全自動電熱輥道窯爐的技術發展
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| (發布日期：2009-6-8 11:11:20) 來源：生意社 |
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| 摘要：本文針對傳統推板窯的一些不足設計了新一代電熱式全自動輥道窯，著重介紹了輥道窯爐的優化設計性能。應用結果表明，相對推板窯而言，輥道窯具有燒結后產品尺寸和性能一致性好、成品率高、運行成本低等特點。關鍵詞：推板窯；輥道窯；節能 1、引言隧道式推板電窯是一種結構輕巧、使用方便靈活、精度高的連續式窯爐。廣泛應用于電子工業，尤其是磁性材料與器件行業中的主要燒成設備，同時也是影響產品成品率的關鍵設備。由于傳統推板窯的設計都存在爐膛溫度波動大（1300~1500ºC）、爐膛截面溫度大（±6ºC）等缺點，從而導致產品的尺寸和性能一致性差。另外，傳統推板窯爐其運行方式都是以推板作為承載體，其本身是一個吸熱過程，一定程度上直接浪費了能耗。而輥道窯則采用陶瓷輥棒作為傳動形式產品可直接排放在耐火堇青石質移進板上，不建議使用匣缽。一方面減少了磨擦系數，防止堵爐現象的發生，另一方面產品可有效地進行高溫輻射，提高產品質量檔次。全自動輥道窯是在推板窯的設計過程中，我們通過科學的分析與實踐，大膽地進行對推板窯存在問題的改進，改進后設計的輥道窯具有明顯的特點：產量大、能耗低、精度高、燒結后產品的尺寸和性能一致性好，成品率高。 2、結構設計 2.1分體結構本電窯整個外殼采用鋼架式分體結構，外殼漆采用靜電噴塑，美觀大方。主體部分由5節窯體和窯頭、窯尾工作平臺等幾部分組成。按熱工優化設計制度，全窯可分為預熱帶、燒成帶、冷卻帶三個工作帶。其中窯體的每一節都設置了一組排氣管道，可自由調節風量，用于排除窯內廢氣，并使窯內氣流按冷卻→燒成→預熱的方向循環流動。 圖1 （窯爐的彩照） 圖2（窯腔結構圖） 2.2耐火材料根據工作溫度而定：1000ºC以下采用一級高鋁磚，1280~1350ºC工作常溫區采用氧化鋁含量>75％的剛玉質耐火材料，爐膛磚采用異形磚拼裝形式，連接面為套榫曲封結構，其特點是密封、保溫性能好。爐膛外壁采用高強度輕質保溫耐火磚為外襯，與外殼金屬架相隔處采用硅酸鋁耐火纖維制成磚狀拼裝而成。改變了原傳統的輕質粘土或輕質高鋁磚作為外層的設計，使其爐壁溫度降低，起到保溫、隔熱的作用。移進板材質選用優質耐火材料－堇青石，該質料具有耐磨性好、冷熱急變性好，使用次數在正常情況下不小于40次的特點。 2.3傳動系統傳動系統采用全輥道結構，主要包括輥棒、傳動齒輪、傳動軸、減速機和變頻控制器等。窯爐邊設有回轉道，傳動系統工作時，由變頻器控制減速機的輸出軸按一定速度轉動，并通過傳動軸、傳動齒輪帶動輥棒轉動，使放置在輥棒上的工作按預定速度由預熱帶向燒成帶、冷卻帶移動，使裝燒產品的耐火移進板出窯后返回進口處，完成產品的全過程燒成工藝，并綜合利用空間場地將被燒產品在回車道上進行裝放。 2.4回轉道機構窯體邊接出回轉道框架，上面設有金屬輥道，采用鏈輪和鏈條傳動，輥道間的中心距設計為150mm，可將從窯體出口的耐火板撥入回車道上，自動地輸送至進口處，裝燒產品可在回車時的中途進行。另外，該回轉機構在回車道的端部裝有一妝淥儐低車拇??爸?快慢速度均可任意調節，并獨立配置電腦控制屏。 2.5溫控系統窯爐配置一臺中心配電柜，柜體采用靜電噴塑，美觀大方，其中電柜均采用可控硅移相觸發，PID自動調節，智能化儀表數字顯示，每路均為獨立定值自動控制，可手動、自動雙向切換。為了能及時了解窯爐的運行情況和便于考慮和復核，系統設置了電流表、電壓表、功率表、電度表及溫度打印儀。 控制原理如圖3所示。 3、設計結果 根據以上設計理論，結合磁性材料生產工藝實際情況，為確保燒結產品的尺寸和性能一致性，提高成品率。我們設計了一條總長36m的全自動輥道電窯，主要技術參數如下： l 爐膛尺寸（L×W×H）：36000×610×135mm（輥道面到窯頂） l 最高使用溫度： 1400ºC l 額定功率： 180KW（保溫功率120KW） l 控溫精度： ±1ºC l 爐內橫截面溫差： ±5ºC l 爐表溫升： 50ºC l 產品出口溫度： 80ºC l 推進速度： 5~150mm/min連續可調 l 發熱元件： 等徑sic棒 l 耐火移進板尺寸： 420×260×20mm l 控溫點： 10點 4、產品及產量預算 (1) 所燒產品以部分磁性材料元件為例，見下面：代 號 1號 2號 3號 4號 5號 6號產品尺寸 ø 80×40×15 ø 70×32×12 ø60×32×10 ø 58×20×13 ø 49×19×10 ø 32×18×6 ø 80×40×12 ø 70×32×8 ø 60×32×8 坯件外徑mn 96 84 72 69 54 36 坯件長度gmm 21.2 17.2 14.5 18.5 14.6 9.3 17.2 14.5 11.9 坯件重量含水 g 340 226 130 190 81 22 276 190 104 高溫區時間hh 3 3 3 2 2 2 （2）本窯爐設定了兩條溫度曲線，（A、B）。A對應的產品在高溫區3小時，B對應的產品在高溫區2小時。根據用戶的產品工藝，通過調整各溫區的溫度給定值與移進板的速度，可取得除A、B曲線外的多條溫度曲線。（3）溫度曲線說明：編號 溫度范圍ºC 溫區長度m 所需時間h 升溫速度ºC/h A B A B 1 20－500 10.6 7 3.5 71 142 2 500－900 3.8 2.6 1.3 154 308 3 900－1260 A3.3 B1.8 2.2 0.6 164 600 4 1260恒溫 A4.5 B6 3 2 0 0 5 1260－80 13.8 9.2 4.6 -128 -256 合計 36 24 12 圖4為溫度曲線模擬圖 5、計算產品說明：每天按24小時計算，每月按30天計算，每年按300天計算，即：每天＝24小時，1月＝30天，1年＝300天。（1）設：1＃－（1）產品按曲線A燒成，周期為240小時每出一板位（即二塊移進板），所需時間：移進板長／每小時移出長 0.42m/1.5m/n 即0.42m/1.5m/n=0.28n 每天出板量為： 24h÷0.28h/板×2＝171.4板每天出產量為： 171.4板×32只/板×2＝5484只每只產品重量為： 340Kg×5484只＝1864Kg 每月產量： 1864Kg×30＝55920Kg 年產量： 1864Kg×300＝559200Kg 即56噸（2）設4＃產品按曲線B進行燒成，燒成周期為12小時每出一板位（即二塊移進板）所需時間，移進板長／每小時出長＝0.42m÷3m/h=0.14h 每天出板數為： 24h÷0.14h/板×2＝343板每天出產量為： 343板×72只/板=24696只每只產品重: 190g×24694＝4690公斤每月產量： 4690×30＝140.7噸每年產量: 4690×300＝1407噸 6、結論經過實際生產使用證明，使用該輥道電窯燒結磁性材料，有如下優越性：（1）由于爐膛上下層都有sic棒進行加熱，且控溫精確，保證了產品燒結溫度和時間的一致性，從而保證了產品尺寸和性能的一致性，大大提高了成品率。（2）設備自動化程度高，大大降低了操作工人的勞動強度，提高了產量。（3）由于窯爐采用了輥道形式，能源的利用率大大提高，降低了運行成本，減小了堵爐風險。（4）由于該窯的保溫性能得到提高，降低了環境濕度，使工作環境得到了改善。 |
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