CN106591950B - 回转式抛光粉晶体生长炉 - Google Patents

回转式抛光粉晶体生长炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种回转式抛光粉晶体生长炉，属于抛光粉生产的技术领域，本发明的回转式抛光粉晶体生长炉，包括炉体、燃烧器和有害气体导出装置，炉体包括圆柱形侧壁和两个圆形端壁；燃烧器设置在一个圆形端壁外侧附近并连通至炉膛内，有害气体导出装置设置在另一个圆形端壁外侧附近并连通至炉膛内；圆柱形侧壁的中部设置有连通至炉膛的单一料口，该单一料口作为抛光粉原料进口和抛光粉晶体出口，本发明的生长炉摒弃了抛光粉盛装料装置，能更好的利用空间，抛光粉自由转动，且利用热空气直接对抛光粉进行传热使得抛光粉原料加热更均匀，而且进出料也更便捷，从而不仅有利于节约能源提高生产效率，而且也提高了制备的抛光粉晶体的质量。

Description

回转式抛光粉晶体生长炉
技术领域
本发明涉及抛光粉生产的技术领域，更具体地说，本发明涉及一种回转式抛光粉晶体生长炉。
背景技术
稀土抛光粉通常由氧化铈、氧化铝、氧化硅、氧化铁、氧化锆铬等组份组成，通常用于玻璃和含硅材料的抛光。其中的氧化铈通常由铈的氯化物和硝酸盐通过焙烧结晶并生长得到，氧化铈等氧化物的焙烧过程通常在加热炉中进行，由于焙烧时间长，消耗的能源较多，而且在现有技术中，制备抛光粉的原料通常设置在炉体的盛料装置例如坩埚中，进出料操作繁琐，而且由于加热方式并非直接加热方式，能源浪费较多。
发明内容
为了解决现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种回转式抛光粉晶体生长炉。
为了解决发明所述的技术问题并实现发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种回转式抛光粉晶体生长炉，包括炉体、燃烧器和有害气体导出装置，所述炉体包括圆柱形侧壁和位于所述圆柱形侧壁两端的两个圆形端壁，以及由所述圆柱形侧壁以及两个圆形端壁所限定的内部空间所形成的炉膛；所述燃烧器设置在一个圆形端壁外侧附近并通过热风道连通至炉膛内，所述有害气体导出装置设置在另一个圆形端壁外侧附近并通过风道连通至炉膛内；所述圆柱形侧壁的中部设置有连通至炉膛的单一料口和与所述单一料口相配合的料口盖，所述单一料口作为抛光粉原料进口和抛光粉晶体出口。
其中，所述炉膛为桶状，并且所述单一料口朝向所述炉膛的方向为逐渐变宽的敞口结构。
所述回转式抛光粉晶体生长炉还包括机架和固定于机架的托轮，所述托轮包括两个主动托轮和两个被动托轮；所述炉体上设置有滚圈，所述滚圈包括第一滚圈和第二滚圈，所述第一滚圈设置在所述两个主动托轮上，所述第二滚圈设置在所述两个被动托轮上，并且通过所述托轮的转动以及滚圈的传动能够带所述炉体绕其水平旋转轴转动。
其中，所述炉体的下方还至少设置有一个限位滚轮，所述托轮通过电机驱动，并且所述托轮和电机之间还设置有变速器。
其中，所述炉体的下方正对着所述单一料口的位置设置有集料装置。
其中，所述炉体的上方正对着所述单一料口的位置设置有可伸缩的送料管，并且所述炉体的上方还设置有滑轨，所述滑轨上设置有可在所述滑轨上滑动的用于提吊所述料口盖的电葫芦。
其中，所述圆柱形侧壁和圆形端壁均包括金属外壳和位于外壳内的炉衬材料；并且所述炉衬材料表面还喷涂有耐火涂层。
其中，所述耐火涂层的喷涂料包括：75～80wt％的合成莫来石、8.0～10wt％的玻璃微珠、8.0～10wt％的结合剂、1.0～2.0wt％的硅酸锆，和1.0～2.0wt％的液体硅氧烷。
与最接近的现有技术相比，本发明所述的回转式抛光粉晶体生长炉具有以下有益效果：
本发明的回转式抛光粉晶体生长炉摒弃了抛光粉盛装料装置，能更好的利用空间，炉体回转，抛光粉自由转动，利用燃烧形成的热空气直接对抛光粉进行传热使得抛光粉原料加热更为均匀，而且进出料也更加便捷，从而不仅有利于节约能源提高生产效率，而且也提高了制备的抛光粉晶体的质量；而且还具有良好的抗结痂性能，能够减少停炉检修的时间，进一步提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的回转式抛光粉晶体生长炉的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施例对本发明所述的回转式抛光粉晶体生长炉做进一步的阐述，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解；需要指出的是实施例中有关结构、功能以及材料等的描述都是示例性的，而并不是指对发明保护范围的限制。
如图1所示，本发明的回转式抛光粉晶体生长炉，包括炉体1、燃烧器3和有害气体导出装置4。该炉体包括圆柱形侧壁15和位于所述圆柱形侧壁15两端的第一圆形端壁16和第二圆形端壁17，以及由所述圆柱形侧壁15以及第一和第二圆形端壁所限定的内部空间所形成的炉膛。所述燃烧器优选为天然气燃烧器，其设置在第一圆形端壁16外侧附近并通过热风道18连通至炉膛内。有害气体导出装置4设置在第二圆形端壁17外侧附近并通过风道19连通至炉膛。所述圆柱形侧壁15的中部设置有连通至炉膛的单一料口2和与所述单一料口2相配合的料口盖，所述单一料口作为抛光粉原料进口和抛光粉晶体出口。所述炉膛为桶状，所述单一料口朝向所述炉膛的方向为逐渐变宽的敞口结构。具体来说，所述回转式抛光粉晶体生长炉还包括机架11、固定于机架11上的托轮8，所述托轮包括两个主动托轮和两个被动托轮。所述炉体上设置有两个滚圈7。所述炉体1的滚圈7设置在所述托轮8上，通过所述托轮8的转动以及滚圈7的传动能够带所述炉体1绕其水平旋转轴转动。为了监控炉膛内的温度，所述圆柱形侧壁上还设置有延伸至炉体内的热电偶(图中未视出)。所述炉体的下方还至少设置有一个限位滚轮14。所述托轮8通过电机12驱动，并且所述托轮8和电机12之间还设置有变速器13。所述炉体1的下方正对着所述单一料口2的位置设置有集料装置9，所述集料装置的底部设置有阀门10，当需要出料时，打开所述阀门时制备得到的抛光粉晶体即可取出。另外，所述炉体1的上方正对着所述单一料口2的位置设置有可伸缩的送料管5，并且所述炉体1的上方还设置有滑轨20，所述滑轨20上设置有可在所述滑轨20上滑动的用于提吊所述料口盖的电葫芦6。在本发明中，所述炉壁包括金属外壳和位于外壳内的炉衬材料，作为炉衬其需要有良好的保温性，即绝热性，通常炉衬材料由陶瓷材料烧结而成，例如可以采用红柱石、尖晶石等结构的陶瓷炉衬材料。
当电机启动时，通过变速器的减速带动两个主动托轮转动，而该两个主动托轮带动具有滚圈的炉体不停地绕其水平中心轴线旋转，而两个被动托轮不仅通过滚圈支撑炉体，同时也在主动托轮的带动下不断转动。以氧化铈抛光粉的制备为例，首先打开天然气燃烧器进行燃烧，燃烧产生的热空气通过热风管道进入炉体内的炉膛进行加热，当温度达到650℃时，利用电葫芦打开料口盖并移离料口位置，然后利用可伸缩的送料管向炉膛内加入抛光粉前驱体粉末，例如草酸铈等，然后利用电葫芦将料口盖封盖在单一料口上并密封，然后启动电机，并通过变速器使回转炉以1.0～3.0转/min的转动缓慢旋转，焙烧过程控制炉膛内温度在650～1000℃，焙烧时间控制在3～10小时，然后打开料口盖，当单一料口朝下时，焙烧生成的氧化铈晶体从敞口处通过自身重力流出并落入集料装置中。
在本发明中，为了防止炉壁内表面结痂，炉衬材料表面还喷涂有耐火涂层。在现有技术中通常通过添加碳化硅，然后加热至1000℃以上的高温条件下通过氧化反应在碳化硅表面生成主要由二氧化硅构成的类似釉的层结构而起到抗结痂的效果，但在1000℃以下，例如650～1000℃的应用环境中，并不能起到抗结痂的作用。在本发明中，所述耐火涂层的喷涂料包括：75～80wt％的合成莫来石、8.0～10wt％的玻璃微珠、8.0～10wt％的结合剂、1.0～2.0wt％的硅酸锆，和1.0～2.0wt％的液体硅氧烷。所述喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在100～120℃干燥，然后在800～1000℃固化处理2.0～3.0小时。本发明的喷涂料的体积密度(110℃×24h)≥2.15g/cm3，耐压强度(110℃×24h)≥46MPa，耐压强度(1100℃×24h)≥60MPa，烧后线变化率(1100℃×3h)为±0.2％。
为了考察抗结痂性能，本发明的回转式抛光粉晶体炉的炉壁内表面采用以下实施例的喷涂料制备的耐火涂层，涂层厚度为10mm。将回转式抛光粉晶体炉以2.0转/分的速度，分别在650℃和1000℃运行1个月和3个月，考察炉壁表面的结痂(结皮)情况。
实施例1A
喷涂料包括：79wt％的烧结莫来石(M60-2)、8wt％的玻璃微珠、10wt％的纯铝酸钙水泥、1.5wt％的硅酸锆，和1.5wt％的聚二甲基硅氧烷，其中烧结莫来石的粒度为0.5～3.0mm，玻璃微珠以及硅酸锆的粒度为0.1mm以下。喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在110℃干燥24小时，然后在1000℃固化处理3.0小时。
实施例1B
喷涂料包括：76.5wt％的烧结莫来石(M60-2)、10wt％的玻璃微珠、10wt％的纯铝酸钙水泥、1.5wt％的硅酸锆，和2.0wt％的聚二甲基硅氧烷，其中烧结莫来石的粒度为0.5～3.0mm，玻璃微珠以及硅酸锆的粒度为0.1mm以下。喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在110℃干燥24小时，然后在1000℃固化处理3.0小时。
实施例1C
喷涂料包括：80wt％的烧结莫来石(M60-2)、8wt％的玻璃微珠、8wt％的纯铝酸钙水泥、2.0wt％的硅酸锆，和2.0wt％的聚二甲基硅氧烷，其中烧结莫来石的粒度为0.5～3.0mm，玻璃微珠以及硅酸锆的粒度为0.1mm以下。喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在110℃干燥24小时，然后在1000℃固化处理3.0小时。
比较例1A
喷涂料包括：79wt％的烧结莫来石(M60-2)、8wt％的玻璃微珠、10wt％的纯铝酸钙水泥、3.0wt％的硅酸锆，其中烧结莫来石的粒度为0.5～3.0mm，玻璃微珠以及硅酸锆的粒度为0.1mm以下。喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在110℃干燥24小时，然后在1000℃固化处理3.0小时。
比较例1B
喷涂料包括：79wt％的烧结莫来石(M60-2)、8wt％的玻璃微珠、10wt％的纯铝酸钙水泥、1.5wt％的二氧化锆，1.5wt％的聚二甲基硅氧烷，其中烧结莫来石的粒度为0.5～3.0mm，玻璃微珠以及二氧化锆的粒度为0.1mm以下。喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在110℃干燥24小时，然后在1000℃固化处理3.0小时。
比较例1C
喷涂料包括：79wt％的烧结莫来石(M60-2)、8wt％的二氧化硅微粉、10wt％的纯铝酸钙水泥、1.5wt％的硅酸锆，和1.5wt％的聚二甲基硅氧烷。喷涂料搅拌均匀后加入水并在管路内湿润雾化然后将喷涂料喷射到炉衬材料表面，在110℃干燥24小时，然后在1000℃固化处理3.0小时。
结果如表1所示：
表1
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种回转式抛光粉晶体生长炉，包括炉体、燃烧器和有害气体导出装置，其特征在于：所述炉体包括圆柱形侧壁和位于所述圆柱形侧壁两端的两个圆形端壁，以及由所述圆柱形侧壁以及两个圆形端壁所限定的内部空间所形成的炉膛；所述燃烧器设置在一个圆形端壁外侧附近并通过热风道连通至炉膛内以利用燃烧形成的热空气直接对抛光粉进行传热，所述有害气体导出装置设置在另一个圆形端壁外侧附近并通过风道连通至炉膛内；所述圆柱形侧壁的中部设置有连通至炉膛的单一料口和与所述单一料口相配合的料口盖，所述单一料口作为抛光粉原料进口和抛光粉晶体出口；所述炉膛为桶状，并且所述单一料口朝向所述炉膛的方向为逐渐变宽的敞口结构；所述炉体的上方正对着所述单一料口的位置设置有可伸缩的送料管，并且所述炉体的上方还设置有滑轨，所述滑轨上设置有可在所述滑轨上滑动的用于提吊所述料口盖的电葫芦；所述圆柱形侧壁和圆形端壁均包括金属外壳和位于外壳内的炉衬材料；并且所述炉衬材料表面还喷涂有耐火涂层；所述耐火涂层的喷涂料由76.5～80wt％的合成莫来石、8.0～10wt％的玻璃微珠、8.0～10wt％的结合剂、1.0～2.0wt％的硅酸锆，和1.0～2.0wt％的液体硅氧烷组成，各组分的重量百分比之和为100wt％，所述喷涂料喷射到炉衬材料表面，在100～120℃干燥，然后在800～1000℃固化处理2.0～3.0小时。
2.根据权利要求1所述的回转式抛光粉晶体生长炉，其特征在于：所述回转式抛光粉晶体生长炉还包括机架和固定于机架的托轮，所述托轮包括两个主动托轮和两个被动托轮；所述炉体上设置有滚圈，所述滚圈包括第一滚圈和第二滚圈，所述第一滚圈设置在所述两个主动托轮上，所述第二滚圈设置在所述两个被动托轮上，并且通过所述托轮的转动以及滚圈的传动能够带所述炉体绕其水平旋转轴转动。
3.根据权利要求2所述的回转式抛光粉晶体生长炉，其特征在于：所述炉体的下方还至少设置有一个限位滚轮，所述托轮通过电机驱动，并且所述托轮和电机之间还设置有变速器。
4.根据权利要求1所述的回转式抛光粉晶体生长炉，其特征在于：所述炉体的下方正对着所述单一料口的位置设置有集料装置。
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