CN102425934A - 一种微波加热高温竖式窑 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微波加热高温竖式窑，机架(3)上的竖式通道(21)上设有进料装置(2)、废气排放器(1)、预热区炉体(4)、预热区微波抑制器(5)、微波加热升温区炉体(6)、微波加热保温区炉体(9)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)、急冷区微波抑制器(12)、窑炉保护气氛***(13)和出料装置(14)；微波加热升温区炉体(6)和微波加热保温区炉体(9)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)上设有测温***(8)，窑炉保护气氛***(13)与微波加热升温区炉体(6)、微波加热保温区炉体(9)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)和出料装置(14)连接，各部件对接处设有抑制微波装置。本发明是一种整体均匀加热、加热速度快、生产效率高的微波加热高温竖式窑。
Description
技术领域
本发明涉及一种窑炉，特别是涉及一种微波加热高温竖式窑。
背景技术
微波能被誉为“人类第二团火焰”，微波能应用技术在世界发达国家已被定义为“二十一世纪新一代技术”、“新材料先进制备技术”、“未来太空加热技术”。基于微波加热机理与常规窑炉不同，它是由极化粒子运动和受迫震荡导致的材料内耗及声子直接耦合生热，材料本体直接作为发热体，微波加热窑炉加热速度快、生产效率高，产品受热均匀，产品品质好，能量利用率高，较常规电窑、燃气窑节能优势明显，因此微波高温竖式替代传统竖式窑是时代发展的必然。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种整体均匀加热、加热速度快、生产效率高的微波加热高温竖式窑。
为了解决上述技术问题，本发明提供的微波加热高温竖式窑，机架上设有竖式通道，所述的竖式通道上设有微波加热升温区炉体，所述的微波加热升温区炉体的上端与设在所述的竖式通道上的预热区炉体的下端对接，所述的预热区炉体设有预热区微波抑制器，所述的微波加热升温区炉体的下端与设在所述的竖式通道上的微波加热保温区炉体的上端对接，所述的预热区炉体的上端与设在所述的竖式通道上的进料装置和废气排放器的一端对接，所述的微波加热保温区炉体的下端与设在所述的竖式通道上的缓冷区炉体的上端对接，所述的缓冷区炉体的下端与设在所述的竖式通道上的急冷区炉体的上端对接，急冷区炉体上设有急冷区微波抑制器，所述的急冷区炉体的下端与出料装置联接，所述的微波加热升温区炉体和微波加热保温区炉体、缓冷区炉体、急冷区炉体上设有测温***，窑炉保护气氛***与所述的微波加热升温区炉体、微波加热保温区炉体、缓冷区炉体、急冷区炉体和出料装置连接，各部件对接处设有抑制微波装置。
所述的抑制微波装置是在所述的进料装置、废气排放器、预热区炉体、微波加热升温区炉体、预热区微波抑制器、微波加热保温区炉体、测温***、缓冷区炉体、急冷区炉体、出料装置和窑炉保护气氛***的各连接法兰面装有导电密封垫。
所述的进料装置、废气排放器、预热区炉体、预热区微波抑制器、微波加热升温区炉体、微波加热保温区炉体、测温***、缓冷区炉体、急冷区炉体、急冷区微波抑制器和出料装置的材质为不锈钢材料；机架为碳钢型钢。
所述的预热区炉体包括陶瓷耐火砖、电阻丝、耐高温不锈钢炉管、不锈钢托辊、保温板，所述的电阻丝镶在所述的陶瓷耐火砖的外侧卡槽里，所述的陶瓷耐火砖紧贴在所述的耐高温不锈钢炉管的外部。
所述的微波加热升温区炉体和所述的微波加热保温区炉体的微波源***安装在所述的微波加热升温区炉体和微波加热保温区炉体的周围，所述的微波源***的微波馈入方式采用直波导形式。
所述的微波加热升温区炉体和所述的微波加热保温区炉体的微波源***由微波头、环型器、水负载和微波电源构成。
所述的微波加热保温区炉体与所述的缓冷区炉体之间加装有耐高温微波抑制板。
所述的微波加热升温区炉体和微波加热保温区炉体上的所述的测温***在物料移动方向上设在其所控制的微波源***的后面。
所述的微波加热升温区炉体和所述的微波加热保温区炉体的微波源***的控制***的控制部分采用隔离电源。
所述的微波加热升温区炉体和所述的微波加热保温区炉体的微波源***的控制***的微波电源漏磁变压器采用三角型接法。
采用上述技术方案的微波、电混合加热高温竖式窑，物料经进料装置进料到预热区炉体中的竖式通道内，物料在重力作用下进入到微波加热升温区炉体的竖式通道中，不需要推进***和推板、匣钵等窑具，减少了能量的损耗，所以节能。基于热传递原理中的对流原则，加热了的气体在所述的竖式通道中产生一个向上的升力，热气体在上升过程中对所述的预热区的物料进行预热，同时，热气体在上升过程中又把冷空气从出料口抽入对所述的急冷区的物料进行冷却，从而完全达到循环利用热能，达到节能的目的。在微波加热升温区炉体由微波源***对物料进行加热升温，然后物料在重力作用下进到微波加热保温区炉体，在微波加热保温区炉体由微波源***加热保温，然后物料在重力作用下进到缓冷区炉体随炉冷却，再在重力作用下进到急冷区炉体进行急冷，急冷区炉体一般是采用水冷或风冷进行强制冷却，然后物料在重力作用下进到出料装置中通过蜗杆旋转出料。整个过程除出料装置使用动力出料外，其它各阶段物料均在重力作用下进料，在竖式通道内物料分层排队依次推进，依次预热与热气预热、微波加热升温、微波加热保温、缓冷和急冷，直到出料装置出料。测温***在物料移动方向位置滞后所控制的微波源***，保证了测温的准确性；控制***的控制部分采用隔离电源，防止由于漏磁变压器产生的脉冲波对控制部分的伤害；控制***微波电源漏磁变压器采用三角型接法，可提高设备的稳定性同时避免零线电流对电网的冲击。各连接法兰面装有导电密封垫，能有效防止微波泄漏。本发明采用预热，微波加热升温和保温，加热速度快、生产效率高、较常规竖式窑节能优势明显。
综上所述，本发明因其为微波整体均匀加热，加之利用热能循环，充分利用微波加热的优势，所以加热速度快、生产效率高，产品品质好，无环境污染、较常规窑炉节能优势明显。因此微波、电混合加热高温竖式替代传统竖式窑是时代发展的必然。
附图说明
图1是微波、电混合加热高温竖式窑结构示意图。
图2是升温区炉体截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细说明。
参见图1和图2，机架3上设有竖式通道21，竖式通道21上设有微波加热升温区炉体6，微波加热升温区炉体6的上端与设在竖式通道21上的预热区炉体4的下端对接，预热区炉体4设有预热区微波抑制器5，微波加热升温区炉体6的下端与竖式通道21上的微波加热保温区炉体9的上端对接，预热区炉体4的上端与竖式通道21上的进料装置2和废气排放器1的下端对接，进料装置2的上端对接有物料输送***，废气排放器1的上端对接抽废风机，微波加热保温区炉体9的下端与竖式通道21上的缓冷区炉体10的上端对接，缓冷区炉体10的下端与竖式通道21上的急冷区炉体11的上端对接，急冷区炉体11上设有急冷区微波抑制器12，急冷区炉体11的下端与竖式通道21上的出料装置14入口对接，出料装置14的出口对接有物料输送***，微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9、缓冷区炉体10、急冷区炉体11上设有测温***8，窑炉保护气氛***13与微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9、缓冷区炉体10、急冷区炉体11、急冷区微波抑制器12和出料装置14连接，各部件对接处设有抑制微波装置，抑制微波装置是在进料装置2、废气排放器1、预热区炉体4、预热区微波抑制器5、微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9、测温***8、缓冷区炉体10、急冷区炉体11、急冷区微波抑制器12、出料装置14和窑炉保护气氛***13的各连接法兰面装有导电密封垫；进料装置2、废气排放器1、预热区炉体4、预热区微波抑制器5、微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9、测温***8、缓冷区炉体10、急冷区炉体11、急冷区微波抑制器12和出料装置14的材质为不锈钢材料，机架3的材质为碳钢。炉管材料为刚玉莫来石或镁质耐火材料，炉管与炉体之间填充高温陶瓷纤维耐火材料或发泡纳米陶瓷；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的微波源***7安装在微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的周围，微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的周围微波馈入方式采用直波导形式；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的微波源***7由水负载15、微波头16、环型器17和微波电源20构成；微波加热保温区炉体9与缓冷区炉体10之间加装有耐高温微波抑制板；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9上的测温***8在物料推进方向上设在其所控制的微波源***7的后面；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的微波源***7的控制***的控制部分采用隔离电源；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的微波源***7的控制***的微波电源漏磁变压器采用三角型接法。
参见图1和图2，物料推进是物料依靠自重分层推进，不用任何外加动力，所以节能；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的微波源***7安装在微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的周围，微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9的周围微波馈入方式采用直波导形式；微波加热升温区炉体6和微波加热保温区炉体9顶部装有防爆阀和排水口；微波加热保温区炉体9与缓冷区炉体10之间加装有耐高温微波抑制板，预热区微波抑制器5和急冷区微波抑制器12为抑制片结构的微波抑制器，微波抑制器的微波抑制片之间间距L＝λ/4+nλ/2mm，其中：n＝0，1，2，3…，λ为需抑制的微波的波长，长度大于1.5米，微波泄露量小于1mW/cm2；测温***8在物料推进方向位置滞后所控制的微波源***7，测温***8所包括的热电偶接地良好；微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9、缓冷区炉体10安装有竖式炉管19、保温材料18。参见图1，在微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9周围的微波源***7安装位置成正交分布。微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9和缓冷区炉体10所有的耐火材料采用高铝刚玉莫来石材料或镁质耐火材料，所有的保温材料采用陶瓷纤维板、陶瓷纤维绵或发泡纳米陶瓷；所有的高铝刚玉莫来石材料、陶瓷纤维板、陶瓷纤维绵、发泡纳米陶瓷含氧化铁、氧化锆、氧化钠、氧化钾总量不超过0.05％。所有的高铝刚玉莫来石材料、陶瓷纤维板、陶瓷纤维绵、发泡纳米陶瓷不含有机胶。
参见图1和图2，物料经物料输送***输送到进料装置2，再由进料装置2送料到预热区炉体4炉腔中进行预热，再在重力的作用下经预热区微波抑制器5进入微波加热升温区炉体6，在微波加热升温区炉体6中物料由微波源***7对物料进行加热升温，然后在重力作用下进入微波加热保温区炉体9，在微波加热保温区炉体9由微波源***7加热保温，然后在重力作用下进入缓冷区炉体10随炉冷却，再在重力作用下进入急冷区炉体11进行急冷，急冷区炉体11一般是采用水冷或风冷进行强制冷却，然后在重力作用下经急冷区微波抑制器12进入出料装置14通过蜗杆传动出料，再由输送***将物料输送到成品存放区。整个过程除出料装置和输送***利用外加动力外，其余均依靠重力进料，在竖式通道21内物料分层排队依次推进，依次预热、微波加热升温、微波加热保温、缓冷和急冷，直到出料装置出料。窑炉保护气氛***13对微波加热升温区炉体6、微波加热保温区炉体9、缓冷区炉体10、急冷区炉体11、急冷区微波抑制器12和出料装置14提供保护气体及弱还原性气体如氮气保护。
本发明加热速度快、生产效率高、较常规竖式窑节能优势明显。
以上发明仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域技术人员根据本发明所揭示内容所做的等效修饰或变化，皆纳入权利要求书中所记载的保护范围内。
Claims (10)
1.一种微波加热高温竖式窑，其特征是：机架(3)上设有竖式通道(21)，所述的竖式通道(21)上设有微波加热升温区炉体(6)，所述的微波加热升温区炉体(6)的上端与设在所述的竖式通道(21)上的预热区炉体(4)的下端对接，所述的预热区炉体(4)设有预热区微波抑制器(5)，所述的微波加热升温区炉体(6)的下端与设在所述的竖式通道(21)上的微波加热保温区炉体(9)的上端对接，所述的预热区炉体(4)的上端与设在所述的竖式通道(21)上的进料装置(2)和废气排放器(1)对接，所述的微波加热保温区炉体(9)的下端与设在所述的竖式通道(21)上的缓冷区炉体(10)的上端对接，所述的缓冷区炉体(10)的下端与设在所述的竖式通道(21)上的急冷区炉体(11)的上端对接，所述的急冷区炉体(11)上设有急冷区微波抑制器(12)，所述的急冷区炉体(11)的下端与设在所述的竖式通道(21)上的出料装置(14)入口对接，所述的微波加热升温区炉体(6)和微波加热保温区炉体(9)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)上设有测温***(8)，窑炉保护气氛***(13)与所述的微波加热升温区炉体(6)、微波加热保温区炉体(9)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)、急冷区微波抑制器(12)和出料装置(14)连接，各部件对接处设有抑制微波装置。
2.根据权利要求1所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的抑制微波装置是在所述的进料装置(2)、废气排放器(1)、预热区炉体(4)、预热区微波抑制器(5)、微波加热升温区炉体(6)、微波加热保温区炉体(9)、测温***(8)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)、出料装置(14)和窑炉保护气氛***(13)的各连接法兰面装有导电密封垫。
3.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的进料装置(2)、废气排放器(1)、预热区炉体(4)、预热区微波抑制器(5)、微波加热升温区炉体(6)、微波加热保温区炉体(9)、测温***(8)、缓冷区炉体(10)、急冷区炉体(11)、急冷区微波抑制器(12)和出料装置(14)的材质为不锈钢材料；所述的机架(3)的材质为碳钢。
4.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热升温区炉体(6)、微波加热保温区炉体(9)、缓冷区炉体(10)所有的耐火材料采用高铝刚玉莫来石材料或镁质耐火材料，所有的保温材料采用陶瓷纤维板、陶瓷纤维绵或发泡纳米陶瓷。
5.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热升温区炉体(6)和所述的微波加热保温区炉体(9)的微波源***(7)安装在所述的微波加热升温区炉体(6)和微波加热保温区炉体(9)的周围，所述的微波源***(7)的微波馈入方式采用直波导形式。
6.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热升温区炉体(6)和所述的微波加热保温区炉体(9)的微波源***(7)由水负载(15)、微波头(16)、环型器(17)和微波电源(20)构成。
7.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热保温区炉体(9)与所述的缓冷区炉体(10)之间加装有耐高温微波抑制板。
8.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热升温区炉体(6)和微波加热保温区炉体(9)上的所述的测温***(8)在物料前进方向上设在其所控制的所述的微波源***(7)的后面。
9.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热升温区炉体(6)和所述的微波加热保温区炉体(9)的微波源***(7)的控制***的控制部分采用隔离电源。
10.根据权利要求1或2所述的微波加热高温竖式窑，其特征是：所述的微波加热升温区炉体(6)和所述的微波加热保温区炉体(9)的微波源***(7)的控制***的微波电源漏磁变压器采用三角型接法。
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