專利名稱：高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種合成預燒窯，具體提供了一種高效節(jié)能高技術陶瓷材料及其他無
機材料的合成預燒窯。
背景技術：
目前，絕大多數高技術陶瓷及許多無機材料，如PTC、 NTC、氧化鋅壓敏陶瓷、介質 陶瓷、電容器陶瓷、微波介質陶瓷和鐵氧體類磁性材料以及莫來石陶瓷和堇青石陶瓷材料 生產中都涉及預燒合成工藝。通常是將欲合成的陶瓷或其他無機材料的粉料裝在匣缽中， 置于連續(xù)式的隧道窯(推板窯或輥道窯)或間歇式的窯爐中，根據不同的材料在800度至 1500度之間預燒1-5小時。間歇式窯爐的優(yōu)點是比較機動，但不利于規(guī)模化生產，此外因窯 內通常存在較大的溫差，因而預燒料的均勻性往往難以保證。歇式窯的另一個缺點是熱效 率低下，能耗較高。因而合成預燒大多采用的是連續(xù)的隧道窯，其特點是生產量大、預燒料 性能穩(wěn)定便于質量控制。同時，相對歇式窯，其能耗較低。 目前的陶瓷預燒推板窯是水平放置的，由預熱段、加熱段和冷卻段三段組成。預燒 過程一般為將預燒料裝入匣缽內，而后將匣缽置于窯體內的推板上，在推進器的推動下， 依次經過預熱段、加熱段和冷卻段，直至從窯尾推出。這種預燒方式存在以下問題
1.由于裝載粉料的匣缽和推板與粉料必須一同經歷低溫預熱、高溫加熱和冷卻過 程，因而也消耗了大量的能源。通常的匣缽和推板是由耐火氧化鋁、莫來石或碳化硅類耐火 材料制成的，其熱容很大，所消耗的能源一般都超過粉料本身，最高可達70 % ，這部分能源 消耗完全是無效的。 2.推板、軌道、匣缽以及窯體內壁之間存在大量無法利用的無效空間，加之窯頭， 窯尾為開放式結構，熱能浪費極大。 3.由于窯體通常均為水平放置，推進器必須推動窯內整條推板線，其能耗也十分 可觀，一般達到窯爐總能耗的7-10%。此外，推板與軌道間的巨大摩擦力，不僅會磨損推板， 而且可能由此產生污染。 4.預燒窯的窯體長度一般較短，匣缽和推板因經歷低溫預熱、高溫加熱和冷卻的 急冷急熱過程，很容易發(fā)生開裂損壞。匣缽和推板的費用占預燒工序成本比例很高。
5.窯體的水平放置無法控制窯體中的氣流流向，難以使余熱回流利用。如要引導 氣流反向流向窯頭，就必須增加輔助裝置，提高了成本。 6.考慮到生產效率和成本因素，通常預燒匣缽都相對較大，因而或多或少造成了 預燒時匣缽內粉料的各處受熱狀態(tài)的差異，導致了預燒程度的不均。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述弊端，提供一種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒
窯，該合成預燒窯可以大大提高熱能效率，節(jié)約電能，降低成本。 本發(fā)明的技術方案是
本發(fā)明的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的窯體由耐火材料制成，窯體內設
置首尾貫通的耐火材料管，在窯體內設有靠近耐火材料管的電加熱體，直接將欲合成的陶
瓷粉料或將由其壓制而成的柱狀塊體放入耐火材料管內，并使其在推力和/或自身重力的
作用下通過貫通的耐火材料管通道，完成預熱、加熱、冷卻的合成預燒過程。 作為優(yōu)選，本發(fā)明的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的放置角度還可進行調
節(jié)，可以水平或者傾斜些放置，傾斜的角度不僅可以便于欲進行合成預燒的粉料散料或由
散料經過壓制成型的粉料塊體在管內流動輸送，更可以實現當加熱完成的合成預燒料冷卻
時，其散發(fā)的余熱沿耐火材料管向上回流，進而進一步提高熱能的利用率。 —種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，它由耐火材料的窯體、置于窯體內的
貫通的耐火材料管通道和電加熱體組成，電加熱體位于窯體和耐火材料管通道之間。 所述窯體內耐火材料管通道中心線與水平面的夾角或為0度至60度的固定夾角，
或為0度至60度的可調夾角。 所述耐火材料管通道并排或層疊布置；耐火材料管通道的截面形狀為方形、圓形、 橢圓形或多邊形狀；耐火材料管通道由單個耐火材料管組成或由多個耐火材料管連接而 成。 所述耐火材料管通道的材質為氧化鋁類陶瓷、堇青石類陶瓷、莫來石類陶瓷、碳化 硅類陶瓷或氮化硅類陶瓷耐火材料，或其他類似耐火陶瓷材料。 所述電加熱體為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒；電加熱體在窯體內靠近耐火材料
管外壁設置。 所述電加熱體設置在窯體內中段。 所述窯體設置在吊架或底座上，吊架或底座上設有連接窯體的角度調節(jié)裝置。
所述角度調節(jié)裝置為轉動軸、連桿組件、杠桿組件、千斤頂、油缸組件、螺桿起動 機、鉸接定位機構、傳動桿、鉸接機構或上述任意組合。
所述耐火材料管通道內設有推進裝置。 所述推進裝置連接電動機，電動機設置在窯體末端，推進裝置的推進桿末端設有 推進盤，推進裝置包括絲杠螺母機構，推進桿連接絲杠螺母機構的絲杠，絲杠螺母機構的螺 母連接電動機。 所述窯體設置在吊架或底座上，吊架或底座上設有連接窯體的角度調節(jié)裝置。所 述角度調節(jié)裝置為轉動軸、連桿組件、杠桿組件、千斤頂、油缸組件、螺桿起動機、鉸接定位 機構、傳動桿、鉸接機構或上述任意組合。 所述耐火材料管通道內設有推進裝置。所述推進裝置連接電動機，電動機設置在 窯體末端，推進裝置的推進桿末端設有推進盤，推進裝置包括絲杠螺母機構，推進桿連接絲 杠螺母機構的絲杠，絲杠螺母機構的螺母連接電動機。 為了增加窯體的強度，還可在窯體邊角處設置角鋼、方鋼等構件進行加固，還可在
窯體外表面鋪設金屬皮。 本發(fā)明的有益效果是 1.不使用匣缽和推板，大大減少了不必要的能耗，同時大大降低了預燒成本。
2.窯爐的體積可大幅縮減，基本消除了無效加熱空間。因而窯體本身的熱容、散熱 和通道兩端熱能損失均隨之大幅降低。
3.由于可將窯體按"頭高尾低"的方式傾斜，因此有兩個優(yōu)點其一，可控制窯內 空氣流向窯頭，不但充分利用了余熱加熱進料，而且還可降低出料溫度。其二，由于傾斜，粉 料塊體與窯體之間的摩擦力大大降低，推進器的功率可隨之大幅減少。 4.因粉料直接放入管道內，避免了粉料在匣缽內的受熱不均勻問題，不但可明顯 提高粉料的合成質量，同時也可降低最佳合成預燒溫度，進而降低能耗。 本發(fā)明的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的窯體由耐火材料制成，窯體內 設置首尾貫通的耐火材料管，在窯體內設有靠近耐火材料管的電加熱體，直接將陶瓷材料 放入陶瓷通道管內，并使其在推力和/或自身重力的作用下通過耐火材料管通道，完成預 熱、加熱、冷卻的合成預燒過程。與現有的隧道窯相比結構簡單，無需匣缽和軌道，且陶瓷 粉料完全置于耐火材料管內，加熱空間緊湊，大大減小了散熱體積，熱能效率大幅提高。本 發(fā)明的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的放置角度還可進行調節(jié)，可以水平或者傾斜 些放置，傾斜的角度可以便于粉料或其塊體在耐火材料管通道內利用重力下滑趨勢輸送， 更可以實現當加熱預燒的完成的陶瓷材料冷卻時，其散發(fā)的余熱沿耐火材料管通道向上回 流，進而提高熱能的利用率。使用本發(fā)明的高效節(jié)能陶瓷材料合成預燒窯可降低總能耗達 30 70%。極大地節(jié)約了電能和匣缽推板等耐火材料的使用，其經濟效益和社會效益十分 顯著。


圖1是本發(fā)明的正視結構示意圖。
圖2是本發(fā)明的側視結構示意圖。 圖3是本發(fā)明的鉸接定位機構的局部放大示意圖。 圖4是圖3的側視圖。 圖5是本發(fā)明的鉸接機構結構示意圖。 圖6是本發(fā)明的推進裝置的側視結構示意圖。 圖7是本發(fā)明的推進裝置的俯視結構示意圖。 圖中部件說明1、地腳固定片，2、地腳螺栓，3、支撐鋼管，4、表面鐵皮，5、方形鋼 管，6、自攻螺釘，7、等邊角鋼，8、窯體，9、電加熱體，10、耐火材料管，11、推進裝置，12、電動 機，13、鉸接支架，14、轉動軸，15、螺桿起動機，16、鉸接定位機構，17、傳動桿，18、鉸接機構， 19、推進盤，20、推進桿。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。 —種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，它由耐火材料的窯體8、置于窯體8內 的貫通的耐火材料管通道10和電加熱體9組成，電加熱體9位于窯體8和耐火材料管通道 IO之間。 窯體8內耐火材料管通道10中心線與水平面的夾角或為0度至60度的固定夾角， 或為0度至60度的可調夾角。 耐火材料管通道10并排或層疊布置；耐火材料管通道10的截面形狀為方形、圓 形、橢圓形或多邊形狀；耐火材料管通道10由單個耐火材料管組成或由多個耐火材料管連接而成。 耐火材料管通道10的材質為氧化鋁類陶瓷、堇青石類陶瓷、莫來石類陶瓷、碳化 硅類陶瓷或氮化硅類陶瓷耐火材料，或其他類似耐火陶瓷材料。
電加熱體9為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒；電加熱體9在窯體內靠近耐火材料
管外壁設置。 電加熱體9設置在窯體8內中段。 窯體8設置在吊架或底座上，吊架或底座上設有連接窯體8的角度調節(jié)裝置。
角度調節(jié)裝置為轉動軸、連桿組件、杠桿組件、千斤頂、油缸組件、螺桿起動機15、 鉸接定位機構16、傳動桿17、鉸接機構18或上述任意組合。
耐火材料管通道10內設有推進裝置11。 推進裝置11連接電動機12，電動機12設置在窯體8末端，推進裝置11的推進桿 20末端設有推進盤19，推進裝置11包括絲杠螺母機構，推進桿20連接絲杠螺母機構的絲 杠，絲杠螺母機構的螺母連接電動機12。 窯體設置在吊架或底座上，吊架或底座上設有連接窯體的角度調節(jié)裝置。所述角 度調節(jié)裝置為轉動軸、連桿組件、杠桿組件、千斤頂、油缸組件、螺桿起動機、鉸接定位機構、 傳動桿、鉸接機構或上述任意組合。 耐火材料管通道內設有推進裝置。所述推進裝置連接電動機，電動機設置在窯體 末端，推進裝置的推進桿末端設有推進盤，推進裝置包括絲杠螺母機構，推進桿連接絲杠螺 母機構的絲杠，絲杠螺母機構的螺母連接電動機。推進盤19安裝在推進桿20的末端，推進 桿20可為多桿結構，即多根推進桿20同時連接絲杠螺母機構的絲杠，已實現同時推動多個 耐火材料管通道10內的高技術陶瓷材料。 為了增加窯體的強度，還可在窯體邊角處設置角鋼、方鋼等構件進行加固，還可在
窯體外表面鋪設金屬皮。 實施例一。 本實施例的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯水平放置，將被合成預燒的粉料 壓制成圓柱體，由推進裝置11的推進桿20將其送進耐火材料管通道10內，并在推進桿20 作用下在耐火材料管通道10內運送。 —種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，它由耐火材料的窯體8、置于窯體8內 的耐火材料管通道10和電加熱體9組成，所述耐火材料管通道10為兩根首尾貫通的耐火 材料管體，電加熱體9設置在窯體8中段。 耐火材料管通道10并排布置。耐火材料管通道10的截面形狀為圓形。耐火材料 管的材質為氧化鋁陶瓷。電加熱體9為碳棒，碳棒設置在耐火材料管通道10上下兩側，靠 近耐火材料管通道10并與耐火材料管通道10垂直。
實施例二。 本實施例的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的傾斜角度可調節(jié)控制，高技術 陶瓷材料有推進桿20送進耐火材料管通道10內，并在推進桿20和自身重力作用下在耐火 材料管通道10內運送。 —種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，它由耐火材料的窯體8、置于窯體8內 的耐火材料管通道10和電加熱體9組成，所述耐火材料管通道10為四根首尾貫通的耐火材料管體，電加熱體9設置在窯體中段。 窯體8的傾斜角度可調。耐火材料管通道10并排布置。耐火材料管通道10的截
面形狀為方形。耐火材料管通道10的材質為董青石陶瓷。電加熱體9為碳棒。碳棒設置
在耐火材料管通道10上下兩側，靠近耐火材料管通道10并與耐火材料管通道10垂直。窯
體10設置在底座上，底座上設有連接窯體的角度調節(jié)裝置。 角度調節(jié)裝置為轉動軸14、杠桿組件、螺桿起動機15的組合。 轉動軸14設置在由支撐鋼管3組成的底座上，并通過鉸接支架13與窯體8轉動
連接，轉動軸14一端連接螺桿起動機15，可通過蝸輪蝸桿機構實現窯體8的轉動和傾斜角
度的任意調節(jié)。 還可通過由鉸接定位機構16、傳動桿17和鉸接機構18組成的輔助機構來控制窯 體8的傾斜角度，并可由鉸接定位機構16實現鎖緊定位。
實施例三。 本實施例的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的傾斜角度可調節(jié)控制，高技術 陶瓷材料有推進桿20送進耐火材料管通道10內，并在推進桿20和自身重力作用下在耐火 材料管通道10內運送。 —種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，它由耐火材料的窯體、置于窯體8內 的耐火材料管通道10和電加熱體9組成，所述耐火材料管通道10為四根首尾貫通的耐火 材料管體，電加熱體9設置在窯體8中段。 窯體8的傾斜角度可調。耐火材料管通道10上下各兩根層疊布置。耐火材料管 通道10的截面形狀為圓形。耐火材料管通道10的材質為氧化鋁陶瓷。電加熱體9為電熱 絲。電熱絲靠近耐火材料管通道10設置。 窯體8設置在吊架上，吊架上設有連接窯體的角度調節(jié)裝置。角度調節(jié)裝置為轉 動軸和油缸的組合。轉動軸設置在吊架上，并通過連接支架與窯體8轉動連接，連接支架或 窯體8上連接油缸一端，油缸另一端兩塊連接吊架，通過控制油缸的伸縮，進而實現窯體8 的轉動和傾斜角度的任意調節(jié)。 為了增加窯體8的強度，還可在窯體8邊角處設置等邊角鋼7、方形鋼管5等構件 進行加固，還可在窯體外表面鋪設表面鐵皮4并通過自攻螺釘6固定。
本發(fā)明的工作原理過程為 電加熱體設置在窯體8中段，窯體8首尾段不設電加熱體9，使得本發(fā)明的窯體8 可以大致形成窯首的預熱段、窯體中部的加熱段和位于窯尾的冷卻段，將欲合成或預燒的 陶瓷粉體材料壓制成柱狀塊體，如圓柱體或方形柱體，放置于窯首，并通過推進裝置11的 推進桿20將壓制成塊粉料定時定量送入耐火材料管通道10內，陶瓷粉料預燒塊體基本充 滿耐火材料管通道10的橫截面，預熱后，塊體進入位于窯體8中段的加熱段，加熱段的溫度 通過普通的熱電偶和控溫裝置進行控制。預燒合成后塊體進入冷卻段冷卻，粉料塊體在合 成預燒時，可以將窯體8傾斜，使窯體8預熱段高于窯體冷卻段，以便減小陶瓷粉料塊體的 推進阻力，傾斜角度以確保成塊的陶瓷粉料塊體不會在自身重力作用下下滑而只能在推進 裝置ll推力下推進為宜。 窯首位于高位，用于進料，利用傾斜角度將窯尾的冷空氣通過加熱段后流至窯首 的原料進口端，對進口的粉料塊體進行預熱，充分利用熱能；工作時，被合成預燒的陶瓷粉料塊體自窯首的進口端逐段推入耐火材料管通道10內，經預熱后的陶瓷粉料塊體進入窯 體8中段的加熱段合成預燒，陶瓷粉料塊體一個接一個地被預燒、加熱、冷卻，最終從窯尾 的出口排出，得到合成預燒完畢的半成品。 凡是利用耐火材料制成的窯體，并在窯體內設置首尾貫通的耐火材料管通道和電 加熱體，直接將高技術陶瓷材料的合成粉料或其塊體放入耐火材料管通道，并使其在推力 或其他機械外力，如震動、自身重力的作用下通過連通的耐火材料管通道，完成預熱、加熱、 冷卻的合成或預燒過程的裝置均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
一種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是它由耐火材料的窯體(8)、置于窯體(8)內的貫通的耐火材料管通道(10)和電加熱體(9)組成，電加熱體(9)位于窯體(8)和耐火材料管通道(10)之間。
2. 根據權利要求1所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述窯體 (8)內耐火材料管通道(10)中心線與水平面的夾角或為0度至60度的固定夾角，或為0度 至60度的可調夾角。
3. 根據權利要求1或2所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述耐 火材料管通道(10)并排或層疊布置；耐火材料管通道(10)的截面形狀為方形、圓形、橢圓 形或多邊形狀；耐火材料管通道(10)由單個耐火材料管組成或由多個耐火材料管連接而 成。
4. 根據權利要求1或2所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述耐 火材料管通道(10)的材質為氧化鋁類陶瓷、堇青石類陶瓷、莫來石類陶瓷、碳化硅類陶瓷 或氮化硅類陶瓷耐火材料。
5. 根據權利要求1所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述電加熱 體(9)為電熱絲、碳棒、硅碳棒或硅鉬棒；電加熱體(9)在窯體內靠近耐火材料管外壁設置。
6. 根據權利要求1所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述電加熱 體(9)設置在窯體(8)內中段。
7. 根據權利要求2所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述窯體 (8)設置在吊架或底座上，吊架或底座上設有連接窯體(8)的角度調節(jié)裝置。
8. 根據權利要求7所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述角度調 節(jié)裝置為轉動軸、連桿組件、杠桿組件、千斤頂、油缸組件、螺桿起動機(15)、鉸接定位機構 (16)、傳動桿(17)、鉸接機構(18)或上述任意組合。
9. 根據權利要求1所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述耐火材 料管通道(10)內設有推進裝置(11)。
10. 根據權利要求9所述的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是所述推進 裝置(11)連接電動機(12)，電動機(12)設置在窯體(8)末端，推進裝置(11)的推進桿 (20)末端設有推進盤(19)，推進裝置(11)包括絲杠螺母機構，推進桿(20)連接絲杠螺母 機構的絲杠，絲杠螺母機構的螺母連接電動機(12)。
全文摘要
一種高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯，其特征是它由耐火材料的窯體、置于窯體內的貫通的耐火材料管通道和電加熱體組成，電加熱體位于窯體和耐火材料管通道之間。本發(fā)明較現有的隧道窯、連續(xù)推板窯相比結構簡單，無需匣缽、推板和軌道，且高技術陶瓷材料預燒粉料完全置于耐火材料管內，加熱空間緊湊，大大減小了散熱體積，熱能效率大幅提高。本發(fā)明的高效節(jié)能高技術陶瓷材料合成預燒窯的放置角度還可進行調節(jié)，可以水平或者傾斜些放置，傾斜的角度可以便于高技術陶瓷材料在耐火材料管內流動輸送，更可以實現當加熱完成的高技術陶瓷材料冷卻時，其散發(fā)的余熱沿耐火材料管向上回流，進而提高熱能的利用率。
文檔編號F27B9/06GK101762155SQ201010018398
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權日2010年1月15日
發(fā)明者史東春, 耿龍興, 郭露村 申請人:南京盛和陶瓷材料有限公司