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行業(yè)資訊

保證鐘罩式氣氛燒結(jié)爐的溫度和氣氛均勻性的若干舉措

 

   鐘罩爐氣氛燒結(jié)爐具有批次產(chǎn)量大、溫度和氣氛均勻性好，被燒結(jié)產(chǎn)品一致性高、成品率高等優(yōu)越特性。與隧道式推板窯相比操作使用更加靈活，控制精度更高，特別適用于錳鋅高導(dǎo)軟磁鐵氧體和低功耗軟磁鐵氧體等高檔鐵氧體材料的燒結(jié)。
 
    對(duì)生產(chǎn)型燒結(jié)爐來說，重點(diǎn)應(yīng)解決有效工作區(qū)內(nèi)的溫度和氣氛均勻性，只有溫度和氣氛均勻性滿足一定的要求，才能保證批量燒結(jié)產(chǎn)品的一致性。
 
    在鐘罩爐氣氛燒結(jié)過程中，每一時(shí)刻的溫度與氣氛要求是要一一對(duì)應(yīng)的。在間歇工作的鐘罩式氣氛燒結(jié)爐中，溫度是一條實(shí)時(shí)變化的曲線，則氣氛也是一條實(shí)時(shí)變化的曲線，只有兩條曲線同步運(yùn)行，才能保證一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。對(duì)生產(chǎn)型燒結(jié)爐來說，更重要的是要保證溫度與氣氛曲線在空間的一致性，對(duì)溫度和氣氛曲線中的平臺(tái)段，這是容易實(shí)現(xiàn)的，只要時(shí)間足夠長(zhǎng)就總能達(dá)到熱平衡和氣氛平衡狀態(tài)，關(guān)鍵是升降溫過程中溫度和氣氛保持一致，即溫度、氣氛同步動(dòng)態(tài)均勻。只有這樣才能提高產(chǎn)品的一致性和成品率。
 
    事實(shí)上，溫度與氣氛的均勻是相互矛盾和相互依存的。一方面，溫度過于均勻不利于氣體的擴(kuò)散，即氣氛均勻速度慢。另一方面，若氣氛是均勻的，溫度有可能不均勻，不均勻的溫度必然會(huì)產(chǎn)生對(duì)流破壞氣氛的均勻。解決這個(gè)矛盾的方法是加快氣體對(duì)流，使溫度、氣氛均趨于均勻。
 
圖示：鐘罩式燒結(jié)爐
 
綜上考慮，在設(shè)計(jì)中主要對(duì)鐘罩爐和鐘罩爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)采取了如下措施：
 
(1)通過配置控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)溫度和氣氛曲線在時(shí)間軸上的同步運(yùn)行。
 
(2)全陶瓷纖維爐襯。多年研制設(shè)備的實(shí)踐證明，全陶瓷纖維爐比磚砌爐的溫度均勻性要好一些，因?yàn)槔w維爐襯的保溫性能好，散熱緩慢而均勻：同時(shí)因其惰性小為快速升降溫提供了可能。
 
(3)分區(qū)分段加熱控溫。生產(chǎn)型燒結(jié)爐爐腔大，上下分布溫差可能超出設(shè)計(jì)要求；同時(shí)，擺料可能也不均勻，各處吸放熱不一致也將造成溫差。
    分區(qū)分段加熱控溫，就是在工件堆兩側(cè)布置多根加熱器，分區(qū)分組分別控制加熱，以補(bǔ)償各處的溫差。詳細(xì)的可以參考《多溫區(qū)功率自動(dòng)平衡技術(shù)》
 
(4)分堆擺料，減小加熱距離。將料堆分開，料堆之間保持一定的空隙，并在分開的料堆之間插入加熱器，縮短傳熱距離，增大工件的輻射受熱面積，形成氣體擴(kuò)散通道，方便氣體擴(kuò)散，減小承燒板中部與邊緣的傳導(dǎo)溫差與氣氛差，使承燒板上的所有工件盡可能同步吸放熱和浸潤(rùn)新鮮氣氛，進(jìn)而保持溫度或氣氛的一致。
 
(5)氣體循環(huán)強(qiáng)制冷卻。降溫時(shí)采用強(qiáng)制風(fēng)冷，加大工件周圍的氣流，強(qiáng)化對(duì)流傳熱，帶走熱量，加速降溫；同時(shí)強(qiáng)制風(fēng)冷加快了氣體的對(duì)流，使溫度、氣氛趨于均勻，改善降溫過程的溫度氣氛均勻性；氣體循環(huán)使用，因?yàn)榻禍剡^程是漸趨無氧的過程，若通人高純氮?dú)鉂u漸置換排空，浪費(fèi)很大，將氮?dú)饣厥昭h(huán)再利用無疑是有價(jià)值的。
 
(6)多點(diǎn)進(jìn)氣。在爐墻上布置多個(gè)送氣噴嘴，氣體經(jīng)多點(diǎn)進(jìn)入爐膛，流過工件后，從爐膛上部排出，使盡可能多的工件都得到新鮮氣氛的作用以及短的作用時(shí)間。
 
 
    綜上所述，沒有單一作用的技術(shù)，也沒有哪條技術(shù)措施是獨(dú)立的、起決定作用的。各種技術(shù)的應(yīng)用都是相輔相成，缺一不可的。一方面全陶瓷纖維爐襯，分堆擺料，為快速、均勻的升降溫消除了障礙；循環(huán)型強(qiáng)制風(fēng)冷加速了降溫速率；
 
    另一方面，氣體循環(huán)，氣流速度較快，促進(jìn)了溫度、氣氛的均勻，同時(shí)多點(diǎn)送氣、分堆擺料使氣流充分圍繞工件運(yùn)動(dòng)，使工件得以滋潤(rùn)在最新鮮最及時(shí)的氣氛中，溫度、氣氛的均勻性得到保證。
 

    特別是分堆擺料，看似沒有什么技術(shù)含量，實(shí)則蘊(yùn)藏著深?yuàn)W的技術(shù)底蘊(yùn)，最易被設(shè)計(jì)和用戶忽略?？傊侄褦[料、多點(diǎn)送氣和氣體循環(huán)等共同作用，形成穩(wěn)定的、升降溫過程均勻的溫度和氣氛?qǐng)龅木C合設(shè)計(jì)思想是這種鐘罩式氣氛燒結(jié)爐的******創(chuàng)新點(diǎn)。