科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业

需求背景

烧结炉是一种在高温下，使生坯固体颗粒之间的相互键联、晶粒长大、空隙和晶界渐趋减少，并通过物质的传递，使其总体积收缩和密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的炉具。烧结炉无法实现炉体内氮气进气流量的调节，因此换气过程中无法根据不同工艺需求对炉体内氮气压力进行调节，从而无法实现不同氮气压力下的烧结生产，而且由于在烧结过程中或产生大量的热量，无法收集利用，造成能源的浪费，且上述烧结炉在烧结完成后冷却流道进行冷却，冷却流道里的水流与炉内空气接接触面积较小，冷却速度慢，效率低。

需解决的主要技术难题

1. 冷却效率与换气效果的平衡：在冷却过程中，需要确保快速有效地将炉内高温气体或产品冷却至所需温度，同时保持高效的换气功能，即快速置换炉内的气体。这需要综合考虑冷却和换气的设计，以达到最佳的平衡效果。
2. 冷却系统的设计：为了实现高效的冷却效果，需要设计合理的冷却系统，包括冷却介质的流量、温度、流动路径等参数的优化。同时，需要考虑冷却系统的可靠性和耐用性，以确保长期稳定运行。
3. 换气效果与气流控制：在换气过程中，需要确保炉内气体能够快速、均匀地被置换，避免死角和气流不均的情况。这需要对气流路径、换热面积等进行精细设计和控制。
4. 温度控制与稳定性：在带冷却功能的换气装置中，温度是一个关键参数。需要确保炉内温度的稳定性和控制精度，避免温度波动对产品性能和生产效率的影响。
5. 设备能效与节能技术：为了降低能耗和提高能效，需要采用先进的节能技术和材料，优化设备的热能利用和减少热量损失。这涉及到设备整体的热能管理设计。
6. 设备紧凑性与功能性平衡：带冷却功能的换气装置需要在紧凑的体积内实现高效冷却和换气功能。需要在装置的设计中寻求功能性、效率和空间的平衡。
7. 自动化与智能化控制：为了提高设备的自动化和智能化水平，需要研究和应用先进的传感器、控制系统和算法，实现对装置的智能监控、控制和优化。
8. 安全性与可靠性：在高温、高速气流的复杂环境中，需要确保装置的安全性和可靠性，防止设备故障和潜在的安全风险。
9. 成本与经济效益：在研发过程中，需要平衡装置的成本和经济效益。通过合理的材料选择、工艺优化和技术创新，降低成本并提高经济效益。

期望实现的主要技术目标

1. 高效换气：装置应能快速置换炉内的气体，保证炉内空气的清洁度，为产品的烧结创造良好的环境。
2. 冷却效率：装置应具备高效的冷却能力，能够快速将炉内高温气体或产品冷却至所需温度，提高生产效率。
3. 稳定性：装置应能在各种工作条件下稳定运行，保证换气和冷却的效果，避免对产品质量和生产效率产生影响。
4. 节能环保：采用节能技术和环保材料，降低能耗和减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
5. 智能化：实现自动化控制和智能化管理，提高生产效率和产品质量。
6. 安全可靠：确保操作人员的安全，防止意外事故的发生。
7. 维护简便：装置应设计得易于维护和保养，方便对关键部件进行检查和更换。
8. 经济性：在满足性能要求的前提下，降低装置的制造成本，提高性价比。
9. 适应性：装置应能适应不同类型和规格的炉体，具有一定的通用性和灵活性。
10. 人机交互友好：装置应具备良好的人机交互性能，方便操作人员进行监控和调整。

处理进度