CN113912383B - 环保回转窑制备高铝砖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了环保回转窑制备高铝砖的方法，属于制砖领域。环保回转窑制备高铝砖的方法，包括S1.制料：将铝矾土原料制成骨料、细粉；S2.预混：将骨料以2:3的重量份进行混合，并搅拌均匀；S3.混炼：先将重量份为40~60份的步骤S2中预混的骨料、6~8份的30％摩尔浓度糊精溶液进行混合，并搅拌均匀，再将重量份为20~40份的200目细粉、6~8份的高岭土混入，继续混炼，直至熟料均匀成团；S4.成型：将混炼后熟料按每块高铝砖固定重量称量好，挤压成型；S5.烧成：将成型后的高铝砖在隧道窑内烧成；它可以实现高温气体与铝矾土原料接触时间更久，铝矾土原料翻滚更充分，铝矾土原料颗粒与高温气体接触更充分，提升铝矾土原料煅烧度。

Description

环保回转窑制备高铝砖的方法

技术领域

本发明属于制砖领域，更具体地说，涉及环保回转窑制备高铝砖的方法。

背景技术

高铝砖的主要原料为高铝矾土熟料，铝矾土熟料在制备时，若没有完全煅烧，使烧结不充分，会导致在制砖过程中存在二次莫来石化反应，出现二次莫来石化后制品的组织结构不均匀，烧结困难，在烧结过程中产生体积膨胀，使高铝砖产生裂纹或膨胀，造成尺寸、外观达不到合格品要求。

因此，需要在熟料制备时使煅烧充分，避免出现制砖时出现二次莫来石化。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供环保回转窑制备高铝砖的方法，它可以实现高温气体与铝矾土原料接触时间更久，铝矾土原料翻滚更充分，铝矾土原料颗粒与高温气体接触更充分，提升铝矾土原料煅烧度。

本发明的环保回转窑制备高铝砖的方法，包括以下步骤：

S1.制料：将铝矾土原料经预热器预热至600℃后，放入回转窑中制成铝矾土熟料，将铝矾土熟料制成0~1mm的骨料、1~3mm的骨料、200目的细粉。

S2.预混：将0~1mm的骨料、1~3mm的骨料以2:3的重量份进行混合，并搅拌均匀。

S3.混炼：先将重量份为40~60份的步骤S2中预混的骨料、6~8份的30％摩尔浓度糊精溶液进行混合，并搅拌均匀，再将重量份为20~40份的200目细粉、6~8份的高岭土混入，继续混炼，直至熟料均匀成团。

S4.成型：将混炼后熟料按每块高铝砖固定重量称量好，倒入胎具中，在300T的磨擦压砖机上成型，控制打压次数７次，挤压成型。

S5.烧成：将成型后的高铝砖采用1.8m×1.8m的窑车装车，装于二层以上，在隧道窑内烧成，烧成的热工制度为1450℃×8h。

其中，制料用的回转窑包括

煅烧单元，包括倾斜3~6°设置的窑管，窑管用于盛放待煅烧铝矾土原料并作为铝矾土原料煅烧的容器，窑管始终绕自身轴心转动。

燃烧单元，用于向窑管内通入燃烧的煤粉和空气，提升窑管内温度。

进料单元，用于排烟和向窑管内输入待煅烧铝矾土原料。

其中，窑管内设有助混部，助混部具有非平滑的表面，铝矾土原料置于助混部表面，助混部表面处的高温气体沿助混部表面运动。

作为本发明的进一步改进，燃烧的煤粉和空气从窑管的窑尾通入形成高温气体，并由窑管的窑头排出。窑管内按照位置区间的分布，位置由高至低分为分解带、反应带、烧成带、冷却带。分解带、反应带、烧成带、冷却带由窑头至窑尾依次序排列。助混部位于反应带和烧成带内。反应带和烧成带的内壁为非平滑的表面。窑管作业时，铝矾土原料堆积在反应带和烧成带内，并在管内的轴向和周向均实时产生位移。非平滑表面的峰端位于铝矾土原料的上侧。

作为本发明的进一步改进，窑管内设有凸环。凸环的两侧管径不同。凸环的口径均小于凸环的两侧管径。

作为本发明的进一步改进，窑管内壁固定设置有多个承接凸包。

承接凸包靠近窑头处为承接部。承接部表面为相对管壁倾斜的平面，用于承接铝矾土原料。

承接凸包靠近窑尾处为导流部。导流部表面为光滑的弧形面，并与承接部表面相切。

作为本发明的进一步改进，弧形面的截面呈扇形，扇形的弧度为~°。

作为本发明的进一步改进，窑管内壁周向上的多个相同的承接凸包均匀分布，且多个承接凸包之间具有间隙。

作为本发明的进一步改进，窑管内壁轴向上的多个承接凸包均匀分布，且在窑尾至窑头方向上，承接凸包体积呈线性增长。

作为本发明的进一步改进，承接部表面为粗糙面。

作为本发明的进一步改进，窑管的窑头处设有出气口。窑管外侧套设有保温管。保温管由保温材料制成。保温管与窑管之间具有封闭的保温空腔。保温管位于窑尾处的管壁开设有排气口。排气口内设有溢流阀。

作为本发明的进一步改进，保温空腔内固定设置有阻流凸环。阻流凸环位于窑管管壁温度最高处的外侧。

作为本发明的进一步改进，窑管外侧设置有过滤部；过滤部包括过滤池，过滤池内设有水；过滤池的底部开设有进烟口，进烟口与出气口连通，且进烟口内设有单向阀，保证仅气体从下至上通入过滤池内；过滤池上侧设有液化板，液化板是倾斜设置的，液化板较低的一端位于过滤池的外侧，液化板较低的一端为出水端；出水端与保温空腔连通；

带烟的高温气体从出气口排出后，经池水过滤后，将热量传递给池水，池水受热沸腾化为水蒸气，无烟高温气体附带水蒸气冲击液化板，水蒸气接触液化板后产生液化变成高温水滴，高温水滴沿着液化板流下，进入保温空腔内，高温水滴汇集成后保护窑管，对窑管进行保温；保温空腔的出口为排气口，有效避免保温空腔内的水无法储存，造成保温失效的问题发生。

作为本发明的进一步改进，无烟高温气体附带水蒸气冲击液化板后，无烟高温气体仍具有动能，沿着液化板向上流出过滤部，进入储能装置，将动能储存，储能装置可为水轮机等。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1.本发明通过高温气体与窑管内壁之间的粘滞力，改变高温气体的运动方向，使高温气体与铝矾土原料的接触时间更长、铝矾土受高温气体接触的面积更大，提升铝矾土的煅烧度。

2.本发明不同区域的管径不同，将反应带和烧成带的内径拓宽，将分解带和冷却带的内径缩小，并在分解带和反应带之间增设凸环，在烧成带和冷却带之间增设凸环，使高温气体从窑尾至窑头方向运动时，经过凸环后部分气体沿管壁方向移动，气体进入反应带和烧成带内停留时间更长，且沿着管壁方向移动的气体与在管内堆积的铝矾土原料接触性更好。

3.本发明在窑管内的反应带和烧成带内壁设置承接凸包，承接凸包的被风面为承接部的倾斜平面，上侧置有铝矾土原料，承接凸包的向风面为导流部的弧形面；高温气体吹向弧形面后，因粘滞力，会沿着弧形面运动，当吹过弧形面，达到倾斜平面的上侧后，会形成涡流，并保持向铝矾土原料方向运动的趋势，增加铝矾土原料与高温气体的接触时间。

4.本发明窑管内壁周向上的多个相同的承接凸包均匀分布，且多个承接凸包之间具有间隙，当窑管在绕自身轴心转动时，铝矾土原料会在各个承接凸包之间、各个承接凸包上翻滚，由于承接凸包的存在，使铝矾土原料在翻滚时，会将位于中心部分的铝矾土原料也露出至表面，与没有承接凸包设置的普通窑管相比，普通窑管在翻滚铝矾土原料时，位于中心部分的铝矾土原料不易露出至表面，整堆铝矾土原料在翻滚时类似呈圆柱式地翻滚，而设置了承接凸包的窑管具有整个铝矾土原料各部分均匀受热的有益效果。

5.本发明窑管内燃烧完毕的高温气体最终从出气口排出，进入保温空腔内，使带有余温的高温气体继续隔绝窑管外壁与外界大气的连接，有效保证窑管的散热慢，使窑管内壁的温度持续稳定；同时，由于保温空腔内的气体仅能从上至下运动，但高温气体因温度较高，具有向上运动的趋势，所以保温空腔内的气体不具备主动向下运动排出的趋势，仅能受到窑管内气体挤压而被迫向下运动，所以保温空腔内的气体流动慢，保温效果好，不易造成热量的流失。

6.本发明窑管内燃烧完毕的高温气体最终从出气口排出，进入过滤池，带有粉尘颗粒的烟雾经过池水的过滤，并将气体附带的热量转移给池水，池水受热沸腾后转化为水蒸气蒸发至接触液化板，液化板倾斜设置，水蒸气遇到液化板产生液化形成高温水滴后，沿液化板滴落，滴落的高温水滴流入保温空腔中，使窑管外壁也受到高温水滴的保温作用；保温空腔内的阻流凸环设置在窑管最高温度处的外侧，即位于烧成带的外侧，高温水滴需要经过积累后，液面超过限流凸环才能流出，有效保证对高温处的窑管进行保温。

附图说明

图1为本发明的具体实施例一的回转窑的立体结构图；

图2为本发明的具体实施例一的窑管内的区域分布示意图；

图3为本发明的具体实施例一的窑管的部分平面剖视图；

图4为本发明的具体实施例二的窑管的部分平面剖视图；

图5为本发明的具体实施例二的承接凸包处气体流动方向的示意图；

图6为本发明的具体实施例三的窑管的截面结构示意图；

图7为本发明的具体实施例四的窑管出气口处的平面结构示意图；

图8为本发明的具体实施例四的保温空腔内的气体流动方向示意图；

图9为本发明的具体实施例五的过滤部的平面结构示意图。

图中标号说明：

煅烧单元1、分解带101、反应带102、烧成带103、冷却带104、凸环105、承接凸包106、出气口107、燃烧单元2、进料单元3、保温管4、阻流凸环401、排气口402、过滤部5、过滤池501、进烟口502、液化板503。

具体实施方式

具体实施例一：请参阅图1-3的环保回转窑制备高铝砖的方法，包括以下步骤：

S1.制料：将铝矾土原料经预热器预热至600℃后，放入回转窑中制成铝矾土熟料，将铝矾土熟料制成0~1mm的骨料、1~3mm的骨料、200目的细粉。0~1mm、1~3mm均指骨料的颗粒大小。

S2.预混：将0~1mm的骨料、1~3mm的骨料以2:3的重量份进行混合，并搅拌均匀。

S3.混炼：先将重量份为40~60份的步骤S2中预混的骨料、6~8份的30％摩尔浓度糊精溶液进行混合，并搅拌均匀，再将重量份为20~40份的200目细粉、6~8份的高岭土混入，继续混炼，直至熟料均匀成团。

S4.成型：将混炼后熟料按每块高铝砖固定重量称量好，倒入胎具中，在300T的磨擦压砖机上成型，控制打压次数７次，挤压成型。

S5.烧成：将成型后的高铝砖采用1.8m×1.8m的窑车装车，装于二层以上，在隧道窑内烧成，烧成的热工制度为1450℃×8h。

其中，制料用的回转窑包括

煅烧单元1，包括倾斜3~6°设置的窑管，窑管用于盛放待煅烧铝矾土原料并作为铝矾土原料煅烧的容器，窑管始终绕自身轴心转动。

燃烧单元2，用于向窑管内通入燃烧的煤粉和空气，提升窑管内温度。

进料单元3，用于排烟和向窑管内输入待煅烧铝矾土原料。

燃烧的煤粉和空气从窑管的窑尾通入形成高温气体，并由窑管的窑头排出。

窑管内由于高温气体由窑尾处通入，窑尾处具有冷却设备，所以窑尾处的温度最低；由于高温气体的热量散发作用，窑管的其余位置温度从下至上温度依序降低，

窑管内按照位置区间的分布，位置由高至低分为分解带101、反应带102、烧成带103、冷却带104。分解带101、反应带102、烧成带103、冷却带104由窑头至窑尾依次序排列。

分解带101内的壁面温度为750~1000℃，气体温度为1000~1400℃；

反应带102内的壁面温度为1000~1300℃，气体温度为1400~1600℃；

烧成带103内的壁面温度为1300~1450℃，气体温度为1600~1700℃；

冷却带104内的壁面温度低于1300℃；

反应带102和烧成带103的内壁为非平滑的表面。窑管作业时，铝矾土原料堆积在反应带102和烧成带103内，并在管内的轴向和周向均实时产生位移。非平滑表面的峰端位于铝矾土原料的上侧。

分解带101和反应带102之间的管壁设置凸环105，烧成带103和冷却带104之间的管壁设置凸环105；凸环105的两侧管径不同。分解带101的管径小于反应带102；冷却带104的管径小于烧成带103；凸环105的口径均小于凸环105的两侧管径。

不同区域的管径不同，将反应带102和烧成带103的内径拓宽，将分解带101和冷却带104的内径缩小，并在分解带101和反应带102之间增设凸环105，在烧成带103和冷却带104之间增设凸环105，使高温气体从窑尾至窑头方向运动时，经过凸环105后部分气体沿管壁方向移动，气体进入反应带102和烧成带103内停留时间更长，且沿着管壁方向移动的气体与在管内堆积的铝矾土原料接触性更好。

具体实施例二：请参阅图4-5的环保回转窑制备高铝砖的方法，窑管内壁固定设置有多个承接凸包106。

承接凸包106靠近窑头处为承接部。承接部表面为相对管壁倾斜的平面，用于承接铝矾土原料。倾斜的平面角度为5~15°。承接部表面为粗糙面。

承接凸包106靠近窑尾处为导流部。导流部表面为光滑的弧形面，并与承接部表面相切。弧形面的截面呈扇形，扇形的弧度为80~120°。

窑管内壁轴向上的多个承接凸包106均匀分布，且在窑尾至窑头方向上，承接凸包106体积呈线性增长。使轴心方向上的各个承接凸包106均能被从窑尾吹向窑头的高温气体吹到。

承接凸包106的被风面为承接部的倾斜平面，上侧置有铝矾土原料，承接凸包106的向风面为导流部的弧形面；高温气体吹向弧形面后，因粘滞力，会沿着弧形面运动，当吹过弧形面，达到倾斜平面的上侧后，会形成涡流，并保持向铝矾土原料方向运动的趋势，增加铝矾土原料与高温气体的接触时间。

具体实施例三：在具体实施例二的基础上，请参阅图6的环保回转窑制备高铝砖的方法，窑管内壁周向上的多个相同的承接凸包106均匀分布，且多个承接凸包106之间具有间隙。

当窑管在绕自身轴心转动时，铝矾土原料会在各个承接凸包106之间、各个承接凸包106上翻滚，由于承接凸包106的存在，使铝矾土原料在翻滚时，会将位于中心部分的铝矾土原料也露出至表面，与没有承接凸包106设置的普通窑管相比，普通窑管在翻滚铝矾土原料时，整堆铝矾土原料在翻滚时类似呈圆柱式地翻滚，位于中心部分的铝矾土原料不易露出至表面，而设置了承接凸包106的窑管具有整个铝矾土原料各部分均匀受热的有益效果。

具体实施例四：请参阅图7-8的环保回转窑制备高铝砖的方法，窑管的窑头处设有出气口107。窑管外侧套设有保温管4。保温管4由保温材料制成。保温管4与窑管之间具有封闭的保温空腔。保温管4位于窑尾处的管壁开设有排气口402。排气口402内设有溢流阀。当保温空腔内气体压力达到限定值时，溢流阀开启，将部分气体排出。

进入保温空腔内，使带有余温的高温气体继续隔绝窑管外壁与外界大气的连接，有效保证窑管的散热慢，使窑管内壁的温度持续稳定；同时，由于保温空腔内的气体仅能从上至下运动，但高温气体因温度较高，具有向上运动的趋势，所以保温空腔内的气体不具备主动向下运动排出的趋势，仅能受到窑管内气体挤压而被迫向下运动，所以保温空腔内的气体流动慢，保温效果好，不易造成热量的流失。

保温空腔内固定设置有阻流凸环401。阻流凸环401位于窑管管壁温度最高处的外侧。保温空腔内的阻流凸环设置在窑管最高温度处的外侧，即位于烧成带的外侧，高温气体受到阻流凸环401的干涉，下降速度慢，对高温处的保温效果良好。

具体实施例五：请参阅图9的环保回转窑制备高铝砖的方法，窑管外侧设置有过滤部5；过滤部5包括过滤池501，过滤池501内设有水；过滤池501的底部开设有进烟口502，进烟口502与出气口107连通，且进烟口502内设有单向阀，保证仅气体从下至上通入过滤池501内；过滤池501上侧设有液化板503，液化板503是倾斜设置的，液化板503较低的一端位于过滤池501的外侧，液化板503较低的一端为出水端；出水端与保温空腔连通；

带烟的高温气体从出气口107排出后，经池水过滤后，将热量传递给池水，池水受热沸腾化为水蒸气，无烟高温气体附带水蒸气冲击液化板503，水蒸气接触液化板503后产生液化变成高温水滴，高温水滴沿着液化板503流下，进入保温空腔内，高温水滴汇集成后保护窑管，对窑管进行保温；保温空腔的出口为排气口402，有效避免保温空腔内的水无法储存，造成保温失效的问题发生。

无烟高温气体附带水蒸气冲击液化板503后，无烟高温气体仍具有动能，沿着液化板503向上流出过滤部5，进入储能装置，将动能储存，储能装置可为水轮机等。

另外，本发明还具有其他的实施方式，如：具体实施例一与二或三或四或五的任一结合；具体实施例二与四或五的任一结合；具体实施例三与四或五的任一结合；具体实施例四与五的结合。上述结合的具体结构已能从前述实施例中清楚得知，因此不再赘述。

Claims (7)

1.环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1.制料：将铝矾土原料经预热器预热至600℃后，放入回转窑中制成铝矾土熟料，将铝矾土熟料制成0~1mm的骨料、1~3mm的骨料、200目的细粉；

S2.预混：将0~1mm的骨料、1~3mm的骨料以2:3的重量份进行混合，并搅拌均匀；

S3.混炼：先将重量份为40~60份的步骤S2中预混的骨料、6~8份的30％摩尔浓度糊精溶液进行混合，并搅拌均匀，再将重量份为20~40份的200目细粉、6~8份的高岭土混入，继续混炼，直至熟料均匀成团；

S4.成型：将混炼后熟料按每块高铝砖固定重量称量好，倒入胎具中，在300T的磨擦压砖机上成型，控制打压次数７次，挤压成型；

S5.烧成：将成型后的高铝砖采用1.8m×1.8m的窑车装车，装于二层以上，在隧道窑内烧成，烧成的热工制度为1450℃×8h；

其中，制料用的回转窑包括

煅烧单元（1），包括倾斜3~6°设置的窑管，窑管用于盛放待煅烧铝矾土原料并作为铝矾土原料煅烧的容器，窑管始终绕自身轴心转动；

窑管内设有助混部，助混部具有非平滑的表面，铝矾土原料置于助混部表面，助混部表面处的高温气体沿助混部表面运动；

燃烧的煤粉和空气从窑管的窑尾通入形成高温气体，并由窑管的窑头排出；窑管内按照位置区间的分布，位置由高至低分为分解带（101）、反应带（102）、烧成带（103）、冷却带（104）；分解带（101）、反应带（102）、烧成带（103）、冷却带（104）由窑头至窑尾依次序排列；助混部位于反应带（102）和烧成带（103）内；反应带（102）和烧成带（103）的内壁为非平滑的表面；窑管作业时，铝矾土原料堆积在反应带（102）和烧成带（103）内，并在管内的轴向和周向均实时产生位移；非平滑表面的峰端位于铝矾土原料的上侧；

窑管内设有凸环（105）；凸环（105）的两侧管径不同；凸环（105）的口径均小于凸环（105）的两侧管径；

窑管内壁固定设置有多个承接凸包（106）；承接凸包（106）靠近窑头处为承接部；承接部表面为相对管壁倾斜的平面，用于承接铝矾土原料；承接凸包（106）靠近窑尾处为导流部；导流部表面为光滑的弧形面，并与承接部表面相切；

燃烧单元（2），用于向窑管内通入燃烧的煤粉和空气，提升窑管内温度；

进料单元（3），用于排烟和向窑管内输入待煅烧铝矾土原料。

2.根据权利要求1所述的环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：弧形面的截面呈扇形，扇形的弧度为80~120°。

3.根据权利要求1所述的环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：窑管内壁周向上的多个相同的承接凸包（106）均匀分布，且多个承接凸包（106）之间具有间隙。

4.根据权利要求1所述的环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：窑管内壁轴向上的多个承接凸包（106）均匀分布，且在窑尾至窑头方向上，承接凸包（106）体积呈线性增长。

5.根据权利要求1所述的环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：承接部表面为粗糙面。

6.根据权利要求1所述的环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：窑管的窑头处设有出气口（107）；窑管外侧套设有保温管（4）；保温管（4）由保温材料制成；保温管（4）与窑管之间具有封闭的保温空腔；保温管（4）位于窑尾处的管壁开设有排气口（402）；排气口（402）内设有溢流阀。

7.根据权利要求6所述的环保回转窑制备高铝砖的方法，其特征在于：保温空腔内固定设置有阻流凸环（401）；阻流凸环（401）位于窑管管壁温度最高处的外侧。

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