨坩祸。
3.根据权利要求1所述连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉，其特征在于:所述发热体至少为石墨发热体或钨发热体。
4.根据权利要求1所述连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉，其特征在于:所述炉体内腔设有反映炉体内腔温度的传感器。
5.—种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉的生产应用方法，基于权利要求1所述电阻炉实施，其特征在于: 1、密闭封盖、将钨塞杆密封钨坩祸的漏嘴，并将陶瓷毛坯颗粒料装入钨坩祸中，对炉体内腔作真空处理； I1、对发热体通电加热到一中间温度，充入Ar气进行保护并使炉体内腔始终保持微正压，微量Ar气从炉体底部泄； II1、换下炉体底部的闷塞组件，更换接上环形喷嘴； IV、继续加热钨坩祸至设定温度，观察钨坩祸内陶瓷材料完全熔融； V、将钨塞杆提升一定高度，使陶瓷材料熔体从漏嘴流出，并调节环形喷嘴的输出压力，雾化陶瓷材料熔体至所需粒径。
6.根据权利要求5所述连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉的生产应用方法，其特征在于:调整发热体的功率及陶瓷材料熔体的流速至平衡后，通过加料管持续加料并使电阻炉连续出料。
7.根据权利要求5所述连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉的生产应用方法，其特征在于:通过调整陶瓷材料熔体的高温粘度及环形喷嘴的气体压力调节出料的粒径大小。
【专利摘要】本发明揭示了一种连续电熔气雾化陶瓷材料的电阻炉，该电阻炉具有密闭相接的炉体及封盖，炉体内腔设有底部带漏嘴、顶部敞口的钨坩埚，钨坩埚外侧设有接电源的发热体；电阻炉具有贯穿通过封盖、伸入钨坩埚并可控密封或开启漏嘴的钨塞杆，并且电阻炉设有贯通至炉体内腔的气压调节管及正对钨坩埚的加料管、观察孔，该炉体底部对应漏嘴设有可替换装接的闷塞组件及环形喷嘴；该气压调节管外联真空泵及Ar供气泵，且随附设有真空表及微压压力表。应用本发明该电阻炉，能够实现陶瓷颗粒的连续生产，且产品成品率、粒径一致性大幅提升，且易于控制，能有效降低能耗，节约成本。
【IPC分类】F27B14-08, F27B14-04, F27B14-20, F27B14-14
【公开号】CN104596244
【申请号】CN201510052688
【发明人】许兴康
【申请人】苏州化联高新陶瓷材料有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月2日