一種耐火行業(yè)用球形原材料的制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種球形耐火原料的制備方法和裝置，尤其是熔融霧化制備球形原料。涉及耐火行業(yè)新型原材料和特種高級(jí)原材料，涉及的產(chǎn)品包括澆注料、耐火磚、蜂窩陶瓷等高溫環(huán)境下服役的氧化物或碳化物等產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002]耐火材料在我國已使用多年，對(duì)鋼鐵、有色、冶金等國計(jì)民生的行業(yè)起著促進(jìn)作用。隨著這些行業(yè)的技術(shù)革新，耐火材料的使用環(huán)境更為苛刻，這些行業(yè)對(duì)耐火材料的性能提出更高要求。此外，這些行業(yè)均屬于大功率大能耗的生產(chǎn)方式，停爐檢修耗時(shí)耗財(cái)，因此對(duì)耐火材料的壽命和穩(wěn)定性要求提尚。
[0003]耐火材料的性能由其成分和組織結(jié)構(gòu)決定。組織結(jié)構(gòu)包括孔隙結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)，實(shí)體結(jié)構(gòu)從顯微結(jié)構(gòu)看是由骨料和基質(zhì)組成。骨料通常是顆粒狀，基質(zhì)是細(xì)粉，它們的結(jié)合方式和各自含量對(duì)耐火材料性能有決定性影響。骨料分天然礦物和合成兩種。合成骨料因?yàn)殡s質(zhì)含量低耐高溫性能好，在高檔耐火材料中使用廣泛。合成骨料通常有電熔法和燒結(jié)法。燒結(jié)法是將粉料在高溫下燒結(jié)成塊狀后通過機(jī)器多道破碎后再經(jīng)過篩分得到不同尺寸的顆粒。電熔法是將粉料在電弧作用下高溫熔融成液態(tài)后，倒入冷卻槽完全冷卻后，通過機(jī)器多道破碎后再經(jīng)過篩分得到不同尺寸的顆粒。電熔法的產(chǎn)品化學(xué)成分均勻，礦相形態(tài)好，產(chǎn)品致密，性能好。但這種傳統(tǒng)方法對(duì)顆粒形狀和粒度分布不易控制，且由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)致密硬度高破碎難度也大。
[0004]傳統(tǒng)方法的產(chǎn)品質(zhì)量特別是粒度不穩(wěn)定。耐火材料的原料常常按3-5mm、l-3mm、200目等級(jí)別來劃分，但這種劃分方式過于粗礦，不利于精細(xì)生產(chǎn)。例如，同樣是3-5mm級(jí)別，扁長狀和短胖狀就差異很大;即使都是扁長狀，平均粒度在3.5mm與4.5mm也差異很大。
[0005]本專利提出一種球形耐火原料的制備方法，并對(duì)相應(yīng)裝置進(jìn)行了說明。該方法克服了傳統(tǒng)方法產(chǎn)品粒度不可控、流動(dòng)性不好等缺點(diǎn)，是一種很新型的耐火原料制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]原料尺寸的波動(dòng)和形狀的變化導(dǎo)致耐火材料的性能波動(dòng)。球形原料克服了形狀變化的影響，同時(shí)以直徑為分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)耐火材料的粒度分布可做到精確調(diào)控。
[0007]本專利提出了一種球形原料的制備方法和裝置，可生產(chǎn)耐火骨料和細(xì)粉，使耐火原料粒度和形狀可控，達(dá)到精細(xì)生產(chǎn)的目的。制備方法為:按一定比例配料后投入混合器，混合一定時(shí)間后出料，通過加料斗投入電熔裝置內(nèi)(1)，熔融完全后通過排放口從冷卻窯塔
(5)頂部落下，經(jīng)過霧化裝置(4或10)霧化成液滴，在回旋冷空氣(6)的作用下快速降溫，形成固態(tài)球形顆粒后在重力作用下落入緩冷槽(8)中。冷卻完全后經(jīng)過篩分得到不同粒度級(jí)別的球形或近球形耐火原料。
[0008]本專利提出的裝置包括混料器、加料斗、熔融器(I)、霧化裝置(4或10)、冷風(fēng)機(jī)(6 )、熱風(fēng)機(jī)(3 )、冷卻窯塔(5)、出料閥門(7 )、緩冷槽(8)，其中，熔融器以電弧加熱產(chǎn)生高溫，高溫熔液在高壓氣體霧化或離心霧化作用下形成液滴。采用高壓氣流霧化時(shí)高壓氣體入口(9)的壓力需設(shè)計(jì)合理，采用離心霧化時(shí)需選擇功率和轉(zhuǎn)速合適的電機(jī)(2)。冷風(fēng)機(jī)(6)在冷卻窯塔中下部，熱風(fēng)機(jī)(3)在冷卻窯塔頂部，形成持續(xù)的冷卻氣流。冷卻窯塔(5)上部為圓柱形，內(nèi)部由耐高溫的耐火磚砌筑而成，下部為圓錐形，由耐火磚堆砌或用耐高溫的耐火澆注料澆筑。
[0009]高壓氣體霧化是在熔融液體排放口放置與水平呈一定小斜角的高壓噴氣口，使熔融液體在高壓氣體的撞擊下形成大小不一的分散狀液體，然后各自形成球形液體后，降溫時(shí)形成球形固體顆粒。離心霧化包括離心霧化盤和高速電機(jī)，熔融液體從排放口流出落在高速旋轉(zhuǎn)的霧化盤上，由于離心作用形成大小較為均勻的液體聚集體，并在表面張力作用下快速形成球形液體，降溫時(shí)形成球形固體顆粒。
[0010]本專利所提出的熔融霧化再緩冷的制備工藝，操作簡單，生產(chǎn)周期短。沒有破碎工序，對(duì)設(shè)備磨損少，幾乎無細(xì)微粉塵。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是離心霧化制備球形原料的裝置示意圖。
[0012]圖2是高壓氣流霧化制備球形原料的裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施方式一:
[0014]將90%的鐵含量低于1%的鋁礬土與5?10%的高嶺土粉在混料機(jī)中混合3小時(shí)后，出料并除鐵。加入熔融裝置中熔化后，經(jīng)IMPa高壓空氣霧化成液滴后，在冷空氣作用下冷卻至800 0C后在緩冷槽中緩冷至室溫后篩分。產(chǎn)品為M70莫來石，粒度為I?3、I?O和200目等級(jí)別。
[0015]實(shí)施方式二:
[0016]以優(yōu)質(zhì)工業(yè)氧化鋁為原料，電熔成液態(tài)后，經(jīng)霧化盤以6000r/min高速霧化成液滴后，在冷空氣作用下冷卻至800°C后在緩冷槽中緩冷至室溫后篩分。產(chǎn)品為電熔白剛玉，粒度為I?3、I?O和200目等級(jí)別。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐火行業(yè)用球形原材料的制備裝置，包括混料器、加料斗、熔融器、霧化裝置、冷風(fēng)機(jī)、熱風(fēng)機(jī)、冷卻窯塔、緩冷槽，組合后的功能按如下流程實(shí)現(xiàn):混料器中混合好的原料經(jīng)過加料斗加入熔融器中，形成高溫熔液后流入霧化裝置，霧化后形成球形或近球形的液滴，液滴在下落過程中與冷空氣形成對(duì)流并快速降溫，形成固態(tài)球形顆粒后在重力作用下落入緩冷槽中，冷空氣由冷風(fēng)機(jī)從塔底部送入變成熱風(fēng)后由熱風(fēng)機(jī)抽出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備裝置，其熔融器以電弧加熱產(chǎn)生高溫。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備裝置，其霧化裝置為高壓氣體霧化或離心霧化。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備裝置，其冷風(fēng)機(jī)在冷卻窯塔中下部，熱風(fēng)機(jī)在冷卻窯塔頂部。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備裝置，其冷卻窯塔上部為圓柱形，下部為圓錐形。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備裝置，其冷卻窯塔冷風(fēng)進(jìn)風(fēng)口處于圓柱形底部，熱風(fēng)排風(fēng)口在塔頂部。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述制備裝置，其冷卻窯塔圓柱形內(nèi)部由耐高溫的耐火磚砌筑而成。8.根據(jù)權(quán)利要求1中所述制備裝置，其冷卻窯塔圓錐形內(nèi)部可用耐火磚堆砌而成，也可用耐高溫的耐火澆注料，或用這兩者的組合形式。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種耐火行業(yè)用球形原材料的制備方法及裝置。包括制備工藝流程和相應(yīng)的裝置。其特征在于將高溫熔融后的耐火原料通過霧化裝置高溫霧化，由于液體的表面張力作用，熔融態(tài)的耐火原料形成球形或近球形的液滴，在下落過程中與冷空氣形成對(duì)流并快速降溫，形成固態(tài)球形顆粒后在重力作用下落入緩冷槽中。將冷卻完全的固體顆粒經(jīng)不同目數(shù)的篩網(wǎng)篩分后得到不同粒度級(jí)別的耐火原料。本實(shí)用新型具有高效、節(jié)能、操作簡單、質(zhì)量可控的特點(diǎn)。制備裝置應(yīng)用范圍廣，能耗低。產(chǎn)品呈球形，粒度從幾微米到幾毫米可控。對(duì)常用的耐火原料，化學(xué)成分可以做到精確控制。
【IPC分類】C04B35/66
【公開號(hào)】CN205313409
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520917623
【發(fā)明人】程登峰, 徐佳男, 徐曉麗
【申請(qǐng)人】程登峰
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年11月17日