CN109059537B - 一种炉底可活动型的立式烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炉底可活动型的立式烧结炉，包括炉体、设于炉体侧壁上的至少一个加热嘴、设于炉体内的炉膛和设于该炉膛底部的炉底；所述炉底的下方设有与其连接的旋转机构和移动机构，所述旋转机构可驱使所述炉底在所述炉膛内进行可调速旋转运动，所述移动机构支撑所述旋转机构且可驱使其进行线性移动；本发明还包括控温装置，其包括设于所述炉膛内的温度传感器、设有炉体外的风机和PLC控制柜；采用所述旋转机构有效地避免了辐射阴影效应，提高了被烧结产品的温度均匀性，能避免加热不均引起的材料开裂；采用所述移动机构可以避免近炉操作时可能发生的中暑、烫伤等安全隐患；采用所述控温装置，实现了对所述炉膛温度的准确控制。

Description

一种炉底可活动型的立式烧结炉

技术领域

本发明涉及加热炉技术领域，具体地涉及一种炉底可活动型的立式烧结炉。

背景技术

随着科学技术的发展，国防工业领域与科技领域对材料的性能要求越来越高，在新材料的研制和生产中广泛运用各种工业电炉，高温烧结炉就是其中应用较多的一种，可以满足半导体、冶金、电子、机械、化工和硬质合金材料等领域的需要。烧结是粉末冶金材料经压制成型变成成品后的主要工艺过程；烧结的实质是将压制成型后的粉末毛坯料在真空状态下受热，通过一系列物理、化学变化，使粉末制品粘合在一起，毛坯的轻度和密度迅速增加，并增加其物理和力学性能。

目前，烧结炉采用热辐射原理将热量传导给被烧结产品，在被加热时的炉料比较多时，会产生阴影效应，通俗的讲就是没有被直接辐射到的被烧结产品温度会远远小于被直接辐射的部分，造成温度场的不均匀，以至于被烧结产品本身的温度不均匀，这样也容易造成被烧结产品收缩不均匀而形成内应力，从而造成材料开裂，影响了被烧结产品的实用性能及寿命；另外，由于存在的阴影效应，被烧结产品要达到加热完全透彻，其所要求加工的时间较长，造成所需能耗较大；烧结炉的加热温度较高，操作人员需要近炉操作，存在操作人员中暑、烫伤等安全隐患。

鉴于现行烧结炉的在加热过程中存在诸多弊端，很有必要开发一种可使的被烧结产品加热均匀，提高其烧结效率和成功率且便于安全操作的烧结炉。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种炉底可活动型的立式烧结炉；本发明可以有效的避开阴影效应，使得被烧结炉料更加均匀透彻并且可以提高产能，能避免加热不均引起的材料开裂，且可使得操作的便捷化，从而提高人工操作的安全性能。

本发明的技术方案如下：一种炉底可活动型的立式烧结炉，包括炉体、设于炉体侧壁上的至少一个加热嘴、设于炉体内的炉膛和设于该炉膛底部的炉底；所述炉底的下方设有与其连接的旋转机构和移动机构，所述旋转机构可驱使所述炉底在所述炉膛内进行可调速的旋转运动，所述移动机构支撑所述旋转机构且可驱使其进行线性移动；所述旋转机构包括旋转组件、与该旋转组件连接的第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述旋转组件在所述炉膛内进行可调速的旋转运动；所述旋转组件包括安装所述炉底的炉底安装板、与该炉底安装板同轴线的回转件和穿过该回转件且与所述炉底安装板连接的旋转主轴；所述回转件固定安装于所述移动机构上，所述第一驱动电机驱动所述旋转主轴做旋转运动，从而带动所述炉底安装板绕其中心轴线进行可调速的旋转运动，从而实现所述炉底可在所述炉膛中进行旋转。

较佳地，所述移动机构包括支撑所述旋转机构的支撑组件和驱动所述旋转机构移动的移动组件；所述支撑组件包括安装所述回转件的支撑板、均匀等径分布于该支撑板上表面的至少两组承重球球窝、分别设于该承重球球窝内的承重球和设于该支撑板下表面的至少两对支柱；所述移动组件包括分别与每对支柱可相对旋转的主轴、设于该主轴两端的导轮、两平行的线性导轨和驱动主轴转动的驱动组件。

较佳地，所述驱动组件包括分别套设于主轴中间位置的第一组齿轮、与第一组齿轮同平面设置的第二齿轮和安装于所述支撑板上的第二驱动电机；所述第二齿轮安装在所述第二驱动电机的主轴上，所述第二驱动电机带动所述第二齿轮旋转，通过安装在所述第一组齿轮和所述第二齿轮上的链条的旋转带动下，使得所述第一组齿轮实现同步转动，从而实现所述导轮沿着所述线性导轨来回移动。

较佳地，该炉底可活动型的立式烧结炉还包括控温装置，其包括设于所述炉膛内的温度传感器、设有炉体外的风机和PLC控制柜；所述炉体的侧壁上开设有可开闭的进风口和可开闭的排风口，所述风机与所述进风口连通，所述加热嘴、所述风机和所述温度传感器分别与所述PLC控制柜电信号连接。

较佳地，所述第一驱动电机为伺服电机、变频电机或可变速电机。

较佳地，所述炉底安装板、所述回转件和所述旋转主轴均由耐高温隔热材料制成。

较佳地，所述炉体的侧壁上还设有排烟口、观察孔、第一炉门和设于该第一炉门表面中间位置的第二炉门，所述第一炉门和所述第二炉门皆通过链条拉动方式控制实现开闭。

较佳地，所述炉体由外至内分别由保温隔热层、耐火层和涂层构成。

较佳地，所述涂层为高温反辐射保温涂层。

本发明的有益效果为：本发明通过所述旋转机构带动不同规格的被烧结产品在所述炉膛不均匀的温度场内做可调节转速的旋转运动，使得被烧结产品达到加热过程中温度均匀，有效地避免了辐射阴影效应，提高了被烧结产品的温度均匀性，避免了被烧结产品开裂并能提高加热效率，节约了能耗成本；采用所述移动机构可以避免由于烧结炉的加热温度较高，操作人员近炉操作时可能发生的中暑、烫伤等安全隐患；另外采用所述控温装置，利用所述温度传感器实时检测所述炉膛内的温度，当温度值超过所述PLC控制器内的设定值时，打开所述排风口和所述进风口，启动所述风机，对所述炉膛内进行风冷散热，直至所述炉膛内的温度降至设定值，当所述炉膛内温度低于设定值时，则启动所述加热嘴对所述炉膛进行加热，直至所述炉膛内温度升高至设定值，实现了对所述炉膛温度的准确控制，且结构简单，操作方便。

附图说明

图1是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的整体简易视图。

图2是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的炉底剖视图。

图3是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的炉底仰视图。

图4是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的旋转机构主视图。

图5是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的移动机构主视图。

图6是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的控温装置主视图。

图7是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的炉体剖视图。

图8是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的炉体的另一剖视图。

图9是本发明所述的炉底可活动型的立式烧结炉的炉体构成简易视图。

附图标记：100—炉体、111—加热嘴、112—进风口、113—排风口、114—排烟口、115—第一炉门、116—第二炉门、120—保温隔热层、130—耐火层、140—涂层、200—炉膛、300—炉底、310—旋转机构、311—旋转组件、312—炉底安装板、313—回转体、314—旋转主轴、315—第一驱动电机、320—移动机构、330—支撑组件、331—支撑板、332—承重球球窝、333—承重球、334—支柱、340—移动组件、341—主轴、342—导轮、343—导轨、344—驱动组件、345—第一组齿轮、346—第二齿轮、347—第二驱动电机、400—控温装置、410—温度传感器、420—风机、430—PLC控制柜。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1和图2所示，一种炉底可活动型的立式烧结炉，包括炉体100、设于炉体1侧壁上的至少一个加热嘴111、设于炉体内的炉膛200和设于该炉膛底部的炉底300；本实施例中，所述炉底300的下方设有与其连接的旋转机构310和移动机构320，所述旋转机构310可驱使所述炉底300在所述炉膛200内进行可调速的旋转运动，所述移动机构320支撑所述旋转机构310且可驱使其进行线性移动；本发明可实现对被烧结产品在加热过程中整体温度上升均匀，避免辐射阴影效应的产生，从而提高被烧结产品的实用性能及寿命。

参照图2、图3和图4所示，所述旋转机构310包括旋转组件311、与该旋转组件连接的第一驱动电机315，所述第一驱动电机315驱动所述旋转组件311在所述炉膛200内进行可调速的旋转运动，优选地，所述第一驱动电机315为伺服电机、变频电机或可变速电机，其便于针对不同被烧结产品的规格尺寸，可方便快捷的调节所述旋转组件310的旋转快慢及可控制在一个固定的速度进行旋转运动，提高了本发明的实用性能。

进一步地，所述旋转组件311包括安装所述炉底300的炉底安装板312、与该炉底安装板同轴线的回转件313和穿过该回转件且与所述炉底安装板312连接的旋转主轴314，较佳地，所述炉底安装板上堆叠有一定厚度的防火材料，该防火材料开设有若干排烟孔，便于所述炉膛200内气体的排出，另防火材料上设有一个隔离件，其目的是防止在叠放其上的烧结产品发生倾倒且有效的对堆放的烧结产品进行隔离；所述回转件313固定安装于所述移动机构320上，所述第一驱动电机315驱动所述旋转主轴314做可调速的旋转运动，从而带动所述炉底安装板312绕其中心轴线进行可调速的旋转运动，从而实现所述炉底300可在所述炉膛200中进行可调速的旋转；所述旋转机构310带动不同规格的被烧结产品在所述炉膛200不均匀的温度场内做可调节转速的旋转运动，使得被烧结产品在加热过程中温升均匀，有效地避免了辐射阴影效应，提高了被烧结产品的温度均匀性，避免了被烧结产品开裂并能提高加热效率，节约了能耗成本；更进一步地，所述炉底安装板312、所述回转件313和所述旋转主轴314均由耐高温隔热材料制成，有效的对所述旋转机构310和所述移动机构320的进行了隔热，提高了所述旋转机构310和所述移动机构320的使用周期及节约了设备生产制造成本，从而提高了该炉底可活动型的立式烧结炉的使用寿命。

参照图2和图5所示，所述移动机构320包括支撑所述旋转机构310的支撑组件330和驱动所述旋转机构310移动的移动组件340；所述支撑组件330包括安装所述回转件313的支撑板331、均匀等径分布于该支撑板上表面的至少两组承重球球窝332、分别设于该承重球球窝内的承重球333和设于该支撑板下表面的至少两对支柱334；所述移动组件340包括分别与每对支柱334可相对旋转的主轴341、设于该主轴两端的导轮342、两平行的线性导轨343和驱动所述主轴341转动的驱动组件344。

进一步地，所述驱动组件344包括分别套设于所述主轴341中间位置的第一组齿轮345、与该第一组齿轮同平面设置的第二齿轮346和安装于所述支撑板331上的第二驱动电机347；所述第二齿轮346安装在所述第二驱动电机347的主轴上，所述第二驱动电机347带动所述第二齿轮346旋转，通过安装在所述第一组齿轮345和所述第二齿轮346上的链条(未画出)的旋转带动下，使得所述第一组齿轮345实现同步转动，从而实现所述导轮342沿着所述线性导轨343来回移动；装载被烧结产品的所述炉底100通过所述移动机构320可移动到所述炉膛200外面，可以避免传统烧结炉在炉膛里面取、放被烧结产品可能带来的安全隐患，其原因是因为烧结炉的加热温度较高，操作人员近炉操作时可能发生的中暑、烫伤等安全隐患。

参照图1和图6所示，该炉底可活动型的立式烧结炉还包括控温装置400，其包括设于所述炉膛200内的温度传感器410、设于所述炉体100外的风机420和PLC控制柜430；所述炉体100的侧壁上开设有可开闭的进风口112和可开闭的排风口113，所述风机420与所述进风口112连通，所述加热嘴111、所述风机420和所述温度传感器410分别与所述PLC控制柜430电信号连接；所述温度传感器410实时检测所述炉膛200内的温度，当温度值超过所述PLC控制器430内的设定值时，打开所述排风口112和所述进风口113，启动所述风机420，对所述炉膛200内进行风冷散热，直至所述炉膛200内的温度降至设定值，当所述炉膛200内温度低于设定值时，则启动所述加热嘴111对所述炉膛200进行加热，直至所述炉膛200内温度升高至设定值，实现了对所述炉膛200温度的准确控制，且结构简单，操作方便。

参照图1、图7、图8和图9所示，所述炉体100的侧壁上还设有排烟口114、观察孔(未画出)、第一炉门115和设于该第一炉门表面中间位置的第二炉门116，所述第一炉门115和所述第二炉门116皆通过链条拉动方式控制实现开闭，所述第一炉门115便于所述炉底300的维护和移进移出，所述第二炉门116便于取放被烧结产品；较佳地，所述炉体100由外至内分别由保温隔热层120、耐火层130和涂层140构成，所述保温隔热层120有利于减少热量的散失，保持所述炉膛200内温度的稳定，便于控制；更进一步地，所述涂层140为高温反辐射保温涂层，有利于降低炉内热量散失的速度，便于进行温度的控制且能够适应炉内较高的烧结温度。

本发明的工作原理：启动所述第二驱动电机347带动所述导轮342沿着所述线性导轨343移动，使得所述炉底300移出所述炉体100，把待烧结产品有序的摆放在所述炉底300上后再通过所述第二驱动电机347驱动所述炉体100移入所述炉膛200；启动烧结炉的电源开始工作，针对待烧结产品的有效厚度值，设定好烧结炉的升温参数及合适的所述炉底300的旋转速度，该速度通过调节所述第一驱动电机315带动所述旋转主轴314旋转的快慢来调节；与此同时，所述温度传感器410实时检测所述炉膛200内的温度，当所述炉膛200内温度低于设定值时，则启动所述加热嘴111对所述炉膛200进行加热，直至所述炉膛200内温度升高至设定值，当温度值超过所述PLC控制柜430内的设定值时，打开所述排风口113和所述进风口112，启动所述风机420，对所述炉膛200内进行风冷散热，直至所述炉膛200内的温度降至设定值，使得所述炉膛200温度处于一个工艺要求的范围之内对待烧结产品的加热，有效地避免了辐射阴影效应，提高了被烧结产品的温度均匀性，避免了被烧结产品开裂并能提高加热效率，节约了能耗成本；当待烧结产品加热后随炉冷却到工艺温度之下后，打开炉门，启动所述第二驱动电机347，启动所述第二驱动电机347带动所述导轮342沿着所述线性导轨343移动，使得所述炉底300移出所述炉体100，安全取走待烧结产品后，再通过所述第二驱动电机347驱动所述炉体100移入所述炉膛200，关上炉门后对所述炉膛200进行保温，采用所述移动机构320可以避免由于烧结炉的加热温度较高，操作人员近炉操作时可能发生的中暑、烫伤等安全隐患。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种炉底可活动型的立式烧结炉，包括炉体、设于炉体侧壁上的至少一个加热嘴、设于炉体内的炉膛和设于该炉膛底部的炉底；其特征在于：所述炉底的下方设有与其连接的旋转机构和移动机构，所述旋转机构可驱使所述炉底在所述炉膛内进行可调速的旋转运动，所述移动机构支撑所述旋转机构且可驱使其进行线性移动；所述旋转机构包括旋转组件、与该旋转组件连接的第一驱动电机，所述第一驱动电机驱动所述旋转组件在所述炉膛内进行可调速的旋转运动；所述旋转组件包括安装所述炉底的炉底安装板、与该炉底安装板同轴线的回转件和穿过该回转件且与所述炉底安装板连接的旋转主轴；所述回转件固定安装于所述移动机构上，所述第一驱动电机驱动所述旋转主轴做旋转运动，从而带动所述炉底安装板绕其中心轴线进行旋转运动，从而实现所述炉底可在所述炉膛中进行可调速的旋转；

所述移动机构包括支撑所述旋转机构的支撑组件和驱动所述旋转机构移动的移动组件；所述支撑组件包括安装所述回转件的支撑板、均匀等径分布于该支撑板上表面的至少两组承重球球窝、分别设于该承重球球窝内的承重球和设于该支撑板下表面的至少两对支柱；所述移动组件包括分别与每对支柱可相对旋转的主轴、设于该主轴两端的导轮、两平行的线性导轨和驱动所述主轴转动的驱动组件。

2.根据权利要求1所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：所述驱动组件包括分别套设于所述主轴中间位置的第一组齿轮、与该第一组齿轮同平面设置的第二齿轮和安装于所述支撑板上的第二驱动电机；所述第二齿轮安装在所述第二驱动电机的主轴上，所述第二驱动电机带动所述第二齿轮旋转，通过安装在所述第一组齿轮和所述第二齿轮上的链条的旋转带动下，使得所述第一组齿轮实现同步转动，从而实现所述导轮沿着所述线性导轨来回移动。

3.根据权利要求1所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：该炉底可活动型的立式烧结炉还包括控温装置，其包括设于所述炉膛内的温度传感器、设于所述炉体外的风机和PLC控制柜；所述炉体的侧壁上开设有可开闭的进风口和可开闭的排风口，所述风机与所述进风口连通，所述加热嘴、所述风机和所述温度传感器分别与所述PLC控制柜电信号连接。

4.根据权利要求1所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：所述第一驱动电机为伺服电机、变频电机或可变速电机。

5.根据权利要求1所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：所述炉底安装板、所述回转件和所述旋转主轴均由耐高温隔热材料制成。

6.根据权利要求1所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：所述炉体的侧壁上还设有排烟口、观察孔、第一炉门和设于该第一炉门表面中间位置的第二炉门，所述第一炉门和所述第二炉门皆通过链条拉动方式控制实现开闭。

7.根据权利要求6所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：所述炉体由外至内分别由保温隔热层、耐火层和涂层构成。

8.根据权利要求7所述的炉底可活动型的立式烧结炉，其特征在于：所述涂层为高温反辐射保温涂层。

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