橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐的優(yōu)勢

蔣 燕

（寧夏星日電子有限公司，寧夏銀川750002）

橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐是生產(chǎn)各類電容器過程中進行燒結(jié)工藝的一臺燒結(jié)設(shè)備，用于燒結(jié)陽極塊。

所謂四室是指，脫蠟室、燒結(jié)1 室、燒結(jié)2 室、冷卻室，這四個爐膛是可以相互獨立工作。 四個爐膛下方有一個搬送室，是搬送室把四個室連接在一起，所謂橫型，就是指陽極塊在燒結(jié)爐中，在搬送室的搬運方式為橫式，從左至右以鏈條為軌道，依次經(jīng)歷四個室的不同工藝來完成整個燒結(jié)過程。

下面，我們具體闡述一下橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐的四大優(yōu)越性。

優(yōu)勢一，脫蠟系統(tǒng)的自動完成脫蠟、清蠟、排蠟的一體化。

以往的脫蠟方式是用脫蠟爐與燒結(jié)爐來共同完成陽極塊的燒結(jié)過程，陽極塊要先從脫蠟爐內(nèi)通過溫度曲線進行祛除雜質(zhì)過程，陽極塊在脫蠟爐內(nèi)降溫后取出，再進入燒結(jié)爐，燒結(jié)爐再根據(jù)燒結(jié)曲線完成燒結(jié)過程。橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐則是把脫蠟過程與燒結(jié)過程有機的結(jié)合起來，使其變成連續(xù)性一體化。也就是說，陽極塊在脫蠟室完成工藝曲線后，在真空狀態(tài)下直接進入燒結(jié)階段，避免了陽極塊裸露在空氣中吸附雜質(zhì)的現(xiàn)象， 使陽極塊的生產(chǎn)質(zhì)量有了第一層的保障，簡化了過程也就意味著節(jié)省了生產(chǎn)時間，比原有的降溫后出脫蠟爐進燒結(jié)爐的過程節(jié)省了兩個小時。

原有的脫蠟爐將除掉的雜質(zhì)會集中在爐子的底部，二十四小時連續(xù)運轉(zhuǎn)時，兩三天就需要人工清理一次，由于雜質(zhì)與粘結(jié)劑在底部凝結(jié)，吸附在爐壁上，需要人工用鏟子清理，清理起來十分麻煩。 橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐的脫蠟系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就收集與清理方式進行了新的設(shè)計，有了自動進行脫蠟、清蠟、排蠟的功能。 與脫蠟室相連的一管道的終端有兩個蠟回收罐，我們稱它們蠟回收罐1 與蠟回收罐2（如圖1）。蠟回收罐內(nèi)部套有一個小罐，小罐與大罐中部是空的，雜質(zhì)與粘結(jié)劑就凝結(jié)在此。 在燒結(jié)陽極塊時，首先在蠟回收罐1 中的小罐內(nèi)充入液氮制冷，在脫蠟過程中，雜質(zhì)與粘結(jié)劑就會快速進入制冷的蠟回收罐1,吸附在小罐外壁，達到收集的作用。 此罐收集滿后，就會停止制冷，蠟回收罐2 中的小罐內(nèi)充入液氮制冷，開始收集雜質(zhì)與粘結(jié)劑，蠟回收罐1 外壁纏繞的加熱絲此時開始加熱，將收集滿的凝結(jié)的雜質(zhì)與粘結(jié)劑融化變成氣體， 通過分別和兩罐相連的熱風(fēng)機吹到——再回收罐，就是對氣體進一步回收過濾，最終排出，進入氣體回收站；以此類推，蠟回收罐2 收集滿后，再切換到蠟回收罐1 收集，蠟回收罐2 加熱，再氣體排放。 就這樣，蠟回收罐1、2 交替循環(huán)收集，大大減輕了操作人員的工作量。

在收集雜質(zhì)與粘結(jié)劑的同時，脫蠟室與蠟回收罐相連的脫蠟管道外壁也纏繞著加熱絲，在脫蠟中加熱絲會連續(xù)加熱以防止雜質(zhì)與粘結(jié)劑凝結(jié)在管道中堵塞管道。

為了避免脫蠟室內(nèi)爐膛有殘留的雜質(zhì)與粘結(jié)劑，在脫蠟室的爐膛內(nèi)充入氬氣，氬氣是惰性氣體，不會污染陽極塊，它的存在會把陽極塊產(chǎn)生的雜志與粘結(jié)劑迅速帶出爐膛，保證了爐膛的清潔。 氬氣圍繞在陽極塊周圍，保護陽極塊不被析出的雜質(zhì)再次吸附。

與脫蠟室相關(guān)的這一系列結(jié)構(gòu)，脫蠟室連接管道、兩個蠟回收罐、再回收罐、熱風(fēng)機，統(tǒng)稱為脫蠟系統(tǒng)。脫蠟系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，把脫蠟、排蠟、清蠟過程在連續(xù)生產(chǎn)中同時進行，不僅節(jié)約了生產(chǎn)時間，減輕了勞動量，保護了生產(chǎn)爐膛與陽極塊，還圓滿地完成了燒結(jié)工藝的一重大任務(wù)——提純，其過程中不接觸大氣，因此提純效果較好。

優(yōu)勢二，燒結(jié)過程中的真空氣氛較好。

陽極塊結(jié)束了脫蠟室的工藝后，會進入搬送室，在搬送室陽極塊通過滾動鏈條搬送至燒結(jié)1 室，燒結(jié)1 室又稱“預(yù)燒結(jié)室”，就是在要求燒結(jié)高溫條件之前的準(zhǔn)備工作， 是一個預(yù)熱和進一步祛雜的過程。陽極塊在進入燒結(jié)1 室時，為了保證燒結(jié)1 室爐膛的清潔，防止脫蠟室的雜志進入，在燒結(jié)1 室與脫蠟室連接門打開陽極塊進入時，燒結(jié)1 室內(nèi)有一分鐘的氬氣開放，燒結(jié)1 室的擴散泵大閥關(guān)閉，讓脫蠟室?guī)淼奈⒘侩s質(zhì)進入脫蠟系統(tǒng)，一分鐘后連接門關(guān)閉，燒結(jié)1 室擴散泵大閥打開，燒結(jié)1 室工藝進行。

燒結(jié)1 室工藝完畢后，陽極塊會進入搬送室，被搬送至燒結(jié)2 室。燒結(jié)1 室的存在就是為保證燒結(jié)2 室有最佳燒結(jié)環(huán)境，陽極塊在燒結(jié)2 室的燒結(jié)是整個燒結(jié)過程中最關(guān)鍵的時刻，燒結(jié)條件的最終完成就是在燒結(jié)2 室。

無論燒結(jié)1 室還是燒結(jié)2 室都必須有一定的真空要求，尤其是燒結(jié)2 室，最佳的燒結(jié)氣氛直接影響著陽極塊均勻孔隙度的形成，影響著陽極塊的機械強度，也就是說，這部分的燒結(jié)狀況會影響以后鉭電解電容器的漏電流。 因此，橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐為了取得良好的真空度，根據(jù)機械泵與擴散泵相結(jié)合的工作原理，將擴散泵冷阱的制冷采用了液氮制冷方式（液氮最低溫度可達-196℃），比水、氟利昂制冷效果都好，確保了燒結(jié)1 室、燒結(jié)2 室的真空度，最佳真空度可達2×10-5Pa，由于脫蠟室和冷卻室真空要求不高，所以利用了冷凍機（氟利昂制冷）來冷卻擴散泵冷阱，真空度也可達1×10-3Pa。

優(yōu)勢三，高溫?zé)Y(jié)后陽極塊的真空降溫快，效果好。

圖1 脫蠟系統(tǒng)示意圖

圖2 橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐簡意圖

陽極塊在燒結(jié)2 室高溫工藝結(jié)束后，是不能直接進入大氣中的，高溫的陽極塊見到大氣，就會吸氧，陽極塊被氧化，嚴(yán)重破壞了剛剛形成好的孔隙度，產(chǎn)生絲脆，前功盡棄。所以必須在真空條件下進行冷卻，當(dāng)溫度達到100℃以下方可出爐。

在燒結(jié)2 室工藝完成后，陽極塊進入冷卻室，在進入之前，冷卻室必須是真空狀態(tài)下等待。 為了確保保陽極塊的質(zhì)量，在燒結(jié)2 室還有一個降溫過程， 使其在1100℃以下進入冷卻室。 陽極塊進入冷卻室后，有氬氣進入，前面在脫蠟系統(tǒng)講過氬氣是不會破壞陽極塊的組織結(jié)構(gòu)，此時氬氣的充入使冷卻室內(nèi)快速降溫，作為保護氣，氬氣可將陽極塊的熱量帶出爐外，同時，冷卻室內(nèi)安裝一風(fēng)扇，風(fēng)扇的啟動進一步加速了熱量的排出。 在冷卻過程中還有一“鈍化”過程，鈍化就是讓陽極塊逐步接觸大氣，共有四次過程，每一次都增加對大氣的接觸量，直到完全接觸大氣，作用就是使陽極塊的結(jié)構(gòu)均勻性。另外，冷卻室還有一個特殊的設(shè)計，就是在冷卻室出料爐門是通過氬氣來打開，氬氣在門口起到一個門簾的作用，在陽極塊周圍進行再次進行保護，使陽極塊安全可靠的出爐，出爐室溫度可達到20℃左右，可謂是降溫良好。

優(yōu)勢四，整個燒結(jié)過程的連續(xù)性保證了陽極塊的燒結(jié)質(zhì)量。

橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐的獨立性與連續(xù)性，使陽極塊從脫蠟室燒制完畢后，進入燒結(jié)1 室，這時另一批陽極塊就可以再進入脫蠟室，各批陽極塊互不影響，依次完成各自的燒結(jié)任務(wù)，其燒結(jié)工藝可以根據(jù)各室的工藝要求通過溫控器來完成， 每一個室都有自己的溫控器。如果后一批陽極塊已經(jīng)完成工藝，而前一批還在燒制中，那么后一批會在原室等待，直到前一批進入下一室，后一批再進入。 就這樣，陽極塊就會源源不斷地進入燒結(jié)爐，完成著自己應(yīng)有的使命（如圖2），其生產(chǎn)能力顯而易見。

橫型四室連續(xù)真空燒結(jié)爐簡單地說， 就是一臺自動化程度較高，能燒結(jié)出更加符合要求的陽極塊的一臺真空燒結(jié)爐，避免了人為操作的不精準(zhǔn)性，降低了勞動強度，其連續(xù)性不僅保證了陽極塊的燒結(jié)質(zhì)量，還增加了生產(chǎn)能力，在現(xiàn)在各類電容器的生產(chǎn)中其優(yōu)勢遠遠高于其他的真空燒結(jié)爐。