橫型四室連續真空燒結爐的優勢

蔣 燕

（寧夏星日電子有限公司，寧夏銀川750002）

橫型四室連續真空燒結爐是生產各類電容器過程中進行燒結工藝的一臺燒結設備，用于燒結陽極塊。

所謂四室是指，脫蠟室、燒結1 室、燒結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，依次經歷四個室的不同工藝來完成整個燒結過程。

下面，我們具體闡述一下橫型四室連續真空燒結爐的四大優越性。

優勢一，脫蠟系統的自動完成脫蠟、清蠟、排蠟的一體化。

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

原有的脫蠟爐將除掉的雜質會集中在爐子的底部，二十四小時連續運轉時，兩三天就需要人工清理一次，由于雜質與粘結劑在底部凝結，吸附在爐壁上，需要人工用鏟子清理，清理起來十分麻煩。 橫型四室連續真空燒結爐的脫蠟系統的結構就收集與清理方式進行了新的設計，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）。蠟回收罐內部套有一個小罐，小罐與大罐中部是空的，雜質與粘結劑就凝結在此。 在燒結陽極塊時，首先在蠟回收罐1 中的小罐內充入液氮制冷，在脫蠟過程中，雜質與粘結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 中的小罐內充入液氮制冷，開始收集雜質與粘結劑，蠟回收罐1 外壁纏繞的加熱絲此時開始加熱，將收集滿的凝結的雜質與粘結劑融化變成氣體， 通過分別和兩罐相連的熱風機吹到——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 交替循環收集，大大減輕了操作人員的工作量。

在收集雜質與粘結劑的同時，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加熱以防止雜質與粘結劑凝結在管道中堵塞管道。

為了避免脫蠟室內爐膛有殘留的雜質與粘結劑，在脫蠟室的爐膛內充入氬氣，氬氣是惰性氣體，不會污染陽極塊，它的存在會把陽極塊產生的雜志與粘結劑迅速帶出爐膛，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再次吸附。

與脫蠟室相關的這一系列結構，脫蠟室連接管道、兩個蠟回收罐、再回收罐、熱風機，統稱為脫蠟系統。脫蠟系統的結構設計，把脫蠟、排蠟、清蠟過程在連續生產中同時進行，不僅節約了生產時間，減輕了勞動量，保護了生產爐膛與陽極塊，還圓滿地完成了燒結工藝的一重大任務——提純，其過程中不接觸大氣，因此提純效果較好。

優勢二，燒結過程中的真空氣氛較好。

陽極塊結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1 室，燒結1 室又稱“預燒結室”，就是在要求燒結高溫條件之前的準備工作， 是一個預熱和進一步祛雜的過程。陽極塊在進入燒結1 室時，為了保證燒結1 室爐膛的清潔，防止脫蠟室的雜志進入，在燒結1 室與脫蠟室連接門打開陽極塊進入時，燒結1 室內有一分鐘的氬氣開放，燒結1 室的擴散泵大閥關閉，讓脫蠟室帶來的微量雜質進入脫蠟系統，一分鐘后連接門關閉，燒結1 室擴散泵大閥打開，燒結1 室工藝進行。

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

無論燒結1 室還是燒結2 室都必須有一定的真空要求，尤其是燒結2 室，最佳的燒結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，橫型四室連續真空燒結爐為了取得良好的真空度，根據機械泵與擴散泵相結合的工作原理，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1 室、燒結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。

優勢三，高溫燒結后陽極塊的真空降溫快，效果好。

圖1 脫蠟系統示意圖

圖2 橫型四室連續真空燒結爐簡意圖

陽極塊在燒結2 室高溫工藝結束后，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，嚴重破壞了剛剛形成好的孔隙度，產生絲脆，前功盡棄。所以必須在真空條件下進行冷卻，當溫度達到100℃以下方可出爐。

在燒結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下等待。 為了確保保陽極塊的質量，在燒結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，前面在脫蠟系統講過氬氣是不會破壞陽極塊的組織結構，此時氬氣的充入使冷卻室內快速降溫，作為保護氣，氬氣可將陽極塊的熱量帶出爐外，同時，冷卻室內安裝一風扇，風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構均勻性。另外，冷卻室還有一個特殊的設計，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。

優勢四，整個燒結過程的連續性保證了陽極塊的燒結質量。

橫型四室連續真空燒結爐的獨立性與連續性，使陽極塊從脫蠟室燒制完畢后，進入燒結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任務，其燒結工藝可以根據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爐，完成著自己應有的使命（如圖2），其生產能力顯而易見。

橫型四室連續真空燒結爐簡單地說， 就是一臺自動化程度較高，能燒結出更加符合要求的陽極塊的一臺真空燒結爐，避免了人為操作的不精準性，降低了勞動強度，其連續性不僅保證了陽極塊的燒結質量，還增加了生產能力，在現在各類電容器的生產中其優勢遠遠高于其他的真空燒結爐。