CN115042294A - 基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法及粉料 - Google Patents

基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法及粉料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法及粉料,涉及陶瓷砖制造领域。其中,分体式造粒系统依次包括搅拌造粒装置、滚动造粒装置和流化硬化装置;搅拌造粒装置包括搅拌筒体和搅拌喷水机构;滚动造粒装置包括滚筒,滚筒的内壁设有多道凸部;陶瓷墙地砖粉料的制备方法包括:提供/制备微粉料,搅拌增湿得到第一粉料,滚动整形得到第二粉料,干燥硬化得到成品粉料。基于以上的制备方法得到的成品粉料的流动性好,可适应各种来源类型的原料。

Description

基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法及粉料
技术领域
本发明涉及陶瓷砖制造领域,尤其涉及一种基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法及粉料。
背景技术
现有的陶瓷砖粉料制备方法包括湿法制粉工艺和干法制粉工艺。湿法制粉是指将原料经球磨、喷雾干燥后得到粉料。干法制粉则是指将原料经立磨机粉磨,加水造粒后得到粉料,也有一些干法制粉工艺在加水造粒后进行干燥,进而得到粉料。干法制粉工艺中最核心的工艺环节是造粒。现有的造粒分为圆盘搅拌增湿造粒,滚筒搅拌增湿造粒和塔式悬浮增湿造粒。其中,塔式悬浮增湿造粒所产生颗粒球形度高,颗粒级配偏粗,流动性好,但其产量低。圆盘式搅拌增湿造粒产生的颗粒过细。滚筒搅拌增湿造粒的颗粒级配适中,经济价值高。
滚筒搅拌增湿造粒的造粒机的一般结构为滚筒式增湿搅拌筒和V型搅拌筒;其中,经增湿搅拌得到的粉料先进入V型搅拌筒中,当V型搅拌装置的拐角位于下方时,由于粉料中的粗颗粒重量较大,集聚在V型搅拌筒拐角位置的前端,进一步的,当V型搅拌器的拐角位置转动至顶部过程中,较重的粗颗粒料向前排出造粒机,而较轻的细颗粒料返回增湿搅拌筒。申请人在运用传统滚筒式造粒机的过程中发现,对于一些以风化类原料为主体的陶瓷砖配方体系,滚筒式造粒机在较低的含水率(<10%)条件下即可得到满足生产需求的颗粒级配。而对于一些复配类型的原料(风化料含量低)为主的配方体系,滚筒式造粒机往往需要提升含水率。有些料甚至在高含水率时仍然难得到颗粒级配适当的粉料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法,其制备得到的粉料颗粒级配较粗,粉料流动性好。
本发明还要解决的技术问题在于,提供一种陶瓷墙地砖粉料。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法,所述分体式造粒系统依次包括搅拌造粒装置、滚动造粒装置和流化硬化装置;所述搅拌造粒装置包括搅拌筒体和搅拌喷水机构;所述滚动造粒装置包括滚筒,所述滚筒的内壁设有多道凸部;所述制备方法包括:
(1)提供/制备微粉料,所述微粉料的含水率≤1wt%,所述微粉料的颗粒粒径<100μm;
(2)将所述微粉料加入所述搅拌筒体,搅拌喷水机构向所述搅拌筒体内喷入预设量的水,并充分搅拌,得到第一粉料;
(3)将所述第一粉料加入所述滚筒,第一粉料中的颗粒滚动翻越所述凸部,在翻越过程中与其他颗粒混合粘附,形成第二粉料;
(4)将所述第二粉料加入所述流化硬化装置进行干燥硬化,得到成品粉料。
作为上述技术方案的改进,步骤(1)包括:
(1.1)按配方混合各种原料,得到混合料;
(1.2)将所述混合料粉磨,得到微粉料。
作为上述技术方案的改进,步骤(2)中,加水量为:
M=k·f/100·S×100%;
其中,M为加水量,k为常数,其取值为0.1~0.3;
F为将混合料采用球磨、喷雾干燥制粉后所得湿法粉料的流动性,S为湿法粉料在30~40MPa压力下压成得到的生坯的抗折强度。
作为上述技术方案的改进,所述搅拌造粒装置包括搅拌筒、送料机构、搅拌喷水机构、排料机构、搅拌筒驱动机构和搅拌驱动机构;所述称量搅拌机构、排料机构与所述搅拌筒连通;所述搅拌喷水机构设于所述搅拌筒中,且与所述搅拌驱动机构连接。
作为上述技术方案的改进,所述滚动造粒装置包括进料机构、滚筒、出料机构和滚筒驱动装置,所述进料机构、出料与所述滚筒连通;所述滚筒的内壁上设有多条沿滚筒周向分布的、呈环形的凸部,相邻凸部之间设有呈弧形凹槽状的连接部;所述滚筒呈倾斜设置,其倾斜角度为1~20°。
作为上述技术方案的改进,所述凸部的截面呈弧形、三角形、梯形、矩形或锯齿形。
作为上述技术方案的改进,所述凸部间距均匀地分布在所述内筒体上;相邻凸部之间的距离与凸部底部宽度之比为(1.8~4):1;凸部的高度与弧形凹槽状的连接部深度之比为1:(0.8~1)。
作为上述技术方案的改进,所述滚动造粒装置还包括刮料装置,所述刮料装置包括刮料板、支撑轴和刮料驱动装置;
所述刮料板设于所述滚筒内部,且与所述支撑轴固定连接,所述支撑轴穿过所述滚筒进料端和/或出料端的筒壁与所述刮料驱动装置连接。
相应的,本发明还公开了一种陶瓷墙地砖粉料,其由上述的制备方法制备而得。
实施本发明,具有如下有益效果:
本发明的基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法,基于分体式造粒系统进行造粒,分体式造粒系统包括搅拌造粒装置和滚筒造粒装置,微粉料现在搅拌造粒装置中加水搅拌,形成第一粉料;然后第一粉料在滚筒造粒装置中与其他颗粒滚动混合粘附,使得第一粉料中的颗粒粒径增大,求在滚动粘附过程中逐渐趋向球形;得到第二粉料。然后将第二粉料干燥硬化,得到成品粉料。基于以上的制备方法得到的成品粉料的流动性好,可适应各种来源类型的原料。
附图说明
图1是本发明实施例1中分体式造粒系统的结构示意图;
图2是本发明实施例1中滚动造粒装置的结构示意图;
图3是本发明实施例1中滚动造粒装置的剖面结构示意图;
图4是图3中A处的局部放大图。
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,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明,本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词,仅以本发明的附图为基准,其并不是对本发明的具体限定。
实施例1分体式造粒系统
参图1,本实施例提供一种分体式造粒系统,其依次包括搅拌造粒装置100、滚动造粒装置200和流化硬化装置300。
其中,搅拌造粒装置100可为圆盘增湿搅拌装置,也可为滚筒增湿搅拌装置,但不限于此。优选的,在本实施例中,搅拌造粒装置100包括搅拌筒110、送料机构120、搅拌喷水机构130、排料机构140、搅拌筒驱动机构150和搅拌驱动机构160;其中,送料机构120连接在搅拌筒110的进料端,排料机构140连接在搅拌筒110的出料端。搅拌喷水机构130包括多个搅拌喷水桨131和搅拌轴132,多个搅拌喷水桨131间距均匀地分布在搅拌轴132上,搅拌轴132一端穿过搅拌筒110的侧壁,并与搅拌驱动机构160连接。搅拌筒驱动机构150用于驱动搅拌筒110转动。微粉料经由送料机构120送入搅拌筒110,然后经由搅拌喷水机构130喷水搅拌,同时搅拌筒110转动混合,两者综合作用得到第一粉料,第一粉料经由排料机构140排出搅拌筒110。
其中,滚动造粒装置200包括进料机构210、滚筒220、出料机构230和滚筒驱动装置240。其中,进料机构210与滚筒220的进料端连通,出料机构230与滚筒220的出料端连通。在滚筒220的内壁沿滚筒220的周向上设置有多道凸部221。第一粉料在滚筒220中由进料端向出料端运动时,当碰到凸部221后,第一粉料中的颗粒滚动翻越所述凸部221,在翻越过程中与第一粉料中的其他颗粒粘附混合,从而得到了球形化程度更高、颗粒级配较粗的第二粉料。
其中,进料机构210为进料斗,其包括远离滚筒220的后斗壁211、靠近滚筒220的前斗壁212、底斗壁213和侧斗壁214;其中,后斗壁211与滚筒210之间的夹角α为60~80°,底斗壁223距离滚筒220的底面的距离d≥1/4的滚筒的直径D。基于这种结构,在第一粉料经由进料机构210进入滚筒220时,第一粉料中较细、较轻的细颗粒靠近滚筒220出料端分布;第一粉料中较粗、较重的粗颗粒靠近滚筒220的进料端分布;进而在传输过程中,粗颗粒向前运动粘附细颗粒,优化第二粉料中颗粒的球形度。
具体的,在本实施例中,为了加快滚动造粒的速度,滚筒220呈倾斜设置,即使得滚筒220的进料端高于出料端。具体的,倾斜角度为1~20°,当倾斜角度>20°时,第一粉料在滚筒220内的移动速度过快,甚至直接由凸部的顶部掉落至出料端,无法有效整形;当倾斜角度<1°时,第一粉料在滚筒220内的移动速度过慢,产量低;且容易造成第一粉料堆积,第一粉料中粗颗粒、细颗粒分布不合理,无法有效达到滚动粘附的目的,即无法达到滚动造粒的作用。
其中,滚筒220包括筒体222和传动环223,传动环223与滚筒驱动装置240连接,筒体222和传动环223固定连接。基于这种结构,可将筒体222的筒壁整体设定为波纹状,即筒体222直接以凸部221及凸部221之间的连接部224作为圆周筒壁(即侧壁)。基于这种结构,可大幅度降低筒体222筒壁的厚度(2~5mm),降低筒体222的加工难度。
具体的,在本实施例中,在筒体222上设有多道呈环形的凸部221,凸部221的截面呈弧形;相邻凸部221之间设置连接部224;其中,连接部224呈弧形凹槽状。通过这种形状的凸部221和连接部224,可形成类似波纹状的筒体222,优化整形效果。具体的,参考图4,凸部221间距均匀地分布在筒体222上,相邻凸部221之间的距离δ1与凸起部底部宽度δ2之比为(1.8~4):1,凸部221的高度h1与连接部224的深度h2之比为1:(0.8~1)。基于以上比例,可进一步优化凸部221的滚动粘附作用,提升成品粉料的颗粒级配和流动性。
具体的,在本实施例之中,粉料整形装置还包括刮料装置250,刮料装置250包括刮料板251、支撑轴252和刮料驱动装置(未在图中示出),刮料板251设置在滚筒220内,更具体的为筒体222内,刮料板251与支撑轴252固定连接,支撑轴252穿过滚筒220进料端和/或出料端的筒壁与刮料驱动装置连接。刮料板251截面的形状与滚筒220内壁的形状相适配。当需要刮料时,刮料驱动装置通过支撑轴252将刮料板251顶起,靠近滚筒220的内壁,实现刮料。
具体的,流化硬化装置300为流化床,但不限于此。
实施2陶瓷墙地砖粉料的制备方法
本实施例提供一种基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法,其包括以下步骤:
(1)提供/制备微粉料;
其中,微粉料的含水率≤1wt%,优选的为0.1~0.8wt%。微粉料的颗粒粒径<100μm,优选的,微粉料加水化浆后(含水率为35wt%)时,其250目筛筛余为1~3wt%。
具体的,在本实施例中,步骤(1)包括:
(1.1)按配方混合各种原料,得到混合料;
(1.2)将混合料粉磨,得到微粉料;
具体的,可采用立磨机进行混合料的粉磨,但不限于此。
(2)将微粉料采用搅拌造粒装置造粒,得到第一粉料;
具体的,将微粉料加入搅拌筒,并通过搅拌喷水机构向微粉料喷水,同时强力充分搅拌,且搅拌筒转动,混合得到第一粉料。
具体的,具体加水量可根据下式计算:
加水量为:
M=k·f/100·S×100%;
其中,M为加水量,k为常数,其取值为0.1~0.3。优选的为0.2~0.25。其中,f为湿法粉料的流动性,S为是湿法粉料在30MPa压力压成后得到的生坯的抗折强度。具体的,湿法粉料是指混合料在加水35wt%后(不添加其他添加剂)球磨至250目筛筛余为1wt%~1.5wt%后喷雾干燥得到的粉料。
(3)将所述第一粉料采用滚动造粒装置滚动造粒,得到第二粉料;
具体的,将第一粉料加入滚筒,第一粉料在滚筒中向前运动过程中碰到凸部后,滚动翻越所述凸部221,在翻越过程中与第一粉料中的其他颗粒粘附混合,从而得到了球形化程度更高、颗粒级配较粗的第二粉料。
(4)将第二粉料采用流化硬化装置干燥硬化,得到成品粉料。
试验例
取某厂的陶瓷中板的原料配方进行实验,其中,配方1主要采用风化料制备,配方2则主要以复配料制备。具体的,在不含有添加剂(坯体增强剂、解胶剂等)的情况下,采用传统湿法制粉工艺制备湿法粉料,测试其流动性分别为32.8mm、34.5mm;将湿法粉料采用30MPa压强压制后测试其扛着强度为0.9MPa和0.7MPa;经计算,其在搅拌造粒装置的加水量分别为:
W1=0.22×32.8÷0.9÷100×100%=8.0%;W2=0.22×34.5÷0.7÷100×100%=10.8%。
将以上两个配方的原料采用立磨机粉磨至250目筛筛余为2wt%,含水率为0.8wt%,得到微粉料。将微粉料采用实施例2的制备方法制备成品粉料。此外,采用采用对比文件中的GRC造粒机造粒,流化床硬化(CN205269568U)。造粒所得成品粉料做如下测试:
(1)颗粒级配:采用振动筛测定颗粒级配(参《陶瓷砖生产技术》,朱永平主编,天津大学出版社,2009年第1版第188页);
(2)流动性,具体的测定方法为:将直径为30mm、高度为50mm的玻璃圆筒放置在玻璃板上,用陶瓷板粉料装满刮平,然后提起玻璃圆筒,陶瓷板粉料自然流散后记录料堆的最大高度Hs。则流动性f=50-Hs
具体结果如下表所示:
Figure BDA0003692289030000071
由表中可以看出,在采用本申请实施例中的造粒装置后,造粒得到的粉料的颗粒级配、流动性均得到了较大的改善。
以上所述是发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于分体式造粒系统的陶瓷墙地砖粉料的制备方法,其特征在于,所述分体式造粒系统依次包括搅拌造粒装置、滚动造粒装置和流化硬化装置;所述搅拌造粒装置包括搅拌筒体和搅拌喷水机构;所述滚动造粒装置包括滚筒,所述滚筒的内壁设有多道凸部;所述制备方法包括:
(1)提供/制备微粉料,所述微粉料的含水率≤1wt%,所述微粉料的颗粒粒径<100μm;
(2)将所述微粉料加入所述搅拌筒体,搅拌喷水机构向所述搅拌筒体内喷入预设量的水,并充分搅拌,得到第一粉料;
(3)将所述第一粉料加入所述滚筒,第一粉料中的颗粒滚动翻越所述凸部,在翻越过程中与其他颗粒混合粘附,形成第二粉料;
(4)将所述第二粉料加入所述流化硬化装置进行干燥硬化,得到成品粉料。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)包括:
(1.1)按配方混合各种原料,得到混合料;
(1.2)将所述混合料粉磨,得到微粉料。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,加水量为:
M=k·f/100·S×100%;
其中,M为加水量,k为常数,其取值为0.1~0.3;
F为将混合料采用球磨、喷雾干燥制粉后所得湿法粉料的流动性,S为湿法粉料在30~40MPa压力下压成得到的生坯的抗折强度。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述搅拌造粒装置包括搅拌筒、送料机构、搅拌喷水机构、排料机构、搅拌筒驱动机构和搅拌驱动机构;所述称量搅拌机构、排料机构与所述搅拌筒连通;所述搅拌喷水机构设于所述搅拌筒中,且与所述搅拌驱动机构连接。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述滚动造粒装置包括进料机构、滚筒、出料机构和滚筒驱动装置,所述进料机构、出料与所述滚筒连通;所述滚筒的内壁上设有多条沿滚筒周向分布的、呈环形的凸部,相邻凸部之间设有呈弧形凹槽状的连接部;所述滚筒呈倾斜设置,其倾斜角度为1~20°。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述凸部的截面呈弧形、三角形、梯形、矩形或锯齿形。
7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述凸部间距均匀地分布在所述内筒体上;相邻凸部之间的距离与凸部底部宽度之比为(1.8~4):1;凸部的高度与弧形凹槽状的连接部深度之比为1:(0.8~1)。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述滚动造粒装置还包括刮料装置,所述刮料装置包括刮料板、支撑轴和刮料驱动装置;
所述刮料板设于所述滚筒内部,且与所述支撑轴固定连接,所述支撑轴穿过所述滚筒进料端和/或出料端的筒壁与所述刮料驱动装置连接。
9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述流化硬化装置为流化床。
10.一种陶瓷墙地砖粉料,其特征在于,其由如权利要求1~9任意一项所述的制备方法制备而得。
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