一种微波加热玻璃陶瓷晶化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种玻璃陶瓷晶化装置。微波加热玻璃陶瓷晶化装置的主炉体自前向后依次设升温段、晶化段、降温段和冷却段，各段密封对接，在主炉体升温、晶化、降温段顶端分别设置微波发射系统，升温、晶化、降温段的底部分别设置有电辅加热系统；主炉体内各段设有温度检测传感器输出信号接入控制系统，控制系统分别控制连接微波发射系统、电辅加热系统以及辅助系统。本实用新型专利技术将升温、晶化、降温和冷却过程有机结合在一起，操作方便，整个晶化过程自动化。生产稳定、主要设备的使用寿命长、生产效率高、晶化效果好，降低了生产成本。

A microwave heating glass and ceramic crystallizer

The utility model relates to a glass ceramic crystallization device. The main furnace body of the glass ceramics crystallizing device of microwave heating is set up the heating section, crystallization section, cooling section and cooling section from front to back, and each section is sealed and butted. The microwave emission system is set up at the top of the main furnace body heating, crystallization and cooling section. The main furnace body is not set up in the bottom part of the heating, crystallization and cooling section. Each section has a temperature detection sensor output signal access control system, and the control system controls the connecting microwave transmitting system, the electric auxiliary heating system and the auxiliary system respectively. The utility model is organically combined with heating, crystallization, cooling and cooling processes, and the operation is convenient, and the entire crystallization process is automated. Stable production, long service life of main equipment, high production efficiency, good crystallization effect, and reduced production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种微波加热玻璃陶瓷晶化装置
本技术涉及一种玻璃陶瓷晶化技术，尤其是涉及一种利用微波加热对玻璃陶瓷制品进行晶化的装置。
技术介绍
随着国民经济的发展，玻璃陶瓷工业化生产也得到了很大发展。但其在工业装备和产业化生产技术的研究开发方面还存在诸多问题，尤其是玻璃陶瓷晶化技术和设备的开发是玻璃陶瓷行业发展的难点和重点。相对玻璃陶瓷的巨大应用前景来说，我国玻璃陶瓷的工业化生产才刚刚起步。其根本原因是我国目前的研究大多侧重于实验室研究，较少投入精力进行长期大量的工业化试验和试产，尤其在工业装备和产业化生产技术的研究开发方面还存在诸多问题亟待解决。由于玻璃陶瓷的晶化必须在晶化炉中平稳运行，而且为保证工件热处理工艺稳定进行，各温区内温度要控制在±10℃以内，这对晶化炉提出了更高要求。若以天然气或煤气为燃料，一则耗能巨大，二则难以保证晶化质量。微波热处理是利用微波将材料与微波场相互作用，微波被材料吸收并转化为热能，从材料内部对其整体进行加热的一种热处理方法。利用微波进行热处理，以其节能、加热快速无热滞、与物质相互作用等优点，因此微波在热处理领域得到了越来越广泛的应用。由于微波加热具有选择性，其优点是物料自身发热而使其升温（升温速度快、节能等），缺点是周围环境的温度比较低。因此，利用微波加热对玻璃陶瓷制品进行晶化，由于温度不平衡，会导致玻璃陶瓷制品在加热晶化过程中炸裂。
技术实现思路
本技术针对现有技术不足，提出一种玻璃陶瓷晶化装置，采用微波加热与电辅加热结合对玻璃陶瓷制品进行晶化处理，既保证晶化过程稳定进行，又通过微波加热的非热效应使得晶化过程更加完善，可以综合提高产品的品质。本技术所采用的技术方案：一种微波加热玻璃陶瓷晶化方法，包括升温、晶化、降温和冷却过程，在升温、晶化和降温过程中同时采用微波加热系统与电辅加热系统对玻璃陶瓷材料进行晶化处理，通过调节微波加热系统输出功率控制炉体各段温度；通过调节电辅加热系统输出功率使物料的温度与炉体对应段的温度平衡，以解决玻璃陶瓷制品晶化过程中的炸裂问题。所述的微波加热玻璃陶瓷晶化方法，（1）在所述升温过程，调节微波加热系统输出功率为最大输出功率的10～30%，使升温段温度以每分钟1～5℃的速率升温至400～600℃；调节电辅加热系统输出功率使待晶化玻璃陶瓷制品温度上升的速率与升温段一致；（2）升温过程完成后，待晶化玻璃陶瓷制品进入晶化过程，调节微波输出功率为最大输出功率的30～100%，使晶化段温度以每分钟2～5℃的速率升温至600～800℃；调节电辅加热系统输出功率使待晶化玻璃陶瓷制品温度上升的速率与晶化段一致；并在此温度下保温20～40分钟；（3）在所述降温过程，调节微波输出功率为最大输出功率的10～50%，使降温段以每分钟1～4℃的速率降温至200～300℃；调节电辅加热系统输出功率使晶化玻璃陶瓷制品降温的速率与降温段一致；（4）在所述冷却过程，采取鼓风冷却或自然冷却方式，待晶化制品冷却至100℃以下，然后经辊道通过微波抑制装置出炉。所述微波加热系统的每个微波源系统包括由灯丝变压器和高压变压器组成的微波电源和磁控管，在磁控管初始工作时，由灯丝变压器提供能量，对磁控管进行预热，延迟30～50秒待灯丝稳定发射电子后再对阳极施加高压，开启高压变压器并使磁控管发射微波，持续60～90秒当磁控管稳定工作后，关闭灯丝变压器，利用在磁控管发射微波过程中产生的热量维持磁控管灯丝保持一定温度，继续发射电子，利用阳极谐振腔震荡所产生的能量来维持灯丝温度并继续发射电子，使得磁控管继续稳定工作。所述的微波加热玻璃陶瓷晶化方法，在升温、晶化、降温和冷却过程中，分别根据玻璃陶瓷制品的工艺要求设置各过程的工艺参数，然后通过热电偶测得各过程炉体内各段的炉膛温度和玻璃陶瓷制品温度，通过A/D转换送入PLC，PLC进行PID运算，然后根据PID运算结果通过D/A转换为控制电信号，对磁控管高压变压器和电辅加热系统进行控制。一种微波加热玻璃陶瓷晶化装置，包括主炉体、控制系统和辅助系统，所述主炉体自前向后依次设升温段、晶化段、降温段和冷却段，各段密封对接，在主炉体的升温、晶化、降温段顶端分别设置微波发射系统（1-1），所述升温段、晶化段、降温段的底部分别设置有电辅加热系统（1-2）；主炉体各段各设有炉膛温度检测传感器（1-3-1）以及玻璃陶瓷制品温度传感器（1-3-2），所述炉膛温度检测传感器和玻璃陶瓷制品温度传感器分别输出信号接入控制系统，所述控制系统分别控制连接微波发射系统、电辅加热系统以及辅助系统。所述主炉体总长度为30～60米，其中升温段（1-7）长度为主炉体总长的20～25%，晶化段（1-8）长度为主炉体总长的15～20%，降温段（1-9）长度为主炉体总长的20～25%，冷却段（1-10）长度为主炉体总长的30～35%；微波发射系统（1-1）由10～80个微波源组成，升温段（1-7）微波源的个数为微波源总数的40～50%，晶化段（1-8）微波源的个数为微波源总数的30～40%，降温段（1-9）微波源的个数为微波源总数的10～20%；每个微波源包括由灯丝变压器和高压变压器组成的微波电源和磁控管，采用输出1KW-3KW、微波发射频率为2.45GHz的磁控管和相应频率的微波传输激励波导。所述的微波加热玻璃陶瓷晶化装置中，电辅加热系统（1-2）采用多个由金属密封屏蔽的电加热板组成，电加热板的个数为10-40个；每个电加热板的输出功率1KW-3KW；所述升温段（1-7）电加热板的个数为电加热板总数的40～50%，所述晶化段（1-8）电加热板的个数为电加热板总数的30～40%，所述降温段（1-9）电加热板的个数为电加热板总数的10～25%；电加热板安装在主炉体底部，将金属屏蔽外套通过焊接与主炉体密封连接，用来屏蔽微波。辅助系统设置在主炉体各段底部，用于传输晶化物料（1-11），主炉体入口和出口位置设置微波抑制装置（1-4）；所述辅助系统包括辊道动力系统（3-1）和多根平行布置于主炉体各段底部的辊道（3-2）；采用多组金属导电管（3-2-1）深入主炉体各段的底部两侧10～20mm，并焊接在主炉体各段的底部侧壁上；金属导电管（3-2-1）的长度大于其直径的2倍以上；各辊道套装于金属导电管（3-2-1）内侧并贯穿主炉体各段底部，使辊道(3-2)能在金属导电管内自由转动来实现物料的传输；所述辊道动力系统（3-1）包括设置在主炉体底部的电机，电机的转轴与辊道（3-2）端部传动连接。辊道动力系统（3-1）驱动的用于传送物料的内辊道的结构为斜齿轮传动,设在主炉体底部一端的电机通过螺杆相联,该螺杆穿过一推动器并与斜齿轮传动配合,推动辊道转动来实现物料的传输；辊道（3-2）的材质为陶瓷材料，金属导电管（3-2-1）为不锈钢材质。所述控制系统利用触摸屏（2-1）对PLC（2-2）进行各项参数设置，A/D通过PLC进行PID运算，然后根据PID运算结果通过D/A分别对磁控管高压变压器和电辅加热系统进行控制；所述PLC通过数据总线分别与触摸屏、控制电路连接；所述控制电路含有与输入端相连的一定数量的手动开关，信号采集电路的开关信号电路；控制系统（2）对磁控管进行预热控制和灯丝切断控制，通过对PLC编程输出信号控制交流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波加热玻璃陶瓷晶化装置，包括主炉体、控制系统和辅助系统，所述主炉体自前向后依次设升温段、晶化段、降温段和冷却段，各段密封对接，其特征是：在主炉体的升温、晶化、降温段顶端分别设置微波发射系统（1‑1），所述升温段、晶化段、降温段的底部分别设置有电辅加热系统（1‑2）；主炉体各段各设有炉膛温度检测传感器（1‑3‑1）以及玻璃陶瓷制品温度传感器（1‑3‑2），所述炉膛温度检测传感器和玻璃陶瓷制品温度传感器分别输出信号接入控制系统，所述控制系统分别控制连接微波发射系统、电辅加热系统以及辅助系统。

【技术特征摘要】
1.一种微波加热玻璃陶瓷晶化装置，包括主炉体、控制系统和辅助系统，所述主炉体自前向后依次设升温段、晶化段、降温段和冷却段，各段密封对接，其特征是：在主炉体的升温、晶化、降温段顶端分别设置微波发射系统（1-1），所述升温段、晶化段、降温段的底部分别设置有电辅加热系统（1-2）；主炉体各段各设有炉膛温度检测传感器（1-3-1）以及玻璃陶瓷制品温度传感器（1-3-2），所述炉膛温度检测传感器和玻璃陶瓷制品温度传感器分别输出信号接入控制系统，所述控制系统分别控制连接微波发射系统、电辅加热系统以及辅助系统。2.根据权利要求1所述的微波加热玻璃陶瓷晶化装置，其特征是：所述主炉体总长度为30～60米，其中升温段（1-7）长度为主炉体总长的20～25%，晶化段（1-8）长度为主炉体总长的15～20%，降温段（1-9）长度为主炉体总长的20～25%，冷却段（1-10）长度为主炉体总长的30～35%；微波发射系统（1-1）由10～80个微波源组成，升温段（1-7）微波源的个数为微波源总数的40～50%，晶化段（1-8）微波源的个数为微波源总数的30～40%，降温段（1-9）微波源的个数为微波源总数的10～20%；每个微波源包括由灯丝变压器和高压变压器组成的微波电源和磁控管，采用输出1KW-3KW、微波发射频率为2.45GHz的磁控管和相应频率的微波传输激励波导。3.根据权利要求1或2所述的微波加热玻璃陶瓷晶化装置，其特征是：电辅加热系统（1-2）采用多个由金属密封屏蔽的电加热板组成，电加热板的个数为10-40个；每个电加热板的输出功率1KW-3KW；所述升温段（1-7）电加热板的个数为电加热板总数的40～50%，所述晶化段（1-8）电加热板的个数为电加热板总数的30～40%，所述降温段（1-9）电加热板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雪峰，刘新保，李超，贾晓林，邓磊波，刘芳，马强，张泉，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，郑州德朗能微波技术有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15