CN109896529B - 一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法及微波设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法及微波设备。本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，通过将硅酸铝矿物质进行焙烧、粉碎、制粉压球后送入所述微波设备内熔化，解决了传统硅酸铝矿物质熔化生产能耗、安全隐患高的问题，提高了生产效率，能耗降低30％以上。基于本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的工艺，本发明的微波设备调整了所述进料口的设置，使用了所述微波阻尼螺旋加料器，在高效进料的同时，所述微波阻尼的设置防止微波泄露及对人体产生的辐射危害；进一步调整了所述炉体出料口的材料设置，保证所述微波设备的使用寿命以及硅酸铝矿物质微波熔化生产的连贯性。

Description

一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法及微波设备

技术领域

本发明属于材料加工技术领域，具体涉及一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法及微波设备。

背景技术

硅酸铝矿物质是指含有氧化铝及氧化硅的氧化物混合物，自然界中经常以多种形式存在，例如：红柱石，属正交晶系；蓝晶石，属三斜晶系；硅线石，属正交晶系。除此之外还有高岭土、铝矾土、煤矸石、焦宝石等等。

硅酸铝矿物质具有低导热率、优良的热稳定性以及化学稳定性。但是硅酸铝矿物质熔点高，难熔化，现有的硅酸铝矿物质通常采用电葫芦熔化或电阻炉熔化，其熔化方法效率低能耗高。

发明内容

基于以上问题，本发明的其一目的是提供一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，可以达到提高熔化效率，降低能耗的目的。

其二目的是提供一种进行硅酸铝矿物质微波熔化的微波设备。

本发明的技术方案为：

本发明提供一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，包括以下步骤：

(1)将硅酸铝矿物质进行焙烧；

(2)将经步骤(1)焙烧后的硅酸铝矿物质进行粉碎，得到硅酸铝矿物质粉；

(3)将所述硅酸铝矿物质粉压球，得到所述硅酸铝矿物质球；

(4)将所述硅酸铝矿物质球放入微波设备内加热熔化，完成所述微波熔化硅酸铝矿物质的生产。

根据本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，基于进一步在步骤(3)中得到密度适宜的硅酸铝矿物质球的目的，在步骤(2)中，所述硅酸铝矿物质粉的粒径为40-80目。

根据本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，基于微波被物料吸收后，是从所述硅酸铝矿物质内部发热，从内而外形成温度梯度并进一步将所述硅酸铝矿物质熔化生产的，因此，基于所述硅酸铝矿物质在加热熔化过程中国均质吸收能量，生产得到的硅酸铝产品性能均一稳定的目的，在步骤(3)中，限定所述硅酸铝矿物质球的直径为25-35mm。

根据本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，基于微波熔化所述硅酸铝矿物质时，由内而外积聚热量能够均匀分布散出，不过度在所述硅酸铝矿物质球内部积聚热量，引起“过烧”，使生产出现安全隐患，且保证所述硅酸铝矿物质球的能量吸收的均一性，在步骤(3)中，所述硅酸铝矿物质球的密度为3.5-3.8g/cm³。

根据本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，基于降低传统硅酸铝矿物质熔化生产能耗，以及充分使硅酸铝熔化再生产的目的，在步骤(4)中，所述加热温度为1800-2100℃。

根据本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，所述微波设备包括炉体以及炉体内部的炉腔，所述炉体和炉腔中间设置耐火材料绝热层；所述所述炉体外四周环绕设置微波回旋腔，所述微波回旋腔通过波导管连接微波发生设备，所述波导管沿所述炉体四周设置，并通过所述波导管上设置的通孔向炉体内释放微波；所述炉体顶部设置炉体进料口，所述进料口水平设置微波阻尼螺旋加料器，所述微波阻尼螺旋加料器上设置物料入口、物料出口和提供加料动力的加料电动机，所述物料出口与炉体顶部的进料口连接；所述炉体底部设置炉体出料口，所述炉体出料口处设置微波阻尼。

本发明提供一种微波设备，包括炉体以及炉体内部的炉腔，所述炉体和炉腔中间设置耐火材料绝热层；所述所述炉体内水平贯穿设置微波回旋腔，所述微波回旋腔通过波导管连接微波发生设备；所述炉体顶部设置炉体进料口，所述进料口水平设置微波阻尼螺旋加料器，所述微波阻尼螺旋加料器上设置物料入口、物料出口和提供加料动力的加料电动机，所述物料出口与炉体顶部的炉体进料口连接；所述炉体底部设置炉体出料口，所述炉体出料口处设置微波阻尼。

根据本发明的微波设备，所述微波阻尼螺旋加料器在所述物料入口设置微波阻尼。

根据本发明的微波设备，所述炉体出料口以钨钼合金材料制成。

根据本发明的微波设备，所述微波发生设备包括微波发生器和微波电源。

电弧炉通过金属电极或非金属电极之间产生电弧，电弧产生高温来熔炼矿石，且气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热。无论是电弧炉还是电阻炉，其电功率的倒入都是靠电极，并且电极是安装在特种水冷体上工作，以保证长期高温下的工作的稳定性，及减少电极自身的消耗。但是，同时冷却水也带走了大量的热量，产生非熔化性的功率损耗。同时，电极冷却体一旦损坏，冷却水在高温溶液中漏出，将引起炉内水蒸气爆炸，就是严重的生产安全事故，威胁生产及生命安全。即，电弧炉和电阻炉工作时电极的冷却消耗及电极自身的损耗，大大增加了硅酸铝矿物质熔化生产的生产成本，且存在重大的安全隐患。

本发明的有益效果为：

本发明的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，通过将硅酸铝矿物质进行焙烧、粉碎、制粉压球后送入所述微波设备内熔化，解决了传统硅酸铝矿物质经电弧炉或电阻炉熔化生产能耗高、安全隐患高的问题，提高了生产效率。经实际生产统计，本发明的依托微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，较传统电弧炉或电阻炉生产，能耗降低30％以上。

进一步地，为了使所述硅酸铝矿物质在微波熔化过程中达到均质吸收微波能量的目的，限定了进行微波熔化的硅酸铝矿物质粉的粒度和硅酸铝矿物质球的粒径，使最终得到的硅酸铝产品性能稳定、均一，可以将所述硅酸铝产品进一步应用于硅酸铝耐火纤维或硅酸铝异形陶瓷制品的生产等材料生产领域。

基于微波熔化硅酸铝矿物质的工艺调整，本发明的微波设备调整了所述进料口的设置，添加了所述微波阻尼螺旋加料器，在高效进料的同时，所述物料入口和炉体出料口的微波阻尼防止微波泄露以及对人体产生的辐射危害；基于硅酸铝熔化生产的要求，进一步调整了所述炉体出料口的材料设置，保证所述微波设备的使用寿命，所述硅酸铝矿物质微波熔化生产的连贯性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述微波设备的结构示意图。

图中1、炉体；2、炉腔；3、耐火材料绝热层；4、微波回旋腔；5、波导管；6、微波发生设备；7、微波阻尼螺旋加料器；11、炉体进料口；12、炉体出料口；61、微波发生器；62、微波电源；71、物料入口；72、物料出口；73、加料电动机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1

本发明提供微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，包括以下步骤：

(1)将硅酸铝矿物质进行焙烧；

(2)将经步骤(1)焙烧后的硅酸铝矿物质进行粉碎，得到粒径为40目的硅酸铝矿物质粉；

(3)将所述硅酸铝矿物质粉压球，得到直径为35mm、密度为3.5g/cm³的硅酸铝矿物质球；

(4)将所述硅酸铝矿物质球放入微波设备内1800℃下加热熔化，完成所述微波熔化硅酸铝矿物质的生产。

实施例2

本发明提供微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，包括以下步骤：

(1)将硅酸铝矿物质进行焙烧；

(2)将经步骤(1)焙烧后的硅酸铝矿物质进行粉碎，得到粒径为80目的硅酸铝矿物质粉；

(3)将所述硅酸铝矿物质粉压球，得到直径为25mm、密度为3.6g/cm³的硅酸铝矿物质球；

(4)将所述硅酸铝矿物质球放入微波设备内2100℃下加热熔化，完成所述微波熔化硅酸铝矿物质的生产。

实施例3

本发明提供微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，包括以下步骤：

(1)将硅酸铝矿物质进行焙烧；

(2)将经步骤(1)焙烧后的硅酸铝矿物质进行粉碎，得到粒径为50目的硅酸铝矿物质粉；

(3)将所述硅酸铝矿物质粉压球，得到直径为30mm、密度为3.5g/cm³的硅酸铝矿物质球；

(4)将所述硅酸铝矿物质球放入微波设备内2000℃下加热熔化，完成所述微波熔化硅酸铝矿物质的生产；

本发明还提供上述所称所述微波设备，包括炉体1以及炉体1内部的炉腔2，所述炉体1和炉腔2中间设置耐火材料绝热层3；

所述所述炉体1外四周环绕设置微波回旋腔4，所述微波回旋腔4通过波导管5连接微波发生设备6；所述微波发生设备6包括微波发生器61和微波电源62；

所述炉体1顶部设置炉体进料口11，所述炉体进料口11水平设置微波阻尼螺旋加料器7，所述微波阻尼螺旋加料器7上设置物料入口71、物料出口72和提供加料动力的加料电动机73，并在所述物料入口71处设置微波阻尼，所述物料出口72与炉体1顶部的炉体进料口11连接；

所述炉体1底部设置炉体出料口12，所述炉体出料口12以钨钼合金材料制成，所述炉体出料口12处设置微波阻尼。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将硅酸铝矿物质进行焙烧；

(2)将经步骤(1)焙烧后的硅酸铝矿物质进行粉碎，得到粒径为40-80目的硅酸铝矿物质粉；

(3)将所述硅酸铝矿物质粉压球，得到直径为25-35mm、密度为3.5-3.8g/cm³的硅酸铝矿物质球；

(4)将所述硅酸铝矿物质球放入微波设备内在温度为1800-2100℃的条件下加热熔化，完成所述微波熔化硅酸铝矿物质的生产。

2.根据权利要求1所述的微波熔化硅酸铝矿物质的生产方法，其特征在于，所述微波设备包括炉体以及炉体内部的炉腔，所述炉体和炉腔中间设置耐火材料绝热层；所述炉体外四周环绕设置微波回旋腔，所述微波回旋腔通过波导管连接微波发生设备；所述炉体顶部设置炉体进料口，所述进料口处水平设置微波阻尼螺旋加料器，所述微波阻尼螺旋加料器上设置物料入口、物料出口和提供加料动力的加料电动机，所述物料出口与炉体顶部的进料口连接；所述炉体底部设置炉体出料口，所述炉体出料口处设置微波阻尼。

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