近年,随着微波热工装备的不断进步、完善以及定制开发,其独有优势逐步被一些高附加值的新材料领域注意到,并且在一些项目中已从前期研发延伸至成熟的商业量产阶段。湖南华冶微波科技有限公司(华冶微波)向中国粉体工业万里行团队分享了一些微波窑炉的应用案例和重点发展方向。

优势
微波热工设备与传统气、电炉相比,最大的差异就是省去了炉内气氛热传递步骤,材料内部直接产生热量的方式带来了快速、选择性、节能等特点,并且也避免了由外向内的热梯度,非常适合炭化、裂解、焙烧矿石等应用。

万里行小组在华冶微波的车间看到正在装配的微波回转窑,是公司历经4年时间,解决了层出不穷的诸多问题后于2023年开发成功的新产品,它不仅满足各种气氛、真空条件的煅烧、焙烧、热解、包覆,而且可以选择微波/电的混合加热模式。优异的加热特性使其成为陶瓷粉体材料的转相煅烧、高纯石英砂提纯、矿物材料的焙烧以及气相沉积硅炭的碳包覆等领域的新选择,得到了大量来自国内外新材料企业的订单。
局限
尽管微波窑炉装备有着诸多好处,但它也有固有缺陷——物料材质本身(如纯度、密度)存在的不一致性,微波对不同材料的穿透性存在差异,大腔体的场设计和控制存在难度,并且绝缘和空腔材料必须是微波透明和耐高温材料,当前成本和性能可控的备选并不多(比如石英)。向总表示,微波窑炉是一种新型装备,在工业领域的应用还处于早期拓展阶段,并且其物理局限也决定了它不是一种全面替代传统气、电炉的装备,只有扬长避短才能最大化开发给客户带来差异化优势的产品。
小结
除了回转窑,华冶微波在13年的发展历程中,还开发了干燥箱、马弗炉、推板窑、管式炉、石墨膨化炉、热解炉、高压反应釜、(催化)反应器等各类专用设备,“我们乐于看到同行在微波窑炉应用上取得突破和进展,这项事业要靠大家共同推动,单打独斗非常辛苦”。向总还提到华冶微波目前遇到的另一个难题,“很多新材料领域的研发机构和企业都偏保守,一些客户项目要求保密,还有一些甚至我们也不知道具体用在哪里。”微波窑炉的改进和性能提升需要装备和材料企业的深度交流和配合,希望未来能和更多的材料项目客户建立深入合作,共同将行业做强做大,把材料做好做优。
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