推板式陶瓷电容器烧结窑炉的设计

推板式陶瓷电容器烧结窑炉的设计本文介绍了陶瓷电容器窑炉的优化设计过程，应用结果表明，这种高温烧结设备具有烧结后产品尺寸和性能一致性好、成品率高、运行成本低等特点。1、前言：随着电子工业的高速蓬勃发展，迫切要求具有击穿电压高、体积小、可靠性高的高压陶瓷电容器。现在，中高压陶瓷电容器的瓷料主要为钛酸钡基和钛酸锶基瓷料。针对这两种瓷料，在中高压电容器产品的烧结过程中，需要有较高的温度、良好的炉温均匀性。针对这一要求，我们设计了CLQJ系列节能型推板式电容器烧结电窑。2、电窑介绍：该电窑为节能型全自动1300ºC型单孔推板窑炉，设备由炉体、智能温度控制系统两大部分组成。炉体采用带走轮分体式结构，便于运输安装及检修，炉体连接后直接水平铺设在钢轨上。炉膛采用计算机定位软件优化设计结构，整体设备紧凑合理。温控系统采用原装进口日本导电智能温度仪表、晶闸模块调压、温度控制精度高、长期运行稳定可靠。窑炉外壳及控制系统外壳，均采用静电喷涂挂板双层结构，美观大方。3、窑炉的结构形式：在窑炉的设计过程中，我们充分根据电子陶瓷产品的工艺及节能要求，合理选用炉膛结构、保温材料、加热元件、控温方式等，以保证电容器产品的烧成质量。针对工艺要求的设计：陶瓷电容器瓷片中含有结合剂及溶剂等在加热过程中挥发的物质。在加热的过程中，传热的方向与传湿的方向相反。在炉体的升温阶段，如炉温与产品的温差相差过大的情况下，产品表面迅速干燥，由于产品截面温度梯度大，产品内部温度较低，内部挥发物还未排出。待到产品内部温度升高后，挥发物生成却不易排出。产品的表面还易形成裂纹等影响产品质量。针对这一情况，在炉体的升温阶段，我们合理的布置排胶烟囱，以便生成的胶体能够迅速排出。同时，合理选取加热元件的表面功率，降低加热元件表面温度与炉膛温差，达到产品的内外温差低的目的。从而，保证产品在预烧阶段的质量。在烧成阶段，由于产品对炉温的均匀性要求高，所以，我们采取了细化加热区，上下控温的方式。同时，由于炉膛中的传热以辐射、对流为主，根据炉膛的结构型式，上部加热区中辐射遮蔽小，下部加热区有底板遮挡，所以对下部加热元件的辐射遮蔽大；另一方面，由于加热的空气存在温度压头而上浮，也使上部温度较高。为了改善这种状况，我们合理布置上下加热元件距产品的距离，上下加热元件采取不同的功率配置。使得炉温的均匀性得到保证。在炉体的降温区，根据电子陶瓷的特点，布置急冷气幕，使产品能够迅速冷却，缩短了窑时，提高了生产效率。炉体结构的设计：在节能要求的前提下，根据连续式隧道炉的特点，尽量降低炉壁表温度，达到减少散热损失的目的。同时，应尽量减轻炉衬的重量，达到减少蓄热损失的目的。据上述要求，在炉体炉膛及保温材料的选用中，在内炉膛方面，为保证炉膛有足够的高温强度，内炉膛采用的是重质耐火材料。在高温区，我们采用耐温性能极佳的刚玉莫来石异型砖，在低温段内炉膛采用一级高铝异型砖。外层保温材料采用轻质保温砖与纤维材料的复合结构。因底部保温材料要承受炉体侧墙、顶墙、内炉膛及产品的压力。所以，底部保温材料选用轻质保温砖。为保证炉膛的稳定性，在炉侧每隔一定距离用轻质保温砖支撑，在其间填充高档纤维棉，炉顶亦采用纤维棉。这样，减轻了炉顶对内炉膛的压力。同时，纤维棉的导热系数低，保温性能好，密度小，大大降低了炉体壁表温度，又减少了蓄热损失。4、设计结果根据以上设计结特点及针对陶瓷电容器的烧结工艺，我们设计制造了一条长12.7米的推板电窑，主要技术参数如下：（仅供参考）l额定温度：1380ºCl额定功率：93KWl炉膛尺寸（L×W×H）：9260×320×190mml炉体尺寸（L×W×H）：9260×1360×1510mml温区组数：11组l控温点数：15点l推板尺寸：250×250×30mml控温精度：≤±1ºCl推进速度：200~1000mm/h5、结论综上所述，该推板电窑其结构的合理性，最大程度地满足了批量生产电子陶瓷的生产需求，整体设备集现代化自动控制技术、高温加热技术于一体，是又一替代传统窑炉的新一代高技术理想烧成设备。