根據(jù)絕緣材料微波高溫?zé)Y(jié)的原理，雖然其屬于吸收微波較差的材料，但是只要選擇適當(dāng)吸收微波優(yōu)良的材料以恰當(dāng)比例與之相混合也可達(dá)到高溫鍛燒的目的，可選擇碳粉或碳化硅與材料粉末均勻混合加熱，經(jīng)多次的試驗(yàn)取得了良好的效果，以此為依據(jù)提出如下設(shè)計(jì)方案： 該系統(tǒng)由微波功率和傳輸系統(tǒng)；多模矩形微波加熱腔；微波與紅外保溫區(qū)段；物料輸送系統(tǒng)；測控溫系統(tǒng)和系統(tǒng)控制柜與機(jī)架等部分組成。同時(shí)按技術(shù)和產(chǎn)量要求，經(jīng)初步核算需要220KW的微波功率，我們比較了可能實(shí)施的幾個(gè)方案后，從保證性能要求，技術(shù)難度，制造和運(yùn)行成本等因素考慮采用下面的優(yōu)選方案： 采用多管微波功率合成；多段多模矩形微波加熱腔串聯(lián)組合；末端加紅外輻射輔助加熱和保溫；設(shè)計(jì)進(jìn)出口兩段微波抑制器以確保微波泄漏安全達(dá)標(biāo)；設(shè)計(jì)選用金屬板式輸送，變頻調(diào)速的傳送系統(tǒng)；物料溫度控制；整機(jī)PLC總控。 其各大部分主要特點(diǎn)細(xì)述如下：

1. 微波功率源和傳輸系統(tǒng)

采用0.8kW/2450MHz高性能工業(yè)用磁控管（帶陽極水冷）和特別設(shè)計(jì)的微波傳輸激勵(lì)波導(dǎo)，以交叉極化方式分多組向微波加熱箱體分別多槽口分布式饋能（利用CAD和程序?qū)︷伩诤统叽邕M(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)），可達(dá)到最佳模式分布和優(yōu)良的加熱均勻性。該陽極水冷磁控管帶單獨(dú)專用燈絲變壓器提高工作壽命及可靠性；高壓變壓器采用油箱冷卻；整套微波源具有完善的閉鎖安全保護(hù)系統(tǒng), 可長時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定工作；工作可靠，操作方便。

2．多段多模矩形微波加熱腔串聯(lián)組合

整個(gè)微波加熱腔分為主腔和壓縮段串聯(lián)組合而成，每一段主腔體采用CAD技術(shù)優(yōu)化微波加熱箱體的設(shè)計(jì)，確保更多模式分布以改善均勻性。各段腔體采用不銹鋼材料加工，具有良好防腐蝕性能，并采用雙層隔熱措施以提高干燥效率，改善外部工作環(huán)境；箱體輸入段設(shè)計(jì)有完善的微波抑制段，保證大開口狀態(tài)下，物料暢通又使微波泄漏完全達(dá)到國家安全標(biāo)準(zhǔn)，箱體輸出段設(shè)計(jì)有微波抑制段，使物料勿需降溫盡快進(jìn)入紅外保溫段；微波加熱箱體的底面設(shè)計(jì)有物料傳送盒的導(dǎo)軌，保證物料平滑傳送；微波加熱箱體的正面設(shè)置有微波爐門，便于日常清掃；微波加熱箱體的后面還設(shè)置兩個(gè)帶風(fēng)門的排濕端口以便排放燒結(jié)過程中可能排放的微量水分；微波加熱箱體的頂部設(shè)置有測溫端口，統(tǒng)一與設(shè)備控溫系統(tǒng)相接以控制物料需要的處理溫度分布。各段腔體單獨(dú)加工，相互之間用標(biāo)準(zhǔn)法蘭連接以方便加工，安裝, 調(diào)試和運(yùn)輸。

3．微波與紅外保溫段

保溫是保證產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的工藝段，根據(jù)被處理物料的物理特性，系統(tǒng)采用15~20kW紅外與15~20kW微波相結(jié)合的最佳方案，其結(jié)構(gòu)與多段微波加熱腔相同。保溫段的長度取決于材料所需的保溫時(shí)間，以保證在連續(xù)生產(chǎn)過程中微波升溫段的傳輸速度與保溫段的速度和保溫時(shí)間相匹配。

如果考慮生產(chǎn)方式為批量式，即在保證產(chǎn)量的情況下，將整個(gè)燒結(jié)過程可分為兩步完成，第一步在滿功率狀態(tài)下快速將物料升溫到1100度，然后控制微波功率進(jìn)行保溫，直到符合要求后送出。

4．物料傳輸系統(tǒng)

物料傳送系統(tǒng)采用專用陶瓷盛放盒，通過變頻調(diào)速電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)陶瓷盛放盒在金屬板帶上傳輸移動(dòng)。移動(dòng)速度在0.1–0.5 米/分的范圍里連續(xù)可調(diào), 配合微波功率的調(diào)節(jié)穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)所需要的產(chǎn)量。陶瓷盒尺寸可根據(jù)工藝和產(chǎn)量要求設(shè)計(jì)定做。

5．測控溫系統(tǒng)

采用多套測溫探頭合理分布于微波加熱箱體內(nèi)，采集的溫度信號(hào)與程控微波源組合構(gòu)成PLC自動(dòng)控溫系統(tǒng)與整機(jī)控制一起實(shí)時(shí)對(duì)物料全程溫度進(jìn)行監(jiān)控, 保證控制物料需要的處理溫度分布，防止材料過溫。

6．系統(tǒng)控制柜和機(jī)架

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用電氣控制柜分別對(duì)微波加熱箱中的套微波源功率的顯示和調(diào)控；設(shè)計(jì)PLC總控制柜對(duì)整機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一控制，其中包括物料溫度的顯示及調(diào)控；傳送帶系統(tǒng)參數(shù)的顯示及調(diào)控，以及其它工藝參數(shù)的選擇和調(diào)控等。同時(shí)還設(shè)計(jì)有：爐門開啟，無料，傳送速度超限，爐內(nèi)和物料溫度超限，缺水缺相及微波源異常等安全連鎖保護(hù)系統(tǒng)以確保設(shè)備安全可靠運(yùn)行。