專利名稱：一種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐和燒結(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于物料燒結(jié)領(lǐng)域，特別涉及用于電池正極材料、陶瓷材料等固體材料的連續(xù)式微波輔助加熱燒結(jié)爐及燒結(jié)方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)過程是電池正極材料以及陶瓷材料等合成中所必須的一個重要環(huán)節(jié)。在燒結(jié)過程中材料形成獨有的晶型結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸、形貌以及位錯、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)爐以及實驗室用小規(guī)模間歇式微波燒結(jié)爐。傳統(tǒng)的電阻式加熱燒結(jié)為外加熱方式，即電阻式加熱元件首先將爐體加熱到燒結(jié)溫度，高溫爐體通過熱輻射和對流方式將熱量傳給被加熱物料表面，再通過熱傳導(dǎo)的方式向物料內(nèi)部傳遞熱量，因而不僅燒結(jié)時間長(比如三元材料的燒結(jié)一般都需要在700 1000°C下燒結(jié)15 30小時)，熱利用率低(一般不到20% )，而且由于物料內(nèi)部的熱傳導(dǎo)方式產(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，從而使顆粒生長不均勻、產(chǎn)品粒度波動大，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)為內(nèi)加熱方式，即物料吸收微波后通過自身分子的熱運動產(chǎn)生熱量，因而加熱和反應(yīng)時間短，一般只需要傳統(tǒng)電阻式加熱所需燒結(jié)時間的1/5 1/20(如三元正極材料燒結(jié)中，傳統(tǒng)電阻式加熱燒結(jié)時間為15 20h，而采用微波加熱時為40 240分鐘)，但用微波爐燒結(jié)時物料升溫速度極快，燒結(jié)溫度難以控制，導(dǎo)致物料燒結(jié)溫度過高或局部燒結(jié)溫度過高，對于燒結(jié)溫度要求較為精確的電池正極材料而言，極易因為過燒而出現(xiàn)廢料，給生產(chǎn)帶來極大損失?，F(xiàn)有微波爐難以實現(xiàn)在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用時的精確控溫。ZL 200810097341. X公開了一種微波燒結(jié)設(shè)備及方法，所述微波燒結(jié)設(shè)備包括加熱箱體，設(shè)置在加熱箱體外的多個微波發(fā)生器，設(shè)置在加熱箱體內(nèi)的電爐絲加熱器。所述燒結(jié)方法包括以下步驟啟動電爐絲加熱器，將加熱箱體內(nèi)的溫度加熱到預(yù)定溫度；關(guān)閉電爐絲加熱器，啟動微波發(fā)生器，繼續(xù)加熱到燒結(jié)工作溫度；啟動測溫系統(tǒng)監(jiān)測加熱箱體內(nèi)的溫度，并控制和調(diào)節(jié)加熱箱體內(nèi)的溫度；啟動水冷散熱系統(tǒng)，對微波發(fā)生器進行水冷散熱。 此種燒結(jié)設(shè)備與方法存在以下不足(1)燒結(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)難以防止微波泄漏，滿足國家安全標準；(2)物料燒結(jié)時雖然能根據(jù)加熱功率的需要調(diào)控微波發(fā)生器，但由于燒結(jié)設(shè)備的結(jié)構(gòu)使被燒結(jié)物料直接進入加熱箱體燒結(jié)，且僅使用微波加熱燒結(jié)物料，因而難以使物料各部分受熱均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐和燒結(jié)方法，此種燒結(jié)爐和燒結(jié)方法不僅能保證電池正極材料、陶瓷材料等固體材料燒結(jié)所需的工藝條件，使物料各部分受熱不均勻，縮短燒結(jié)時間，而且能有效防止微波泄漏。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，包括爐體，設(shè)置在爐體內(nèi)壁上的保溫隔熱層，
3設(shè)置在爐體內(nèi)的測溫器，安裝在爐體內(nèi)的物料傳輸裝置，設(shè)置在爐體外的水冷散熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，所述爐體依次由第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段組成，第一微波扼流段和第二微波扼流段的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件，微波輔助加熱段的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件，爐體壁外安裝有微波發(fā)生器，微波發(fā)生器通過波導(dǎo)與微波輔助加熱段爐體連接。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其第一微波扼流段的長度L1 = 1/2L2 3L2， 其第二微波扼流段的長度L3 = 1/2L2 2L2，所述L2為微波輔助加熱段的長度。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其微波發(fā)生器的數(shù)量和布置方式有以下兩種確定方式1、微波發(fā)生器的數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)各處的微波功率密度相同來確定，所述爐膛內(nèi)各處的微波功率密度為5kw/m3 40kW/m3，優(yōu)選10kW/m3 20kW/3m ο2、微波發(fā)生器的數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)的微波功率密度梯度確定，微波輔助加熱段爐膛內(nèi)的微波功率密度梯度如下微波輔助加熱段的中間部段爐膛內(nèi)的微波功率密度為20kW/m3 40kW/m3，從微波輔助加熱段的中間部段左、右兩端分別至微波輔助加熱段左端和右端，其爐膛內(nèi)的微波功率密度從20kW/m3 40kW/m3勻速遞減至 2kff/m3 5kW/m3。試驗表明，微波輔助加熱段的中間部段、微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端和微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端的長度優(yōu)選以下尺寸微波輔助加熱段的中間部段的長度L4 = 1/2L2 2/3L2，微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端的長度L5 =微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端的長度L6 = 1/6L2 1/4L2，所述L2為微波輔助加熱段的長度。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其控制系統(tǒng)分別與測溫器、微波發(fā)生器、電阻式加熱元件連接，接收測溫器傳輸?shù)臒Y(jié)爐爐體內(nèi)各部段的實時溫度，控制和調(diào)節(jié)電阻式加熱元件的啟動與關(guān)閉，控制和調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的啟動與關(guān)閉，以滿足燒結(jié)物料所需的溫度。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，水冷散熱系統(tǒng)包括進水管、出水管以及與進水管、出水管相連的分支管道，所述分支管道纏繞在微波發(fā)生器陽極的外表面。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)方法，使用本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐， 步驟如下(1)爐體的烘干與加熱接通電源，操作控制系統(tǒng)，啟動第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段的電阻式加熱元件將各段爐體烘干，將第一微波扼流段的溫度控制在被燒結(jié)物料干燥或預(yù)燒所需的溫度，將第二微波扼流段的溫度控制在物料燒成后降溫冷卻所需的溫度，將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度以下50°C 100°C;啟動微波發(fā)生器， 在微波加熱和電加熱的共同作用下，將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度并保持溫度恒定，微波加熱的功率不大于總加熱功率的30% ；(2)物料的燒結(jié)被燒結(jié)物料從燒結(jié)爐的進料端連續(xù)輸入爐體內(nèi)，由物料傳輸裝置運載依次進入第一微波扼流段干燥或預(yù)燒，進入微波輔助加熱段燒結(jié)，進入第二微波扼流段降溫冷卻后從燒結(jié)爐出料端輸出。本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)方法，微波輔助加熱段爐體從室溫升溫至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需溫度以下50°C 100°C的加熱，也可用微波進行輔助性加熱(即在電加熱的同時啟動微波加熱)，但微波加熱的功率不大于總加熱功率的30%。本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明所述燒結(jié)爐的爐體依次由第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段組成，第一微波扼流段和第二微波扼流段的爐體采用電加熱，因而第一微波扼流段和第二微波扼流段不僅能有效防止微波泄漏，使燒結(jié)爐滿足國家安全標準，而且第一微波扼流段可對被燒結(jié)物料進行干燥或預(yù)燒，第二微波扼流段可調(diào)節(jié)燒成后物料的降溫速度。2、本發(fā)明所述爐體的微波輔助加熱段結(jié)構(gòu)，便于調(diào)節(jié)所使用的熱源和爐膛溫度， 以滿足熱源的選擇和物料燒結(jié)所需的溫度。3、本發(fā)明所述燒結(jié)方法，由于在物料燒結(jié)步驟采用微波加熱和電加熱共同燒結(jié)物料，因而不僅能縮短燒結(jié)時間，而且能使物料各部分受熱均勻，得到粒度分布均勻，性能穩(wěn)定的產(chǎn)品。4、使用本發(fā)明所述微波輔助加熱燒結(jié)爐和燒結(jié)方法燒結(jié)電池正極材料，與使用傳統(tǒng)隧道窯和電加熱燒結(jié)相比，燒結(jié)溫度降低，燒結(jié)時間大大縮短，所獲產(chǎn)品的粒度更小且無團聚，其電性能也有較大的提高。


圖1是本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐的控制系統(tǒng)與測溫器、電阻式加熱元件和微波發(fā)生器的連接框圖。圖4是當微波發(fā)生器的數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)的微波功率密度梯度確定時，本發(fā)明所述爐體微波輔助加熱段的一種分段示意圖；圖5是實施例3中燒結(jié)爐爐膛內(nèi)的溫度分布示意圖，圖中，右端為進料端，左端為出料端；圖6是實施例4中燒結(jié)爐爐膛內(nèi)的溫度分布示意圖，圖中，右端為進料端，左端為出料端。圖中，1-爐體、2-保溫隔熱層、3-電阻式加熱元件、4-測溫器、5-微波發(fā)生器、 6-第一微波扼流段、7-微波輔助加熱段、8-第二微波扼流段、9-水冷散熱系統(tǒng)、10-波導(dǎo)、 11-物料傳輸裝置、12-進料系統(tǒng)、13-出料系統(tǒng)、14-微波輔助加熱段的中間部段、L1-第一微波扼流段的長度、L2-微波輔助加熱段的長度、L3-第二微波扼流段的長度、L4-微波輔助加熱段的中間部段的長度、L5-微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端的長度、L6-微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端的長度。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐和燒結(jié)方法作進一步說明。
實施例1本實施例中，連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括爐體1，設(shè)置在爐體內(nèi)壁上的保溫隔熱層2，設(shè)置在爐體內(nèi)的測溫器4，安裝在爐體內(nèi)的物料傳輸裝置11， 設(shè)置在爐體外的水冷散熱系統(tǒng)9和控制系統(tǒng)。所述爐體為窯式結(jié)構(gòu)，沿長度方向依次由第一微波扼流段6、微波輔助加熱段7和第二微波扼流段8組合而成，第一微波扼流段6的端口密封連接有進料系統(tǒng)12，第二微波扼流段8的端口密封連接有出料系統(tǒng)13 ；第一微波扼流段6的長度L1 = 2L2，第二微波扼流段8的長度L3 = L2，所述L2為微波輔助加熱段7的長度。第一微波扼流段6和第二微波扼流段8的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件3，所述有電阻式加熱元件為硅碳棒；微波輔助加熱段7的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件3(所述有電阻式加熱元件為硅碳棒)，爐體壁外安裝有微波發(fā)生器5，微波發(fā)生器通過波導(dǎo)10與微波輔助加熱段爐體連接，微波發(fā)生器5的數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)各處的微波功率密度為5kW/m3 40kW/m3確定，其調(diào)節(jié)精度為0. lkW/m3。所述控制系統(tǒng)為單片機，其與與測溫器、電阻式加熱元件和微波發(fā)生器的連接方式如圖3所示，控制系統(tǒng)接收測溫器4 傳輸?shù)臒Y(jié)爐爐體內(nèi)各部段的實時溫度，根據(jù)所設(shè)定的加熱溫度和加熱熱源控制和調(diào)節(jié)電阻式加熱元件的啟動與關(guān)閉，控制和調(diào)節(jié)微波發(fā)生器的啟動與關(guān)閉。本實施例中，測溫器4選擇熱電偶溫度計；水冷散熱系統(tǒng)包括進水管、出水管以及與進水管、出水管相連的分支管道，所述分支管道纏繞在微波發(fā)生器陽極的外表面；物料傳輸裝置11為鏈條式傳輸裝置或軌道式傳輸裝置。實施例2本實施例中，連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括爐體1，設(shè)置在爐體內(nèi)壁上的保溫隔熱層2，設(shè)置在爐體內(nèi)的測溫器4，安裝在爐體內(nèi)的物料傳輸裝置11， 設(shè)置在爐體外的水冷散熱系統(tǒng)9和控制系統(tǒng)。與實施例1不同之處是爐體微波輔助加熱段的微波發(fā)生器數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)的微波功率密度梯度確定。如圖4 所示，爐體微波輔助加熱段的中間部段14的長度L4 = 1/2L2，微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端的長度L5和微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端的長度“相同，為1/4L2，微波輔助加熱段的中間部段爐膛內(nèi)的微波功率密度為20kW/ m3，從微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端和從微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端，其爐膛內(nèi)的微波功率密度從20kW/m3勻速遞減至5kW/m3。實施例3本實施例使用實施例1所述結(jié)構(gòu)的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，微波輔助加熱段7的長度L2 = ο. 8米，第一微波扼流段6的長度L1 = 21. 6米、，第二微波扼流段8的長度L3 = 10. 8米，采用本發(fā)明所述燒結(jié)方法燒結(jié)電池正極材料LiNi1/3COl/3Mni/302，操作步驟如下(1)爐體的烘干與加熱接通電源，操作控制系統(tǒng)，啟動第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段的電阻式加熱元件，以5°C /小時的升溫速度將各段爐體加熱到200°C保溫他，烘干爐體；然后以10°C/小時的升溫速度將微波輔助加熱段的溫度升至880°C，操作控制系統(tǒng)，啟動微波發(fā)生器，微波加熱的功率控制在總加熱功率的25%，在微波加熱和電加熱的共同作用下以20°C /小時的升溫速度將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度 960°C，同時將第一微波扼流段和第二微波扼流段逐漸加熱，爐體的溫度分布如圖5所示，并保持該溫度分布。 (2)物料的燒結(jié)將1. 05kg LiOH · H2O 與 1. QSkg(Nil73Col73Mnl73) 304 混合均勻后干燥到含水量小于0. ，將上述干燥后的混合料裝入坩堝通過進料系統(tǒng)12從燒結(jié)爐的進料端輸入爐體內(nèi)，所述混合料由物料傳輸裝置運載依次進入第一微波扼流段預(yù)燒，進入微波輔助加熱段燒結(jié)，進入第二微波扼流段降溫冷卻后從燒結(jié)爐出料端輸出，物料傳輸裝置傳輸物料的速度為0. 06m/min，物料燒結(jié)時間為180分鐘。本實施例所得產(chǎn)品2. 4kg，為非團聚、球形單顆粒，平均粒徑6. 8微米。將本實施例制備的LiNiv3Ccv3Mrv3O2材料制作電池，電池型號2016。該電池的配方為(1)正極各組分的質(zhì)量百分數(shù)LiNi1/3COl/3Mni/302材料93. 6%，膠粘劑PVDF3. 5%，導(dǎo)電炭黑2.9% ； (2)負極涂膜配方(質(zhì)量百分數(shù))PVDF6.5%，導(dǎo)電石墨93.5%。用深圳新威爾公司的充放電測試儀在25°C測定所述電池的充放電性能，充放電電流40mA/g，充放電電壓范圍3. 0-4. 2V。測試結(jié)果該電池在0. IC的首次放電克容量為148. 5mA · h/g，首次放電效率為83. 7%，循環(huán)100次后放電容量的保持為98. 1%。實施例3的對比例本對比例使用傳統(tǒng)的隧道窯，采用電加熱燒結(jié)電池正極材料LiNi1/3COl/3Mni/302。將1. 05kg LiOH · H2O 與 1. QSkg(Nil73Col73Mnl73) 304 混合均勻后干燥到含水小于 0. ；將上述干燥后混合料用傳統(tǒng)的隧道窯在980°C燒結(jié)15h。所得產(chǎn)品2. 4kg，有團聚現(xiàn)象，平均粒徑10. 9微米。將本對比例制備的LiNi1/3COl/3Mni/302材料按實施例3中所述方法和配方做成電池，電池型號為2016，該電池在0. IC的首次放克電容量為145. 2mA · h/g，首次放電效率為 80. 9%，循環(huán)100次后放電容量的保持為96. 6%。實施例4本實施例使用實施例2所述結(jié)構(gòu)的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，微波輔助加熱段7的長度L2 = ο. 8米，第一微波扼流段6的長度L1 = 21. 6米、，第二微波扼流段8的長度L3 = 10. 8米；爐體微波輔助加熱段的中間部段14的長度L4S 5. 4米，微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端的長度L5和微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端的長度L6相同，為2. 7米。采用本發(fā)明所述燒結(jié)方法燒結(jié)電池正極材料LiNiv3Co1Z3Mn1Z3O2,操作步驟如下(1)爐體的烘干與加熱接通電源，操作控制系統(tǒng)，啟動第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段的電阻式加熱元件，以8°C /小時的升溫速度將各段爐體加熱到200°C保溫24h，烘干爐體；然后以10°C /小時的升溫速度將微波輔助加熱段的溫度升至900°C，操作控制系統(tǒng)，啟動微波發(fā)生器，微波加熱的功率控制在總加熱功率的20%，在微波加熱和電加熱的共同作用下以25V /小時的升溫速度將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度 970°C，同時將第一微波扼流段和第二微波扼流段逐漸加熱，爐體的溫度分布如圖6所示， 并保持該溫度分布。(2)物料的燒結(jié)將1. 05kg LiOH · H2O 與 1. QSkg(Nil73Col73Mnl73) 304 混合均勻后干燥到含水量小于0. Iwt%，將上述干燥后的混合料裝入坩堝通過進料系統(tǒng)12從燒結(jié)爐的進料端輸入爐體內(nèi)，所述混合料由物料傳輸裝置運載依次進入第一微波扼流段預(yù)燒，進入微波輔助加熱段燒結(jié)，進入第二微波扼流段降溫冷卻后從燒結(jié)爐出料端輸出，物料傳輸裝置傳輸物料的速度為0. 036m/min，物料燒結(jié)時間為300分鐘。本實施例所得產(chǎn)品2. 4kg，為非團聚、球形單顆粒，平均粒徑7. 9微米。將本實施例制備的LiNi1/3C0l/3Mni/3A材料按實施例3中所述方法和配方做成電池，電池型號為2016，該電池在0. IC的首次放克電容量為149. 2mA · h/g，首次放電效率為 83. 9%，循環(huán)100次后放電容量的保持為97. 6%。實施例4的對比例本對比例使用傳統(tǒng)的隧道窯，采用電加熱燒結(jié)電池正極材料LiNi1/3COl/3Mni/302。將1. 05kg LiOH · H2O 與 1. QSkg(Nil73Col73Mnl73) 304 混合均勻后干燥到含水小于 0. ；將上述干燥后混合料用傳統(tǒng)的隧道窯在980°C燒結(jié)20h。所得產(chǎn)品2. 4kg，有團聚現(xiàn)象，平均粒徑9. 8微米。將本對比例制備的LiNi1/3C0l/3Mni/3A材料按實施例3中所述方法和配方做成電池，電池型號為2016，該電池在0. IC的首次放克電容量為135. 4mA · h/g，首次放電效率為 76. 2%，循環(huán)100次后放電容量的保持為84. 5%從上述實施例3、實施例3的對比例、實施例4和實施例4的對比例可以看出，使用本發(fā)明所述微波輔助加熱燒結(jié)爐和燒結(jié)方法與使用傳統(tǒng)隧道窯和電加熱燒結(jié)相比，物料的燒結(jié)溫度降低，燒結(jié)時間大大縮短，所獲產(chǎn)品的粒度更小且無團聚，其電性能也有較大的提
尚ο
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，包括爐體(1)，設(shè)置在爐體內(nèi)壁上的保溫隔熱層(2)， 設(shè)置在爐體內(nèi)的測溫器(4)，安裝在爐體內(nèi)的物料傳輸裝置(11)，設(shè)置在爐體外的水冷散熱系統(tǒng)(9)和控制系統(tǒng)，其特征是所述爐體依次由第一微波扼流段(6)、微波輔助加熱段 (7)和第二微波扼流段(8)組成，第一微波扼流段(6)和第二微波扼流段(8)的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件(3)，微波輔助加熱段(7)的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件(3)，爐體壁外安裝有微波發(fā)生器(5)，微波發(fā)生器通過波導(dǎo)(10)與微波輔助加熱段爐體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其特征是第一微波扼流段(6)的長度L1 = 1/2L2 3L2，第二微波扼流段(8)的長度L3 = 1/2L2 2L2，所述L2為微波輔助加熱段(7)的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其特征是所述微波發(fā)生器(5) 的數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)各處的微波功率密度為5kW/m3 40kW/m3來確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其特征是所述微波發(fā)生器(5)的數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)各處的微波功率密度為10kW/m3 20kW/m3來確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其特征是所述微波發(fā)生器(5) 數(shù)量和布置方式按微波輔助加熱段爐膛內(nèi)的微波功率密度梯度確定，微波輔助加熱段爐膛內(nèi)的微波功率密度梯度如下微波輔助加熱段的中間部段爐膛內(nèi)的微波功率密度為20kW/ m3 40kW/m3，從微波輔助加熱段的中間部段左、右兩端分別至微波輔助加熱段左端和右端，其爐膛內(nèi)的微波功率密度從20kW/m3 40kW/m3勻速遞減至2kW/m3 5kW/m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，其特征是微波輔助加熱段的中間部段(14)的長度L4 = 1/2L2 2/3L2，微波輔助加熱段的中間部段左端至微波輔助加熱段左端的長度L5=微波輔助加熱段的中間部段右端至微波輔助加熱段右端的長度L6= 1/6L2 1/4L2，所述L2為微波輔助加熱段(7)的長度。
7.—種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)方法，其特征是使用權(quán)利要求1至6中任一種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，步驟如下(1)爐體的烘干與加熱接通電源，操作控制系統(tǒng)，啟動第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段的電阻式加熱元件將各段爐體烘干，將第一微波扼流段的溫度控制在被燒結(jié)物料干燥或預(yù)燒所需的溫度，將第二微波扼流段的溫度控制在物料燒成后降溫冷卻所需的溫度，將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度以下50°C 100°C;啟動微波發(fā)生器，在微波加熱和電加熱的共同作用下，將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度并保持溫度恒定，微波加熱的功率不大于總加熱功率的30% ；(2)物料的燒結(jié)被燒結(jié)物料從燒結(jié)爐的進料端連續(xù)輸入爐體內(nèi)，由物料傳輸裝置運載依次進入第一微波扼流段干燥或預(yù)燒，進入微波輔助加熱段燒結(jié)，進入第二微波扼流段降溫冷卻后從燒結(jié)爐出料端輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連續(xù)式微波輔助燒結(jié)方法，其特征是微波輔助加熱段爐體從室溫升溫至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需溫度以下50°C 100°C的加熱，用微波進行輔助性加熱， 微波加熱的功率不大于總加熱功率的30%。
全文摘要
一種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)爐，包括爐體，設(shè)置在爐體內(nèi)的測溫器，安裝在爐體內(nèi)的物料傳輸裝置，設(shè)置在爐體外的水冷散熱系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，爐體依次由第一微波扼流段、微波輔助加熱段和第二微波扼流段組成，第一微波扼流段和第二微波扼流段的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件，微波輔助加熱段的爐體壁內(nèi)安裝有電阻式加熱元件，爐體壁外安裝有微波發(fā)生器。一種連續(xù)式微波輔助燒結(jié)方法，用電加熱將各段爐體烘干，將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度以下50～100℃，在微波加熱和電加熱的共同作用下將微波輔助加熱段的溫度升至被燒結(jié)物料燒結(jié)所需的溫度并保持溫度恒定，然后對物料進行燒結(jié)。
文檔編號F27D11/00GK102243020SQ20111011369
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者徐頻, 陳東州 申請人:成都晶元新材料技術(shù)有限公司