微波烧结设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种微波烧结设备及方法，其包括加热箱箱体、设置在加热箱箱体内表面的保温隔热层、间隔设置在加热箱箱体外的多个微波发生器、设置在加热箱箱体内的测温系统及控制系统，所述微波发生器通过波导与加热箱箱体连接，还包括设置在加热箱箱体内的电炉丝加热器和水冷散热系统；所述控制系统与微波发生器、测温系统、电炉丝加热器连接；所述控制系统接收测温系统传送的加热箱箱体内实时温度，控制电炉丝加热器的启动和关闭，并控制和调节微波发生器的启动和加热功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波加热设备及方法，尤其涉及一种微波烧结陶瓷的设 备及方法。
技术介绍
传统的陶瓷制造工艺， 一般包括五个阶段，原料备制、成型、上釉、装 饰及烧成，其中烧成是决定陶瓷最终质量的关键工序。目前国内陶瓷烧成工 序广泛使用的天然气窑炉和电阻式烧结炉，这两种烧结炉均利用发热体热量 的辐射和传导，加热炉膛内的陶瓷材料；这种传统的烧结方式必须使整个炉 膛的温度达到设定温度，才能完全加热炉膛内所有的被烧结陶瓷材料，炉膛 的热能只能依靠陶瓷表面传入里面，而陶瓷导热性能差，烧结时间长，同时 坯体里外温度上升的不一致，容易造成水分移动蒸发不一样，如果加热和冷 却速度过快坯体里外层收縮不同面就会变形、开裂。据有关研究表明这种传 统的加热方式会有80%以上的能量损失在周围环境中，是一种能耗非常大的 加热方法，在能源日益危机的今天，现有烧结加热方式已严重制约我国陶瓷 行业的发展。针对以上这种情况，结合微波加热的原理，目前国内外已研制出用微波 烧结陶瓷的设备及方法。所谓微波烧结是指用微波辐照来代替传统的热源， 均匀混合的物料或预先压制成型的料坯通过自身对微波能量的吸收(或耗散) 达到一定的高温，从而引发燃烧合成反应或完成烧结过程。由于它与传统技 术相比较，属于两种截然不同的加热方式，所以微波技术将逐渐得到更为广 泛的应用。目前国内外出现了间歇式微波烧结方法及设备，中国专利03226766. 5和03118018.3也提供了一种连续式微波烧结设备，包括进料机构、微波源、过 渡波导、炉体、炉膛、出料结构、保温层、测温系统，微波辅助吸收材料， 其进料系统、烧结炉体和出料系统呈上中下立式布置，可实现连续烧结，但 由于其在微波源控制上无法进行调节，使炉膛温度不能满足陶瓷烧结过程中 不同阶段需要不同温度的要求；其次，由于微波烧结在炉膛温度未达到要求 温度时，加热速度很慢，这样就造成能源的不必要损耗；目前微波烧结设备 由于均采用在微波发生器安装上排风扇进行散热处理，其散热效果有限，能 耗很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热效率高、节约能源的。 为完成上述目的，本专利技术采用如下技术方案-本专利技术提供的微波烧结设备，包括加热箱箱体、设置在加热箱箱体内表 面的保温隔热层、间隔设置在加热箱箱体外的多个微波发生器、设置在加热 箱箱体内的测温系统及控制系统，所述微波发生器通过波导与加热箱箱体连 接，其特征在于，还包括设置在加热箱箱体内的电炉丝加热器和水冷散热系 统；所述控制系统与微波发生器、测温系统、电炉丝加热器连接；所述控制 系统接收测温系统传送的加热箱箱体内实时温度，控制电炉丝加热器的启动 和关闭，并控制和调节微波发生器的启动和加热功率。进一步，所述的微波烧结设备，还包括与所述加热箱箱体的一端密封连 接的进料系统、设置在加热箱箱体内的连续传送带、及与所述加热箱箱体的 另一端密封连接的出料系统，所述连续传送带的两端分别与进料系统和出料 系统衔接。其中，所述水冷散热系统，包括进水管、出水管、及两端分别与进水管、 出水管连接的多个分水管，该每个分水管缠绕在一个所述微波加热器的外表面。所述测温系统包括设置在加热箱箱体内顶部的热电偶温度仪，与所述控 制系统连接。所述微波发生器的设置数量为10 20个/立方米，最优值为14个/立方米。本专利技术提供提的微波烧结方法，包括如下步骤 启动电炉丝加热器，将加热箱箱体内的温度加热到预定温度； 关闭电炉丝加热器，启动微波发生器，继续加热到烧结工作温度； 启动测温系统监测加热箱箱体内的温度，并控制和调节加热箱箱体内的 温度；启动水冷散热系统，对微波发生器进行水冷散热。 进一步，还包括将料坯连续送入加热箱箱体，高温烧结后，连续送出加 热箱箱体。所述微波发生器为多个，间隔设置在加热箱箱体外，通过波导与加热箱 箱体连接，多个微波发生器设置为同时工作，或单独工作。所述微波发生器的设置数量为10 20个/立方米，最优值为14个/立方米。本专利技术提供的，通过在现有微波烧结设备中增设电 炉丝加热器，在电炉丝加热器加热到预定温度后，再启动微波加热，有效克 服了微波加热升温速度慢，浪费能源的问题；同时增设了水冷散热系统，与 现有风扇散热方式相比，散热效率高，散热效果好；同时，本专利技术中将微波 发生器设置为多个，根据加热功率的需要而组合开启数个微波发生器，以满 足加热温度的需要，克服了现有技术微波源不能控制调节，炉膛温度不符合 陶瓷烧结过程中不同阶段需要不同温度的要求，提高了陶瓷烧结的质量。附图说明图1是本专利技术微波烧结设备的结构示意图； 图2是本专利技术微波烧结方法的流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，并使本专利技术的上述目 的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一 步详细的说明。如图1所示，本专利技术提供的微波烧结设备，包括加热箱箱体IO，该加热 箱箱体10内表面设置有保温隔热层20，阻止加热箱箱体10的热量向外传导； 加热箱箱体10外间隔设置有10 20个微波发生器30，该微波发生器30通过 波导与加热箱箱体10连接，微波发生器30的数量最优值为14个；加热箱箱 体10内还设置有测温系统40及控制系统，该测温系统40包括设置在加热箱 箱体10顶部的热电偶温度仪41;加热箱箱体IO内还设置有电炉丝加热器50 和水冷散热系统60，该水冷散热系统60包括进水管、出水管、及两端分别与 进水管、出水管连接的多个分水管，该每个分水管缠绕在一个所述微波加热 器外表面。本专利技术的设备还包括与所述加热箱箱体10的一端密封连接的进料系统 70、设置在加热箱箱体10内的连续传送带80、及与所述加热箱箱体10的另 一端密封连接的出料系统90，所述连续传送带80的两端分别与进料系统70 和出料系统90衔接，进料系统70和出料系统90可采用链条式传动系统或滚 道式传动系统。本专利技术设备还包括控制系统，该控制系统与微波发生器30、测温系统40、 电炉丝加热器50、水冷散热系统60连接；控制系统启动电炉丝加热器50， 测温系统40检测加热箱箱体10内的温度并传送给控制系统，当温度达到预 定温度时，控制系统关闭电炉丝加热器50并启动微波发生器30，控制系统根据测温系统40传送的加热箱箱体10内各段的实时温度，而控制微波发生器 30开启的数量和功率，保持加热箱箱体内各段温度的恒定，以满足料坯在烧 结过程各个过程对加热温度的要求。与上述所述微波烧结设备相对应，本专利技术还提供一种微波烧结方法的实施例，包括如下步骤S201启动电炉丝加热器，将加热箱箱体内的温度加热到300。C;首先，通过控制系统打开电炉丝加热器的开关，对加热箱箱体进行预加热，当温度达到30(TC时，关闭电炉丝加热器；由于电炉丝加热器比微波发生器的加热升温速度快，能够使加热箱箱体内的温度很快达到烧结所需的环境 温度，提高了能源的利用率，节省了烧结的准备时间，相对降低了生产成本。S202关闭电炉丝加热器，启动微波发生器，继续加热到烧结工作温度；然后，在关闭电炉丝加热器开关的同时，启动微波发生器，继续加热到 烧结工作温度。所述微波发生器设置的数量为10 20个/立方米，最优值为14个/立方 米，间隔设置在加热箱箱体外，通过波导与加热箱箱体连接，多个微波发生 器由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波烧结设备，其特征在于，包括加热箱箱体、设置在加热箱箱体内表面的保温隔热层、间隔设置在加热箱箱体外的多个微波发生器、设置在加热箱箱体内的测温系统及控制系统，所述微波发生器通过波导与加热箱箱体连接，还包括设置在加热箱箱体内的电炉丝加热器和水冷散热系统；所述控制系统与微波发生器、测温系统、电炉丝加热器连接；所述控制系统接收测温系统传送的加热箱箱体内实时温度，控制电炉丝加热器的启动和关闭，并控制和调节微波发生器的启动和加热功率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：佘松林，
申请(专利权)人：佘松林，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]