本發(fā)明涉及精密鑄造工藝，特別涉及一種殼模燒結(jié)裝置和方法。

背景技術(shù)：

精密鑄造是相對于傳統(tǒng)鑄造工藝而言的一種鑄造方法，它能夠獲得相對準(zhǔn)確的形狀和較高的鑄造精度。精密鑄造的工藝過程為：首先，制作蠟?zāi)＃撓災(zāi)Ｅc所需鑄造的產(chǎn)品大小形狀相一致；然后，在所制作的蠟?zāi)１砻嫘纬商諝ぃ浑S后，對所述陶殼進(jìn)行脫蠟處理(將其內(nèi)部的蠟?zāi)Ｈ刍笕コ?；之后，在高溫下燒結(jié)陶殼；最后，向燒結(jié)后的陶殼內(nèi)澆注金屬材料，待金屬材料冷卻凝固后，破碎去除所述陶殼，得到的鑄件即為所需的產(chǎn)品。

在上述工藝過程中，陶殼的制作至關(guān)重要，它的質(zhì)量好壞決定了鑄件的優(yōu)劣。目前，陶殼制作通常采用的方法為：殼模法，具體地常采用水溶性硅溶膠制殼法，該方法在制作陶殼時，是使用耐火材料配制不同的漿料與砂，一層漿一層砂逐漸一層層的堆集在蠟?zāi)１砻?，制成所需要厚度的陶殼。然后，將制得的陶殼干燥、脫蠟并放入燒結(jié)爐內(nèi)于900～1400℃下高溫?zé)Y(jié)。由于燒結(jié)是殼模制作必不可少的一步環(huán)節(jié)，因此，燒結(jié)的好壞直接影響到殼模質(zhì)量，以及最終鑄件的質(zhì)量。

發(fā)明人的在先申請CN105903898A公開了一種殼模燒結(jié)方法及使用該方法的燒結(jié)裝置，其采用分段式加熱方法，將殼模燒結(jié)過程分為了燒蠟階段和燒結(jié)階段，燒蠟階段保證燒結(jié)環(huán)境內(nèi)有充足的氧與蠟進(jìn)行充分燃燒反應(yīng)，使得制得的殼模內(nèi)幾乎不存在因為殘蠟碳化形成的殘?zhí)?，避免了因此產(chǎn)生的澆注時的鋼水噴濺問題及鑄件有穿入性氣孔的問題。同時，在燒結(jié)階段盡可能降低燒結(jié)環(huán)境內(nèi)的氧濃度，避免了殼模內(nèi)的碳粉在燒結(jié)階段就完全燃燒完，致使殼模澆注鋼水時發(fā)生嚴(yán)重的模壁反應(yīng)現(xiàn)象。

發(fā)明人在進(jìn)一步的研究過程中發(fā)現(xiàn)，該在先申請在一定程度上仍然存在以下問題：

1、在燒蠟階段(要求高氧低溫)，其維持燒結(jié)爐內(nèi)有充足的氧含量(即高氧)，爐內(nèi)溫度為600℃～800℃(相對于燒結(jié)溫度來說屬于低溫)，維持時間為5～20min，在此條件下，由于氧含量充足、爐內(nèi)溫度較高且維持時間較長，所以殼模中所加入的碳粉仍有可能部分被燃燒消耗掉，從而減弱了碳粉對殼模的保護(hù)作用，仍會在一定程度上發(fā)生模壁反應(yīng)；

2、在燒結(jié)階段(要求低氧高溫)，其是通過關(guān)閉鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)煙道的方式來控制燒結(jié)爐內(nèi)為低氧或無氧環(huán)境，然而在燒蠟階段結(jié)束時，由于燒結(jié)爐內(nèi)的氧含量仍處于較高水平，這些殘留的氧在燒結(jié)階段仍會繼續(xù)消耗殼模中所加入的碳粉，進(jìn)一步減弱了碳粉對殼模的保護(hù)作用，增加了模壁反應(yīng)發(fā)生的幾率。

此外，在殼模的連續(xù)化生產(chǎn)中，第一爐殼模從燒結(jié)爐中取出后，爐內(nèi)溫度大約在900℃左右，當(dāng)放入第二爐殼模時，爐內(nèi)溫度仍會較高，當(dāng)對第二爐殼模進(jìn)行燒蠟時，一旦殼模溫度升高，在高氧環(huán)境下，殼模中所加入的碳粉就有可能會開始被陸續(xù)燃燒消耗，所以有必要縮短燒蠟階段的時間(縮短高氧的時間)，并盡可能的使得在燒蠟階段結(jié)束后燒結(jié)爐內(nèi)盡快由高氧變?yōu)榈脱趸驘o氧環(huán)境，以減少殼模中所加入的碳粉的消耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種殼模燒結(jié)裝置和方法，其能夠大大縮短燒蠟階段的時間，并且使得在燒蠟階段結(jié)束后燒結(jié)爐內(nèi)盡快由高氧變?yōu)榈脱趸驘o氧環(huán)境，減少殼模中所加入的碳粉的消耗。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下：

一方面，提供一種殼模燒結(jié)裝置，包括燒結(jié)內(nèi)腔，所述燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有殼模放置平臺和加熱裝置，所述燒結(jié)內(nèi)腔的一端設(shè)置有封閉門，所述燒結(jié)內(nèi)腔的另一端設(shè)置有煙氣出口，所述煙氣出口連接有排風(fēng)煙道，其中：

所述殼模燒結(jié)裝置為電熱爐，所述殼模放置平臺的上表面設(shè)置有多排凹槽，所述凹槽沿所述燒結(jié)內(nèi)腔的長度方向延伸，所述凹槽的寬度小于待燒結(jié)殼模的澆口杯的直徑；

所述燒結(jié)內(nèi)腔設(shè)置所述煙氣出口的一端內(nèi)側(cè)在與所述殼模放置平臺相對應(yīng)的位置設(shè)置有用于提供空氣的第一進(jìn)氣管，所述第一進(jìn)氣管連接有鼓風(fēng)裝置，所述第一進(jìn)氣管上設(shè)置有方向朝向所述凹槽的第一噴嘴；

所述燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)還設(shè)置有用于提供可燃性氣體或液體的第二噴嘴；

所述煙氣出口的高度高于所述殼模放置平臺的高度。

進(jìn)一步的，所述燒結(jié)內(nèi)腔設(shè)置所述煙氣出口的一端內(nèi)側(cè)在與所述殼模放置平臺相對應(yīng)的位置還設(shè)置有用于提供可燃性氣體或液體的第二進(jìn)氣管，所述第二噴嘴位于所述第二進(jìn)氣管上且方向朝向所述凹槽。

進(jìn)一步的，所述凹槽的至少一個側(cè)壁的中部均勻設(shè)置有若干擋風(fēng)板，各擋風(fēng)板的長度沿所述燒結(jié)內(nèi)腔從內(nèi)至外的方向依次變長。

進(jìn)一步的，所述擋風(fēng)板的末端為弧形引風(fēng)部。

進(jìn)一步的，沿所述燒結(jié)內(nèi)腔從內(nèi)至外的方向所述擋風(fēng)板上部向后傾斜，傾斜的角度為1-10°。

進(jìn)一步的，所述燒結(jié)內(nèi)腔設(shè)置所述封閉門的一端內(nèi)側(cè)在與所述殼模放置平臺相對應(yīng)的位置設(shè)置有落砂收集槽，所述落砂收集槽沿所述燒結(jié)內(nèi)腔的寬度方向延伸。

進(jìn)一步的，所述煙氣出口和排風(fēng)煙道之間設(shè)置有二次燃燒爐，所述二次燃燒爐內(nèi)設(shè)置有用于提供空氣的第三噴嘴和用于提供可燃性氣體或液體的第四噴嘴，所述煙氣出口為朝向所述二次燃燒爐的收縮結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述二次燃燒爐內(nèi)的溫度為1200℃以上，所述二次燃燒爐的氧含量為25％以上。

進(jìn)一步的，所述二次燃燒爐內(nèi)在與所述排風(fēng)煙道連接處設(shè)置有陶瓷海綿式過濾器。

進(jìn)一步的，所述第一進(jìn)氣管連接有金屬預(yù)熱管路，所述金屬預(yù)熱管路設(shè)置在所述二次燃燒爐內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)設(shè)置有溫度感應(yīng)模塊和氧濃度監(jiān)測模塊。

另一方面，提供一種利用上述殼模燒結(jié)裝置進(jìn)行殼模燒結(jié)的方法，包括：

步驟1：將待燒結(jié)的殼模倒扣放置在燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)的殼模放置平臺上，關(guān)閉封閉門；

步驟2：開啟加熱裝置、鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)煙道，使燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)有充足的氧含量，升溫至殼模用蠟的燃燒溫度，并維持燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)溫度直至殼模內(nèi)的殘留的蠟完全燒盡；

步驟3：開啟噴嘴，使燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)為低氧或無氧環(huán)境，升溫至殼模的燒結(jié)溫度并維持燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)溫度為殼模的燒結(jié)溫度，直至殼模燒結(jié)完畢。

進(jìn)一步的，所述步驟2中，當(dāng)檢測到所述燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)的氧含量在一定時間內(nèi)不降低時，轉(zhuǎn)至執(zhí)行所述步驟3。

進(jìn)一步的，所述步驟2中，開啟加熱裝置、鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)裝置，使所述燒結(jié)內(nèi)腔的氧含量在16～20％；所述步驟3中，開啟噴嘴，使所述燒結(jié)內(nèi)腔的氧含量在5％以下。

進(jìn)一步的，所述步驟2中，所述殼模用蠟的燃燒溫度為600℃～800℃，所述維持燒結(jié)爐內(nèi)溫度的維持時間為3min以內(nèi)；所述步驟3中，所述殼模的燒結(jié)溫度為1150～1400℃，所述維持燒結(jié)爐內(nèi)溫度的維持時間為10～30min。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明調(diào)整了殼模放置平臺上凹槽的方向，并合理布置了用于提供空氣的第一噴嘴的位置，使得燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)能夠形成循環(huán)氣流，提高了加熱效率，并且第一噴嘴的位置設(shè)計能夠在殼模內(nèi)部帶動形成氣流，在燒蠟階段能夠為蠟燃燒帶來足夠的氧氣，使蠟?zāi)軌蚋焖俚娜紵?，從而能夠大大縮短燒蠟階段的時間；本發(fā)明還在燒結(jié)內(nèi)腔中設(shè)置有噴嘴，在燒蠟階段結(jié)束后，該噴嘴可噴出可燃性氣體或液體，通過燃燒來消耗燒結(jié)內(nèi)腔中的氧氣，從而達(dá)到迅速降低燒結(jié)內(nèi)腔中氧含量的目的，使得在燒蠟階段結(jié)束后燒結(jié)爐內(nèi)盡快由高氧變?yōu)榈脱趸驘o氧環(huán)境。即使在殼模的連續(xù)化生產(chǎn)中，本發(fā)明也能確保殼模中所加入的碳粉沒有被燃燒消耗，確保了殼模的質(zhì)量，從而提高了鑄件的品質(zhì)。采用本發(fā)明能夠生產(chǎn)出精度足夠高的鑄件，使得后續(xù)無需或僅需較少的精加工即可達(dá)到需要的鑄件精度，降低了次品、廢品率，提高了生產(chǎn)效率，大大降低了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的殼模燒結(jié)裝置的一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中殼模放置平臺A-A向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中殼模放置平臺的一個凹槽的一種結(jié)構(gòu)方式的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1中殼模放置平臺的一個凹槽的另一結(jié)構(gòu)方式的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖3所示凹槽的帶有擋風(fēng)板的側(cè)壁的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的殼模燒結(jié)裝置的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的殼模燒結(jié)方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

一方面，本發(fā)明提供一種殼模燒結(jié)裝置，如圖1-5所示，包括燒結(jié)內(nèi)腔1，燒結(jié)內(nèi)腔1內(nèi)設(shè)置有殼模放置平臺2和加熱裝置(未示出)，燒結(jié)內(nèi)腔1的一端設(shè)置有封閉門3，燒結(jié)內(nèi)腔1的另一端設(shè)置有煙氣出口4，煙氣出口4連接有排風(fēng)煙道5，其中：

殼模燒結(jié)裝置為電熱爐，殼模放置平臺2的上表面設(shè)置有多排凹槽21，凹槽21沿?zé)Y(jié)內(nèi)腔1的長度方向(即圖1中的左右方向)延伸，凹槽21的寬度小于待燒結(jié)殼模的澆口杯8的直徑；

燒結(jié)內(nèi)腔1設(shè)置煙氣出口4的一端內(nèi)側(cè)在與殼模放置平臺2相對應(yīng)的位置設(shè)置有用于提供空氣的第一進(jìn)氣管6，第一進(jìn)氣管6連接有鼓風(fēng)裝置(未示出)，第一進(jìn)氣管6上設(shè)置有方向朝向凹槽21的第一噴嘴61；

燒結(jié)內(nèi)腔1內(nèi)還設(shè)置有用于提供可燃性氣體或液體(如瓦斯、酒精等)的第二噴嘴71；

煙氣出口4的高度高于殼模放置平臺2的高度，一般來說高度差可以為5-20cm，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整。

發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中燒結(jié)爐主要分為兩種，第一種是電熱爐，其缺點(diǎn)在于：1、通過爐內(nèi)在三個側(cè)面布置的電熱管加熱，只有熱輻射加熱，熱量不均勻，效率不佳；2、電熱爐多為封閉式，不通風(fēng)無對流，氧含量不充足，難以提供燒蠟階段所需的高氧環(huán)境；第二種是燃?xì)?燃油爐，其缺點(diǎn)在于：1、雖然有通風(fēng)對流，但由于是依賴燃?xì)?燃油來加熱，消耗了大部分氧氣，故也經(jīng)常存在燒蠟階段氧含量不足的缺陷；2、如果加大供氧量的話，則在燒結(jié)階段又容易導(dǎo)致殼模中所加入的碳粉被燃燒消耗掉。

本發(fā)明的有益效果在于：

1、在現(xiàn)有電熱爐的基礎(chǔ)上，并結(jié)合發(fā)明人的在先申請，調(diào)整了殼模放置平臺2上凹槽21的方向，并合理布置了用于提供空氣的第一噴嘴61的位置，使得燒結(jié)內(nèi)腔1內(nèi)能夠形成循環(huán)氣流，提高了加熱效率，具體說明如下：

電熱爐上引入了鼓風(fēng)裝置，可以攪動爐內(nèi)的空氣，解決了電熱爐只有熱輻射，效率不佳的缺點(diǎn)，因鼓風(fēng)攪動爐內(nèi)的空氣，創(chuàng)造了熱對流，熱傳導(dǎo)和熱輻射的最佳傳熱條件，充分把電熱管的熱快速均勻傳到殼模上，增加加熱效率節(jié)省能源，縮短燒結(jié)所需的時間，增加生產(chǎn)效率；

各圖中箭頭均表示氣流流動方向。本發(fā)明中所形成的循環(huán)氣流方向如圖1所示，本發(fā)明相對于發(fā)明人的在先申請來說，氣流方向更加合理，加熱效率更高。

而且，凹槽21沿?zé)Y(jié)內(nèi)腔1的長度方向延伸，這種設(shè)置方式有利于將燒結(jié)過程中產(chǎn)生的落砂清理出來(既利于人工清砂，也利于利用進(jìn)風(fēng)氣流自動清砂)。

2、本發(fā)明中，用于提供空氣的第一進(jìn)氣管6上設(shè)置有方向朝向凹槽21的第一噴嘴61，由于待燒結(jié)的殼模倒扣放置在殼模放置平臺2上，正好位于凹槽21的上方，這樣隨著第一噴嘴61的進(jìn)氣氣流的流動，會在殼模內(nèi)部帶動形成氣流，好處在于：一是在燒蠟階段能夠為蠟燃燒帶來足夠的氧氣，使蠟?zāi)軌蚋焖俚娜紵?，二是在燒結(jié)階段能夠減小殼模的內(nèi)外溫差(本發(fā)明中殼模內(nèi)外溫差可低至5℃以內(nèi))，從而避免由于內(nèi)外溫差導(dǎo)致的在燒結(jié)過程中殼模內(nèi)外膨脹量不同會在殼模上出現(xiàn)細(xì)裂紋的問題，進(jìn)而避免了鑄件的表面產(chǎn)生向外突出的毛邊或凸水紋/凹水紋的問題；

3、凹槽21的寬度小于待燒結(jié)殼模的澆口杯8的直徑，這樣可以使殼模平穩(wěn)的放置在殼模放置平臺2上，不滑落/歪倒在凹槽21中，從而不會粘附燒結(jié)過程中掉落的落砂，確保鑄件不會產(chǎn)生沙孔；

4、燒結(jié)內(nèi)腔1設(shè)置有用于提供可燃性氣體或液體的第二噴嘴71，在燒蠟階段結(jié)束后，該第二噴嘴71可噴出可燃性氣體或液體，通過燃燒來消耗燒結(jié)內(nèi)腔1中的氧氣，從而達(dá)到迅速降低燒結(jié)內(nèi)腔1中氧含量的目的。

綜上，本發(fā)明調(diào)整了殼模放置平臺上凹槽的方向，并合理布置了用于提供空氣的第一噴嘴的位置，使得燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)能夠形成循環(huán)氣流，提高了加熱效率，并且第一噴嘴的位置設(shè)計能夠在殼模內(nèi)部帶動形成氣流，在燒蠟階段能夠為蠟燃燒帶來足夠的氧氣，使蠟?zāi)軌蚋焖俚娜紵?，從而能夠大大縮短燒蠟階段的時間；本發(fā)明還在燒結(jié)內(nèi)腔中設(shè)置有噴嘴，在燒蠟階段結(jié)束后，該噴嘴可噴出可燃性氣體或液體，通過燃燒來消耗燒結(jié)內(nèi)腔中的氧氣，從而達(dá)到迅速降低燒結(jié)內(nèi)腔中氧含量的目的，使得在燒蠟階段結(jié)束后燒結(jié)爐內(nèi)盡快由高氧變?yōu)榈脱趸驘o氧環(huán)境。即使在殼模的連續(xù)化生產(chǎn)中，本發(fā)明也能確保殼模中所加入的碳粉沒有被燃燒消耗，確保了殼模的質(zhì)量，從而提高了鑄件的品質(zhì)。采用本發(fā)明能夠生產(chǎn)出精度足夠高的鑄件，使得后續(xù)無需或僅需較少的精加工即可達(dá)到需要的鑄件精度，降低了次品、廢品率，提高了生產(chǎn)效率，大大降低了生產(chǎn)成本。

如圖1所示，優(yōu)選的，燒結(jié)內(nèi)腔1設(shè)置煙氣出口4的一端內(nèi)側(cè)在與殼模放置平臺2相對應(yīng)的位置還設(shè)置有用于提供可燃性氣體或液體的第二進(jìn)氣管7，第二噴嘴71位于第二進(jìn)氣管7上且方向朝向凹槽21。

該第二噴嘴71的位置設(shè)計(方向朝向凹槽21)能夠使凹槽21成為火道，使得其既能將殼模外部的氧氣快速消耗掉，也能直接將殼模內(nèi)部的氧氣快速消耗掉，進(jìn)一步提高了除氧的速度。而且如果殼模內(nèi)殘留有因未完全脫出的蠟在高溫低氧環(huán)境下碳化所形成的殘?zhí)?，則第二噴嘴71的這種位置設(shè)計也能夠?qū)⒃摎執(zhí)即底撸瑥亩岣邭つ５馁|(zhì)量。

本發(fā)明中，殼模放置平臺2上的凹槽21可以為各種形狀，如U形、梯形、三角形等，圖2所示實(shí)施例為三角形凹槽，該實(shí)施例中，為增加落砂的容納量，凹槽的底部還增設(shè)了半圓形凹陷24。

如圖2-3所示，凹槽21的至少一個側(cè)壁的中部優(yōu)選均勻設(shè)置有若干擋風(fēng)板22，各擋風(fēng)板22的長度沿?zé)Y(jié)內(nèi)腔1從內(nèi)至外的方向依次變長，在圖3中可以看到，越靠近左側(cè)(燒結(jié)內(nèi)腔1的封閉門3方向)，擋風(fēng)板的長度越長。這樣的好處在于，當(dāng)進(jìn)氣氣流流過時，擋風(fēng)板可以將一部分風(fēng)阻擋下來并引至位于上方的殼模的澆口杯內(nèi)，增大了殼模內(nèi)的氣流量。為了提高引風(fēng)效果，如圖3所示，擋風(fēng)板22的末端可以為弧形引風(fēng)部221。

需要說明的是，擋風(fēng)板22設(shè)置在凹槽21側(cè)壁的中部，下端不向下延伸，這樣進(jìn)氣氣流仍可沿整個凹槽下方流動，從而可以將燒結(jié)過程中掉落的落砂吹出至封閉門側(cè)。如圖2所示，各擋風(fēng)板的高度可以相同，僅長度不同即可。另外，擋風(fēng)板既可以設(shè)計在凹槽的一個側(cè)壁上(如圖3所示)，也可以設(shè)計在凹槽的兩個側(cè)壁上(如圖4所示)?？梢岳斫獾氖牵疾酆蛽躏L(fēng)板的尺寸和個數(shù)等具體參數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員均可以根據(jù)實(shí)際需要靈活設(shè)定，此處不再舉例贅述。

如圖5所示，優(yōu)選的，沿?zé)Y(jié)內(nèi)腔1從內(nèi)至外的方向擋風(fēng)板22上部向后傾斜，傾斜的角度(即擋風(fēng)板與豎向方向的夾角)α可以為1-10°。這樣，將有更多的風(fēng)被接引進(jìn)入殼模內(nèi)部，進(jìn)一步增大了殼模內(nèi)的氣流量。

本發(fā)明中，燒結(jié)內(nèi)腔1設(shè)置封閉門3的一端內(nèi)側(cè)在與殼模放置平臺2相對應(yīng)的位置優(yōu)選設(shè)置有落砂收集槽9，落砂收集槽9沿?zé)Y(jié)內(nèi)腔1的寬度方向延伸，以便于定期收集落砂。在燒結(jié)裝置停機(jī)時，還可以借助于鼓風(fēng)裝置強(qiáng)力送風(fēng)通過第一進(jìn)氣管和第一噴嘴進(jìn)行吹砂，將凹槽內(nèi)的落砂吹到落砂收集槽中，以方便集中清理。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，如圖6所示，煙氣出口4和排風(fēng)煙道5之間設(shè)置有二次燃燒爐10，二次燃燒爐10內(nèi)設(shè)置有用于提供空氣的第三噴嘴11和用于提供可燃性氣體或液體的第四噴嘴12，煙氣出口4為朝向二次燃燒爐10的收縮結(jié)構(gòu)。

在燒蠟過程中，容易產(chǎn)生黑煙，這是由于燃燒不充分，煙氣中夾雜有炭灰粉導(dǎo)致的，該二次燃燒爐能夠提供高溫足氧的環(huán)境從而燃燒消耗掉該夾雜的炭灰粉，避免黑煙，使得最后排出的煙氣符合環(huán)保要求。而煙氣出口為朝向二次燃燒爐的收縮結(jié)構(gòu)，則可以有效避免二次燃燒爐內(nèi)的帶氧氣流反吹至燒結(jié)內(nèi)腔中影響殼模的質(zhì)量。

優(yōu)選的，該二次燃燒爐10為高溫高氧環(huán)境，優(yōu)選其內(nèi)溫度為1200℃以上，氧含量為25％以上。進(jìn)一步的，二次燃燒爐10內(nèi)在與排風(fēng)煙道5連接處設(shè)置有陶瓷海綿式過濾器13，以吸附?jīng)]來得及燃燒的炭灰粉，由于該陶瓷海綿式過濾器13位于二次燃燒爐10中，所以被吸附的炭灰粉稍后仍可在二次燃燒爐10的高溫高氧環(huán)境下燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w排出。

本發(fā)明中，由于第一進(jìn)氣管6是將外部空氣引入燒結(jié)內(nèi)腔1中，為避免室外空氣帶來降溫的不利影響，優(yōu)選的，第一進(jìn)氣管6連接有金屬預(yù)熱管路(未示出)，該金屬預(yù)熱管路可以采用金屬盤管，該金屬預(yù)熱管路可以設(shè)置在二次燃燒爐10內(nèi)，以充分利用爐內(nèi)的余熱。另外，燒結(jié)內(nèi)腔1內(nèi)優(yōu)選設(shè)置有溫度感應(yīng)模塊和氧濃度監(jiān)測模塊，以實(shí)時監(jiān)測爐內(nèi)情況，并及時進(jìn)行相應(yīng)的控制。

另一方面，本發(fā)明還提供一種利用上述的殼模燒結(jié)裝置進(jìn)行殼模燒結(jié)的方法，如圖7所示，包括：

步驟S1：將待燒結(jié)的殼模倒扣放置在燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)的殼模放置平臺上，關(guān)閉封閉門；

步驟S2：開啟加熱裝置、鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)煙道，使燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)有充足的氧含量，升溫至殼模用蠟的燃燒溫度，并維持燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)溫度直至殼模內(nèi)的殘留的蠟完全燒盡；

由于在氧含量為16.5％時，炭即可較為充分的燃燒，故此處優(yōu)選通過控制鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)煙道，使燒結(jié)內(nèi)腔的氧含量在16～20％；殼模用蠟的燃燒溫度優(yōu)選為600℃～800℃，維持燒結(jié)爐內(nèi)溫度的維持時間為3min以內(nèi)即可。

步驟S3：開啟噴嘴，使燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)為低氧或無氧環(huán)境，升溫至殼模的燒結(jié)溫度并維持燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)溫度為殼模的燒結(jié)溫度，直至殼模燒結(jié)完畢。

本步驟中，開啟噴嘴后，噴嘴噴出可燃性氣體或液體，通過燃燒來消耗燒結(jié)內(nèi)腔中的氧氣，從而達(dá)到迅速降低燒結(jié)內(nèi)腔中氧含量的目的，來實(shí)現(xiàn)低氧或無氧環(huán)境；而升溫至殼模的燒結(jié)溫度是通過電熱爐自身的電熱管來實(shí)現(xiàn)。相對于在先申請，本發(fā)明不關(guān)閉鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)煙道(僅需根據(jù)燒結(jié)階段所要求的高溫低氧環(huán)境適當(dāng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)裝置和排風(fēng)煙道的開啟大小即可)，從而使燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)仍然形成有循環(huán)氣流，可以攪動爐內(nèi)的空氣，維持較高的加熱效率。

本步驟中，低氧是指燒結(jié)內(nèi)腔的氧含量在5％以下。殼模的燒結(jié)溫度可以為1150～1400℃，維持燒結(jié)爐內(nèi)溫度的維持時間可以為10～30min。

由于本發(fā)明的燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)有循環(huán)氣流，澆口杯內(nèi)也形成有氣流，故本發(fā)明可在較短的時間內(nèi)(3min以內(nèi))將蠟完全燒除，并且可在1min內(nèi)使燒結(jié)內(nèi)腔中氧含量從16-20％降低至5％以下，還可以在較短的時間內(nèi)(10～30min)將殼模燒結(jié)完畢。對于一般的殼模，現(xiàn)有技術(shù)通常需要45min以上才能完成整個燒結(jié)過程，并且還會存在如在先申請和本案的背景技中所提及的諸多缺陷；而本發(fā)明則可以在20min內(nèi)完成燒結(jié)，并且確保了殼模的質(zhì)量，提高了鑄件的品質(zhì)。

發(fā)明人在研究過程中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，由于燒結(jié)過程分為燒蠟階段和燒結(jié)階段，燒蠟階段保持低溫高氧，燒結(jié)階段保持高溫低氧，兩個階段準(zhǔn)確、快速切換才能確保最終殼模的質(zhì)量，所以切換的時機(jī)選擇非常重要。對此，發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選在步驟2中，當(dāng)檢測到燒結(jié)內(nèi)腔內(nèi)的氧含量在一定時間內(nèi)(如3-5s內(nèi))不降低時(此時說明殼模內(nèi)殘留的蠟已燃燒完畢，燒結(jié)內(nèi)腔中氧氣不再被消耗)，轉(zhuǎn)至執(zhí)行步驟3，開始燒結(jié)階段。該切換準(zhǔn)確，沒有誤判。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。