专利名称：一种气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉及其工作方法，属于陶粒烧结技术领域。
背景技术：
近年来，随着社会经济的迅速发展和人们生活水平的不断提高，固体废物的种类和数量急剧增加，固体废物污染事件时有发生，对人类健康和环境安全带来了严重影响。如何处理在工业生产过程和城市化进程中产生的固体废物越来越受到人们关注。固体废物主要包括生活垃圾和工业固废，它们是一种放错地方的资源。实现废物资源化，减少工业消耗，同时消除固体废物带来的危害，是世界各国研究的重点。超轻陶粒是烧结类新型多孔材料的一种，具有密度轻、相对强度高、隔热保温性能好、耐火性能好、抗腐蚀、抗冻性、耐久性好和抗震性能好的特点，在建筑保温和生物滤料等领域有着广泛的应用，当前，利用固体废物制备轻质陶粒已成为一个研究热点。由于在制备超轻陶粒时，需要在还原条件下进行预热和烧结，而两段复合式回转炉虽然能够实现预热和烧结两段工艺，但由于不能通入保护性气体，陶粒容易在烧制过程中被氧化，所以气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉应运而生。中国专利CN201522195U公开了一种用烧结法生产轻质陶粒的两段复合式设备，包括泻斗式预热炉、减速机、高度调节支架和管式烧结炉，泻斗式预热炉安装在炉体支架上部，通过物料传送管与管式烧结炉连通，减速机通过联动链条与管式烧结炉连接，减速机上设有控制联动链条的转动与否及转动方向的控制开关，高度调节支架安装在减速机下面，该设备将生料预热、烧结两段工艺结合在一起，配置合理、利于拆卸。但是采用这种陶粒烧结设备，结构较为复杂，且不能实现对炉内气氛的有效控制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种集预热和烧结为一体、气氛可调、加热均匀、应用广泛、减少能耗的气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉。本发明还提供该陶粒烧结回转炉的工作方法。本发明的技术方案如下—种气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，包括预热炉管、减速机、支架、分段隔板和烧结炉管，预热炉管和烧结炉管的外层分别设置有加热器，预热炉管和烧结炉管内分别设置有热电偶，并与自动温度控制仪相连接；分段隔板安装在预热炉管和烧结炉管之间。所述的减速机为2个均安装固定在支架上，支架分别与预热炉和烧结炉的壳体固定连接，该2个减速机通过联动链条分别与预热炉管和烧结炉管连接以使预热炉管和烧结炉管转动，减速机上设有用于控制联动链条转动开启及转动方向的控制开关。所述的烧结炉外还设有气氛可调的陶粒收集器，在收集烧成的陶粒时与烧结炉管连接。所述的陶粒收集器设有进气孔和出气孔，用于调节收集器内的气氛，保护刚出炉的高温陶粒不被氧化。
所述预热炉管和烧结炉管的外侧底部都各配有滚轮2个，滚轮安装在炉体两侧的固定支架上。滚轮可带动预热炉管和/或烧结炉管转动。所述的陶粒收集器与烧结炉口紧密连接，陶粒收集器上的进气孔和出气孔用于调节收集器内的气氛。当陶粒烧结完成后，当打开烧结炉门，迅速罩上陶粒收集器，同时打开预热炉门和分隔挡板，用推杆迅速将烧结的陶粒推至收集器内，收集器可以通过调节气氛有效地保护刚出炉的高温陶粒不被重新氧化。所述的分段隔板包括具有拱形缺口的固定块和拱形活动块，所述拱形缺口的形状和拱形活动块的外形相适应，所述拱形活动块在拱形缺口内活动设置形成推料通道，所述的分段隔板安装在固定支架上，不随炉管一起转动。所述拱形活动块的一端设置有拆卸式手柄。本发明中所述分段隔板具有隔热作用当陶粒物料无需移动时，只需将拱形活动块沿拱形缺口闭合，完全分隔开预热炉管和烧结炉管分隔开；当需要将陶粒物料由预热炉管移至烧结炉管时，将拆卸式手柄顺时针转动安装到活动块上，再将拱形活动块沿拱形缺口拆离，此时，预热炉管和烧结炉管连通，形成推料通道，所述陶粒物料可沿推料通道由预热炉管转移至烧结炉管。所述预热炉管包括炉门、炉管、进气口和出气口 ；所述的进气口位于靠近炉门的炉管一端的中心处，所述的出气口位于炉管另一端；所述烧结炉管包括炉门、炉管、进气口和出气口 ；所述的进气口位于靠近炉门的炉管一端的中心处，所述的出气口位于炉管另一端；所述的加热器的外层设置有保温层。所述的保温层包括由内而外设置的保温砖和保温棉。所述的加长推杆，长度大于预热炉管和烧结炉管之和，能够保证烧结后的陶粒被推入到陶粒收集器中。根据本发明，气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉的工作方法，步骤如下( I)通过预热炉自动控温仪和烧结炉自动控温仪分别设置预热炉的预热温度和烧结炉的烧结温度；(2)打开链条联动控制开关，使预热炉管与烧结炉管同时转动；(3)打开预热炉管和烧结炉管的进气口，调节炉膛内的气氛；(4)打开预热炉的炉门，用推杆将需要生产的生陶粒推至炉中，关闭预热炉的炉门，预热15-25min，此过程中炉管一直保持匀速转动；(5)预热完成后，同时打开预热炉门和分段隔板，用推杆将预热的陶粒推至烧结炉中，烧结 10-20min。(6)烧结完成后，打开烧结炉的炉门，在该炉门口罩上通入N2或惰性气体的陶粒收集器，用推杆将烧结完成的陶粒推至陶粒收集器内冷却。陶粒收集器在安装之前，先通一定时间的N2或惰性气体，安装之后，依然保持N2通气状态，直至烧成的陶粒冷却完成。从而有效地保护刚出炉的高温陶粒不被重新氧化。优选的，上述步骤(3)打开预热炉管和烧结炉管的进气口，调节炉膛内的气氛是通入N2或惰性气体，保持炉膛内贫氧的环境；优选的，上述步骤(4)所述的预热是生陶粒在贫氧的环境下、温度为350°C -450°C条件下进行。
优选的，上述步骤(5)所述的烧结炉中，使陶粒在贫氧的环境下，温度为9500C -1050°C烧结。本发明的优点在于1.本发明采用将预热炉管和烧结炉管连接在一起，分别进行控温，陶粒可以直接从预热炉进入烧结炉，避免了陶粒烧制过程中温度骤降。2.本发明预热烧结两段的气氛皆可调节，由于超轻陶粒的制备需要在贫氧的条件下，才有很好的效果，所以该装置非常适合用于制备超轻陶粒。3.本发明所述分段隔板具有隔热作用当无需移动陶粒物料时，只需将拱形活动块沿拱形缺口闭合，完全将预热炉管和烧结炉管分隔开；当需要将陶粒物料由预热炉管至烧结炉管时，只需将拱形活动块沿拱形缺口拆离，将预热炉管和烧结炉管连通，形成推料通道，所述陶粒物料可沿推料通道由预热炉管转移至烧结炉管；4.本发明的预热炉管和烧结炉管都可以匀速转动，且转速和转动方向皆可调节，这可以使陶粒在烧制过程中均匀受热；5.本发明陶粒收集器可以与炉口紧密连接，并且陶粒收集器上包括进气孔和出气孔，可以通过气氛调节，有效避免陶粒在冷却过程中被重新氧化。
图1是本发明的结构示意图；其中，1、底端支架，2、减速机，3、联动链条控制开关，
4、固定支架，5、滚轮，6、联动链条，7、预热炉管，8、预热炉自动控温仪，9、烧结炉自动控温仪，10、分段隔板，11、拆卸式手柄，12a.预热炉管进气孔，13a.预热炉管出气孔，12b.烧结炉管进气孔，13b.烧结炉管出气孔，17a、预热炉管保温棉，17b、预热炉管保温棉，18a、烧结炉管保温砖，18b、烧结炉管保温砖，19a、预热炉管外加热器，19b、烧结炉管外加热器，20、烧结炉管，21、陶粒收集器，22、陶粒收集器进气孔，23、陶粒收集器出气孔，24a、预热炉管热电偶，24b、烧结炉管热电偶，25a、预热炉的炉门，25b、烧结炉的炉门。图2是分段隔板的结构示意图；其中，14、具有拱形缺口的固定块，15、拱形活动块。图3是推杆的结构示意图；其中，16、加长推杆。图4是实施例2的陶粒照片，左图是生陶粒，右图是可调双控温复合式陶粒烧结回转炉内烧制的超轻陶粒样品。图5是图4中的陶粒在水中的沉浮情况。左图是生陶粒，沉于水下；右图是可调双控温复合式陶粒烧结回转炉内烧制而成的超轻陶粒样品。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例1 :一种气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，包括预热炉管7、减速机2、底端支架1、分段隔板10和烧结炉管20，所述预热炉管7和烧结炉管20的外层分别设置有加热器；所述预热炉管7和烧结炉管20内设置有热电偶。所述预热炉管7外层设置的加热器19a和预热炉管内设置的热电偶24a分别与预热炉管自动控温仪8连接；所述烧结炉管20外层设置的加热器19b和烧结炉管内设置的热电偶24b分别与烧结炉自动控温仪连接9 ;减速机共设2个分别对应于预热炉管7和烧结炉管20。所述减速机2安装在底端支架I上，底端支架I与炉体的壳体之间固定连接，2个减速机2通过联动链条6分别与预热炉管7和烧结炉管20的尾部连接，减速机2上设有用于控制联动链条的转动与否及转动方向的控制开关3。预热炉管7和烧结炉管20的外侧底部各装有2个滚轮，所述滚轮5固定在固定支架4上；烧结炉的炉门外还配有陶粒收集器21，在收集烧成的陶粒时与烧结炉管20连接。所述的分段隔板10安装在固定支架4上，固定支架4固定在壳体上，所述的分段隔板10包括具有拱形缺口的固定块14和拱形活动块15，所述拱形缺口的形状和拱形活动块15的外形相适应，所述拱形活动块15在拱形缺口内活动设置形成推料通道。所述拱形活动块15的一端设置有拆卸式手柄11。所述的加热器的外层分别设置有保温层，所述的保温层包括由内而外设置的保温砖18和保温棉17。所述预热炉包括炉门25a、预热炉管7、进气口 12a和出气口 13a ;所述的进气口12a设置在炉管靠近炉门中心处，所述的出气口 13a设置在炉管另一端尾部上；烧结炉包括炉门25b、烧结炉管20、进气口 12b和出气口 13b ;所述的进气口 12b设置在炉管炉门中心处，所述的出气口 13b设置在炉管另一端尾部上；所述陶粒收集器21上包括进气孔22和出气孔23，当收集陶粒时，打开烧结炉的炉门25b，使陶粒收集器21与烧结炉管20紧密相连。实施例2 :气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉的工作方法使用实施例1的气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，利用脱水污泥和黄河沙制成的生陶粒(如图4的左图、图5的左图)，按以下步骤进行烧结。I)通过预热自动控温仪和烧结自动控温仪分别设置预热炉管的预热温度为3500C _450°C和烧结炉管的烧结温度为950°C -1050°C ；2)打开链条联动控制开关，使预热炉管与烧结炉管同时转动；3)打开预热炉管和烧结炉管的进气口，通入N2气体，保持炉膛内贫氧的环境；
4)打开预热炉的炉门，用推杆将生陶粒推至炉中，迅速关闭预热炉的炉门，使陶粒在贫氧的环境下，温度为350°C _450°C，预热15-25min ；5)预热完成后，打开预热炉门和分段隔板，用推杆将预热好的陶粒推至烧结炉中，使陶粒在贫氧的环境下，温度为950°C -1050°C，烧结10-20min。6)烧结完成后，打开烧结炉的炉门，迅速罩上通入N2气体的陶粒收集器，用推杆将烧结完成的陶粒推至陶粒收集器内冷却。陶粒收集器在安装之前，先通15min的N2气体，使其内部保持缺氧的气氛，安装之后，依然保持N2通气状态，从而有效地保护刚出炉的高温陶粒不被重新氧化。烧成的超轻陶粒如图4的右图、图5的右图所示。
权利要求
1.一种气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，包括预热炉管、减速机、支架、分段隔板和烧结炉管，预热炉管和烧结炉管的外层分别设置有加热器，预热炉管和烧结炉管内分别设置有热电偶，并与自动温度控制仪相连接；分段隔板安装在预热炉管和烧结炉管之间。所述的减速机为2个均安装固定在支架上，支架分别与预热炉和烧结炉的壳体固定连接，该2个减速机通过联动链条分别与预热炉管和烧结炉管连接以使预热炉管和烧结炉管转动，减速机上设有用于控制联动链条转动开启及转动方向的控制开关； 所述的烧结炉外还设有气氛可调的陶粒收集器，在收集烧成的陶粒时与烧结炉管连接；所述的陶粒收集器设有进气孔和出气孔，用于调节陶粒收集器内的气氛，保护刚出炉的高温陶粒不被氧化。
2.如权利要求1所述的气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，其特征在于所述预热炉管和烧结炉管的外侧底部都各配有滚轮2个，滚轮安装在炉体两侧的固定支架上。
3.如权利要求1所述的气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，其特征在于所述预热炉管包括炉门、炉管、进气口和出气口，所述的进气口位于靠近炉门的炉管一端的中心处，所述的出气口位于炉管另一端。
4.如权利要求1所述的气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，其特征在于所述烧结炉管包括炉门、炉管、进气口和出气口，所述的进气口位于靠近炉门的炉管一端的中心处，所述的出气口位于炉管另一端。
5.如权利要求1所述的气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉，其特征在于所述的加热器的外层设置有保温层；所述的保温层由内而外设置保温砖和保温棉。
6.权利要求1-5任一项所述的气氛可调式双控温段陶粒烧结回转炉的工作方法，包括步骤如下 (1)通过预热炉自动控温仪和烧结炉自动控温仪分别设置预热炉的预热温度和烧结炉的烧结温度； (2)打开链条联动控制开关，使预热炉管与烧结炉管同时转动； (3)打开预热炉管和烧结炉管的进气口，调节炉膛内的气氛； (4)打开预热炉的炉门，用推杆将需要生产的生陶粒推至炉中，关闭预热炉的炉门，预热15-25min，此过程中炉管一直保持匀速转动； (5)预热完成后，同时打开预热炉门和分段隔板，用推杆将预热的陶粒推至烧结炉中，烧结 10-20min ； (6)烧结完成后，打开烧结炉的炉门，在该炉门口罩上通入N2或惰性气体的陶粒收集器，用推杆将烧结完成的陶粒推至陶粒收集器内冷却；陶粒收集器在安装之前，先通一定时间的N2或惰性气体，安装之后，依然保持N2通气状态，直至烧成的陶粒冷却完成。
全文摘要
本发明涉及一种气氛可调双控温复合式陶粒烧结回转炉及其工作方法。该陶粒烧结回转炉包括管式预热炉、减速机、支架、分段隔板和管式烧结炉，预热炉管和烧结炉管的外层分别设置有加热器，管内分别设置有热电偶，并与自动温度控制仪相连接；减速机通过联动链条带动预热炉和烧结炉转动；所述的烧结炉外还设有气氛可调的陶粒收集器。本发明集预热、烧结为一体，可匀速转动，且预热烧结气氛可调。本发明配置合理，可实现陶粒烧结的连续生产。
文档编号C04B33/32GK103047855SQ201310004840
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者岳钦艳, 岳东亭, 高宝玉, 王勃, 李雁杰, 何红桃, 王小娟, 张晓伟 申请人:山东大学