CN111283189A - 一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，涉及真空脱脂烧结炉技术领域，包括设置于料箱底板上的第一出气口和第二出气口，所述第一出气口通过炉体法兰连接有脱脂管路，所述第二出气口通过炉体法兰连接有内抽管路，所述内抽管路末端分别连接有内抽真空管路和分压烧结管路，所述内抽真空管路连接有罗茨泵，所述罗茨泵通过管路连接有真空泵；所述脱脂管路依次连接有集脂箱和捕集器，所述捕集器与所述分压烧结管路末端连通后通过一管路与所述罗茨泵和真空泵之间的管路连接；所述内抽管路和脱脂管路上均设置有控制阀和压力传感器。本发明能够确保分压烧结时管路通畅，并解决炉内大气流时管道超温报警的问题。

Description

一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉。

背景技术

粉末冶金产品如MIM产品在烧结过程中，最重要的是产品碳含量的控制，碳含量直接关系到产品尺寸与性能，例316L材质的产品。碳含量多尺寸偏大，防腐性也变差。影响碳含量的因素很多。其中一项为管道堵塞造成气流不通畅，管道通径对气流抽速有影响，抽速慢了，气流不足，产品中的杂质和粘结剂不能被载流气体完全带出，会滞留在产品中，在高温烧结过程中进而转化为碳，使产品中碳含量增加，以目前的炉型结构，由于低温与高温出气管有共用部分，即多种工艺共用管道，难以避免管道内堵塞问题，且目前管道还存在超温报警而气体限流的问题，以下为原技术存在的问题：

如图1，密封箱在出气口连接脱脂管路与内抽管路，两路管路在出气口共用一根管道，内抽管路在后端又分离成内抽真空管路和分压烧结管路，产品在真空脱脂烧结炉中的工艺一般会选用真空内烧工艺，由于先抽脂，再内抽真空，再分压烧结，炉内温度也由低到高，三种工艺的气流在出气口都经过同一管道，会出现如下问题。

脱脂一般在600度以下，产品中析出的粘结剂由气态随着载流气体进入料箱出气口，通过出气管道，再进入脱脂管路，热态的粘结剂蒸气流经管道碰撞在管壁上，由于管道温度较炉内温度低很多，气态粘结剂遇冷会有部分变成液态被管道捕捉下来，也有部分被液化的粘结剂直接凝固在管壁上。当然管壁上缠绕有加热丝，用于加热管道使粘结剂不凝固，防止堵塞。没有凝固的液态粘结剂随管道内气流及管道倾斜度流入集脂箱，尽管有加热丝加热，但是无法避免有粘结剂被管壁吸附，加上管道中液态粘结剂流动速度非常慢，在出气管道中的液态粘结剂还没有完全流入脱脂管路中时，脱脂工序早已结束，进入下一步工序，管路会切换到内抽管路，且炉内温度会越升越高，刚开始出气管道中残留的粘结剂会有部分在高温下气化，随气流进入内抽管路中，随着炉内温度的升高，经过炉内的气体温度会比较高，进入出气管道后残留在出气管道中的粘结剂在高温下会积碳，变成粗硬的碳附着在管壁上，如图2和图3所示，管壁上附有积碳后会变得很粗糙，当下一炉脱脂工序时，粘结剂非常容易被粗糙的管壁捕捉，随着炉数的增加，出气管道的积碳会越堆越多，堵塞情况会越来越严重，气流不能通畅流过，对炉内气氛有阻碍影响，使产品中碳含量增加，且出气口处的产品碳势呈明显分布，烧结后的产品尺寸不均匀，产品中碳含量高且不均匀。管道堵塞后由于碳粘附在管壁上，清理比较困难，且需要拆卸管道，缠绕在管道上的加热丝容易损坏。另一方面在出气口处的石墨套管容易积碳，很难清理掉积碳，只能通过更换新的石墨套管，清理后刚开始几炉好一些，炉数多了又会出现管道堵塞而造成产品烧不好的问题，之前提到的部分粘结剂进入内抽管道，内抽管道在后面分离成分压烧结管路和内抽真空管路，这两路管道中也会有粘结剂进入，随着炉数的増加，管道中粘结剂也会越来越多，虽不至于积碳，但容易凝固到管壁上阻塞管道，管道上有罗茨泵、阀门、传感器等部件，受粘结剂脏污影响，容易损坏，加大了部件的损坏率。特别是阀门在高温、脏堵、开闭频繁的状态下工作容易泄漏，导致炉内进氧，造成产品烧不好。而罗茨泵泵壳与转子之间只0.1至0.8毫米的间隙，进入粘结剂后会造成泵卡死等问题。

管道拆卸便于炉子运输，管道上法兰连接，法兰处要有密封件密封，促使与炉内保持密封性。密封件一般耐温低于200度，长时过高使管道法兰连接处密封件受损。脱脂时，由于炉内温度不高，管道温度也不会超出密封件耐温范围，管道上的加热丝加热管道的温度可以控制，低于设定值加热丝加热，高于设定值加热丝停止加热。但是在分压烧结时，出气管道温度就很难控制，由于靠近炉体，气流从炉内出来最先经过出气管道，就算加上管道热散失，出气管道上的温度会超出报警值，即超出密封件所承受耐温范围，会有密封件损坏而炉内泄漏的现象，炉子就会停止运行，这是不可控的。如果在出气管道设置冷却水夹套，管道降温效果显著，但由于脱脂时也会经过出气管道，管道通有冷却水，会使管道内粘结剂迅速凝固造成堵塞，所以与脱脂时相矛盾。

发明内容

本发明的目的是提供一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，以解决上述现有技术存在的问题，确保分压烧结时管路通畅，并解决炉内大气流时管道超温报警的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，包括设置于炉内料箱底板上的第一出气口和第二出气口，所述第一出气口通过炉体法兰连接有脱脂管路，所述第二出气口通过炉体法兰连接有内抽管路，所述内抽管路末端分别连接有内抽真空管路和分压烧结管路，所述内抽真空管路连接有罗茨泵，所述罗茨泵通过管路连接有真空泵；所述脱脂管路依次连接有集脂箱和捕集器，所述捕集器与所述分压烧结管路末端连通后通过一管路与所述罗茨泵和真空泵之间的管路连接；所述内抽管路和脱脂管路上均设置有控制阀和压力传感器。

可选的，所述第一出气口和第二出气口位置处设置有风扇，所述风扇外设置有风扇罩；所述风扇的出风口位于所述脱脂管路和内抽管路方向。

可选的，所述内抽管路上套设有冷却水夹套。

可选的，所述料箱底板的内侧设置有弹性的碳碳挡板，所述碳碳挡板上开设有与所述第一出气口和第二出气口分别对应连通的开口。

可选的，所述第一出气口包括与所述料箱底板间隙配合连接的第一上出气管，所述第一上出气管底部固定套设于第一下出气管内，所述第一上出气管和第一下出气管内穿设有套管；所述第二出气口包括与所述料箱底板连接的第二上出气管，所述第二上出气管的底部活动套设于第二下出气管内，所述第一下出气管和第二下出气管穿过隔热筒，所述隔热筒下方设置有炉体法兰，所述炉体法兰穿过冷却水夹套。

可选的，所述炉体法兰上开设有两个出气孔，且所述炉体法兰底部开设有内凹的凹槽结构，所述凹槽结构位于所述冷却水夹套与所述第一下出气管和第二下出气管之间。

可选的，所述第二上出气管顶端设置有球面结构的外沿，所述外沿与所述料箱底板锥面或柱面配合连接。

可选的，所述第二上出气管的底端外壁上设置有球面结构的凸起，所述凸起与所述第二下出气管通过滑槽配合连接。

可选的，所述第一出气口和第二出气口布置在料箱底板中间、料箱底板两端或分别布置在料箱底板各端；所述第一出气口和第二出气口中心连线方向与气流方向垂直或平行。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明通过设置两个出气口，一路用于脱脂，一路用于内抽真空和分压烧结，从源头解决粘结剂对后续管路的影响，管道始终保持通畅。冷却水夹套和风扇的设置使得内抽管道的温度低于报警值，解决了限制流量问题，满足了更大流量的处理气氛要求；具有弹性的碳碳挡板不仅起到阻挡粘结剂蒸气从缝隙泄漏的作用，还起到由于安装精度和膨胀时错位而挺住上出气管不跑出的作用；上出气管的球面结构起到了万向节的作用，可以使其随意摆动，避免在高温膨胀时破裂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的真空脱脂烧结炉系统示意图；

图2为现有技术中的真空脱脂烧结炉的管道内部积碳结构示意图；

图3为现有技术中炉内套管内部积碳结构示意图；

图4为本发明带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉系统示意图；

图5为本发明带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉炉外局部示意图；

图6为本发明带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉炉内局部剖面示意图；

图7为本发明另一实施例中第一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉炉内局部剖面示意图；

图8为本发明另一实施例中第二种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉局部剖面示意图；

图9为本发明另一实施例中第三种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉炉内局部剖面示意图；

图10为本发明另一实施例中第三种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉料箱因热膨胀等原因错位后炉内局部剖面示意图；

其中，1为料箱底板、2为第一出气口、201为第一上出气管、202为第一下出气管、3为第二出气口、301为第二上出气管、3011为外沿、3012为凸起、302为第二下出气管、4为炉体法兰、401为凹槽结构、5为脱脂管路、6为内抽管路、7为内抽真空管路、8为分压烧结管路、9为罗茨泵、10为真空泵、11为集脂箱、12为捕集器、13为控制阀、14为压力传感器、15为风扇、16为冷却水夹套、17为碳碳挡板、18为套管、19为隔热筒、20为风扇罩、21为加热丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，以解决上述现有技术存在的问题，确保分压烧结时管路通畅，并解决炉内大气流时管道超温报警的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，如图4-图6所示，包括设置于炉内料箱底板1上的第一出气口2和第二出气口3，第一出气口2通过炉体法兰4连接有脱脂管路5，第二出气口3通过炉体法兰4连接有内抽管路6，内抽管路6末端分别连接有内抽真空管路7和分压烧结管路8，内抽真空管路7连接有罗茨泵9，罗茨泵9通过管路连接有真空泵10；脱脂管路5依次连接有集脂箱11和捕集器12，捕集器12与分压烧结管路8末端连通后通过一管路与罗茨泵9和真空泵10之间的管路连接；内抽管路6和脱脂管路5上均设置有控制阀13和压力传感器14。

进一步优选的，第一出气口2和第二出气口3位置处设置有风扇15，风扇15外设置有风扇罩20；风扇15的出风口位于脱脂管路5和内抽管路6方向。内抽管路6上套设有冷却水夹套16。料箱底板1的内侧设置有弹性的碳碳挡板17，碳碳挡板17上开设有与第一出气口2和第二出气口3分别对应连通的开口。第一出气口2包括与料箱底板1间隙配合连接的第一上出气管201，第一上出气管201底部固定套设于第一下出气管202内，第一上出气管201和第一下出气管202内穿设有套管18；第二出气口3包括与料箱底板1连接的第二上出气管301，第二上出气管301的底部活动套设于第二下出气管302内，第一下出气管202和第二下出气管302穿过隔热筒19，隔热筒19下方设置有炉体法兰4，炉体法兰4穿过冷却水夹套16。炉体法兰4上开设有两个出气孔，且炉体法兰4底部开设有内凹的凹槽结构401，凹槽结构401位于冷却水夹套16与第一下出气管202和第二下出气管302之间，有效隔开了冷却水夹套16传导过来的温度，并装有导热垫或加热丝21等加热装置，解决粘结剂通过时温度太低而堵塞的问题。

第二上出气管301顶端设置有球面结构的外沿3011，外沿3011与料箱底板1锥面或柱面配合连接。第二上出气管301的底端外壁上设置有球面结构的凸起3012，凸起3012与第二下出气管302通过滑槽配合连接。本发明工作时炉内高温在1300度以上，如果有产品掉入或金属粉末本身的吹散粘附在管壁上，容易造成金属熔融，拆卸困难，本发明上下出气管分段设置，减少了拆卸时上下出气管金属熔融而破坏取出的成本；中间采用套管18，使得气流直接经由套管18传输，避免了泄漏，拆卸时直接将套管18破坏取出，减少了对上下出气管的破坏。

如图4所示，第一出气口2一路用于专门脱脂，第二出气口3用于内抽真空和分压烧结，这样从源头解决粘结剂对后续管路的影响。只要在炉体下方的管道控制好管道温度。如图4所示，在炉下内抽管路上设有冷却水夹套16，另在炉体下方对准内抽管路与脱脂管路的方向，设有大风量的风扇15，使风流对准内抽管路和脱脂管路，脱脂时，脱脂管路工作，加热丝加熱，确保管道中的粘结剂为液态顺利流入集脂箱，当靠近炉体这段脱脂管路温度超过设定值时，风扇启动，确保这段脱脂管上密封件处于限定温度值之下，当温度低于设定值时，风扇停止，加热丝工作，使管道温度控制在一定范围内。脱脂管道因为没有高温气体经过，就不会出现管道内积碳现象，在后续工序管道加热清洗过程中凝固在管壁上的粘结剂会融化变液态流入集脂箱，清洗后管道也会相对干净，降低了管道堵塞率。脱脂结束，切换内抽管路，脱脂管路上的阀门关闭，从炉内出来的气流已经相对干净，没有粘结剂蒸气，粘结剂蒸气在脱脂时已经经脱除干净，气流从内抽管走，内抽管路不会堵塞，不管是内抽真空，还是分压烧结，管道都保持通畅状态，管道上的部件也因为管道保持干净而降低损坏率。靠近炉体这段内抽管道法兰处设有冷却水夹套16，冷却水的冷却效果比风吹要快很多，再加上还设有风扇15，靠近炉体这段内抽管道上的温度远远低于报警值，之前限制流量问题也能得到解决。采用脱脂和烧结分离管道的方法，从源头解决了管道堵塞的问题，使炉内气氛控制比较稳定，管道内残留的粘结剂也不会跑到炉内影响烧结。

靠近出气口的内抽管设有冷却水夹套16，以传导温度到密封法兰4，使密封件正常工作，除了水冷却夹套16的冷却方式，还可以在管道上设置通有冷却水的盘管，也可以在管路上设置散热翅片，也可以冷却夹套和翅片同时设置，或者冷却盘管和翅片同时设置。加上大风量的风扇的风冷效果，以满足炉内更大气流量的处理气氛需求。具有弹性的碳碳挡板不仅起到阻挡粘结剂蒸气从缝隙泄漏的作用，还起到由于安装精度和膨胀时错位而挺住上出气管不跑出的作用。第二出气口3的第二上出气管301球面结构与料箱底板1通过上锥面孔配合连接，起到线密封作用，第二上出气管301下部的球面凸起结构，插入第二下出气管302的滑槽内，这种结构设计可以避免安装精度误差而导致装不进去的问题。料箱底板1上第一出气口2与炉体法兰4对准安装后，第二出气口3由于加工精度和法兰焊接变形等原因，安装时第二出气口3和炉体法兰4同心度不高，第二上出气管301采用球面设计，相当于万向结构，第二上出气管301可以随意方向摆动。此结构也可以避免在高温膨胀时错位断裂问题，由于炉体法兰4处有冷却水夹套16，为低温部件，就算炉内温度很高，此法兰膨胀量可以忽略不计，但是料箱底板1温度会达到1300度甚至更高，由于第一出气口2是固定连接，料箱底板1会以第一出气口2为固定点，向四周膨胀，这样料箱底板1与第二出气口3位置会变动，会与炉体法兰4口产生错位，第二上出气管301球面结构，第二上出气管301可以斜插入第二下出气管302的滑槽，因为球面任何角度都一样，以球为中心可以任意角度随着料箱底板1的膨胀收缩而摆动。

如图7、图8、图9和图10所示，于另一实施例中，出气口结构还可以第一出气口2和第二出气口3都采用球面设计，也可以第一出气口2和第二出气口3都采用固定方式，连接脱脂管路的出气口上出气管与料箱底板1之间的间隙尽量小，因为粘结剂蒸气脱脂时进入脱脂管路，减少跑出量，脱脂结束以后的产品中的粘结剂已经基本脱除，这个时候就算料箱内与料箱外气体相互泄漏都没有关系，不会有粘结剂蒸气污染的问题，所以内抽管路的出气口上出气管与料箱底板之间的间隙可以增大，以解决膨胀和安装错位问题，出气口有碳碳挡板遮住缝隙，减少料箱内外相互泄漏造成气氛影响。本发明的两个出气口分布不仅可以设置与气流方向垂直，也可以设置与气流方向平行。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：包括设置于料箱底板上的第一出气口和第二出气口，所述第一出气口通过炉体法兰连接有脱脂管路，所述第二出气口通过炉体法兰连接有内抽管路，所述内抽管路末端分别连接有内抽真空管路和分压烧结管路，所述内抽真空管路连接有罗茨泵，所述罗茨泵通过管路连接有真空泵；所述脱脂管路依次连接有集脂箱和捕集器，所述捕集器与所述分压烧结管路末端连通后通过一管路与所述罗茨泵和真空泵之间的管路连接；所述内抽管路和脱脂管路上均设置有控制阀和压力传感器。

2.根据权利要求1所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述第一出气口和第二出气口位置处设置有风扇，所述风扇外设置有风扇罩；所述风扇的出风口位于所述脱脂管路和内抽管路方向。

3.根据权利要求2所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述内抽管路上套设有冷却水夹套。

4.根据权利要求1所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述料箱底板的内侧设置有弹性的碳碳挡板，所述碳碳挡板上开设有与所述第一出气口和第二出气口分别对应连通的开口。

5.根据权利要求4所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述第一出气口包括与所述料箱底板间隙配合连接的第一上出气管，所述第一上出气管底部固定套设于第一下出气管内，所述第一上出气管和第一下出气管内穿设有套管；所述第二出气口包括与所述料箱底板连接的第二上出气管，所述第二上出气管的底部活动套设于第二下出气管内，所述第一下出气管和第二下出气管穿过隔热筒，所述隔热筒下方设置有炉体法兰，所述炉体法兰穿过冷却水夹套。

6.根据权利要求5所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述炉体法兰上开设有两个出气孔，且所述炉体法兰底部开设有内凹的凹槽结构，所述凹槽结构位于所述冷却水夹套与所述第一下出气管和第二下出气管之间。

7.根据权利要求5所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述第二上出气管顶端设置有球面结构的外沿，所述外沿与所述料箱底板锥面或柱面配合连接。

8.根据权利要求5所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征在于：所述第二上出气管的底端外壁上设置有球面结构的凸起，所述凸起与所述第二下出气管通过滑槽配合连接。

9.根据权利要求5所述的带双内抽下管道的真空脱脂烧结炉，其特征于：所述第一出气口和第二出气口布置在料箱底板中间、料箱底板两端或分别布置在料箱底板各端；所述第一出气口和第二出气口中心连线方向与气流方向垂直或平行。

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