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长余辉发光粉体连续烧结的专用方案—FCTB-180-16Q气氛推板炉

2026-07-14

引言

长余辉发光材料是一类在激发光源停止后仍能持续发光的特殊功能材料,广泛应用于应急照明、安全标识、交通标志、建筑装饰、工艺装饰品等领域。

在长余辉发光材料的制备中,高温固相法是主要的合成路线,铝酸盐、硫化物等基质体系的烧结温度通常达到1300-1600℃,且需要在弱还原气氛下进行。这对烧结设备提出了较高的要求——既要耐高温,又要保证气氛可控、温场均匀。

阜成智能推出的FCTB-180-16Q气氛推板炉,正是针对长余辉发光粉体的连续烧结需求开发的一款专用设备。

设备概况:面向长余辉粉体的连续烧结

FCTB-180-16Q为连续式电加热推板炉,设计最高温度1600℃,工作温度1450℃。炉体总长18.5米,采用推板传送方式。按24小时烧成周期计算,日产量约255公斤。

长余辉发光材料的烧结温度通常在1300-1600℃区间,FCTB-180-16Q的工作温度1450℃、设计温度1600℃能够覆盖主流长余辉粉体的烧结需求。

温度控制:13个温区、独立控温

长余辉粉体对烧结温度的敏感性较高——温度偏差会直接影响材料的晶体结构完整性和发光强度。

FCTB-180-16Q将炉体分为13个独立温区(升温区6个、恒温区6个、降温区1个),每个温区独立控温。加热元件采用分区配置——升温区使用高温合金丝,恒温区和降温区使用钼丝加热。钼丝耐温性能更好,适合1600℃级的高温工况。

配合PID控制+SCR可控硅调压,恒温区控温精度±1℃,截面温差控制在±5℃以内。

测温元件根据温区不同做了差异化配置:

  • 3支 WRN型热电偶用于低温段

  • 10支 W-Re5/26型钨铼热电偶用于高温段

钨铼热电偶在1600℃高温下具有更好的稳定性。

炉膛材料:刚玉+氧化铝空心球+99瓷导轨

长余辉粉体烧结温度高,对炉膛材料的耐温性和抗热震性要求较高。FCTB-180-16Q的高温段炉膛采用多层复合结构:

部位
材料组合
炉顶
刚玉 + 氧化铝空心球 + 纤维板
两侧
刚玉 + 氧化铝空心球 + 刚玉聚轻砖 + 莫来石聚轻砖 + 纤维板
底部
刚玉 + 氧化铝空心球 + 莫来石砖

炉底导轨采用99瓷材质,减少推板运行阻力,降低磨损。炉膛顶部采用3块异型刚玉砖拼接而成,两侧为刚玉钼丝板。

低温段则采用一级高铝 + 莫来石聚轻砖 + 纤维毯的组合,在保证保温效果的同时控制成本。

气氛控制:氢氮混合气 + 双闸门置换仓

长余辉发光材料的烧结通常需要在弱还原气氛下进行。FCTB-180-16Q采用25%氢气 + 75%氮气的混合气作为保护气氛。

设备在进出料端设置了双闸门联锁置换仓机构。物料进出时,置换仓先进行气体置换清洗,将仓内氧分压从21%降至50ppm以下后,内闸门才能打开。这套机构在保证炉内气氛稳定的同时,也能有效控制保护气体的消耗量。

炉体配置14路进气点——加热段7支流量计、降温段3支、前后置换室和密封仓各2支。进气主管配置压力表、减压阀和金属转子流量计,总流量和压力异常时可报警提示。

置换仓和连接的密封仓材质全部选用304不锈钢,避免被腐蚀生锈掉皮掉渣——这对于要求高纯度的发光粉体来说是一个必要的设计细节。

排气与安全:L型防堵 + 氢气长明火

长余辉粉体烧结过程采用的氢氮混合气中可能含有可燃成分,排气系统需要兼顾防堵和安全。

FCTB-180-16Q的排气通道采用L型设计,防止排污回流污染。炉内管道使用陶瓷管,炉外管道使用304不锈钢管,夹层填充纤维保温棉防止烟囱表面温度过高。

排气口设置了氢气长明火点燃装置——采用紫铜管将氢气引至排气管道口并点燃,形成长明火。排气管道内排出的带有可燃性气体在经过长明火时被点燃,避免可燃气体积聚带来的安全风险。

设备可选配尾气处理系统。

传动与自动化:液压推进 + 全自动循环线

推板炉采用液压推进系统,炉头设置1个液压站。主推进调速阀采用德国力士乐原装进口产品,最小稳定流量0.02L/min。系统额定压力6.3Mpa,工作压力≤3Mpa,常用推进速度770mm/h。

设备配备全自动外循环系统,包括入推、前置换室、主推进器、出推、后置换室、回推、返回辊道等环节。整套系统由PLC编程控制,各动作之间互锁,设有超程、超压、超时等多种报警保护。

控制系统:数据可记录、可追溯

搭载15寸昆仑通态触摸屏 + 西门子S7-200 SMART PLC,配备阜成自研的连续式烧结炉数据采集与监控系统。

可实时显示各温区温度、设定值、推进频率、报警状态等信息。支持数据导出,温度曲线、报警记录、系统日志均可保存和查询。预留MODBUS通讯协议接口,可通过TCP/IP接入MES系统。参数修改需专职人员授权操作。

主要技术参数汇总

参数
数值
设计温度
1600℃
工作温度
1450℃
炉膛尺寸
18500 × 330 × 250 mm
温区数量
13个
控温点数
13个
控温精度
±1℃
截面温差
±5℃
推板尺寸
260 × 260 × 40 mm
日产量
约255 kg
供电容量
180 KVA
设备重量
约35吨

适用场景

FCTB-180-16Q主要适用于长余辉发光粉体、稀土发光材料的连续烧结,具体场景包括:

  • 铝酸盐长余辉粉体的高温固相烧结

  • 硫化物长余辉粉体的还原气氛烧结

  • 稀土三基色荧光粉、白光粉的连续烧成

  • 发光材料企业的规模化生产

  • 科研院所的中试放大与工艺验证

关于阜成智能

无锡阜成智能装备有限公司(道金智能成员企业·材道助研战略合作伙伴)专注于功能材料烧结装备智造,以“工艺装备化、装备智能化”为核心理念,产品矩阵覆盖箱式炉、回转炉、推板炉、辊道炉、台车炉、网带炉、升降炉等十大炉型及自动化配套系统。团队拥有30年以上行业经验与120余位专家顾问支持,已积累100余种材料烧结解决方案,可提供从实验室研发到量产级的全周期非标定制服务。作为道金智能成员企业并与材道助研深度协同,公司同时具备整厂智能、科研转化及7×24小时全周期服务能力,助力客户建设安全、清洁、高效的智能工厂。

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