专利名称：粉煤灰制品烧结炉、烧结方法及其配方的制作方法
技术领域：
本发明涉及粉煤灰制品烧结炉、粉煤灰制品烧结方法以及粉煤灰陶粒配方。
背景技术：
粉煤灰陶粒作为轻骨料，粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原料，经计量、配料、成型、 烧结而制成的一种人造轻骨料。粉煤灰陶粒一般是圆球形，粗糙而坚硬，在抗冻性、吸水率、 安定性、软化系数等方面具有很强的耐久性，而且用粉煤灰陶粒制造的混凝土比用天然石 料生产的混凝土强度大。因此粉煤灰陶粒已被广泛用来配制各种用途的高强度轻质混凝 土。根据需要，可以配制不同标号的素陶粒混凝土和预应力陶粒混凝土，可用预制、现浇、滑 升模板、机械成型等施工方法，制成隔热围护、承重用构件、粉煤灰陶粒空心砌块、多孔砖、 地面砖、标准砖、保温隔热墙板等高强轻质新型建筑材料。因此，粉煤灰陶粒的生产已经成为建筑行业的一个热门领域。中国发明专利公开 说明书CN2515627Y公开了一种粉煤灰陶粒机械立窑，它是由除尘器和排气道与钢制窑体 构成，钢制窑体上端设置除尘器和排气道与进料口及布料器，炉膛底端设置下料器和出料 通道与出料口，粉煤灰陶粒内燃焙烧，粉煤灰陶粒在窑膛内流动焙烧不易粘结。然而，其燃 烧过程产生大量的废气和粉尘，不符合环保要求，而且流动焙烧要求对待烧结的粉煤灰生 料球的粘结强度要求高，同时限制了粉煤灰的利用效率。中国发明专利公开说明书CN1186^9C公开了一种粉煤灰陶粒的制造方法，其配 方按重量计为粉煤灰85 95份，粘土 5 8份，烟道灰0 5份，水玻璃1 3份，配置方 法为将上述配合料混合加入搅拌机内搅拌混合均勻，加入盘式造粒机的成球盘内；将水玻 璃预先配置成0. 01 0. 02%的水溶液，喷在盘内的混合物上，在成球盘内滚动成球，过筛 除去粒径0.8mm以下的粉末，筛过的球置于窑内焙烧，温度控制1300° 1500°，一般焙烧 1 2小时，然后在窑内冷却至600°C 800°C出窑，自然冷却，然后利用破碎机破碎成粒径 为3 20mm的陶粒产品。中国实用新型专利公开说明书CN2748853Y公开了一种用烧结法生产高强粉煤灰 陶粒的设备，包括焙烧装置和物料输送机构，焙烧装置包括预热室、点火室、点火灶和弱、 中、强三级焙烧风箱，物料输送结构包括料车、轨道、动力机构和料车换向机构，轨道为水平 布置，并形成环状，焙烧过程靠粉煤灰自燃，使能耗大大降低。然而采用这种粉煤灰烧结设 备，粉煤灰烧结工序多，设备复杂，成本投入非常大，不利于推广使用。该制造方法得到的生料球未必能烧成陶粒，因为各电厂设备不同，得到的粉煤灰 的成分也各不相同，有的粉煤灰的含碳量在0.02%，而有的电厂的粉煤灰含碳量在18 %， 这两种情况下都不能烧结成球。我国现在已经有用烧结机、回转窑烧结粉煤灰陶粒的先例，但却因为设备本身的 性能所限制，生产效率低、能耗高、环境污染严重所以一直形不成规模。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生产效率高、节能并减少环境污染的粉煤灰制品烧结 炉，本发明的目的还在于提供一种适用于该烧结炉的烧结方法，本发明还提供一种适用于 该粉煤灰制品烧结炉和烧结方法的粉煤灰陶粒配方。根据本发明的第一方面，提供了一种粉煤灰制品烧结炉，其包括炉体，具有炉内 壳和炉外壳，所述炉内壳内部形成容纳物料的炉腔，所述炉腔的上端为点火端，下端为引风 端；塔篦式卸料通风装置，可旋转地设置在所述炉腔的底端，支撑所述炉腔内的所述物料； 导流圈，为筒状，设置于所述炉内壳与所述炉外壳之间；环形风管，环绕设置在所述炉体外 部，具有引风口和与所述炉外壳相接的多个通风管道；以及引风设备，与所述引风口相连， 用于将所述炉腔中的高温空气从所述炉腔的引风端引出；其中，所述导流圈与所述炉内壳形成通路，该通路连通所述炉腔的引风端和所述 多个通风管道，使所述炉腔中的高温空气在所述通路中沿所述炉内壳外侧流动，用于对所 述炉腔的周边区域加热。根据本发明的第二方面，提供了一种通过上述粉煤灰制品烧结炉实现的烧结方 法，其特征在于，包括以下步骤点燃炉腔中的物料，引风设备向炉腔中提供负压，使所述物 料在所述炉腔中逐渐烧结，并将所述炉腔中的高温空气从所述炉腔的引风端引出，所述炉 腔中的高温空气在所述通路中沿所述炉内壳外侧流动，对所述炉腔的周边区域加热，引风 设备通过所述环形风管将所述高温空气从所述炉体中引出。与现有技术相比，该烧结炉通过塔篦式卸料通风装置既可进行卸料，又可进行通 风，结构简单，操作方便；产生的粉尘大部分被炉腔中的物料所吸附和过滤，因而具有环保 的特点；通过在炉体的内壳与外壳之间设置导流圈，使导流圈与炉内壳之间形成连通炉腔 的通路，并通过在炉体外部设置与引风设备连接的环形风管，在引风设备的作用下，能够使 炉腔中的高温空气在整个炉体圆周上沿通路向上流动，从而使烧结过程中产生的高温热量 均勻地对整个炉腔的周边区域进行二次加热，实现热量的再利用，具有节能的优点；并能够 有效地平衡炉内温度，使烧结均勻，从而提高成品率。根据本发明的第三方面，提供了一种粉煤灰陶粒配方，该配方通过上述烧结炉与 烧结方法烧结出高强度的粉煤灰陶粒，该配方的特征在于，包括以重量份计，粉煤灰90 97份，添加剂0. 001 1份，粘结剂2 10份；其中，粉煤灰和添加剂组成的混合物的化学 成分，以重量份计，为:Si0250 60份，Al20320 30份，Fe2037 10份，Ca02 6份，K2O 0. 1 0. 3份，Nei2O 0. 1 0. 3份，MgO 0 0. 2份，C 5 8份。其中，粘结剂为碱性物质。在该粉煤灰陶粒配方中，通过控制Al2O3含量为20 30份，SiO2含量为50 60 份，CaO含量为2 6份，以及使用碱性物质作为粘结剂，可在烧结后提高粉煤灰陶粒的筒 压强度和堆积密度并减小吸水率，因此该粉煤灰陶粒配方烧制出的粉煤灰陶粒具有强度高 的优点。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了优选实施例并与说 明一起用来说明本发明的原理。附图中图1是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的结构示意6
图2是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉底部的俯视剖视图；图3是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的炉衬结构示意图；图4是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的下体结构示意图；图5是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的塔蓖的篦板示意图；图6是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的塔篦的卸料盘示意图；图7是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的电控气动插板阀的结构 示意图；图8是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的布料器和双向给料器的 结构示意图；图9是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的点火器的结构示意图；图10表示图9中点火器的篦条；图11是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的抹面刮料器的结构示意 图；图12是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结设备的生产线的主视示意 图；图13是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结设备的生产线的俯视示意 图；图14是根据本发明另一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的结构示意图；
具体实施例方式以下结合附图详细说明本发明的优选实施例。在附图中，相同的部件用同一标号表不。图1为根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉1的结构示意图，如图所示， 烧结炉1包括炉体10、塔篦式卸料通风装置40、环形风管72和上溜管55。炉体10包括炉内壳13、炉外壳14、炉衬11，其中，炉衬11内部形成炉腔12，炉内 壳13包围在炉衬11的外侧，该炉内壳13与炉外壳14之间形成的空间为热风套18，该热风 套18中设置有导流圈15，该导流圈15为筒状并与炉内壳13形成连通炉腔12的通路，通过 引导炉腔12中的高温空气在该通路中沿炉内壳13流动从而将高温空气的热量传递给炉腔 12的周边区域，实现对炉腔12的二次加热。塔篦式卸料通风装置40位于炉体10中的炉腔12的底端，在烧结过程中，塔篦式 卸料通风装置40是静止不动的，以便托住炉腔12中的粉煤灰生料球30，在烧结后，塔篦式 卸料通风装置40转动，以便破碎可能结块的生料球30，并通过刮料板41将烧结成功的粉煤 灰陶粒刮入上溜管55中，上溜管55上设有电控气动插板阀60和高压喷嘴65，在烧结过程 中，电控气动插板阀60闭合上溜管55，在烧结后，电控气动插板阀60打开卸料。环形风管72环绕设置在炉体10的外部下方，该环形风管72设有引风口 53和6 个连通管73，引风口 53上设有变频引风机70和电控风阀75，6个连通管73与炉外壳14相 连并连通炉外壳14与导流圈15形成的通路。其中，变频引风机70用于改变引风量，电控 风阀75用于调节引风口 53的通风面积。在点火前，控制器(未示出)控制变频引风机70 开启并将炉腔12和风箱50中的空气抽出，从而产生负压，以便在装有粉煤灰生料球30的炉腔12中形成自上而下的气流。在炉体10的上端设有点火器20，点火器20在炉腔12的 负压作用下，形成向下燃烧的火焰，以点燃粉煤灰生料球30。下面结合上述粉煤灰制品烧结炉的结构示意图来说明根据本发明的粉煤灰制品
烧结方法。将粉煤灰按照配方，配置成成分适宜的混和料，搅拌均勻后加水，用盘式成球机制 成C 5 C 20的圆球体，即生料球30，装入烧结炉1中，控制器控制变频引风机70开启后， 点火器20在烧结炉1上方点火，同时由变频引风机70根据温度需要改变风机频率，加大引 风量将生料球30点燃，点火5分钟后点火器20移走，由于变频引风机70自上而下引风，使 火焰从烧结炉1上方向下燃烧，并且通过设置在炉腔12中的温度传感器(未示出)检测到 炉腔12的温度变化后向控制器(未示出)发送信号，该控制器控制变频引风机70改变风 机频率和控制电控风阀75改变通风面积，通过改变引风量从而调节炉腔12的温度，将炉内 温度控制在规定范围。在烧结过程中，变频引风机70先将炉腔12中的高温空气引入风箱50，由于风箱 50与热风套18连通，高温空气被均勻地引入热风套18中，通过设置导流圈15使高温空气 在热风套18中首先沿炉内壳13与导流圈15形成的通路上升，将热量均勻地传递给炉腔12 的周边区域，从而给炉腔12的周边区域加热，由于炉腔12的中部温度高于周边温度，因此 对炉腔12的周边区域加热能够达到平衡炉腔12内部温度并对炉腔12进行二次加热的效 果，随后高温空气又在变频引风机70的作用下迂回进入炉外壳14与导流圈15形成的通路 内并沿该通路下降后通过6个连通管73进入环形风管72中，最后由引风机出口 71 (该引 风机出口 71连接除尘设备(未示出))排出。当炉内生料球30全部烧结完，成为粉煤灰陶粒成品后，通过控制器控制电控气动 插板阀60开启，并启动塔篦式卸料通风装置40将成品卸出。由于在生料球30自上而下地烧结过程中，生料球30被依次烘干、预热、燃烧、烧 结、冷却，无需其它设备进行烘干、预热和冷却。这些过程都在炉内完成，通过在烧结过程中 使用二次加热的方法，能够平衡炉内温度，使烧结均勻，同时结合变频引风机的变量引风方 式，可有效控制炉内温度并节约能源，降低成本，提高成品率，因此该工艺的核心是上点火、 下引风，传导性烧结，密封好，烧结均勻，成品率高达95%以上，烧结过程不需要燃料，由于 料层厚，也将粉尘过滤后，阻隔在炉内，所以无粉尘排出，该工艺特点是节能(燃烧过程不 需要能源)、环保(不排尘)、吃灰量大(粉煤灰掺量达90%以上)、成品率高(95%)。下面结合图2至图11详细说明根据本发明优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的具 体构造。图2是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉1底部的俯视剖视图，如图 所示，在本实施例中，变频引风机70通过引风口 53，与环形风管72连通，环形风管72通过 6个连通管73，与热风套18连通，导流圈15设置于热风套18中，即炉内壳13与炉外壳14 之间，并将热风套18分隔成两条通路，即炉外壳14与导流圈15之间形成炉外壳14通路， 炉内壳13与导流圈15之间形成炉内壳13通路，该炉内壳13通路与风箱50连通。具体地，结合高温空气在烧结炉1内的流动路线详细说明图2所述的结构，首先， 炉腔12内的高温空气在变频引风机70的作用下，通过后述的通风孔47被引入风箱50中， 由于风箱50与炉内壳13通路连通，因此高温空气被均勻地引入到热风套18中并沿炉内壳13通路流动，如图1所示，在导流圈15的作用下，高温空气在整个炉内壳13通路先沿着炉 内壳13上升，从而给炉腔12的周边区域加热，之后由于导流圈15改变了高温空气的流动 路线，使该高温空气迂回进入炉外壳14通路，并沿着炉外壳14下降，通过炉外壳14上连接 的6个连通管73，被引入到环形风管72中，并经过引风口 53，由引风机出口 71排出。由于 6个连通管73在整个烧结炉1圆周位置上均布，因此高温空气在变频引风机70和6个连通 管73的共同作用下能够在烧结炉1的整个圆周内沿炉内壳13通路流动，从而均勻地给炉 腔12的整个周边区域加热，使烧结更加均勻。以上所描述的引风装置结构只是实施例而已，然而并不局限于此，例如上述连通 管73的数量并不限于6个，并且可沿着环形风道72的圆周均布，也可沿着环形风道72圆 周不均勻分布，导流圈15也可根据实际需要设置于热风套18中的任意位置。图3是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉1的炉衬11的结构示意图， 如图所示，炉体10垂直放置，其中包括内衬耐火材料层11，该内衬耐火材料层11的上端面 上安装有密封材料16，该密封材料16用于对点火器20和炉体10之间进行密封，在本实例 中，内衬耐火材料层11内部形成炉腔12，该炉腔12为圆台形，上口直径小下口直径大，高度 H的值可以在1000 3000mm之间，优选地是2000mm ；内径Dl的值优选为1000 3000mm， 壁厚优选为80 IOOmm ；锥度优选为1 35。通过使炉腔12形成为上口直径小的圆台形，一方面可降低炉腔12的周边风量、减 小热量损失；另一方面可保证出料顺畅。以上所描述的炉体形状和结构只是实例而已，然而并不局限于此，在熟知本发明 方法的情况下，本领域普通技术人员很容易想到，炉体的形状可以是锥形、倒锥形或其它的 形状，炉体可以垂直设置，也可以倾斜放置，另外，炉体还可以设置传感器，来感测炉腔中的 温度变化，而得知烧结进行的程度以及判断是否有故障产生。图4是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉1的下体结构示意图，其中 包括塔篦式卸料通风装置40、上溜管55和支架90。其中，上溜管55上设置有电控气动插 板阀60和高压喷嘴65。在本实例中，塔篦式卸料通风装置40由塔篦99、主轴48、和驱动装置80组成。其 中，驱动装置80包括减速器83、驱动齿轮85和电机81，优选地，减速器83为摆线针轮减速 器，电机81为普通电机；主轴48由45#钢制造，一端被支承在位于支架90上的轴承座体49 上，另一端固定连接在塔篦99的下方；塔篦99伸入炉腔12中，且塔篦99的边缘与炉腔12 的侧壁之间设有100 300mm的间距，该塔篦99包括篦板43、风箱50、卸料盘42，其中篦板 43由ZG35铸钢或A3钢板制造，其上设置有方尖式破齿45和宽度为10毫米长度为100毫 米的不均布的通风孔47 ；卸料盘42由45#钢制造，用于固定篦板43和连接主轴48，该卸料 盘42上设有向下延伸的至少一个刮料板41 ；风箱50设置于篦板43和卸料盘42之间，通 过篦板43上的通风孔47与炉腔12连通。具体地，在烧结完成后，由于粉煤灰陶粒比粉煤灰生料球30的重量轻，通过设置 在炉腔12底部的容重传感器(未示出)检测到炉内重量的变化并向控制器(未示出)发 送信号，控制器关闭变频引风机70并开启塔篦式卸料通风装置40的驱动装置80从而驱动 主轴48缓慢转动，该主轴48带动塔篦99旋转，由于塔篦99的篦板43上设置有方尖式破 齿45，在旋转时塔篦99可以破碎炉腔12中的块状粉煤灰陶粒，并通过安装在塔篦99的卸料盘42下面的刮料板41，将烧结成功后的粉煤灰陶粒刮入上溜管55中。图5是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的塔篦99的篦板43示意 图，如图所示，塔篦99顶部为圆锥形，底部为圆柱形，即篦板43在塔篦99顶部形成圆锥体 形状，在塔篦99底部形成圆柱体形状，该篦板43上设置有方尖式破齿45和多个通风孔47， 其中在篦板43上的多个通风孔47的位置分布不均勻，在篦板43中部的通风孔47的分布 密度比位于篦板43周边的通风孔47的分布密度大，即位于形成圆锥形状的篦板43上的通 风孔47的分布密度比位于形成圆柱形状的篦板43上的通风孔47的分布密度大。在烧结过程中，由于炉腔12中部属于高温区域，变频引风机70将助燃风由上炉口 引入炉内时，通过使多个通风孔47在篦板43中部的分布密度比位于篦板43周边的分布密度 大，从而使炉腔12中部的气流量大，炉腔12周边区域的气流量小，因此炉腔12中部的热量流 失比炉腔12周边区域的热量流失大，从而使炉内温度得到平衡，并且如图1所示，流失的热量 被引入热风套18中用于对炉腔12的周边区域加热，在平衡炉内温度的同时还可节约能源。图6是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的塔篦99的卸料盘42的示 意图，如图所示，位于塔篦99底部的卸料盘42的中心部设有安装孔84，用于连接主轴48， 在本实施例中，该卸料盘42采用轮状结构，中部掏空，仅通过4条轮辐88支承连接中心部 与盘边缘部分，并且通过在中心部的安装孔84上加装方形键从而固定连接主轴48，该卸料 盘42的盘边缘下方还设置有如图4所示的至少一个刮料板41。通过采用此种中空轮状结构，可在大幅减轻卸料盘42的重量的同时增加通过卸 料盘42的空气流量，从而使卸料盘42 —方面可降低驱动装置80的负载；另一方面，可减小 变频引风机70的引风阻力，具有节能的优点。图7是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的电控气动插板阀60的结 构示意图，如图所示，上、下溜管阳、56之间设置有电控气动插板阀60，该电控气动插板阀 60包括气缸62、阀架63、阀板61。在卸料时，阀板61能够在气缸62的带动下沿阀架63 在上溜管55和下溜管56之间上下滑动，从而打开或关闭上、下溜管55、56。具体地，在本实施例中，当烧结完成后，如前所述，通过容重传感器(未示出)向控 制器(未示出)发送信号，控制器控制气缸62工作，气缸62带动阀板61沿阀架63向上滑 动，打开上、下溜管阳、56，使烧结完成的粉煤灰陶粒沿上、下溜管55、56从炉腔12内卸出， 若遇到上、下溜管55、56阻塞可通过打开设置在上、下溜管55、56上的高压喷嘴65疏通阻 塞，其中高压喷嘴65的安装位置和喷射方向可根据需要作出调整。图8是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的布料器120和双向给料器 130的结构示意图。如图所示，双向给料器130由移动小车131和双向输送带133组成，通 过移动小车131双向移动和输送带133双向输送物料，可给两台或两台以上的移动式布料 器120输送物料，并因为移动布料器120纵向移动和双向给料器横向移动，能够均勻地将移 动布料器仓122装满物料。具体地，双向给料器130设在生料球供应装置110的下游，移动式布料器120布置 在双向给料器130的下游，它由移动小车125、料仓122、液压阀门121、123构成，液压阀门 包括液压缸121和锥形阀体123，当锥形阀体123随液压缸121下降时，粉煤灰生料球沿锥 形阀体123的锥面落下，这样可以均勻地布满烧结炉1，而不会形成锥形堆积。该移动式布 料器120的特点是通过移动小车125沿轨道22运行到任一烧结炉1上方，打开液压阀门121、123，将料仓122内粉煤灰生料球均勻地布满该烧结炉1。图9是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的点火器20的结构示意图， 移动式点火器20由移动小车27、点火器本体21、耐热炉篦23、和液压制动器25组成。主 要特点是移动小车27，可以在轨道22上行走，实现多炉点火，点火器本体21由钢板制成 圆柱形，内衬耐火材料。耐热炉篦23为长条形方管篦条。材质为再结晶碳化硅，耐热温度 1600°C以上，在1600°C烧结温度下，可连续运行一年以上，每根篦条为长方形，宽Wl优选为 50mm,高Hl优选为60mm，壁厚S优选为6mm，空心矩形(如图10所示)，该形状使篦条强度 高、重量轻、用料省、造价低。篦条间距40mm，可顺利使火焰在篦条间隔之间穿过。液压制动 器25可使点火器本体21升降，使点火器本体21座落在炉体10的端面上，炉体10的端面 上设置有密封材料16，使得点火器20和炉体10之间的接触，无缝隙，不漏风，热利用率提 高。在本实例中，篦条上堆放的燃料为焦炭200。容易想到，利用焦炭作为点火器原料，只是考虑到粉煤灰陶粒生产的成本因素而 已，也可以使用其它的手段，例如，利用煤气的、油料的点火器等。图11是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉的抹面刮料器140的结构 示意图。如图所示，移动式抹面刮料器140由移动小车145、刮板142、液压升降机构143、 减速电机141构成。具体地，通过设置在轨道22上的移动小车145，移动式抹面刮料器140 移动到已布好料的烧结炉1的上口，液压升降机构143下降，刮板142与料面接触后减速电 机141驱动刮板142旋转，把布料后的料面抹平，然后液压升降机构143上升，带动减速电 机141和刮板142回到原来位置，移动小车145移动到下一个已布料的烧结炉1的上口。以上对移动式点火器20、移动式布料器120、移动式抹面刮料器140和双向给料器 130进行的描述仅是示意性的，在具体实例中，小车27、131、145、125可以由电动马达驱动， 也可以由液压马达驱动，并且在轨道22上还可设有行程开关，以定位移动式点火器20、移 动式布料器120、移动式抹面刮料器140和双向给料器130。图12、图13分别是根据本发明一优选实施例的粉煤灰制品烧结设备2的主视、俯 视示意图。如图11、图12所示，粉煤灰制品烧结设备2包括设置在烧结炉1上方的轨道 22 ；沿轨道22设置的多个烧结炉1 ；分别搭载在轨道22上并沿轨道22移动的布料器120、 抹面刮料器140和点火器20 ；以及控制器(未示出)。其中，通过在布料器120、抹面刮料 器140和点火器20上安装能够接收控制器发出的控制信号的驱动装置(未示出)，控制器 能够控制上述布料器120、抹面刮料器140和点火器20沿着轨道22移动并对任意上述烧结 炉1分别进行布料、抹面和点火操作。具体地，仅以其中一个烧结炉1为例对粉煤灰制品烧结的工序进行说明，控制器 控制移动式布料器120沿轨道22快速移动至该烧结炉1上方进行布料工序，完成后快速退 回原位，控制器控制移动式抹面刮料器140快速移动至该烧结炉1上方进行抹面工序，将布 料后的料面抹平，在抹面工序完成后控制器使刮料器140离开炉口，并使移动式点火器20 移动至该烧结炉1上方进行点火工序后，进入烧结工序。在烧结工序中，对烧结炉1中的粉 煤灰生料球进行烧结处理，将粉煤灰生料球烧结成粉煤灰陶粒。在烧结工序完成后，控制 器启动塔篦式卸料通风卸料器装置40并打开电控气动插板阀60，通过使塔篦式卸料通风 卸料器装置40旋转，破碎结块的粉煤灰陶粒并使粉煤灰陶粒从上溜管55排出，完成卸料工 序。在完成卸料工序后，控制器能够重新控制布料器120对该烧结炉1进行布料工序，从而能够连续循环地对粉煤灰生料球进行烧结处理，提高生产效率。另外，在粉煤灰制品烧结设备2中，通过设置轨道22，能够使多个烧结炉1共用布 料器120、刮料器140和点火器20，从而能够节省粉煤灰制品烧结设备2的占用面积，并降 低成本，而且在控制器的控制下，布料器120、刮料器140和点火器20可高效地对多个烧结 炉1分别进行布料、抹面和点火操作，使粉煤灰制品烧结设备2中的多个烧结炉1在短时间 内全部进入烧结工序，从而提高生产效率。进一步，可以设置多个粉煤灰制品烧结设备2并列，并利用分料装置对多个粉煤 灰制品烧结设备2的布料器120分别供料，从而构成粉煤灰制品烧结系统，能够以尽可能小 的占用面积设置更多的烧结炉1从而降低成本。如图12、13所示，作为一个例子，将两个粉煤灰制品烧结设备2并排排列，在两个 粉煤灰制品烧结设备2之间设置双向给料车130，对两个粉煤灰制品烧结设备2的布料器 120分别给料，从而能够以尽可能小的占用面积设置更多的烧结炉，以降低成本。另外，能够 由同一个控制器控制整个粉煤灰制品烧结系统，便于管理，并提高处理的可靠性和生产效率。图14为根据本发明另一优选实施例的粉煤灰制品烧结炉3的结构示意图。它与 图1不同之处在于，产生负压的变频引风机70设置在炉体10的外部上方，相应地，环形风 管72环绕设置于炉体10的外部上方并与变频引风机70连通，该环形风管72还通过多个 连通管73与热风套18连通。具体地，将生料球30装入炉腔12中，用点火器20在炉腔12上方点火，同时由变 频引风机70根据温度需要改变引风量将生料球30点燃，虽然变频引风机70设在炉体10 的外部上方，但由于塔篦式卸料通风装置40依然位于炉腔12的底端，因此炉腔12的上端 为点火端，下端为引风端，炉腔12中的高温空气被引入风箱50，并通过风箱50，均勻地被引 入热风套18中，通过在热风套18中设置导流圈15使高温空气沿炉内壳13与导流圈15形 成的通路上升，将热量均勻地传递给炉内壁，从而给炉腔12的周边区域加热，达到平衡炉 腔12内部温度的效果，随后高温空气可在热风套18顶部直接通过多个连通管73被变频引 风机70引入环形风管72并通过出风口 71排出，因此与图1所示的将变频引风机70设置 在炉体10外部下方的实施例相比，变频引风机70的引风阻力减小，从而具有节能的优点。下面详细介绍用于本发明粉煤灰制品烧结炉或设备中的粉煤灰陶粒的配方。原料配方如下以重量份计，粉煤灰> 90份，粘结剂< 10份，添加剂< 1份，粉煤 灰和添加剂组成的混合物的化学成分为，按重量份数计SW245 60份，Al20320 35份， Fe2O3 < 10 份，CaO < 4 份，K2O > 0. 1 份，Na2O > 0. 1 份，MgO < 2 份，C 5 8 份。其中，CaO、MgO是有害物质，含量越小约好；K20、Na2O是有益物质，含量越多越好。具体地，将粉煤灰陶粒配方优选如下范围粉煤灰90 97份，粘结剂2 10份， 添加剂0. 001 1份；其中，粉煤灰和添加剂组成的混合物的化学成分为是Si&50 65 份，Al20320 30 份，Fe2037 10 份，CaO 2 6 份，K2O 0. 1 0. 3 份，Na2O 0. 1 0. 3 份， MgO 0 2份，C 5 8份；其中，粘结剂为碱性物质，该粘结剂的塑性指数> 14。粘结剂可以是泡沫碱、粘土、水玻璃、造纸废液羧甲基纤维素钠等。添加剂可以为 有机物或无机物，包括粘土、碳、硅粉、羧甲基纤维素钠、水玻璃Na2C^SiO2等。其中，粘土、 水玻璃用于调整粘结剂塑性指数。
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在该粉煤灰陶粒配方中，通过控制Al2O3含量为20 30份，SW2含量为50 60 份，CaO含量为2 6份，以及使用碱性物质作为粘结剂，可提高烧结后的粉煤灰陶粒的 筒压强度和堆积密度并减小吸水率，使烧制而成的粉煤灰陶粒的技术指标达到堆积密度 710-800g/mm,筒压强度4_8MPa，吸水率小于22%，因此该粉煤灰陶粒具有高强度的优点。并且为保证筒压强度达到4-8MPa，在上述烧结过程中，还需将炉内温度控制在 1200 1300°C，因此使用本发明提供的粉煤灰制品烧结炉和烧结方法，能够严格控制炉内 温度，并具有节能环保的优点。以上仅为本发明的优选实施例而已，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明， 并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改、变化和省略。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
1.一种粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，包括炉体，具有炉内壳和炉外壳，所述炉内壳内部形成容纳物料的炉腔，所述炉腔的上端为 点火端，下端为引风端；塔篦式卸料通风装置，可旋转地设置在所述炉腔的底端，支撑所述炉腔内的物料；导流圈，为筒状，设置于所述炉内壳与所述炉外壳之间；环形风管，环绕设置在所述炉体外部，具有引风口和与所述炉外壳相接的多个通风管 道；以及引风设备，与所述引风口相连，所述炉腔中的高温空气从所述炉腔的引风端引出到所 述引风设备；所述导流圈与所述炉内壳形成通路，该通路连通所述炉腔的引风端和所述多个通风管 道，所述炉腔中的高温空气在所述通路中沿所述炉内壳外侧流动。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述塔篦式卸料通风装置 包括支撑轴、固定于卸料盘，所述卸料盘上固定有带多个通风孔的篦板，所述卸料盘上还设 有向下延伸的至少一个刮料板，所述篦板表面上设有若干突出的破碎齿。
3.根据权利要求2所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述多个通风孔在所述篦 板中部的分布密度比在所述篦板周边的分布密度大。
4.根据权利要求2所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述篦板与所述卸料盘之 间设置有风箱，所述风箱连通所述炉腔与所述通路。
5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所 述塔篦式卸料通风装置由驱动装置驱动旋转，所述驱动装置至少包括电机和减速器。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述引风设备具有变频引 风机和电控调节风阀。
7.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉体的上方设有能够 移动的抹面刮料器。
8.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉体的上方设有能够 移动的点火器。
9.根据权利要求8所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉体的侧壁的上端面 装有对点火器和炉体侧壁上端面之间进行密封的耐高温密封圈。
10.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉体的上方设有能够 移动的布料器。
11.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，具有控制器，所述控制器 用于对所述烧结炉的各组成部分进行控制。
12.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉腔为圆台形。
13.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉腔的上开口直径为 1000 3000mm，高度为 1000 3000mm。
14.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述炉腔的底端连接有出 料溜管，所述出料溜管上安装有阀门。
15.根据权利要求1所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述塔篦式卸料通风装置 的锥形塔篦伸入所述炉腔中，且所述塔篦边缘与所述炉腔的侧壁之间设有间距。
16.根据权利要求15所述的粉煤灰制品烧结炉，其特征在于，所述间距为100 300mmo
17.一种粉煤灰制品烧结方法，通过粉煤灰制品烧结炉实现，所述粉煤灰制品烧结炉包 括具有炉内壳和炉外壳的炉体，所述炉内壳内部形成容纳物料的炉腔，所述炉腔的上端为 点火端，下端为引风端；塔篦式卸料通风装置，可旋转地设置在所述炉腔的底端，支撑所述 炉腔内的物料；设置于所述炉内壳与所述炉外壳之间的筒状导流圈；环绕设置在所述炉体 外部的环形风管，其具有引风口和与所述炉外壳相接的多个通风管道；以及与所述引风口 相连的引风设备，所述烧结方法的特征在于，包括以下步骤点燃所述炉腔中的所述物料，所述引风设备向所述炉腔中提供负压，使所述物料在所 述炉腔中逐渐烧结，并将所述炉腔中的高温空气从所述炉腔的引风端引出，所述导流圈与 所述炉内壳形成通路，所述炉腔中的高温空气在所述通路中沿所述炉内壳外侧流动，对所 述炉腔的周边区域加热，所述引风设备通过所述环形风管将所述高温空气从所述炉体中引 出ο
18.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，所述引风设备根据所 述炉腔中的温度改变引风量，用于控制所述温度。
19.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，所述烧结炉为垂直放 置，所述点燃物料在所述炉腔的点火端完成，所述引风设备从炉腔引风端引风，所述物料在 所述炉腔中自上而下自烧结。
20.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，还包括利用控制器控 制布料器向所述炉腔中装填物料并随后控制所述布料器移走的步骤。
21.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，还包括利用控制器控 制抹面刮料器刮平所述炉腔中的料面并随后控制所述抹面刮料器移走的步骤。
22.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，还包括利用控制器控 制点火器点燃所述物料并随后控制所述点火器移走的步骤。
23.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，还包括利用控制器控 制所述引风设备在点火前开启在烧结后关闭的步骤。
24.根据权利要求17所述的粉煤灰制品烧结方法，其特征在于，还包括利用控制器控 制卸料装置从炉体中卸料的步骤。
25.一种用于制造粉煤灰陶粒的配方，该粉煤灰陶粒通过权利要求1所述的粉煤灰制 品烧结炉烧结而成，该粉煤灰陶粒配方的特征在于，包括以重量份计，粉煤灰90 97份，添加剂0. 001 1份，粘结剂2 10份；其中，粉煤灰和添加剂组成的混合物的化学成分，以重量份计，为Si&50 60份， Al20320 30 份，F%037 10 份，CaO 2 6 份，K2O 0. 1 0. 3 份，Nei2O 0. 1 0. 3 份，MgO 0 0. 2份，C 5 8份。其中，所述粘结剂为碱性物质。
26.根据权利要求25所述的粉煤灰陶粒配方，其特征在于，所述粘结剂包括粘土，所述 添加剂包括水玻璃，以调整粘土的塑性指数。
27.根据权利要求25所述的粉煤灰陶粒配方，其特征在于，所述粘结剂包括泡沫碱、造 纸废液、羧甲基纤维素钠等。
28.根据权利要求25所述的粉煤灰陶粒配方，其特征在于，所述添加剂为有机物或无 机物，包括粘土、碳、硅粉、羧甲基纤维素钠等。
全文摘要
本发明公开了一种粉煤灰制品烧结炉，包括炉体，具有炉内壳和炉外壳，炉内壳内部形成容纳物料的炉腔，炉腔的上端为点火端，下端为引风端；塔篦式卸料通风装置，可旋转地设置在炉腔的底端，支撑炉腔内的物料；导流圈，为筒状，设置于炉内壳与炉外壳之间；环形风管，环绕设置在炉体外部，具有引风口和与炉外壳相接的多个通风管道；以及引风设备，与引风口相连；其中，导流圈与炉内壳形成通路，炉腔中的高温空气在通路中沿炉内壳外侧流动，用于对炉腔二次加热。本发明还公开了一种适用于该烧结炉的烧结方法。本发明还提供了一种适用于该烧结炉和烧结方法的粉煤灰陶粒配方。
文档编号C04B38/00GK102062528SQ201010557018
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者卜平阳, 胡志凡, 赵佳佳, 赵孟奇 申请人:北京建邦伟业机械制造有限公司