用于硫酸法钛白生产的转窑的制作方法

本发明涉及一种用于硫酸法钛白生产的转窑。

背景技术：

硫酸法钛白在钛白生产占据着举足轻重的地位，而煅烧作为硫酸法钛白生产中关键工序之一，在此过程中完成水解偏钛酸的脱水、脱硫、晶型转化和粒子结构调整等过程，煅烧质量的好坏直接影响颜料钛白的质量。物料的煅烧温度与时间共同决定了煅烧强度，合适的煅烧强度有利于充分体现二氧化钛的颜料性能，过强容易造成物料烧结，产品的颜料性能(白度、消色力)急剧下降，若过弱时物料夹生，产品消色力低，兰相降低，晶型转化率不够。

随着钛白企业规模的扩大，考虑到空间利用率、设备投资、能耗、人工成本等因素转窑的尺寸逐渐朝着大型化的发展。转窑的主体结构从外往内为钢圈、保温砖和耐火砖，伴随着尺寸的增加，转窑的进料量增加，相应的传热和传质效果则变得较差。因为回转窑的传热基本上靠窑内热气流来加热暴露的料面及靠热壁接触(几乎热绝缘)，即使在同一横截面上的物料的温度也是不均匀的。回转窑的填充系数一般10～20％，因此空间用和热效率都是不高的，另外，偏钛酸煅烧随着温度的升高，逐渐被挤成粉状物料，其粗细不均匀，其粗细不均匀，物料的料层又相当厚，要求热气流温度则必须提高，结果大颗粒烧透时，细小颗粒已经烧过。这也是与氯化法钛白初品质量差距较大的原因，在氯化法中，其中氧化阶段相当于硫酸法中的煅烧阶段，但由于氯化法的氧化反应一般为流化床类型，因此具有较好的传热和传质效果。此外，转窑煅烧温度提高后，固定耐火砖的夹紧钢板则会发生融化且砖的应力增加，容易造成砖的脱落。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于硫酸法钛白生产的转窑，可提高硫酸法钛白煅烧初品质量。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是：用于硫酸法钛白生产的转窑，包括由外往内依次设置的钢圈、保温层和耐烧层，耐烧层的物料接触面在进料端设置有凸出弧面结构，凸出弧面结构为沿环形均匀分布的多个；在转窑的环形截面上，凸出弧面结构在朝向转窑中心一侧的外轮廓线呈弧形；在沿转窑中心轴线设置的纵向截面上，凸出弧面结构在朝向转窑中心一侧的外轮廓线为直线。增加凸出弧面结构后，料层在转窑内湍流更明显，传热传质效果更明显，同一纵截面物料基本处于同一温度下，有利于钛白初品粒子转化及成长的均匀性，使得最终初品粒子尺寸保持一致，避免过烧和烧不透现象。

本发明进一步改进的优选方案为：在转窑的圆周方向上，相邻两个凸出弧面结构的端部相连接。

本发明进一步改进的优选方案为：在转窑的圆周方向上，相邻两个凸出弧面结构的端部连接处采用圆弧平滑连接。

本发明进一步改进的优选方案为：在沿转窑中心轴线设置的纵向截面上，凸出弧面结构在朝向转窑中心一侧的外轮廓线为平行于转窑中心轴线设置的直线。

本发明进一步改进的优选方案为：凸出弧面结构在转窑轴线方向的长度为转窑长度的2/3～3/4。

本发明进一步改进的优选方案为：耐烧层为耐火砖砌筑而成，在与物料接触的一层耐火砖，每一块耐火砖对应一个凸出弧面结构。

本发明进一步改进的优选方案为：凸出弧面结构的高度为与物料接触的一层耐火砖的单块砖长的1/4～1/2，与物料接触的一层耐火砖的长度方向位于转窑的环形截面。

本发明要解决的第二个技术问题为：提高耐火砖的固定效果，避免耐火砖的脱落。

为解决该技术问题所采用的技术方案为：耐火砖一端具有凸块、另一端具有卡槽，相邻两块耐火砖通过凸块与卡槽卡接。凸块与卡槽的卡接结构设于转窑的圆周方向。

砖与砖之间利用凸块与卡槽进行连接，相对目前大都采用打入钢板挤压耐火砖的固定方式，不会因为钢板由于高温下发生变形或者融化、以及砖在高温下应力改变而脱落。

本发明的有益效果是：利用耐烧层的凸出弧面结构增加了钛白初品在转窑中的传热传质效果，使得初品粒子晶形转化均一进行，同时粒子成长更加均匀，减少过烧和烧不透的现象，从而提高初品的质量，有助于减少燃料的用量及减少送风量，且有助于中粉研磨效果的提高。砖与砖之间利用凸块与卡槽进行连接，相对目前大都采用打入钢板挤压耐火砖的固定方式，该方式固定效果更好，避免了耐火砖的脱落。

附图说明

图1是本发明的转窑进料端的环形截面示意图；

图2是本发明的转窑轴线方向的纵向截面示意图；

图3是本发明的单块耐火砖的结构示意图；

图中标记：1-钢圈、2-保温层、3-耐烧层、4-凸出弧面结构。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2所示，本发明包括由外往内依次设置的钢圈1、保温层2和耐烧层3，耐烧层3的物料接触面在进料端设置有凸出弧面结构4，凸出弧面结构4为沿环形均匀分布的多个；在转窑的环形截面上，凸出弧面结构4在朝向转窑中心一侧的外轮廓线呈弧形；在沿转窑中心轴线设置的纵向截面上，凸出弧面结构4在朝向转窑中心一侧的外轮廓线为直线。凸出弧面结构4应足够光滑，减少磨损。此外，在转窑的圆周方向上，相邻两个凸出弧面结构4的端部相连接，并且端部连接处采用圆弧平滑连接。硫酸法钛白生产中，进料端为窑尾端。

在沿转窑中心轴线设置的纵向截面上，凸出弧面结构4在朝向转窑中心一侧的外轮廓线为平行于转窑中心轴线设置的直线。

凸出弧面结构4在转窑轴线方向的长度为转窑长度的2/3～3/4。

耐烧层3通常为耐火砖砌筑而成，为方便施工，在与物料接触的一层耐火砖，每一块耐火砖对应一个凸出弧面结构4。

凸出弧面结构4的高度为与物料接触的一层耐火砖的单块砖长的1/4～1/2，与物料接触的一层耐火砖的长度方向位于转窑的环形截面。

如图3所示，为提高耐火砖的固定效果，避免耐火砖的脱落，耐火砖一端具有凸块、另一端具有卡槽，相邻两块耐火砖通过凸块与卡槽卡接。凸块与卡槽的卡接结构优选设于转窑的圆周方向。

实施例1：

取现有技术中的硫酸法钛白落窑初品1000g，利用200目(75μm)进行筛分，计算筛余，并人工挑选出大于≥5mm的粗大颗粒，称量其重量，求出比例。分别取3种不同尺寸范围的初品10g，三头研磨机研磨30min，测试其金红石含量，消色力和兰相。

实施例2：

采用本发明的转窑实施，转窑包括由外往内依次设置的钢圈1、保温层2和耐烧层3，耐烧层3的物料接触面在进料端设置有凸出弧面结构4，凸出弧面结构4为沿环形均匀分布的多个；在转窑的环形截面上，凸出弧面结构4在朝向转窑中心一侧的外轮廓线呈弧形；在沿转窑中心轴线设置的纵向截面上，凸出弧面结构4在朝向转窑中心一侧的外轮廓线为平行于转窑中心轴线设置的直线。在转窑的圆周方向上，相邻两个凸出弧面结构4的端部相连接，并且端部连接处采用圆弧平滑连接。凸出弧面结构4在转窑轴线方向的长度为转窑长度的2/3。耐烧层3采用耐火砖砌筑而成，在与物料接触的一层耐火砖，每一块耐火砖对应一个凸出弧面结构4。凸出弧面结构4的高度为与物料接触的一层耐火砖的单块砖长的1/4，与物料接触的一层耐火砖的长度方向位于转窑的环形截面。

取实施后的硫酸法钛白落窑初品1000g，利用200目进行筛分，计算筛余，并人工挑选出大于≥5mm的粗大颗粒，称量其重量，求出比例。分别取3种不同尺寸范围的初品10g，三头研磨机研磨30min，测试其金红石含量，消色力和兰相。

实施例3：

采用与实施例2相同的转窑结构，不同之处在于，凸出弧面结构4的高度取为与物料接触的一层耐火砖的单块砖长的1/2。

取实施后的硫酸法钛白落窑初品1000g，利用200目进行筛分，计算筛余，并人工挑选出大于≥5mm的粗大颗粒，称量其重量，求出比例。取3种不同尺寸范围的初品10g，三头研磨机研磨30min，测试其金红石含量，消色力和兰相。

表1-3为实施例的结果。

表1实施例1结果

表2实施例2结果

表3实施例3结果

由表1-3可见，采用本发明后，细颗粒≤75μm和大颗粒≥5μm的百分比例均减少，同时金红石含量略有增加，其中消色力、兰相及亮度值都增加，初品颜料指标都提高了。