本发明涉及余热利用领域，具体涉及一种利用余热空气干燥蜂窝陶瓷的定型设备及其方法。
背景技术：
蜂窝陶瓷作为一种废气滤化载体及无机非金属物蓄热体，已经广泛应用于钢铁冶金、石油化工、汽车尾气、环保治理等国民经济生产领域，是实现高效热能燃烧和环保治理不可或缺的重要功能性陶瓷制品。目前，国内的蜂窝陶瓷制备的主要工艺设备是和料、球磨、炼泥、真空、挤压成型、干燥、烧成、精坯。该产品的主要的成型阶段为挤压阶段，在这个阶段，无论是真空以后泥料，还是挤压出来的粗坯，含水量在18—22％左右，坯体自身柔软度很高，不具备结构强度，非常容易变形。但是这个阶段的蜂窝陶瓷坯体不能直接通过表层受热进行排水干燥，因为表层受热，热量的传递自外而内曾阶梯形衰减，往往坯体表面已经受热干燥，但是坯体内部的水分依然无法排出，这也是蜂窝陶瓷蓄热体在干燥阶段容易开裂的主要原因。而目前，国内主要的蜂窝陶瓷连续干燥线以主动加热的微波干燥或红外干燥为主，以微波干燥为例，其总装机功率在40—50kw，属于高能耗设备。随着蜂窝陶瓷的制备进一步推广和产品价格的不断下行，传统的依靠外在能源主动加热方式的微波干燥线已经不具备经济性，同时，微波设备也存在微波泄漏等潜在风险，对于操作人员的专业水平要求比较高，不利于大规模推广应用。而且，采用传统微波连续干燥成型方式，一般蜂窝陶瓷坯体的含水率过快减少，到设备出口时已经不足2％，坯体过于干燥，无法进行坯体切割，而要等到烧成瓷化以后才可以进行切割加工，蜂窝陶瓷瓷化以后，强度的增加对切割设备的刀片要求更高，增加了切割难度，提高了加工成本。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种利用余热空气干燥蜂窝陶瓷的定型设备及其方法。
为解决上述技术问题和实现发明目的，本发明提出了下述技术方案：一种利用余热空气干燥蜂窝陶瓷的定型设备，包括主体和连续生产线，该主体包括内外两层不锈钢板，所述外层不锈钢板内侧通体敷设有隔热保温材料；该主体中间设有“凹”字型的余热控制存储箱，所述余热控制存储箱的凹进部分的上表面设有散热微孔，所述余热控制存储箱的下方设有余热空气供应管道，所述余热空气供应管道通过连接口与外层不锈钢板连接；所述余热空气存储箱的凹进部分上方设有滑行轨道，所述滑行轨道上方设有装载蜂窝陶瓷的产品方框；所述连续生产线内部设有空腔，空腔沿轴线方向上设有预热段、高温段和冷却段，相邻两段之间通过隔板隔开，所述预热段、高温段和冷却段的上方分别设有除湿管道。
进一步地，所述散热微孔的直径为4-6mm圆孔，圆孔间距为1.5—2mm，散热微孔沿轴向布满整个余热空气存储箱。
进一步地，所述散热微孔的累计面积与余热空气存储箱的凹进部分表面积比值为1：3，以保证余热空气储存箱输出至空腔内的余热空气为正压，具有较强的动能，能够较好的将余热空气压入蜂窝陶瓷孔道内部。
进一步地，所述滑行轨道由不锈钢槽钢构成，采用标号为63—80#号槽钢，所述滑行轨道通过焊接与余热空气储存箱连接在一起，所述滑行轨道外部宽度略小于余热空气储存箱凹进部分的宽度，所述滑行轨道内外两侧均开有微孔，内侧微孔数量多于外侧微孔数量，孔数量比约为8：2。
进一步地，所述产品方框由不锈钢方管组成，所述产品方框上敷设有不锈钢筛网，所述不锈钢筛网的孔径规格为50—80目，筛网的主要作用为承载蜂窝陶瓷，同时引导余热空气进入蜂窝陶瓷孔道内部，使之受热均匀。同时，筛网与余热空气储存箱中间存在一定的间隙，使得蜂窝陶瓷坯体与余热空气储存箱之间存在一定距离，以免直接接触导致堵孔或受热不均。
进一步地，所述产品方框上方设有限制侧板，该限制侧板与产品方框可拆卸连接，所述限制侧板的长宽尺寸大于蜂窝陶瓷的尺寸，长宽方向各大2mm。该限制侧板的作用主要是防止蜂窝陶瓷坯体在受热过程中膨胀变形，进而导致开裂，也能够防止蜂窝陶瓷坯体软化弯曲，使其表面尺寸符合要求，提高成品率，该限制侧板的高度为100—110mm。
进一步地，所述预热段、高温段和冷却段的长度比为1：2：1，三个分段的余热空气供应管道进气口的数量有不同，优选高温段管道进气口数量为3组，其他2个分段分别为1组。
进一步地，所述余热空气供应管道的管径大于排湿管道管径，优选余热空气供应管道的口径截面积与排湿管道的口径截面积之比为2：1，这样能够使得进入的余热空气因压强形成较快流速。
本发明还提供了一种蜂窝干燥定型的方法，使用上述的利用余热空气干燥蜂窝陶瓷的定型设备，具体步骤包括：
步骤(1)将蜂窝陶瓷装载在产品方框内，产品方框通过液压顶机连续推进，沿滑行轨道长度方向滑行；
步骤(2)产品方框依次进入预热段、高温段和冷却段，预热段的温度为40—80℃，高温段的温度为90—160℃，冷却段的温度为80—40℃，；
步骤(3)余热空气通过余热空气供应管道进入滑行轨道，然后通过散热微孔加热蜂窝陶瓷，排出的水汽通过排湿管道均匀排出，蜂窝陶瓷烘干定型。
进一步地，所述步骤(3)中，排湿管道通过离心风机工作，在连续生产线内部形成的负压，将连续生产线内的水汽抽离，同时使余热空气自蜂窝陶瓷内部孔道底部上升至蜂窝陶瓷内部孔道顶部，通过余热空气的快速里流动，实现快速加热，均匀干燥。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1、本发明用余热热源代替加热热源，实现节能化生产，降低成本；
2、本发明充分利用蜂窝陶瓷自身特性，将余热空气通过一定的技术手段，利用正负压差，均匀导入蜂窝陶瓷孔道内，实现坯体内外均匀加热，排水一致，减少开裂等废品出现；
3、本发明的限制侧板，作为蜂窝陶瓷受热干燥时的限制模具，使得蜂窝陶瓷尺寸变形控制在较小范围内，提高合格率。
4、本发明通过对蜂窝陶瓷坯体烘干水分的控制，使得蜂窝陶瓷坯体在未烧制阶段既可以进行切割加工，降低加工成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的正向剖面示意图；
图2是本发明的侧向剖面示意图；
图3是本发现的俯向剖面示意图(散热微孔面及滑动轨道示意图)；
图4是本发明的产品方框及筛网的结构示意图；
图5是本发明的产品方框和限制侧板的组合示意图；
图6是本发明的限制侧板装载蜂窝陶瓷的示意图；
图7是图3中a处散热微孔的放大图。
图中：1、外层不锈钢板，2、隔热保温材料，3、余热控制存储箱，4、散热微孔，5、余热空气供应管道，6、滑行轨道，7、产品方框，8、预热段，9、高温段，10、冷却段，11、隔板，12、排湿管道，13、筛网，14、限制侧板。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1至图3所示的一种利用余热空气干燥蜂窝陶瓷的定型设备，包括主体和连续生产线，该主体包括内外两层不锈钢板，所述外层不锈钢板1内侧通体敷设有隔热保温材料2。该主体中间设有“凹”字型的余热控制存储箱3，所述余热控制存储箱3的凹进部分的上表面设有散热微孔4，所述余热控制存储箱3的下方设有余热空气供应管道5，所述余热空气供应管道5通过连接口与外层不锈钢板1连接；所述余热空气储存箱3的凹进部分上方设有滑行轨道6，所述滑行轨道6上方设有装载蜂窝陶瓷的产品方框7；所述连续生产线内部设有空腔，空腔沿轴线方向上设有预热段8、高温段9和冷却段10，相邻两段之间通过隔板11隔开，所述预热段8、高温段9和冷却段10的上方分别设有除湿管道12。所述隔热保温材料2能够减少生产线内热量的散发，同时保证烘干过程中所形成的水蒸气，不会在空腔顶部的不锈钢板上形成冷凝水破坏坯体。所述排湿管道12连接到离心风机，并通过风机离心抽离做工，保持持续的抽力，在生产线内部形成的负压，将生产线内的水汽抽离，同时使余热空气自蜂窝陶瓷内部孔道底部上升至蜂窝陶瓷内部孔道顶部，通过余热空气的快速里流动，实现快速加热，均匀干燥。
如图1所示，隔板1高度不低于蜂窝陶瓷坯体通过高度，优选隔板1高度的最低点与蜂窝陶瓷坯体最高点的高差为20㎜，既可以保证蜂窝陶瓷坯体能够正常通过，又能保证三个分段温度区间的相对独立。
如图3所示，所述滑行轨道6由不锈钢槽钢构成，采用标号为63—80#号槽钢，所述滑行轨道6通过焊接与余热空气存储箱3连接在一起，所述滑行轨道6外部宽度略小于余热空气存储箱3凹进部分的宽度，所述滑行轨道6内外两侧均开有微孔，内侧微孔数量多于外侧微孔数量，孔数量比为8：2。
如图4至图6所示，所述产品方框7由不锈钢方管组成，所述产品方框7上敷设有不锈钢筛网13，所述不锈钢筛网13的孔径规格为50—80目，筛网13的主要作用为承载蜂窝陶瓷，同时引导余热空气进入蜂窝陶瓷孔道内部，使之受热均匀。同时，筛网13与余热空气存储箱3中间存在一定的间隙，使得蜂窝陶瓷坯体与余热空气存储箱3之间存在一定距离，以免直接接触导致堵孔或受热不均。所述产品方框7上方设有限制侧板14，该限制侧板14与产品方框7可拆卸连接，所述限制侧板14的长宽尺寸略大于蜂窝陶瓷的尺寸，长宽方向各大2mm，该限制侧板14的作用主要是防止蜂窝陶瓷坯体在受热过程中膨胀变形，进而导致开裂，也能够防止蜂窝陶瓷坯体软化弯曲，使其表面尺寸符合要求，提高成品率，该限制侧板14的高度为100—110mm。
如图2所示，所述预热段8、高温段9和冷却段10的长度比为1：2：1，与三个分段连接的余热空气供应管道5的进气口的数量有不同，优选高温段9管道进气口数量为3组，其他2个分段分别为1组。
具体地，所述余热空气供应管道5的管径大于排湿管道12的管径，优选余热空气供应管道5的口径截面积与排湿管道12的口径截面积之比为2：1，这样能够使得进入的余热空气因压强形成较快流速。
具体地，出于蜂窝陶瓷干燥环境的洁净度要求，主体结构和内部空腔构成材质均为不锈钢材质，其中主体结构、排湿管道12采用202不锈钢材质，空腔、滑行轨道6、余热空气连接管、余热空气储存箱3、隔板11、产品方框7及筛网采用304不锈钢材质，不锈钢材质运用能够使蜂窝陶瓷坯体在烘干过程中有效避免铁质及其他杂质的污染。
如图2所示，预热段8、高温段9和冷却段10长度比值为1：2：1，空腔截面尺寸大小为：高温段9＞冷却段10＞预热段8，分段之间设置有两块不锈钢隔板11，隔板11的作用在于使得不同分段之间温度相对独立，其中以高温段9温度最高。
如图7所示，所述散热微孔4的直径为4-6mm圆孔，圆孔间距为1.5—2mm，散热微孔4沿轴向布满整个余热空气存储箱3。散热微孔4的累计面积与余热空气存储箱3凹进部分表面积比值为1：3，以保证余热空气存储箱3输出至空腔内的余热空气为正压，具有较强的动能，能够较好的将余热空气压入蜂窝陶瓷孔道内部。
本连续生产线的设计最高使用温度为180—200℃，本连续生产线适用温度范围为：40—200℃，本连续生产线同一截面温差为±5℃。本连续式生产线运行时所使用的热能为余热空气，所述余热空气来自于窑炉余热空气或其他余热空气，不需要依赖其他主动能耗热量运行；所述余热空气的接入温度≤300℃；另外在余热空气不足的情况下，也可以介入其他主动能耗热量运行。
本实施方案中，滑行轨道6自预热段8，经高温段9，一直延伸到冷却段10，贯穿整个连续生产线的长度。
本发明还提供了一种蜂窝干燥定型的方法，使用上述的利用余热空气干燥蜂窝陶瓷的定型设备，具体步骤包括：
步骤(1)将蜂窝陶瓷装载在产品方框7内，产品方框7通过液压顶机连续推进，沿滑行轨道6长度方向滑行；
步骤(2)产品方框7依次进入预热段8、高温段9和冷却段10，预热段8的温度为40—80℃，高温段的温度9为90—160℃，冷却段10的温度为80—40℃；
步骤(3)余热空气通过余热空气供应管道5进入滑行轨道6，然后通过散热微孔4加热蜂窝陶瓷，排出的水汽通过排湿管道12均匀排出，蜂窝陶瓷烘干定型。
所述步骤(3)中，排湿管道12通过离心风机工作，在连续生产线内部形成的负压，将连续生产线内的水汽抽离，同时使余热空气自蜂窝陶瓷内部孔道底部上升至蜂窝陶瓷内部孔道顶部，通过余热空气的快速里流动，实现快速加热，均匀干燥。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。