摘 要：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。
关键词：推板窑；陶瓷电容器；节能
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。
l 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。
l 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： 1380 ºC
l 额定功率： 93 KW
l 炉膛尺寸（L×W×H）： 9260×320×190 mm
l 炉体尺寸（L×W×H）： 9260×1360×1510 mm
l 温区组数： 11 组
l 控温点数： 15 点
l 推板尺寸： 250×250×30 mm
l 控温精度： ≤±1 ºC
l 推进速度： 200~1000 mm/h
5、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。
4/8/2004
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