臥式金屬化氫爐的製作方法

2023-05-18 10:31:56

專利名稱：臥式金屬化氫爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及窯爐領域，尤其是一種在氫氣氣氛條件下實現陶瓷金屬化的臥式金屬 化氫爐，是一種隧道式的推板窯。
背景技術：
陶瓷是一種良好的耐高溫非金屬絕緣材料，通常不能採用焊接的方法對其實現封 接，因此限制了其在許多場合和方面的用途。為此，需在連接部位或密封面對陶瓷進行金屬 化處理，塗上一層專門配製的金屬化膏(一般是由金屬或其氧化物粉如鉬、錳、鈷、銀、金、 鈮、鈀等加陶瓷、玻璃粉、膠體、分散劑等組成)，經一定溫度燒結，在陶瓷上結合成一薄層過 渡金屬，然後把要連接的金屬件釺焊。陶瓷金屬化產品主要用於國防如真空微波器件、雷射器件、航天用器件、高能核 物理用器件；高壓電力高壓開關管等；礦山安全電力礦用安全開關管等重要場合。目前，普遍使用的臥式陶瓷金屬化工藝是在臥式氫氣氣氛的窯爐中進行陶瓷金屬 化的燒結，該窯爐為火封式結構，無法實現窯爐內部氣氛與外界的隔絕密封，由於窯爐內加 入大量易燃的氫氣，故窯爐兩端爐門在進出產品時火封處理，陶瓷材料進出爐時經過火封 結構的爐門，不安全且嚴重汙產品，使產品產生氧化和火燎缺陷，並造成爐內氣氛串擾、低 爐壓，難以形成合理穩定的金屬化工藝條件，難以滿足陶瓷金屬化工藝本身的要求，更無法 進行連續不間斷高質量的金屬化預熱、金屬化溼氫燒結、金屬化幹氫還原以及冷卻的完整 工藝。另外，剛完成的陶瓷金屬化薄層出爐時，在空氣中經高溫明火的火燎被氧化，不得 不進行下一步的處理，使金屬化產品難以達到高強度、真空氣密、耐久性、一致性、合理金屬 化層表面微觀結構、厚度均質、無氧化等產品要求。寶貴的金屬化層大打折扣，品質差強人 意，且難於控制，成品率低下。為其在高可靠性的環境工作帶來性能和嚴重安全問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種在氫氣氣氛中實現完整的金屬化工藝的臥式金屬化 氫爐，以克服上述弊端。本發明的技術方案是一種臥式金屬化氫爐，包括爐體，爐體內設有推板傳送通道，陶瓷材料置於推板傳 送通道上，爐體一端為爐體進爐口，另一端為爐體出爐口，所述爐體內依次設有金屬化預熱 段、金屬化溼氫燒結段、金屬化幹氫還原段和冷卻段；爐體進爐口連接進爐置換室，爐體出 爐口連接出爐置換室。所述爐體進爐口設有爐體進爐口推進器；爐體出爐口設有爐體出爐口推出器。所述進爐置換室通過進爐置換室內門連接爐體進爐口 ；進爐置換室設有進爐置換 室外門；所述進爐置換室外門外側設有進爐置換室進門推進器；進爐置換室上設有進爐置 換室進爐推進器。所述進爐置換室連接進爐置換室排氣裝置和進爐置換室加氫裝置。
所述出爐置換室通過出爐置換室內門連接爐體出爐口 ；出爐置換室設有出爐置換 室外門，出爐置換室上設有出爐置換室出爐推進器。進爐置換室內門、進爐置換室外門、出爐置換室內門和出爐置換室外門為封閉結 構，可為提升式窯門。所述出爐置換室連接出爐置換室加中、惰性氣體裝置、出爐置換室排氣裝置和出 爐置換室加氫裝置。所述爐體的金屬化預熱段、金屬化溼氫燒結段和金屬化幹氫還原段連 接加氫裝置。所述爐體上設有燃放口。本發明的有益效果是
本發明的臥式金屬化氫爐為封閉式，無火封結構，通過設置在窯爐進、出口的置換 室，在爐體內依次設置的金屬化預熱段、金屬化溼氫燒結段、金屬化幹氫還原段和冷卻段， 實現與金屬化理論相一致的金屬化工藝過程。穩定生產出優質的陶瓷金屬化產品。本發明安全無汙染，具有明晰的陶瓷金屬化工藝段，能夠進行完整的連續不間斷 高質量的金屬化預熱、金屬化溼氫燒結、金屬化幹氫還原以及冷卻工藝，形成高品質的陶瓷 金屬化燒結工藝條件，可以直接產出成品，無須在進行後續處理。本發明設有置換室，用於在爐門開門前，將置換室內的氣氛置換成和爐體相同的 氫氣氣氛，在爐門閉合後，陶瓷材料出爐或進爐前，將置換室內的氫氣置換成中、惰性氣體， 便於與外界大氣連通。


圖1是本發明的整體結構示意圖。圖中1為爐體、10為推板傳送通道、100為陶瓷材料、11為金屬化預熱段、12為金 屬化溼氫燒結段、13為金屬化幹氫還原段、14為冷卻段、2為爐體進爐口、20為爐體進爐口 推進器、3為爐體出爐口、30為爐體出爐口推出器、4為進爐置換室、40為進爐置換室外門、 41為進爐置換室內門、42為進爐置換室進爐推進器、43為進爐置換室進門推進器、44為進 爐置換室排氣裝置、45為進爐置換室加氫裝置、5為出爐置換室、50為出爐置換室外門、51 為出爐置換室內門、52為出爐置換室出爐推進器、53為出爐置換室加中、惰性氣體裝置、54 為出爐置換室排氣裝置、55為出爐置換室加氫裝置。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步描述一種臥式金屬化氫爐，包括爐體1，爐體1內設有推板傳送通道10，推進速度為 15 25min/板，受推板窯具、氣氛等限制，工藝調定連續可調，陶瓷材料100置於推板傳送 通道10上，爐體1 一端為爐體進爐口 2，另一端為爐體出爐口 3，爐體1內依次設有金屬化 預熱段11、金屬化溼氫燒結段12、金屬化幹氫還原段13和冷卻段14 ；爐體進爐口 2連接進 爐置換室4，爐體出爐口 3連接出爐置換室5。金屬化預熱段11、金屬化溼氫燒結段12、金屬化幹氫還原段13和冷卻段14的體 積和長度均有差異，可根據陶瓷材料在各個工藝段的燒結時間的要求調整。爐體進爐口 2設有爐體進爐口推進器20;爐體出爐口 3設有爐體出爐口推出器 30。
進爐置換室4通過進爐置換室內門41連接爐體進爐口 2 ；進爐置換室4設有進爐 置換室外門40 ；所述進爐置換室外門40外側設有進爐置換室進門推進器43 ；進爐置換室4 上設有進爐置換室進爐推進器42。進爐置換室4連接進爐置換室排氣裝置44和進爐置換室加氫裝置45。出爐置換室5通過出爐置換室內門51連接爐體出爐口 3 ；出爐置換室5設有出爐 置換室外門50，出爐置換室5上設有出爐置換室出爐推進器52。進爐置換室內門41、進爐置換室外門40、出爐置換室內門51和出爐置換室外門50 為封閉結構，可為提升式窯門。爐體進爐口推進器20、爐體出爐口推出器30、進爐置換室進門推進器43、進爐置 換室進爐推進器42和出爐置換室出爐推進器52採用氣缸或液壓缸驅動，活塞杆伸入爐內 或置換室內，活塞杆末端設有推頭，用於推進、推出陶瓷材料。出爐置換室5連接出爐置換室加中、惰性氣體裝置53、出爐置換室排氣裝置54和 出爐置換室加氫裝置55。進爐置換室排氣裝置44和出爐置換室排氣裝置54可為抽氣裝置，可將進爐置換 室4和出爐置換室5抽成真空狀態。進爐置換室加氫裝置45和出爐置換室加氫裝置55連 接氫氣發生裝置，設有可控電磁閥門，氫氣發生裝置通過氨氣分解、純化後產生氫氣，氫氣 露點小於等於-60°C。(所用工藝氫氣或採用其它配混式氫氮氣)，出爐置換室加中、惰性 氣體裝置53連接氣體發生裝置，設有可控電磁閥門，氣體純度不小於99. 95%，露點小於等 於-60°C。工作的氣體通過玻璃流量轉子流量計監控流量。爐體1的金屬化預熱段11、金屬化溼氫燒結段12和金屬化幹氫還原段13連接加 氫裝置。金屬化預熱段11、金屬化溼氫燒結段12和金屬化幹氫還原段13均具有可調節溼 氫氣的濃度，加氫裝置還可連接氫氣加溼裝置，以提供溼氫，加溼裝置可以為溼氫桶過水方 式加溼。通過閥門控制氫氣加入量，使金屬化溼氫燒結段12和金屬化幹氫還原段13的氫 氣含量在合適的露點範圍內，相應地，爐體1底部還設有排水口，用於排出氫氣燃燒產生的 水以及其他產物。爐體1內還設有加熱元件，加熱元件可為鉬絲、鉬絲掛繞在專用加熱模組 上。智能儀表控制，可精確控制金屬化預熱段11、金屬化溼氫燒結段12、金屬化幹氫還原段 13和冷卻段14的溫度，爐體1上設有燃放口。由於本發明的爐體的進出口無火封結構，故需要燃放口，用 於排出過剩氫氣及金屬化工藝廢氣。本發明的工作原理過程為1、氮氣洗爐進爐置換室內門41和出爐置換室內門51開啟，進爐置換室外門40 和出爐置換室外門50閉合，進爐置換室排氣裝置44和出爐置換室排氣裝置54將爐體1、 進爐置換室4和出爐置換室5內的氣體抽盡後，出爐置換室加中、惰性氣體裝置53通入氮 氣，然後，再由進爐置換室排氣裝置44和出爐置換室排氣裝置54將氮氣排盡；關閉進爐置 換室內門41和出爐置換室內門51 ；2、燒結準備爐體1內通過加氫裝置通入合適的氫氣，並通過加熱元件進行加熱；3、進爐氣氛置換進爐置換室外門40和進爐置換室內門41關閉，進爐置換室排氣 裝置44將進爐置換室4內的氣體排空，進爐置換室加氫裝置45將進爐置換室4內充滿氮 氣，進爐置換室外門40開啟，進爐置換室進門推進器43將陶瓷材料100推土進爐置換室4，進爐置換室外門40關閉，進爐置換室排氣裝置44將進爐置換室4內的氣體抽空，進爐置換 室內門41開啟；4、進爐進爐置換室進爐推進器42將陶瓷材料推入爐體進爐口 2，進爐置換室內 門41關閉，爐體進爐口推進器20將陶瓷材料100推向推板向爐體內輸送；
5、陶瓷金屬化燒結陶瓷材料100依次經過金屬化預熱段(11)、金屬化溼氫燒結 段(12)和金屬化幹氫還原段(13)完成金屬化後經推板傳送通道10輸送到爐體出爐口 3 ；6、出爐前氣氛置換出爐置換室外門50、出爐置換室內門51閉合，出爐置換室排 氣裝置54將出爐置換室5內氣體排空，出爐置換室加氫裝置55將出爐置換室5充滿氫氣；7、出爐出爐置換室內門51開啟，爐體出爐口推出器30將燒結好的陶瓷金屬化成 平推出爐體1，送入出爐置換室5，出爐置換室內門51閉合；8、出爐後氣氛置換出爐置換室排氣裝置54將出爐置換室5內氫氣排空，出爐置 換室加中、惰性氣體裝置53將出爐置換室5充滿氮氣；9、成品輸送出爐置換室外門50開啟，出爐置換室出爐推進器52將出爐置換室5 內的陶瓷金屬化成品推出，送到輸送裝置上，檢驗、包裝。
權利要求
一種臥式金屬化氫爐，包括爐體(1)，爐體(1)內設有推板傳送通道(10)，陶瓷材料(100)置於推板傳送通道(10)上，爐體(1)一端為爐體進爐口(2)，另一端為爐體出爐口(3)，其特徵是所述爐體(1)內依次設有金屬化預熱段(11)、金屬化溼氫燒結段(12)、金屬化幹氫還原段(13)和冷卻段(14)；爐體進爐口(2)連接進爐置換室(4)，爐體出爐口(3)連接出爐置換室(5)。
2.根據權利要求1所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述爐體進爐口(2)設有爐體進 爐口推進器(20)；爐體出爐口(3)設有爐體出爐口推出器(30)。
3.根據權利要求1所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述進爐置換室(4)通過進爐置 換室內門(41)連接爐體進爐口(2)；進爐置換室(4)設有進爐置換室外門(40)；所述進爐 置換室外門(40)外側設有進爐置換室進門推進器(43)；進爐置換室(4)上設有進爐置換 室進爐推進器(42)。
4 根據權利要求1或3所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述進爐置換室(4)連接進 爐置換室排氣裝置(44)和進爐置換室加氫裝置(45)。
5.根據權利要求1所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述出爐置換室(5)通過出爐置 換室內門(51)連接爐體出爐口(3)；出爐置換室(5)設有出爐置換室外門(50)，出爐置換 室(5)上設有出爐置換室出爐推進器(52)。
6.根據權利要求1或5所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述出爐置換室(5)連接 出爐置換室加中、惰性氣體裝置(53)、出爐置換室排氣裝置(54)和出爐置換室加氫裝置 (55)。
7.根據權利要求1所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述爐體(1)的金屬化預熱段 (11)、金屬化溼氫燒結段(12)和金屬化幹氫還原段(13)連接加氫裝置。
8.根據權利要求1所述的臥式金屬化氫爐，其特徵是所述爐體(1)上設有燃放口。
全文摘要
一種臥式金屬化氫爐，包括爐體(1)，爐體(1)內設有推板傳送通道(10)，陶瓷材料(100)置於推板傳送通道(10)上，爐體(1)一端為爐體進爐口(2)，另一端為爐體出爐口(3)，其特徵是所述爐體(1)內依次設有金屬化預熱段(11)、金屬化溼氫燒結段(12)、金屬化幹氫還原段(13)和冷卻段(14)；爐體進爐口(2)連接進爐置換室(4)，爐體出爐口(3)連接出爐置換室(5)。本發明安全無汙染，具有明晰的陶瓷金屬化工藝段，能夠進行完整的連續不間斷高質量的金屬化預熱、金屬化溼氫燒結、金屬化幹氫還原以及冷卻工藝，形成高品質的陶瓷金屬化燒結工藝條件，可以直接產出成品，無須在進行後續處理。
文檔編號C04B41/88GK101875570SQ20101013761
公開日2010年11月3日 申請日期2010年3月31日 優先權日2010年3月31日
發明者李錦橋 申請人:李錦橋