一種微波輔助燒結(jié)爐制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種微波輔助燒結(jié)爐，尤其涉及一種通過(guò)微波加熱或微波輔助加熱的微波燒結(jié)爐，具體為一種微波輔助燒結(jié)爐。該輔助燒結(jié)爐包括加熱窯爐爐體（1）和傳輸系統(tǒng)，其中傳輸系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置（9）、爐體內(nèi)的物料傳輸裝置（10）和出料裝置（11），在加熱窯爐爐體（1）的前端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的進(jìn)料裝置（9），在加熱窯爐爐體（1）的后端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的出料裝置（11），在加熱窯爐爐體內(nèi)設(shè)置保溫隔熱層（2），在加熱窯爐爐體（1）內(nèi)設(shè)置電阻式加熱元件（3）等。本實(shí)用新型專利技術(shù)利用工業(yè)微波加熱，可使材料自身整體加熱，因此加熱速度快，反應(yīng)速度快，燒結(jié)時(shí)間短，能耗低、設(shè)備日產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本技術(shù)涉及一種微波輔助燒結(jié)爐，尤其涉及一種通過(guò)微波加熱或微波輔助加熱的微波燒結(jié)爐，具體為一種微波輔助燒結(jié)爐。該輔助燒結(jié)爐包括加熱窯爐爐體（1）和傳輸系統(tǒng)，其中傳輸系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置（9）、爐體內(nèi)的物料傳輸裝置（10）和出料裝置（11），在加熱窯爐爐體（1）的前端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的進(jìn)料裝置（9），在加熱窯爐爐體（1）的后端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的出料裝置（11），在加熱窯爐爐體內(nèi)設(shè)置保溫隔熱層（2），在加熱窯爐爐體（1）內(nèi)設(shè)置電阻式加熱元件（3）等。本技術(shù)利用工業(yè)微波加熱，可使材料自身整體加熱，因此加熱速度快，反應(yīng)速度快，燒結(jié)時(shí)間短，能耗低、設(shè)備日產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。【專利說(shuō)明】一種微波輔助燒結(jié)爐
本技術(shù)涉及一種微波輔助燒結(jié)爐，尤其涉及一種通過(guò)微波加熱或微波輔助加熱的微波燒結(jié)爐，具體為一種微波輔助燒結(jié)爐。
技術(shù)介紹
燒結(jié)過(guò)程是電池正極材料以及陶瓷材料等合成中所必須的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在燒結(jié)過(guò)程中材料形成獨(dú)有的晶型結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸、形貌以及位錯(cuò)、缺陷等物理和化學(xué)特征，從而使材料具備特有的性能。目前國(guó)內(nèi)外采用的燒結(jié)設(shè)備主要是電阻式加熱燒結(jié)爐以及實(shí)驗(yàn)室用小規(guī)模間歇式微波燒結(jié)爐。傳統(tǒng)的電阻式加熱燒結(jié)爐主要采用外加熱方式，即首先將爐體加熱到燒結(jié)溫度，高溫爐體再通過(guò)熱輻射和對(duì)流方式將熱量傳給被加熱物料表面，物料再通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式向物料內(nèi)部傳遞熱量。這導(dǎo)致燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，另一方面，由于物料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)而產(chǎn)生較大的溫度梯度，導(dǎo)致物料各部分受熱不均勻、燒結(jié)反應(yīng)速度不一致，從而使顆粒生長(zhǎng)不均勻、產(chǎn)品粒度波動(dòng)大，形貌也不易控制，最終導(dǎo)致產(chǎn)品充放電性能差。微波燒結(jié)主要利用微波輻射時(shí)，物料吸收微波后分子自身的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生熱量，即采用內(nèi)熱源的加熱方式，因此加熱過(guò)程是首先物料整體升溫，然后通過(guò)輻射、對(duì)流等方式向爐膛和爐體傳熱。微波加熱過(guò)程中，由于物料首先被整體加熱，物料內(nèi)部不存在溫度差，燒結(jié)反應(yīng)能同時(shí)快速進(jìn)行，因此加熱和反應(yīng)時(shí)間短，一般只需要傳統(tǒng)電阻式加熱所需燒結(jié)時(shí)間的 I/5 — I/20。目前，微波爐在日常生活中已非常普及，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了各種實(shí)驗(yàn)室用間歇式微波裝置，但工業(yè)上還未見(jiàn)微波燒結(jié)爐的應(yīng)用。中國(guó)專利03226766.5和03118018.3提供了一種連續(xù)式微波燒結(jié)設(shè)備，但由于其微波源控制上無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)，使?fàn)t膛溫度不能滿足燒結(jié)過(guò)程的需要；專利200810097341.x也提供了一種連續(xù)式的微波燒結(jié)設(shè)備，該專利技術(shù)采用電加熱到300°C后改用全微波加熱，意在克服微波低溫時(shí)加熱效率低的缺點(diǎn)，發(fā)揮微波高溫時(shí)加熱速度快的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)調(diào)節(jié)微波功率控制溫度，但實(shí)際上全微波加熱時(shí)也會(huì)出現(xiàn)燒結(jié)溫度難以精確控制，溫度波動(dòng)可達(dá)到100°C以上，加上環(huán)境溫度低，導(dǎo)致物料溫度分布不均勻。對(duì)許多材料，尤其是電池材料，其燒結(jié)溫度范圍較小，溫度波動(dòng)一般在±10°C以內(nèi)，因此需要較為精確的燒結(jié)溫度。微波爐在燒結(jié)過(guò)程中難以大規(guī)模應(yīng)用的主要原因是燒結(jié)時(shí)物料升溫速度極快，因此燒結(jié)溫度難以控制，導(dǎo)致產(chǎn)品燒結(jié)溫度過(guò)高，或局部燒結(jié)溫度過(guò)高，對(duì)于燒結(jié)溫度要求較為精確的電池正極材料而言，極易因?yàn)檫^(guò)燒而出現(xiàn)廢料，給生產(chǎn)帶來(lái)極大損失；現(xiàn)有技術(shù)都難以實(shí)現(xiàn)在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用時(shí)的精確控溫。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)正是針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)的電阻式高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中存在的處理溫度高、時(shí)間長(zhǎng)、能耗高，而且產(chǎn)品質(zhì)量差等不足，以及單純的微波加熱過(guò)程中，加熱速度和燒結(jié)溫度不易控制，容易過(guò)燒并產(chǎn)生廢料等缺點(diǎn)，提供一種高效節(jié)能，同時(shí)生產(chǎn)溫度易于控制、產(chǎn)品性能好的加熱設(shè)備，該設(shè)備為適合于工業(yè)化生產(chǎn)的微波輔助燒結(jié)爐。本技術(shù)采用的技術(shù)方案是這樣的:一種微波輔助燒結(jié)爐，包括加熱窯爐爐體和傳輸系統(tǒng)，其中傳輸系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置、爐體內(nèi)的物料傳輸裝置和出料裝置，在加熱窯爐爐體的前端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的進(jìn)料裝置，在加熱窯爐爐體的后端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的出料裝置，在加熱窯爐爐體內(nèi)設(shè)置保溫隔熱層，在加熱窯爐爐體內(nèi)設(shè)置電阻式加熱元件，在加熱窯爐爐體內(nèi)設(shè)置測(cè)溫系統(tǒng)、在加熱窯爐爐體外設(shè)置微波發(fā)生器、微波扼流器以及水冷散熱系統(tǒng)、在加熱窯爐爐體外設(shè)置溫度和微波功率的控制系統(tǒng)，溫度和微波功率的控制系統(tǒng)分別與爐體內(nèi)的測(cè)溫系統(tǒng)、微波發(fā)生器和電阻式加熱元件連接。微波發(fā)生器通過(guò)波導(dǎo)與加熱窯爐爐體連接。溫度和微波功率的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)節(jié)微波功率和電加熱的功率，并對(duì)微波和電加熱進(jìn)行轉(zhuǎn)換。加熱窯爐爐體分為三段，中間為微波輔助加熱段，兩端為微波扼流段，靠近進(jìn)料裝置的一端為微波扼流段一，靠近微波出料裝置的一端為扼流段二。所述的微波輔助加熱段同時(shí)采用電加熱和微波輔助加熱，其中電加熱采用硅碳棒或電阻絲作為加熱元件；電加熱的主要作用是把燒結(jié)爐加熱爐膛溫度比燒結(jié)溫度低50?100°C，微波輔助加熱是直接加熱物料，促使燒結(jié)反應(yīng)的快速進(jìn)行，縮短傳熱和燒結(jié)的時(shí)間。所述的微波扼流段一和微波扼流段二均采用電加熱進(jìn)行加熱。微波扼流段的作用是有效防止微波泄漏，滿足國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)。水冷散熱系統(tǒng)包括進(jìn)、出水管以及與進(jìn)、出水管之間相連接的分支管道，分支管道纏繞在微波發(fā)生器陽(yáng)極的外表面。所述的測(cè)溫系統(tǒng)包括紅外溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)和測(cè)溫控制裝置，紅外溫度計(jì)和熱電偶溫度計(jì)均設(shè)置在加熱爐爐體內(nèi)，與測(cè)溫控制裝置連接。所述控制系統(tǒng)可對(duì)微波加熱功率和電加熱功率進(jìn)行智能調(diào)節(jié)；紅外溫度計(jì)和熱電偶溫度計(jì)所對(duì)應(yīng)的紅外測(cè)溫點(diǎn)和熱電偶測(cè)溫點(diǎn)成對(duì)設(shè)置在爐膛內(nèi)壁兩側(cè)的中間，每?jī)蓪?duì)之間間隔0.5-2米；熱電偶溫度計(jì)水平對(duì)準(zhǔn)爐膛中央位置，對(duì)爐膛溫度進(jìn)行測(cè)定；紅外溫度計(jì)以以測(cè)溫點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)爐內(nèi)物料為準(zhǔn)，其對(duì)物料表面溫度進(jìn)行測(cè)量，智能控制系統(tǒng)可根據(jù)兩者的溫度差調(diào)節(jié)微波和電加熱的比例，如果紅外溫度計(jì)測(cè)得的物料溫度過(guò)高，可通過(guò)智能控制系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)微波加熱，兩者互相調(diào)節(jié)，使溫度控制準(zhǔn)確。電加熱是目前對(duì)金屬材料加熱效率最高、速度最快，低耗節(jié)能環(huán)保型的感應(yīng)加熱設(shè)備。電加熱，又名高頻加熱機(jī)、高頻感應(yīng)加熱設(shè)備。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本技術(shù)的有益效果是:(一)本技術(shù)利用工業(yè)微波加熱，可使材料自身整體加熱，因此加熱速度快，反應(yīng)速度快，燒結(jié)時(shí)間短，能耗低、設(shè)備日產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。(二)本技術(shù)利用工業(yè)微波加熱，通過(guò)材料自身整體加熱，使燒結(jié)過(guò)程中不存在加大傳熱溫差，加之于燒結(jié)時(shí)間短，顆粒間的硬團(tuán)聚少，不會(huì)產(chǎn)品晶粒過(guò)度長(zhǎng)大，因此，所得產(chǎn)品具有粒度分布均勻，產(chǎn)品性能穩(wěn)定。(三)通過(guò)電阻式加熱與微波加熱相結(jié)合既可以縮短燒結(jié)時(shí)間，又可以克服純微波加熱時(shí)升降溫速度過(guò)快，燒結(jié)溫度難以控制的缺點(diǎn)。【專利附圖】【附圖說(shuō)明】圖1是本技術(shù)中微波燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本技術(shù)中微波輔助加熱段和微波扼流段的位置關(guān)系圖圖中標(biāo)記:1——加熱窯爐爐體、2——保溫隔熱層、3——電阻式加熱元件、4——測(cè)溫系統(tǒng)、5——微波發(fā)生器、6——微波扼流器、7——水冷散熱系統(tǒng)、8——波導(dǎo)、9——進(jìn)料裝置、10——爐體內(nèi)的物料傳輸裝置、11——出料裝置、12——微波輔助加熱段、13a——微波扼流段一、13b—微波扼流段二。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖，對(duì)本技術(shù)作詳細(xì)的說(shuō)明。為了使本技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本技術(shù)，并不本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種微波輔助燒結(jié)爐，包括加熱窯爐爐體（1）和傳輸系統(tǒng)，其特征在于：傳輸系統(tǒng)包括進(jìn)料裝置（9）、爐體內(nèi)的物料傳輸裝置（10）和出料裝置（11），在加熱窯爐爐體（1）的前端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的進(jìn)料裝置（9），在加熱窯爐爐體（1）的后端設(shè)置與傳輸系統(tǒng)相連接的出料裝置（11），在加熱窯爐爐體內(nèi)設(shè)置保溫隔熱層（2），在加熱窯爐爐體（1）內(nèi)設(shè)置電阻式加熱元件（3），在加熱窯爐爐體（1）內(nèi)設(shè)置測(cè)溫系統(tǒng)（4）、在加熱窯爐爐體（1）外設(shè)置微波發(fā)生器（5）、微波扼流器（6）以及水冷散熱系統(tǒng)（7）、在加熱窯爐爐體（1）外設(shè)置溫度和微波功率的調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)，微波發(fā)生器（5）通過(guò)波導(dǎo)（8）與加熱窯爐爐體（1）連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐頻，盧云，陳東州，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：成都晶元新材料技術(shù)有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：四川;51