陶瓷填料烧结系统的制作方法

本发明涉及陶瓷的烧结技术领域，具体地说是一种陶瓷填料烧结系统。

背景技术：

化工填料是填料塔中气液接触的基本构件，在很多行业都运用广泛，具有优异的耐酸耐热性能，能耐除氢氟酸以外的各种无机酸、有机酸及有机溶剂的腐蚀，可在各种高，低场合使用，其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素。其中的，波纹填料片是吸收塔等化工填料塔中最为常用的一种规整填料。

陶瓷波纹填料在制作过程中，关键的一个过程就是将陶瓷填料泥坯放置到窑炉中进行高温烧结成型，常规的烧结窑炉中通常需要先对填料进行去水干燥，然后在进行后续的高温烧结，增加了相应的成本，也使得能耗更大。当然，也有人为了节约能源，选择预先将填料在太阳底下进行自然风干去水，然后再放入窑体进行直接高温烧结，这样虽然在一定程度上能节省能源，但是此方式受天气因素影响大，在天气不好的情况下则不能进行自然去水干燥，所以需要一套能够充分节约能源的系统来解决问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种陶瓷填料烧结系统，包括高温烧结的窑体和风干方结构，将窑体中产品烧结完成后冷却余热充分利用，将余热引入到风干房中，然后将潮湿的填料放入到风干房中进行去水干燥，干燥完成后的填料放入窑体进行烧制，能有效节约能源。

本发明所采取的技术方案是：提供一种陶瓷填料烧结系统，包括烧结窑炉和余热利用装置；

烧结窑炉，包括隧道式的窑体，所述的窑体内沿长度方向设有炉腔，所述炉腔内设有传送装置，用于将待烧结的填料沿着从炉腔入口到出口方向移动传送；

所述的窑体沿长度方向依次分为预热区、中温烧结区、高温烧结区和冷却区；其中，所述的预热区温度设定为100℃，中温烧结区设定为1000℃，高温烧结区设定为1200℃-1265℃；所述的炉腔内与预热区、中温烧结区、高温烧结区对应的内壁上均设有相应的电加热棒，窑体顶部与各个温度区对应的位置穿设有温度传感器，所述窑体上设有控制器，多个温度传感器均与控制器电连接；所述窑体近预热区的一侧端部设有红外传感器和计时器，所述红外传感器、计时器和控制器电连接；

余热利用装置，包括风干房主体，所述的风干房主体中沿竖直方向设有旋转出气装置，所述冷却区的顶部设有第一抽风机；第一抽风机的吸气端与冷却区连通，出气端与旋转出气装置的顶部通过进气管道连通；

所述的旋转出气装置包括出气管、转轴、电机和减速器，所述转轴沿竖直方向设在风干房主体的正中间位置，且转轴可绕着其轴线转动，风干房主体的底面上设有平面轴承，所述转轴下端转动连接在平面轴承上；所述电机和减速器均设在风干房主体的顶部，减速器的一端与电机的输出轴连接，减速器的另一端与转轴的上端连接，且转轴与风干方主体内腔体顶部之间设有气密封机构。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

本发明的烧结系统包括了烧结窑体和余热利用装置两大部分，烧结窑炉主要是用于对产品进行高温加热烧结，而余热利用装置则是对产品烧结完成后自行冷却时释放出来的热量进行合理回收、利用，将其用于待烧结的填料产品进行烧结前的去水、干燥处理，从而使得烧结时不需要再进行预烧结去水的过程，节约能源，提高效率。

进一步的，所述窑体包括窑底、外墙和炉腔隔离层，且窑底分为上窑底和下窑底，所述的外墙和下窑底由轻质隔热砖砌筑；上窑底和炉腔隔离层由电熔锆刚玉砖砌筑而成，其中，电熔锆刚玉砖采用锆英石和工业氧化铝按照1：1配比，然后加入脱硅锆6～20％和纯碱1～3％浇筑而成；

每两个相邻的区域之间设有阻隔墙，各个阻隔墙上均设有与炉腔连通的通孔，所述的阻隔墙由黄刚玉砖砌筑而成，所述黄刚玉砖的原料配比中含有矾土骨料55～60％，矾土超细粉10～20％，均化、活化的高纯矾土超细粉3～28％，活性sio2粉1～6％，硼酸1～3％，纯碱1～3％。

作为改进，传送装置包括陶瓷纤维托盘、若干陶瓷辊轴和驱动机构，若干陶瓷辊轴沿着横跨炉腔的方向设置，驱动机构设在窑体入口端端；上窑底的顶部沿长度方向内凹形成安装槽，所述安装槽的两侧设有辊孔砖，所述的陶瓷辊轴横跨设在安装槽内，且陶瓷辊轴的两端分别插装配合在辊孔砖的安装孔内；所述安装槽两侧的辊孔砖之间形成通道；所述陶瓷纤维托盘的底部设有凸出限位部，所述的凸出限位部容置在通道内，且凸出限位部与通道为间隙配合，凸出限位部的下底面与陶瓷辊轴接触；所述陶瓷纤维托盘的底部设有若干通孔。烧结产品的传送运输过程通过托盘和辊轴的配合，辊轴的设置使得托盘底部与其是通过滚动配合的方式，减小摩擦力，提高传送效率；另外的，凸出限位部与通道的设置，使得托盘在滑动时具有更好的方向性与稳定性，不会沿着运动的方向左右摇晃，避免托盘上的产品发生倾斜甚至翻倒的风险。

再改进，所述的出气管套设在转轴上；所述出气管侧壁上满设有出气口，所述的出气口沿着斜向下方向设置；所述出气管的上端与风干房主体顶部的进气管道连通，下端为封闭式结构；所述风干房主体四周内侧壁沿周向设有若干竖直设置的气管，所述的气管上设有多个斜向下方向设置的出气口。在风干房主体内腔的中间部四周侧壁上均设有出气口，并且出气口都是斜向下设置，使得产品受热均匀，去水干燥效率高；并且位于中间的出气管还是时刻转动的，更加提高了受热的均匀程度。

再改进，所述风干房主体的四周侧壁均为砖头堆砌的墙体，所述的墙体包括内墙体和外墙体，所述内墙体与外墙体之间设有冷却通道，所述外墙体上设有与冷却通道连通的进风孔；所述风干房主体外部设有风机，所述风机的出风口与进风孔连通。

再改进，所述风干房主体的顶部设有第二抽风机和冷凝器，所述风干房主体内腔的顶部设有集气罩，用于收集潮湿的填料风干时蒸发出来的水蒸气；所述的集气罩与第二抽风机进气孔连通，所述第二抽风机出口与冷凝器入口连通，所述的冷却通道中还设有冷却水管，所述冷凝器的出口与冷却水管连通。此结构将风干房主体中的产品干燥时蒸发出来的高温水蒸气进行收集、冷凝，然后又将低温的冷凝水回送至墙体中进行降温，有效利用资源，又提高了风干房墙体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的一种陶瓷填料烧结炉结构示意图。

图2是本发明的一种陶瓷填料烧结炉的横截面结构示意图。

图3是图2中x处放大结构图。

图4是本发明中的阻隔墙的结构示意图。

图5是本发明中的缓冲组件的结构示意图。

图6是本发明中的余热利用装置的结构示意图。

图7是图6中的y处放大结构示意图。

图8是本发明中的气密封机构的结构图。

图9是本发明中的风干房主体的墙体结构图。

图10是本发明中的平面轴承的结构示意图。

图11是图10中上轴承或下轴承的具体结构图。

其中，100-风干房主体，101-平面轴承，102-气密封机构，103-第一抽风机，104-进气管道，105-第二抽风机，110-窑体，111-预热区，112-中温烧结区，113-高温烧结区，114-冷却区；

1-炉腔，2-电加热棒，3-温度传感器，4-控制器，5-红外感应器，6-旋转出气装置，6.1-出气管，6.2-转轴，6.3-电机，6.4-减速器，7-窑底，7.1-上窑底，7.2-下窑底，8-外墙，9-炉腔隔离层，10-阻隔墙，10.1通孔，11-陶瓷纤维托盘，11.1-凸出限位部，11.2-通孔，12-陶瓷辊轴，13-安装槽，14-轴孔砖，15-通道，16-驱动缸，17-缓冲组件，17.1-连接板，17.2-活动板，17.3-螺栓，17.4-弹簧，17.5-橡胶垫，17.6-导向柱，17.7-导向孔，18-密封座，19-密封主体，20-压盖，20.1-限位环，21-楔形环，22-换形凹槽，23-弹簧，24-出气口，25-弹簧，26-墙体，26.1-内墙体，26.2-外墙体，26.3-冷却通道，27-进风孔，28-风机，29-冷凝器，30-集气罩，31-冷却水管，32-上轴承，33-下轴承，34-金属轴承座，34.1-安装腔，34.2-限位挡边，35-陶瓷轴承环，35.1-限位台阶，35.2-避让槽，36-定位销。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“长度方向”、“入口”、“出口”、“顶部”、“底面上”、“下端”、“下底面”“斜向下方向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，为了相互区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“配装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～11所示，本发明提供了一种陶瓷填料烧结系统，包括烧结窑炉和余热利用装置。

其中，烧结窑炉，包括隧道式的窑体110，窑体110内沿长度方向设有炉腔1，炉腔1内设有传送装置，用于将待烧结的填料沿着从炉腔1入口到出口方向移动传送。具体的，在窑体110的入口端和出口端均设有工作平台，分别用于方便填料的装货与卸货。

窑体110沿长度方向依次分为预热区111、中温烧结区112、高温烧结区113和冷却区114。具体的，预热区111温度设定为100℃，中温烧结区112设定为1000℃，高温烧结区113设定为1200℃-1265℃。炉腔1内与预热区、中温烧结区、高温烧结区对应的内壁上均设有相应的电加热棒2，窑体110顶部与各个温度区对应的位置穿设有温度传感器3，具体的是指，各个温度传感器3是安装在窑体110的顶部，并且穿过窑体110的顶部直至进入到炉腔1中。窑体110上设有控制器4，多个温度传感器3均与控制器4电连接；窑体110近预热区111的一侧端部设有红外传感器5和计时器，红外传感器5、计时器和控制器4电连接。

本实施例中，窑体110包括窑底7、外墙8和炉腔隔离层9，其中，窑底7又分为上窑底7.1和下窑底7.2。外墙8和下窑底7.2由轻质隔热砖砌筑；上窑底7.1和炉腔隔离层9由电熔锆刚玉砖砌筑而成。其中，电熔锆刚玉砖采用锆英石和工业氧化铝按照1：1配比，然后加入脱硅锆6～20％和纯碱1～3％浇筑而成。

另外的，在炉腔1中，每两个相邻的区域之间设有阻隔墙10，每一面阻隔墙10上均设有与炉腔1连通的通孔10.1。并且所有的阻隔墙10由黄刚玉砖砌筑而成，具体的，黄刚玉砖的原料配比中含有矾土骨料55～60％，矾土超细粉10～20％，均化、活化的高纯矾土超细粉3～28％，活性sio2粉1～6％，硼酸1～3％，纯碱1～3％。

本实施例中的，传送装置包括陶瓷纤维托盘11、若干陶瓷辊轴12和驱动机构16，陶瓷辊轴12沿着横跨炉腔1的方向设置，且若干陶瓷辊轴12沿着炉腔1的长度方向间隔均匀的设置，驱动机构设在窑体110入口端，当堆满填料的陶瓷纤维托盘11放置于陶瓷辊轴12上时，驱动机构推动陶瓷纤维托盘11朝着窑体110的出口方向移动。

再具体的说，上窑底7.1的顶部沿长度方向内凹形成安装槽13，安装槽11的两侧设有辊孔砖14，陶瓷辊轴12横跨设在安装槽13内，且陶瓷辊轴12的两端分别插装配合在辊孔砖14的安装孔内。

本实施例中，托盘采用陶瓷纤维板机构制成，陶瓷纤维板即为硅酸铝纤维板，一种耐火材料制作的板，即使在加热后也保持良好的机械强度。辊轴采用陶瓷材质制成，具体的为碳化硅材质，碳化硅化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，耐热震性能好。轴孔砖为莫来石轻质轴孔砖，莫来石砖，耐火度较高，可达1790℃以上；荷重软化开始温度1600～1700℃；常温耐压强度70～260mpa；抗热震性良好。

安装槽13两侧的辊孔砖14之间形成通道15，陶瓷纤维托盘11的底部设有凸出限位部11.1，凸出限位部11.1容置在通道15内，且凸出限位部11.1与通道15为间隙配合，凸出限位部11.1的下底面与陶瓷辊轴12接触；陶瓷纤维托盘11的底部设有若干通孔11.2，使得陶瓷纤维托盘11上的填料能够更加均匀的加热烧结，其中，凸出限位部11.1与通道15的设置主要对陶瓷纤维托盘11的运动轨迹进行限位，防止其运动过程中发生偏移。

本实施例中，具体的，驱动机构包括驱动缸16，驱动缸16的活塞杆上设有缓冲组件17；该驱动缸16可以是液压缸、气缸等。并且，该驱动机构设在窑体110靠近入口端一侧的工作平台上。

具体的，缓冲组件17包括连接板17.1和活动板17.2，连接板17.1一端与驱动气缸或液压缸的活塞杆连接，另一端与活动板17.2通过螺栓17.3连接；螺栓17.3的小头端连接在活动板17.2上，螺栓17.3的大头端活动穿设在连接板17.1上。螺栓17.3的外部套设有弹簧17.4，弹簧17.4的一端顶靠在连接板17.1上，另一端顶靠在活动板17.2上；活动板17.2远离连接板17.1的一端端面设有橡胶垫17.5。此结构使得驱动气缸或者油缸推动陶瓷纤维托盘11运动时，不是直接的刚性接触，在推动过程中具有一定的缓冲作用，使得陶瓷纤维托盘11移动过程更加的稳定，陶瓷纤维托盘11上的填料在运动过程也不易破碎。

本实施例中，在连接板17.1靠近活动板17.2一端的中心位置还设有导向杆17.6，活动板17.2与其相对应的一侧端面上设有导向孔17.7，导向杆17.6可滑动的配装在导向孔17.7中，使得活动板17.2缓冲移动时具有更好的稳定性。

另一部分的，余热利用装置，包括风干房主体100，的风干房主体100中沿竖直方向设有旋转出气装置6，在冷却区1.4的顶部设有第一抽风机103；第一抽风机103的吸气端与冷却区1.4连通，出气端与旋转出气装置6的顶部通过进气管道104连通，用于将窑炉的冷却区114中的冷却余热对风干房主体100中的潮湿的陶瓷填料进行风干去除水份，有效的利用现有余热能源，不用额外的再设置专门的燃烧炉来向风干房主体100中提供热能，大大节省能源。

具体的，旋转出气装置6包括出气管6.1、转轴6.2、电机6.3和减速器6.4，转轴6.2沿竖直方向设在风干房主体100的正中间位置，且转轴6.2可绕着其轴线转动。

风干房主体100的底面上设有平面轴承101，转轴6.2下端转动连接在平面轴承101上；电机6.3和减速器6.4均设在风干房主体100的顶部，减速器6.4的一端与电机6.3的输出轴连接，减速器6.4的另一端与转轴6.2的上端连接，且转轴6.2与风干方主体100内腔体顶部之间设有气密封机构102。

更加的具体的，气密封机构102包括密封座18、密封主体19和压盖20，密封座18的下端设有开口槽18.1，密封座18的上端固定在风干房主体100顶部，且转轴6.2穿设在开口槽18.1中。密封主体19设在开口槽18.1内且螺旋绕设在转轴6.2外部，压盖20配装在密封座18的下端面，且压盖20的上表面顶靠在密封主体19的下端面，将其压紧在开口槽18.1中。

压盖20靠近开口槽18.1的一端一体成型有限位环20.1，且限位环20.1的外壁与开口槽18.1的内壁配装；限位环20.1与密封主体19之间沿竖直方向可滑动的设有楔形环21，限位环20.1的内侧壁上设有与楔形环21配装的斜面。开口槽18.1的槽底设有环形凹槽22，楔形环21的上端可滑动的设在环形凹槽22内，且环形凹槽22内沿周向均匀设有若干弹簧23，若干弹簧23的一端连接在环形凹槽22底部，另一端顶靠在楔形环21的上端部。

出气管6.1套设在转轴6.2上；出气管6.1侧壁上满设有出气口24，出气口24沿着斜向下方向设置；出气管6.1的上端与风干房主体100顶部的进气管道104连通，下端为封闭式结构。风干房主体100四周内侧壁沿周向设有若干竖直设置的气管25，气管25的进气管与进气管道104连通，气管25上设有多个斜向下方向设置的出气口24。

风干房主体100的四周侧壁均为砖头堆砌的墙体26，墙体26包括内墙体26.1和外墙体36.2。内墙体26.1与外墙体26.2之间设有冷却通道26.3，外墙体26.1上设有与冷却通道26.3连通的进风孔27；风干房主体100外部设有风机28，风机28的出风口与进风孔27连通。

风干房主体100的顶部设有第二抽风机105和冷凝器29，所述风干房主体100内腔的顶部设有集气罩30，用于收集潮湿的填料风干时蒸发出来的水蒸气。集气罩30与第二抽风机105进气孔连通，第二抽风机105出口与冷凝器29入口连通，冷却通道26.3中还设有冷却水管31，冷凝器29的出口与冷却水管31连通。

本实施例中，平面轴承101包括相对设置的上轴承32和下轴承33，下轴承33固定连接在地面上，上轴承32连接在转轴6.2上。具体的，上轴承32和下轴承33的结构相同，包括金属轴承座34和陶瓷轴承环35，本实施例中。金属轴承座34为304不锈钢，当然在其他实施例中也可以是其他的金属，如双相不锈钢、铬钢。陶瓷轴承环35采用碳化硅材质。

金属轴承座34上设有安装腔34.1，陶瓷轴承环35配装在安装腔34.1中；金属轴承座34靠近安装腔34.1的位置设有限位挡边34.2，陶瓷轴承环35与安装腔34.1配装的位置设有限位台阶35.1，当陶瓷轴承环35配装在安装腔34.1中时，将限位挡边34.2朝内弯曲翻折至压紧在限位台阶35.1上。

为了防止，陶瓷轴承环35与金属轴承座34之间发生相对转动，在安装腔34.1的底部沿竖直方向设有定位销36，陶瓷轴承环35上对应的设有避让槽35.2，定位销36配合在相应的避让槽35.2中。

以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。