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微波高温烧结技术在氮化钒(氮化硅锰)工业生产中的成功应用

2021-08-10 10:15:58

  微波烧结技术是一门崭新的科学技术,它以高效、节能、环保、控制灵活的特点,在工农业和高科技领域内得到越来越广泛的应用,并已形成一支新的产业。湖南省中晟热能科技有限公司在湖北XX公司的氮化钒工业生产上采用了微波推板窑高温烧结控制技术,于2012年6月底建成了一条日产一吨的氮化钒自动生产线。目前运行状况良好,产品质量稳定,达到了生产氮化钒具有烧结时间短、能源利用率高、产品质量优、生产过程自动控制、安全无污染、设备检修时间短、不停产在线更换易损件等优点。 

1. 微波加热原理 

    物质分为导体、半导体、绝缘体。绝缘体又叫介质材料,介质材料由极性分子和非极性分子组成。微波是频率在300兆赫到300千兆赫的高频电磁波,波长1米一1毫米。这些由极性分子和非极性分子组成的介质材料,在微波高频电磁场作用下,极性分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性排列取向,介质中的极性分子从原来的热运动状态转为跟随微波电磁场的交变而排列取向,产生激烈的磨擦而生热。在这一微观过程中,微波能量转化为介质内的热能,使介质温度呈现为宏观上的升高,这就是微波加热的基本原理。微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热,对于导电的金属材料,电波不能透人内部而被反射,金属材料不能吸收微波。 

2.  微波设备--微波烧结炉与传统的电阻烧结炉在加热方法上的区别: 

    氮化钒微波烧结炉与传统的氮化钒电阻烧结炉在加热方法有着本质的区别。普通的氮化钒电阻烧结炉采用传统的辐射传导加热方法是依靠发热体将热能通过对流、传导和辐射方式传递至被加热物而使其达到某一温度,热量从外向内传递,烧结时间长,能耗损耗大。而微波烧结炉的加热方法是根据材料对微波的吸收是通过与微波电场或磁场耦合,将微波能转化热能来实现的。它的加热方法是从被加热物体内部加热,加热时间短,能耗损耗小,材料致密度高,成品率高。 

3.微波高温烧结在氮化钒(氮化硅锰)工业应用中的优势:

3. 1. 操作简单,便于控制 

    根据微波烧结的控制原理可以看出,微波烧结设备的控制系统集成化强,操作简单,维护方便。只要调整功率控制旋钮就可以达到温度控制的目的。配合氮化钒生产的工艺要求,可以及时修改计算机程序,便于自动化生产控制。 

3. 2 节能高效,产品致密 

    微波与材料直接耦合,导致材料整体加热。微波能被材料直接吸收而转化为热能,能量利用率极高,比常规烧结节能30% 以上。微波烧结升温速度快,烧结时间短,使材料内部热应力减少,从而减少开裂、变形倾向,产品致密度高。 

3. 3微波源采用特殊隔离器,可实现磁控管不?;谙吒?,而保证微波泄漏不超标,对人体无伤害。微波泄漏量<0.5mw/cm2(国标<5mw/cm2),且更换速度快。

3. 4 微波设备的保温材料均采用自有专利的微波专用材料,成??榛芭?,可以大大的缩短设备的年检修时间(一般年检修时间不超过一个星期)。

4. 实际应用中的改进提高

     由于氮化钒的烧结温度达1200℃左右时,钒氮合金正在生成,此时吸收微波能力下降并反射微波,如采用我公司自有专利—微波/电混合加热高温推板窑技术,则节能效果将显著提高。

5. 工业应用中的图片

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5.1 微波高温推板窑(图一)

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5.2 微波高温推板窑烧结氮化钒(图二)

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