一种玄武岩鳞片的生产装置及调控方法与流程

本发明属于机械加工设备技术领域，尤其涉及一种玄武岩鳞片的生产装置及调控方法。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：玄武岩鳞片是以玄武岩为原料，在1450-1550℃熔融后，通常采用吹泡吹制成壁厚为微米或纳米级壁厚的球体，经破碎而成，除具有高强度、高模量等特点外，还具有耐高/低温性、耐酸碱、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、防火阻燃等优异性能，因此玄武岩鳞片广泛用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料及建筑等领域，特别是在海洋环境下，对各种设备、设施具有很强的腐蚀性，采用在环氧树脂中添加玄武岩鳞片作为骨料，制成的涂料，有效地提高了耐腐蚀性能。

现有技术中，由于玄武岩溶液具有一定的粘度，鳞片形成仓下部熔料窄缝出口宽度不能小于15微米，又因为真空引料机真空压力有限，所以只能生产厚度为5微米以上的玄武岩鳞片。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的玄武岩生产中，由于真空引料机真空压力有限，只能生产厚度为5微米以上的玄武岩鳞片，不能满足使用要求。

解决上述技术问题的难度在于：其玄武岩熔液的成型温度范围很窄原有静止状态下的鳞片成型装置难以满足超薄(或纳米级)鳞片生产的要求。成型装置的高速旋转产生的离心力加快了玄武岩熔液的出料速度和鳞片形成仓中产生的负压风速的增大都会在成型过程中拉薄了鳞片的厚度。

解决上述技术问题的意义在于：目前世界各国高端重防腐涂料中，基本都添加不同比例的无机非金属鳞片材料。由于防腐涂层内鳞片叠加排列结构可以有效阻断涂层内残留气泡，同时提高了涂层的耐冲击强度和耐磨性能，同时避免涂层龟裂和剥落，现使用最多的是玻璃鳞片和云母鳞片。由于玻璃鳞片是多种材料按一定的成分比例配制加工而成，因此生产成本比较高。而云母鳞片属天然形成材料，因此厚度均匀性差别很大。不但玄武岩鳞片的耐酸碱性能及抗拉强度、耐候性、等指标均优于玻璃鳞片。而且玄武岩属天然单一组份材料，因此玄武岩鳞片的生产成本远远低于玻璃鳞片的配合料生产成本。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种玄武岩鳞片的生产装置及调控方法。

本发明是这样实现的，一种玄武岩鳞片的生产装置，设置有鳞片形成仓；

离心形成器，固定安装在所述鳞片形成仓的上端，并与所述鳞片形成仓相连通；

陶瓷轴承，套装在所述离心形成器的外部；

熔料窄缝出口，嵌装在所述离心形成器的外壁上；

离心形成器驱动齿轮，固定安装在所述离心形成器的驱动端；

离心形成器驱动马达，齿接所述离心形成器驱动齿轮。

进一步，所述离心形成器的上端通过熔料管连通熔化炉，所述熔料管的外部固定安装有可通电加温的接线端子，所述熔化炉的炉壁内固定安装有三相电极；

所述熔化炉通过输料管连通加料机，所述加料机的上端固定安装有上料斗。

进一步，所述鳞片形成仓的下端通过真空引料装置连通鳞片回收仓，所述鳞片回收仓的上端焊接有排风口，所述排风口的内部焊接有过滤网。

本发明的另一目的在于提供一种所述玄武岩鳞片的生产装置的调控方法，所述调控方法包括：

离心器驱动电机的旋转，电机末端的主动齿轮与从动轮啮合，使离心形成仓高速旋转，产生真空离心力玄武岩熔液即从离心形成器四周的铂铑合金窄缝出料口片状甩出，真空引料装置迫使熔料管管口处的空气被动吸入带动成型玄武岩鳞片在鳞片形成仓的出口一起吹出到鳞片回收仓中；

在鳞片形成仓出口处安装压差式风速传感器，实时测量出口的风速，出口的风速与离心形成器入口处的真空力形成正比，测量出真空力的大小，由于风速的增加使鳞片成型时的牵引速度拉薄了鳞片成型时的厚度，将风速变为模拟量信号传送给控制系统的plc主机，将真空装置驱动转速及离心形成器的驱动马达之间行程闭环控制。

进一步，根据玄武岩鳞片生产中在线随机取样检测厚度，鳞片成型厚度尺寸低于所需标准厚度时降低鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc输出信号，降低驱动电机和真空引料装置的转速。

进一步，鳞片成型厚度尺寸高于所需标准厚度时升高鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc信号，提高驱动电机和真空引料装置的转速，使离心形成器的出口的风速保持恒定，通过闭环控制实现离心形成器入口处真空力和离心形成器的离心力的恒定。

本发明的另一目的提供一种一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的调控方法。

本发明的另一目的提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的调控方法。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：由于离心形成器转速数可在0-6000转之间调整，因此熔料窄缝出口由原来15微米可以缩小至5微米。离心形成器转数达到5000转左右时，可在熔料窄缝出口中甩出厚度为1-2微米超薄鳞片。改进后鳞片厚度调整范围可根据离心形成器驱动马达转速变化进行调整，转速低则鳞片厚，转速高则鳞片薄。

附图说明

图1是本发明实施例提供的鳞片形成仓的内部结构示意图。

图2是本发明实施例提供的玄武岩鳞片的生产装置的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的玄武岩鳞片zeta电位检测图。

图中：1、上料斗；2、加料机；3、输料管；4、熔化炉；5、三相电极；6、熔料管；7、引电端子；8、离心形成器；9、氧化锆陶瓷轴承；10、铂铑合金熔料窄缝出口；11、离心形成器驱动齿轮；12、离心形成器驱动马达；13、鳞片形成仓；14、真空引料装置；15、鳞片回收仓；16、过滤网；17、排风口；18、压差式风速传感器；19、b型热电偶传感器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种玄武岩鳞片的生产装置，下面结合附图1至图3对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的一种玄武岩鳞片的生产装置中原料输送部分包括上料斗1、上料机2及输料管3；玄武岩熔化部分，包括采用三相电极5加热的熔化炉4及带有单相电加热铂铑合金的熔料管6和电加热引电端子7；所述的鳞片形成部分，包括用陶瓷轴承固定的耐高温高纯石墨制成的离心形成器8和鳞片形成仓13，离心形成器8装有陶瓷轴承9，用单相电加热保温，离心形成器8上部正中与熔料管6连接，离心形成器8下部四周中间开有多个铂金窄缝出料口10，离心形成器8的驱动端通过离心形成器驱动齿轮接离心形成器驱动马达12，鳞片形成仓13下部为漏斗形；所述的真空引料部分为真空引料装置14，进风口通过管路与鳞片形成仓下部漏斗出口连接，出风口通过管道与鳞片回收仓15进口连接；所述鳞片回收部分，为一个鳞片回收仓15，罐体上部装有排风口17，排风口17与罐体之间装有鳞片过滤网16，罐体下部为出料口。

由于离心形成器转速可在0-6000转之间调整，通过石墨离心器驱动电机的旋转，电机末端的主动齿轮与从动轮啮合，使离心形成仓高速旋转，产生真空离心力玄武岩溶液即从离心形成器四周的铂铑合金窄缝出料口片装甩出，真空引料装置迫使熔料管管口处的空气被动吸入带动成型玄武岩鳞片在鳞片形成仓的出口一起吹出到鳞片回收仓中。在鳞片形成仓出口处安装压差式风速传感器，实时测量出口的风速，因出口的风速与离心形成器入口处的真空力形成正比，所以就可以测量出真空力的大小，把风速变为模拟量，4～20毫安信号传送给控制系统的plc主机，将真空装置驱动转速及离心形成器的驱动马达之间形成闭环控制。根据玄武岩鳞片生产中在线随机取样检测其厚度，当鳞片成型厚度尺寸低于所需标准厚度时降低鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc输出信号，降低驱动电机和真空引料装置的转速，当鳞片成型厚度尺寸高于所需标准厚度时升高鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc信号，提高驱动电机和真空引料装置的转速，从而使离心形成器的出口的风速保持恒定，即通过闭环控制实现了离心形成器保证了入口处真空力和离心形成器的离心力的恒定，使生产出的鳞片厚度均匀一致。

本发明提供一种所述玄武岩鳞片的生产装置的调控方法，所述调控方法包括：

离心器驱动电机的旋转，电机末端的主动齿轮与从动轮啮合，使离心形成仓高速旋转，产生真空离心力玄武岩溶液即从离心形成器四周的铂铑合金窄缝出料口片装甩出，真空引料装置迫使熔料管管口处的空气被动吸入带动成型玄武岩鳞片在鳞片形成仓的出口一起吹出到鳞片回收仓中。

在鳞片形成仓出口处安装压差式风速传感器，实时测量出口的风速，出口的风速与离心形成器入口处的真空力形成正比，测量出真空力的大小，将风速变为模拟量信号传送给控制系统的plc主机，将真空装置驱动转速及离心形成器的驱动马达之间形成闭环控制。

根据玄武岩鳞片生产中在线随机取样检测厚度，鳞片成型厚度尺寸低于所需标准厚度时降低鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc输出信号，降低驱动电机和真空引料装置的转速。

鳞片成型厚度尺寸高于所需标准厚度时升高鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc信号，提高驱动电机和真空引料装置的转速，使离心形成器的出口的风速保持恒定，通过闭环控制实现离心形成器入口处真空力和离心形成器的离心力的恒定。

下面结合具体应用对本发明作进一步描述

本发明得到的熔料窄缝出口由原来15微米可以缩小至5微米。离心形成器转数达到5000-6000转左右时，可在绒料窄缝出口中甩出厚度为1-2微米超薄鳞片。改进后鳞片厚度调整范围可根据离心形成器驱动马达转速变化进行调整，转速低则鳞片厚，转速高则鳞片薄。

以下为所述工业化试验设备离心形成器转数达到4950转时，所取21个样品实样检测结果厚度在0.93-1.63微米之间，平均厚度为1.29微米。

本发明的实施及设备采用三相电极全电熔窑，80％以上地区的玄武岩矿石都可以作为其熔制原料(其原料成分如下表范围)：

熔料窑炉全部采用41号无缩孔电熔锆刚玉材料砌筑，三相电极采用150mm厚的氧化锡电极，由plc智能恒功率变频温控程序控制一台95kw三相风冷干式变压器供电对玄武岩碎石料加温熔化。窑炉液面控制系统与加料机闭环控制自动加料。电加热输料管(由铂铑合金材料制成：铂78％，铑22％)具有较好的高温机械强度及通电加温功能，其入口安装在熔料炉的中心位置(为熔炉内的高温中心区)，能将熔炉内熔化最充分、最纯净的玄武岩熔液引流至石墨离心形成器中，玄武岩熔液的特性是温度高粘度低、温度低粘度大。玄武岩熔液在电加热输料管流动的过程中由b型热电偶读取其温度信号(根据玄武岩原料的化学成分差异，一般控制在1325-1368℃之间即可以找到不同成分玄武岩原石制做鳞片成型的合适温度)传输给智能温控plc系统从而控制电加热输料管的通电加温将流入离心形成器当中的玄武岩溶液温度调整到合适的成型粘度工艺范围内。通过石墨离心器驱动电机的旋转，电机末端的主动齿轮与从动轮啮合，使离心形成仓高速旋转，产生真空离心力玄武岩溶液即从离心形成器四周的铂铑合金窄缝出料口片状甩出，真空引料装置迫使熔料管管口处的空气被动吸入带动成型玄武岩鳞片在鳞片形成仓的出口一起吹出到鳞片回收仓中。在鳞片形成仓出口处安装压差式风速传感器，实时测量出口的风速，因出口的风速与离心形成器入口处的真空力形成正比，所以就可以测量出真空力的大小，把风速变为模拟量，4～20毫安信号传送给控制系统的plc主机，将真空装置驱动转速及离心形成器的驱动马达之间形成闭环控制。根据玄武岩鳞片生产中在线随机取样检测其厚度，当鳞片成型厚度尺寸低于所需标准厚度时降低鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc输出信号，降低驱动电机和真空引料装置的转速，当鳞片成型厚度尺寸高于所需标准厚度时升高鳞片形成仓出口风速的设定值，通过plc信号，提高驱动电机和真空引料装置的转速，从而使离心形成器的出口的风速保持恒定，即通过闭环控制实现了离心形成器保证了入口处真空力和离心形成器的离心力的恒定，使生产出厚度1-2微米和厚度1微米以下均匀一致的玄武岩鳞片。

玄武岩鳞片和玻璃鳞片的测评结果为：

化学组分：

玄武岩鳞片与玻璃鳞片成分大致相同，均以sio2为主，但具有更高含量的al2o3，fe2o3，而na2o的含量则偏低。

玄武岩鳞片及玻璃鳞片成分表(wt.％)

如图3所示，zeta电位是表征分散系稳定性的有效指标，点位绝对值代表其稳定性大小，正负代表所带电荷种类。玄武岩鳞片为-17.9mv，表明玄武岩鳞片的分散更为稳定。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘solidstatedisk(ssd))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。