[发明专利]一种粉料燃烧炉

说明书

技术领域

本发明属于一种粉料燃烧装置，主要用于非金属矿物粉料，特别是球形硅微粉颗粒的制备。

背景技术

电子信息产业的快速发展，带动了集成电路市场规模不断扩大，硅微粉作为集成电路封装用的环氧塑封料的填充材料也随之显示出广阔的发展前景，但对硅微粉的质量要求也越来越高，除了要求超细、高纯度、低放射性元素含量外，还特别对其颗粒形状提出了球形化要求。球形硅微粉作为环氧模塑料的填料，与角形硅微粉相比较能够显著提高填充率和流动性，球形硅微粉取代角形硅微粉已经成为现实。球形硅微粉有很多种制造方法，如二氧化硅高温熔融法、溶胶凝胶法、金属硅燃爆法等。

二氧化硅高温熔融法是用以角形硅微粉为原料，利用燃烧器将天然气或者液化石油气与纯氧在球化炉内混合燃烧，产生2000℃以上的高温将角形石英颗粒完全熔化，熔融状态的石英颗粒在表面张力的作用下球化，然后再经过快速冷却，即得到球形硅微粉产品。在整个工艺过程中燃烧器是最关键的设备，实际生产中燃烧器以及整个燃烧装置经常会存在各种问题，如投料方式不能使石英颗粒全部进入火焰范围、石英颗粒熔融后粘壁，另外燃气和助燃气体的流向及喷射模式，物料的分散程度等很多因素都会影响产品质量。

日本专利特开平9-89224制造球形硅微粉时，不能使硅微粉颗粒均匀分散，颗粒之间粘结，降低球化率。而且粒度分布过窄，用于环氧树脂的填充料时流动性较差。

日本专利特开平10-85577提出的球化炉，用圆孔沿球化炉壁补入冷空气，虽然具有防止炉内壁附着熔融粉末的效果，但如果进入的空气量过大会导致球化炉内温度过低，降低硅微粉的球化率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服已有技术存在的缺陷而提供的一种粉料燃烧炉。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种粉料燃烧炉，它包括燃烧器和球化炉内，球化炉的底部依次连接旋风分离器、袋式收尘器和引风机，其特征在于：燃烧器的中心设有一个内环氧中心喷气孔，以及围绕燃烧器中心设置的三层环形喷气通道。

球化炉内的炉壁上设有一组冷却空气进口，冷却空气进口沿炉体切线方向进入球化炉内。冷却空气进口的数量，可以根据球化炉的容积设置一层或两层，每层冷却空气进口3-6个。

上述技术方案中：

1、燃烧器的内环氧中心喷气孔，作为中间给料，氧气分散送料的主通道，主要起助燃作用、粉料输送氧，用以输送粉料到燃烧器作用；

2、围绕燃烧器中心设置的三层环形喷气通道，分别提供天然气、助燃氧和保护氧。外环保护氧，包裹粉料不向外发散，减少粉体的粘壁。天然气和氧气的流量均可调节，可通过调节内外氧的比例改善火焰的形状。

3、冷却空气进口，空气沿炉体切线方向进入球化炉内，空气进入量可由阀门控制，在火焰和球化炉壁形成一层空气环流，隔绝火焰及粉料与炉壁的接触，防止硅微粉在炉壁上粘结。

燃烧器采用天然气为燃料，氧气助燃，燃气和氧气以及粉体物料从燃烧器燃烧口向炉内喷射出来，在燃烧室内混合燃烧燃烧，在任何情况下都要保持富氧燃烧，防止天然气不完全燃烧生成碳进而污染产品。进入燃烧器的天然气，硅微粉原料由燃烧器的中心部位喷射出来，从球化炉的中心垂直落下，通过火焰熔化并重新冷却成球形颗粒。从火焰的温度场分布看，火焰中心部分温度最高，原料从燃烧器进入火焰中心部位后后能更有效的熔融，提高产品的球化率，另外粉料从火焰中心通过能够减少粘结在炉壁上的可能。

本发明的优点是：结构简单，调控灵活，可通过调节的燃气流量及氧气流量来调节燃烧产生的热量，外环保护氧能有效地保护粉体颗粒不粘壁，在球化炉底部进入适量的冷空气能有效的降低产品的温度，以便收集。本发明可广泛适用于无机超细粉体的煅烧，如果用来制备球形硅微粉，可用得到的具有高介电、高填充率、低膨胀、低应力、高流动性等优越性能球形硅微粉，能够作为不可缺少的原料应用在大规模、超大规模集成电路的基板和封装料中。

附图说明

图1是本发明主视图；

图2是图1中的燃烧器的放大剖视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图1的B-B剖视图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种粉料燃烧炉，它包括燃烧器1和球化炉内2，球化炉内2底部依次连接旋风分离器4，袋式收尘器5，引风机6。

如图2、图3所示，燃烧器1的中心设有一个内环氧中心喷气孔101，以及围绕燃烧器中心设置的三层环形喷气通道102、103、104。

如图1、图4所示，球化炉内2的炉壁上设有一组共两层冷却空气进口3，每层四只冷却空气进口3，沿炉体切线方向进入球化炉内。