CN200949994Y - 石英连续烧结炉 - Google Patents

Abstract

一种石英连续烧结炉，具有底座、炉体、加热室、加热装置、上料机构、料仓，其特点是加热室呈圆环体形，加热室的底壁为能转动的支撑体，随其转动的支撑体固定于水平设置的蜗轮上，所述的蜗轮以及与该蜗轮啮合的蜗杆分别由底座限位支撑，蜗杆与传动驱动装置相连接；炉体的底面在其与支撑体的结合处具有砂封槽；底座上安装有推料机构，推料机构具有电动推杆、中间运动体、受电动推杆的作用进入或离开加热室的推料杆，在与推料杆的相对应位置，炉体上固定安装有与加热室相连通的、当推料杆进入加热室而将熟料推入其内从炉体排出的排料口，该排料口安装有在不排料时保持加热室与外界封闭隔离的阀门。本实用新型可以连续生产，洁净节能，效率高。

Description

石英连续烧结炉

                        技术领域

本实用新型涉及一种烧结炉，特别是一种石英连续烧结炉。

                        背景技术

我国生产石英玻璃制品以及二氧化硅为原料的玻璃产品，其工艺为采矿、筛选、烧结、粉碎、提纯、熔制，最后制成成品。其中的烧结工艺，目前在我国各地都是采用了箱式电阻炉，其使用原理是将石英石装入坩埚内，然后再装入电炉内；加热体布置在炉侧，热量先通过金属坩埚，然后传至石英石进行加热，待达到烧结要求后，将坩埚提出出料，再次加料，依次循环，间断式生产。该种炉型自50年代至今未有大的改变，在长期的使用过程中发现，这种烧结工艺存在如下缺陷：首先，箱式坩埚炉，将石英石装入坩埚内，然再装入电炉内，热量先通过耐热钢传导给石英石，由于石英石成堆堆放，其导热率比金属材质慢，要烧透时间就长，浪费了时间及能源。并且，一次性烧结量小，要实现规模生产极为困难。其次，目前使用的坩埚材质为Cr25Ni20价格昂贵，而且每生产一炉就有一次急冷急热过程，加速了炉体的氧化和变形，缩短了坩埚的使用寿命。同时，氧化物又污染了石英，增加了提纯的成本。再次，箱式坩埚炉生产效率太低，生产一炉从升温到出炉需要三个小时左右，焙烧1kg石英石就需1度电。

本实用新型的目的是提供一种石英连续烧结炉，所要解决的技术问题是使该烧结炉可以连续生产，洁净节能，效率高。

                        发明内容

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种石英连续烧结炉，具有底座、炉体、设于炉体内的加热室、加热装置、上料机构、设于炉体上与加热室相连通的料仓，加热装置具有采用上加热方式位于加热室顶部的电阻丝，其技术方案是所述的加热室呈圆环体形，该加热室的底壁为能转动的支撑体，随其转动的支撑体固定于水平设置的蜗轮上，所述的蜗轮以及与该蜗轮啮合的蜗杆分别由底座限位支撑，蜗杆与传动驱动装置相连接；炉体的底面在其与支撑体的结合处具有砂封槽；底座上安装有推料机构，所述的推料机构具有电动推杆、与电动推杆铰接的其自身保持水平移动的中间运动体、与中间运动体铰接的由炉体的侧壁导向限位受电动推杆的作用进入或离开加热室的推料杆，在与推料杆的相对应位置，炉体上固定安装有与加热室相连通的、当推料杆进入加热室而将熟料推入其内从炉体排出的排料口，该排料口安装有在不排料时保持加热室与外界封闭隔离的阀门。

上述技术方案中，蜗轮由底座限位支撑的结构可以是，底座上固定有其内表面带弧形滚道的下挡圈，蜗轮的底端面凹下并带有弧形滚道，在下挡圈与蜗轮的底端面之间的弧形滚道中装有滚动体，滚动体可以为一整圈滚珠。上述的炉体的外壳可以形成中空的圆环体形，炉体具有上壁、内侧壁、外侧壁，所述的支撑体可以具有伸入炉体内与炉体的内侧壁和外侧壁间隙配合的回转大圆环体和位于炉体外其上端与回转大圆环体固定连接、其下端与蜗轮的上端面固定连接的回转小圆环体，所述的回转大圆环体具有自上而下的石英砖层、耐火砖层、位于耐火砖层的两个侧壁上的不锈钢层，上述的砂封槽为两个独立的圆环体，分别设于炉体的底面与回转大圆环体的结合处。上述的传动驱动装置可以具有电动机、减速机、分别固定于电动机的动力输出端上和减速机的动力输入端上的一对皮带轮以及与之配合的胶带、分别固定于减速机的动力输出端上和蜗杆的动力输入端上的一对链轮以及与之配合的链条。上述的推料杆可以由炉体的内侧壁导向限位，推料杆的从炉体的内侧壁伸出部分水平进入炉体的中空的圆孔内，所述的电动推杆固定安装于底座上，所述的中间运动体具有固定安装于底座上的导轨、由导轨限位支撑的受电动推杆的作用沿导轨水平来回滑动的推料车、与推料车固定连接为一体的纵向杆，纵向杆的上部伸进炉体的中空的圆孔内并与推料杆的从炉体的内侧壁伸出的伸出端铰接。上述的排料口可以为纵向设置的管道，所述的阀门设于该管道的底部出料口位置，阀门可以具有由管道的侧壁限位支撑的转轴、设于管道内固定于转轴上能随转轴一起转动当推料杆进入加热室内推料时连通管道与外界的通道以及当推料杆离开加热室时封闭管道与外界的通道的挡板、两个摇臂、设于中间运动体的推料车两侧的两个推臂，转轴从管道的侧壁伸出的两个伸出端各与一个摇臂的一端固定连接，两个摇臂的另一端各与一个推臂的一端铰接，两个推臂的另一端均与推料车固定连接。

本实用新型的加热室呈圆环体形，该加热室的底壁为能转动的支撑体(料盘或转盘)，随其转动的支撑体固定于水平设置的蜗轮上，所述的蜗轮以及与该蜗轮啮合的蜗杆分别由底座限位支撑，这样其整体结构紧凑，充分利用了空间，从结构上满足了连续生产的要求。同时，炉体的底面在其与支撑体的结合(接合)处具有砂封槽，以减少支撑体转动期间的热量损耗。本实用新型的支撑体的传动方式采用蜗轮蜗杆传动，传动平稳均匀，无惯性冲击，减少了炉体震动(蜗轮和底座之间的配合可为滚珠配合，减少了阻力，转动更轻便)，有利于节能。蜗轮、蜗杆与底座(设备机座)为整体结构，对现场地基没有过高要求，只要求地面平整即可。再者，本实用新型具有推料机构，炉体上固定安装有与加热室相连通的、当推料杆进入加热室而将熟料推入其内从炉体排出的排料口，该排料口安装有在不排料时保持加热室与外界封闭隔离的阀门。这样，当加热室内支撑体上的料达到设定温度，并完成保温时间后，推料机构的电动推杆动作使料由排料口落下来。当电动推杆动作时，排料口的阀门也随之打开，整个动作完成后电动推杆退回原位，随之排料口的阀门关闭，这样一来大大减少了热量的损耗，更有利于节能。本实用新型通过改变上述结构，使得整个烧结过程具备节能、洁净、效率高、稳定、能连续生产等特点。还有，通过避免炉体的氧化和氧化物的污染，设备的使用寿命以及石英提纯工艺的质量都得以提高，降低了使用成本。本实用新型为整机式，运输安装方便。另外，本实用新型直接由上料车将料倒入了料仓，然后进入加热室，加热中不使用坩埚，减少了工作强度，节省了坩埚在反复加热中的耗电量，也节省了使用成本。本实用新型的加热装置与箱式电阻炉也完全不同，加热元件(加热源)均匀的布置在加热室上面，即加热元件布置在石英石的上面，由于加热元件紧靠被加热物体，减小了辐射距离，能迅速将物体加热并保持均衡。加热装置自动控温，避免了人工操作的不稳定因素。本实用新型实现了电动上料，自动出料，自动化程度高，可减少操作人员，降低了劳动强度，效率更高。

                        附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型纵剖面的结构示意图。

图3为图2中沿A-A线的剖视图(不含配电箱)。

图4为本实用新型中相啮合的蜗轮蜗杆与传动驱动装置相连接的结构示意图。

图5为本实用新型中推料机构的结构示意图。

图6为本实用新型中炉体的排料口上的阀门的结构示意图。

                      具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实用新型具有底座4、炉体1、加热室16、加热装置、上料机构、设于炉体1上与加热室16相连通的料仓15、推料机构、排料口9、阀门、蜗轮12和蜗杆6以及传动驱动装置、控制装置(***)。如图1、图2、图3所示，炉体1上安装有配电箱2，底座4可以具有基座和若干个内支腿、外支腿。炉体1的外壳可以形成圆环体形，此结构易于满足连续生产的要求。当然炉体的外壳也可以为其它形状，如正方体形或长方体形或圆柱体形。炉体1内设有加热室(炉膛)16，该加热室16由炉体的上壁(顶壁)和内侧壁1′、外侧壁1″形成。炉体的内侧壁、外侧壁其横截面形状均为圆环形。加热室16呈圆环体形。加热室的前半部分(与料先接触的一段区域)16a为第一加热区，其后半部分为第二加热区16b。炉体1设于底座(的外支腿)上，炉体的上壁由外层的保温层(硅酸铝棉或毡)和内层的石英砖层18构成，炉体的内侧壁1′、外侧壁1″在加热室位置皆由外层的钢板层25和保温层24以及内层的石英砖层22构成。炉体的内侧壁1′、外侧壁1″在加热室以下位置皆由外层的钢板层25和保温层24以及内层的耐火砖(轻质泡沫砖)层23构成。上述加热室所用的石英砖由含硅99.99％的石英玻璃制作，可保证在生产过程中对石英石没有任何污染，有利于石英粉提纯工艺。对于炉体内部的金属材料，为了防止高温变形，也采用了特殊材料，以便设备可以长期的正常运行。对石英烧结炉定制的加热方式为上加热，加热装置具有加热元件(加热源)，加热元件为位于加热室顶部的电阻丝以及托丝棒19。加热元件均匀的布置在加热室上面，即加热元件布置在石英石的上面，加热元件与被加热的石英石的间隙很小，热量向下辐射。由于加热元件的上部有厚厚的保温层，使热量难以损耗，这样大部分的热量被石英石吸收。加热元件的连接方式为星形接法不接零，它采用的高阻耐热合金丝可以长期使用，接线部分(引出棒21)由炉体内部引出，采用螺丝连接，连接紧密而且方便，给现场的安装带来很大的便利。为了减少石英石在高温烧结阶段与含铝制品的接触，内部采用了特殊的材料。如图1、图2所示，加热室16的底壁为能转动的支撑体(即料盘)20，随其转动的支撑体20固定于水平设置的蜗轮12上，所述的蜗轮12以及与该蜗轮啮合的蜗杆6分别由底座(的内支腿)限位支撑，蜗杆6与传动驱动装置相连接。炉体1的底面在其与支撑体20的结合(接合)处具有砂封槽3。这样，为了减少含铝保温材料和石英石的接触，石英石所在的料盘基本为封闭的内腔。如图1、图2、图4所示，上述的蜗轮12由底座4限位支撑的结构是，底座(的内支腿)上固定有其内表面带弧形滚道的下挡圈4a，蜗轮12的底端面凹下并带有弧形滚道，在下挡圈与蜗轮的底端面之间的弧形滚道中装有滚动体(如圆柱形、球形、圆锥形滚子)27，本实施例中滚动体27为一整圈滚珠。蜗轮、蜗杆采用的是铸件，增加了使用寿命。如图2所示，上述的炉体1的外壳形成中空的圆环体形，所述的支撑体20具有伸入炉体内的与炉体的内侧壁1′和外侧壁1″间隙配合的回转大圆环体和位于炉体外的其上端与回转大圆环体固定连接、其下端与蜗轮12的上端面固定连接的回转小圆环体20d。所述的回转大圆环体具有自上而下的石英砖层20a、耐火砖层20b、位于耐火砖层的两个侧壁上的不锈钢层20c。该不锈钢层整体形成一个钢圈，上述的砂封槽3为两个独立的圆环体，分别设于炉体的底面与回转大圆环体的结合(接合)处，从而形成内、外两个砂封槽。当然，支撑体20还可为其它形状，如圆柱体形，圆盘形，此时，炉体的结构也相应会改变，而不再呈圆环体形，炉体可以为正方体形或者圆柱体形。如图1、图2、图4所示，上述的传动驱动装置可以具有电动机8、减速机7、分别固定于电动机的动力输出端上和减速机的动力输入端上的一对皮带轮以及与之配合的胶带、分别固定于减速机的动力输出端上和蜗杆的动力输入端上的一对链轮26以及与之配合的链条。当然，传动驱动装置还可以为其它结构形式。如图1、图2、图3、图5、图6所示，所述的安装于底座上的推料机构具有电动推杆5、与电动推杆铰接的其自身保持水平移动的中间运动体28、与中间运动体铰接的由炉体的侧壁导向限位受电动推杆的(间接)作用进入或离开加热室的推料杆17，在与推料杆17的相对应位置，炉体上固定安装有与加热室相连通的、当推料杆进入加热室而将熟料推入其内从炉体排出的排料口9，该排料口安装有在不排料时保持加热室与外界封闭隔离的阀门。这样，排料口为隐性出口。图3中附图标记15′为(加热室16与料仓15相连通的)入料区，附图标记16′为推料区。上述推料杆17可以由炉体的内侧壁1′导向限位，推料杆的从炉体的内侧壁伸出部分水平进入炉体的中空的圆孔内，所述的电动推杆5固定安装于底座4上，所述的中间运动体28具有固定安装于底座上的导轨28c、由导轨限位支撑的受电动推杆5的作用沿导轨水平来回滑动的推料车28a、与推料车固定连接为一体的纵向杆(推料车的上臂)28b。导轨28c可为一对槽钢，它将推料车28a的滚轮限位。纵向杆28b的上部伸进炉体的中空的圆孔内并与推料杆的从炉体的内侧壁伸出的伸出端铰接。上述的排料口9可以为纵向设置的管道，所述的阀门设于该管道的底部出料口9′位置。阀门具有由管道的侧壁限位支撑的转轴31、设于管道内固定于转轴上能随转轴一起转动当推料杆进入加热室内推料时连通管道与外界的通道以及当推料杆离开加热室时封闭管道与外界的通道的挡板(翻板)32、两个摇臂30、设于中间运动体的推料车两侧的两个推臂29。转轴31从管道的侧壁伸出的两个伸出端各与一个摇臂30的一端固定连接，两个摇臂30的另一端各与一个推臂29的一端铰接，两个推臂29的另一端均与推料车固定连接。在推料机构及出料口部分采用了特殊的保温材料，以减少热量损耗。这样砖材、硅酸铝棉和毡的结合、以及特殊部分特殊保温材料的配合，使其散热很少，热的有效利用高，减少了热量损失。如图1、图2所示，上料机构具有电动机10、蜗轮蜗杆减速机以及卷扬机(提升机构)11、钢丝绳、滑轮、上料架(斜梯)14、上料车13。为了达到上料的平稳性，电动机为六极电动机，经蜗轮蜗杆减速机带动卷扬机的滚筒旋转，滚筒拖动钢丝绳，使上料车沿上料架的轨道上升，并把料倒进(储)料仓以供支撑体(料盘)，上料车送料完毕后经轨道返回等待装料。上料车的操作为电动式，降低了工作人员的劳动强度。上料机构的连接方式为螺丝对接，简单方便，大大缩短了安装时间。

本实用新型的整个控制装置均为程序控制，温控以及各电动机的动作全部采用了PLC编程控制，可以根据用户的需要随时更改程序以达到用户的需求，控制装置本身为已有技术。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，本实用新型的工作过程是将原料放入上料车13，沿着上料架14由上述提升机构拉起，倒入料仓15。原料由料仓进入炉堂即加热室16，由电动机8、减速机7、蜗杆6、蜗轮12带动支撑体(料盘)20逆时针旋转(当然，改变入料区和推料区的相对位置，也可使支撑体顺时针旋转)，使原料进入第一加热区16a，支撑体停止转动，加热装置工作。待原料加热到指定温度后，支撑体旋转，将新的原料带入第一加热区，同时经过第一加热区加热的原料，进入第二加热区16b烧成，如此循环。在支撑体停止转动的同时，推料杆17会作一次往复运动，将到达排料口(管道)9的料推动(在推料杆后退到位时支撑体才开始运转)，经过处理完的熟料由排料口(管道的出料口9′)流出。具体是支撑体停止转动，电动推杆5向前推动中间运动体，纵向杆28b带动(炉堂)推料杆17进入加热室16内向前推料，同时两个推臂29也向前推动两个摇臂30，挡板32随转轴31一起转动，阀门打开，熟料流出。反之，当推料杆17离开加热室16时，两个推臂向后拉动两个摇臂，挡板随转轴一起反方向转动，阀门关闭。

本实用新型属于全自动电脑芯片程控设备，使用时应注意以下几点：1、在确认设备安装无误后，开始运行前首先检查电气部分，包括：1)电气内部接线部分有无松动；2)有无金属铁屑存在于电气夹缝当中；3)电源与电气配置要求是否合适；4)有无可靠接地。2、设备开始冷运行时应做到检查以下几点：1)电气运动规律与设计是否相当；2)各个运转部位是否正常；3)运转时听是否有异常声响；4)各润滑部位是否有油；5)电机有无发热情况；6)温度显示是否正常。3、设备开始热试车时应做到检查以下几点：1)检查触发板指示灯的情况看是否有输出；2)通过电压和电流转换开关检查加热元件的运行情况。

Claims (6)

1、一种石英连续烧结炉，具有底座、炉体、设于炉体内的加热室、加热装置、上料机构、设于炉体上与加热室相连通的料仓，加热装置具有采用上加热方式位于加热室顶部的电阻丝，其特征在于所述的加热室(16)呈圆环体形，该加热室的底壁为能转动的支撑体(20)，随其转动的支撑体固定于水平设置的蜗轮(12)上，所述的蜗轮(12)以及与该蜗轮啮合的蜗杆(6)分别由底座(4)限位支撑，蜗杆(6)与传动驱动装置相连接；炉体(1)的底面在其与支撑体(20)的结合处具有砂封槽(3)；底座(4)上安装有推料机构，所述的推料机构具有电动推杆(5)、与电动推杆铰接的其自身保持水平移动的中间运动体(28)、与中间运动体铰接的由炉体的侧壁导向限位受电动推杆的作用进入或离开加热室的推料杆(17)，在与推料杆的相对应位置，炉体上固定安装有与加热室相连通的、当推料杆进入加热室而将熟料推入其内从炉体排出的排料口(9)，该排料口安装有在不排料时保持加热室与外界封闭隔离的阀门。

2、根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于上述的蜗轮(12)由底座限位支撑的结构是，底座上固定有其内表面带弧形滚道的下挡圈(4a)，蜗轮的底端面凹下并带有弧形滚道，在下挡圈(4a)与蜗轮(12)的底端面之间的弧形滚道中装有滚动体(27)，滚动体为一整圈滚珠。

3、根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于上述的炉体(1)的外壳形成中空的圆环体形，炉体具有上壁、内侧壁(1′)、外侧壁(1″)，所述的支撑体(20)具有伸入炉体内与炉体的内侧壁和外侧壁间隙配合的回转大圆环体和位于炉体外其上端与回转大圆环体固定连接、其下端与蜗轮(12)的上端面固定连接的回转小圆环体(20d)，所述的回转大圆环体具有自上而下的石英砖层(20a)、耐火砖层(20b)、位于耐火砖层的两个侧壁上的不锈钢层(20c)，上述的砂封槽(3)为两个独立的圆环体，分别设于炉体(1)的底面与回转大圆环体的结合处。

4、根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于上述的传动驱动装置具有电动机(8)、减速机(7)、分别固定于电动机的动力输出端上和减速机的动力输入端上的一对皮带轮以及与之配合的胶带、分别固定于减速机的动力输出端上和蜗杆的动力输入端上的一对链轮(26)以及与之配合的链条。

5、根据权利要求1所述的烧结炉，其特征在于上述的炉体(1)的外壳形成中空的圆环体形，炉体具有上壁、内侧壁(1′)、外侧壁(1″)，推料杆(17)由炉体的内侧壁(1′)导向限位，推料杆的从炉体的内侧壁伸出部分水平进入炉体的中空的圆孔内，所述的电动推杆(5)固定安装于底座上，所述的中间运动体(28)具有固定安装于底座上的导轨(28c)、由导轨限位支撑的受电动推杆的作用沿导轨水平来回滑动的推料车(28a)、与推料车固定连接为一体的纵向杆(28b)，纵向杆(28b)的上部伸进炉体的中空的圆孔内并与推料杆(17)的从炉体的内侧壁伸出的伸出端铰接。

6、根据权利要求5所述的烧结炉，其特征在于上述的排料口(9)为纵向设置的管道，所述的阀门设于该管道的底部出料口位置，阀门具有由管道的侧壁限位支撑的转轴(31)、设于管道内固定于转轴上能随转轴一起转动当推料杆进入加热室内推料时连通管道与外界的通道以及当推料杆离开加热室时封闭管道与外界的通道的挡板(32)、两个摇臂(30)、设于中间运动体的推料车(28a)两侧的两个推臂(29)，转轴从管道的侧壁伸出的两个伸出端各与一个摇臂(30)的一端固定连接，两个摇臂(30)的另一端各与一个推臂(29)的一端铰接，两个推臂(29)的另一端均与推料车(28a)固定连接。

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