CN118206313B - 一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及人造骨料处理技术领域，且公开了一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，包括前后依次设置的压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块，所述压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块之间通过传送带连接，本发明可以实现人造骨料的中心压注功能。将特定功能的浆体压注在人造骨料的中心，提高人造骨料的综合性能。本发明可以将骨料快速球化。本发明通过弹性轮组的设置，提供成型过程中的压力。本发明对人造骨料进行了微波分区控温固化处理，可强化骨料的力学性能和耐久性能。将微波发热部分的温度逐级递增，最后设计厌氧环境风冷降温区，避免了骨料氧化。

Description

一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置

技术领域

本发明涉及人造骨料处理技术领域，具体为一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置。

背景技术

人造骨料是建筑和土木工程中使用的一种合成材料，通常由工业废弃物（如煤矸石、炉渣等）制成。这些材料通过特定的工艺处理后，能够作为天然骨料的替代品，用于混凝土和其他建筑材料中。使用人造骨料的主要背景是资源节约和环境保护，它能够减少对天然砂石等非可再生资源的依赖，同时大幅度处理和利用工业废料，减少环境污染。球状的粒形有助于常规强度的普通混凝土拌合物的流动性和工作性有很大益处，缘于球形颗粒相较于其他形状的颗粒在拌合过程中能更好地滚动和分布，减少空隙率，大幅度增加流动性。此外，精细粒径的球状颗粒可以提高混凝土的紧密性和强度，因为在最大堆积理论下精准粒径骨料的多粒径混掺，极大地优化混合物中的骨料相互锁合作用，大幅度减少水泥浆的用量，从而优化混凝土的整体性能。并且通过微波固化的人造骨料其综合性能更为优越。通过轻质、高强、精准粒径球化的处理，人造骨料不仅能够更好地应用于建筑工程，还能够提高结构的持久性和耐用性。

现有技术中，关于人造骨料的球化抛光处理主要包括几种不同的技术路径。

专利CN117599912A（一种等离子行星球磨机），CN117732555A（高效球磨机）利用套筒和磨球对物体进行球化打磨，将物体放入带有磨球的滚筒中，利用电机转动套筒实现球磨。在这个过程中，套筒内有大部分空间没有得到利用，磨球没有散布到套筒的各个空间，导致球化效率低，成球质量难以做到精细。

专利CN117839818A（一种振动球磨机），利用球磨组件，进行振动研磨球化，将球化对象放入旋转平台中进行研磨球化。但是在这个过程中，球化对象和球磨组件之间的强度有一定的要求，并且精度并不是可控的。由于振动的机械运动，会产生较大的噪音。设备经过长时间的使用球磨组的磨损较大，需要经常更换。其设备并不适用与较小粒径的球化，对于球化后的废料较多，且呈粉末状，不利于回收利用。

专利CN117599915A（一种等离子三维振动球磨机），通过球磨罐和水平振动相结合，将物料进行球化，在此过程中还加入了高压放电系统辅助打磨。此设备包含多个机械和电气组件（如滑架、主驱动机构、水平振荡机构、导电球磨罐等），这种设计可能在日常维护和故障排除时需要更专业的技术支持，维护成本和复杂性较高。在球化过程中能耗可能较高。为此，我们推出一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，包括前后依次设置的压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块，所述压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块之间通过传送带连接，所述压注压固模块包括承压履带装置、承压履带装置上方前后两侧设置的压注轮装置和压固轮装置、承压履带装置底部前方设置的粉料喷播装置以及承压履带装置底部后侧设置的浆料输送装置；

所述承压履带装置包括支架、支架上设置的承压履带和前后两组弹性轮组以及承压履带上集成的若干组橡胶半球压实槽，弹性轮组用于对承压履带形成弹力挤压；

所述压注轮装置包括输送转轴、镶嵌在输送转轴内部的输送定轴以及输送转轴外侧通过连接架固定的压注轮，压注轮外侧分布有若干组注射壳，输送定轴内部设有垂直向下的单条输液线路，输送转轴内部分布多条与输液分液管道相连的管路，输液分液管道末端通过分液转换接头和注射管相连；

所述分区控温煅烧固结模块包括由内至外依次设置的一级螺旋围挡、二级螺旋围挡、三级螺旋围挡和四级螺旋围挡，料斗顶部两侧设有支撑在四级螺旋围挡底部的传送滚轮；

所述承压履带上方前端设有进料破碎推送装置，进料破碎推送装置用于使物料呈柱状推送至对应的橡胶半球压实槽内；

所述粉料喷播装置用于向橡胶半球压实槽中喷入粉料，以防止物料粘连，所述浆料输送装置用于将浆料输送至输送定轴，在输送转轴转动时，压注轮内侧的挡板机构驱使注射管向下移动穿过注射壳，开启向橡胶半球压实槽内的物料中心内注射浆料，注射管上的复位弹簧回弹完成注射；

所述压固轮装置用于将橡胶半球压实槽内的物料压成球状骨料，在承压履带继续传送下，球状骨料在重力作用下脱落，由对应的传送带传动至滚粒筛分模块，通过滚粒筛分模块的刮板推动球状骨料继续滚动后通过对应的传送带进入至分区控温煅烧固结模块，球状骨料在分区控温煅烧固结模块的滚动下依次经过一级螺旋围挡、二级螺旋围挡、三级螺旋围挡和四级螺旋围挡，完成球状骨料的烧制，并在四级螺旋围挡内完成降温工作，经对应的传送带送至磁力固壳模块，球状骨料在磁力固壳模块内进行打击固壳。

优选的，所述进料破碎推送装置包括位于承压履带上方前端的进料斗、进料斗内部由上至下依次设置的破碎齿轮和传送桨叶以及连接在进料斗底部的挤料盒，所述挤料盒底部连接有挤料嘴，所述破碎齿轮和传送桨叶通过同一根转轴进行连接。

优选的，所述支架呈工字形设置，支架的四个拐角处均设有驱动轮，驱动轮紧贴着承压履带内壁；

所述弹性轮组包括U形架、U形架上设置的轮轴、轮轴上设置的支撑轮以及U形架下端中部固定的竖直杆，竖直杆套接支撑弹簧后贯穿支架。

优选的，所述粉料喷播装置包括粉料承压罐、粉料承压罐上固定的粉料注入嘴和粉料空气泵、粉料承压罐出料口处连接的粉料输送管以及粉料输送管末端连接的喷嘴。

优选的，所述浆料输送装置包括互相连通的浆料承压罐和浆料罐，所述浆料承压罐上设置的浆料空气泵，浆料罐的出料口通过浆料输送管道连接于单条输液线路。

优选的，所述挡板机构包括固定在输送定轴上的挡板固定器以及挡板固定器底部设置的挡板；

所述输液分液管道末端插入至压注轮内部，所述分液转换接头设置于输液分液管道末端，分液转换接头与输液分液管道末端连通，且分液转换接头固定在压注轮内壁，所述注射管套接复位弹簧后依次插入分液转换接头和注射壳，所述注射管上还设有注射通道。

优选的，所述传送带包括第一传送带、第二传送带和第三传送带，且第一传送带、第二传送带和第三传送带均通过其内部两端的驱动辊进行驱动；

所述滚粒筛分模块包括通过支撑腿固定的圆盘围挡以及圆盘围挡内部通过中心转动轴驱动的刮板，所述圆盘围挡中部上方还设有盛料漏斗，所述圆盘围挡底部设有筛板，筛板下方设有接料漏斗；

所述磁力固壳模块包括箱体、箱体内部的若干个钢珠、箱体内部顶壁设置的风扇、箱体下方设置的转盘以及转盘上端固定的若干组电磁铁，箱体前端上部设有进料口。

优选的，所述第一传送带前端延伸至承压履带后部下方，第一传送带后端延伸至盛料漏斗的上方，所述第二传送带前端延伸至接料漏斗下方，第二传送带后端延伸至喂料漏斗上方，所述第三传送带前端延伸至料斗后部下方，第三传送带后端延伸至进料口内。

优选的，所述转盘下端设有变速箱，变速箱前端顶部安装有电动机，电动机通过变速箱内部的变速齿轮组驱动转盘转动。

优选的，所述箱体底部后侧的出料口连接有从前至后分布的若干组盛料盒，最后部的盛料盒通过钢珠返回传送器连接于箱体，最后部的盛料盒的后侧壁上还设有分料磁铁。

优选的，所述压固轮装置包括压固轮以及分布在压固轮外侧边上的若干组钢制柱状半球槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以实现人造骨料的中心压注功能。将特定功能的浆体压注在人造骨料的中心，提高人造骨料的综合性能。

本发明可以将骨料快速球化。通过橡胶半球压实槽和钢制柱状半球槽的相互挤压，将传送的骨料进行初步球化，可满足粒径为5mm-5cm的球化骨料。

本发明通过弹性轮组的设置，提供成型过程中的压力。

本发明对人造骨料进行了微波分区控温固化处理，可强化骨料的力学性能和耐久性能。将微波发热部分的温度逐级递增，最后设计厌氧环境风冷降温区，避免了骨料氧化。

本发明可实现骨料表面的精细抛光，钢珠进行高速高频旋转敲击骨料表面，将球化好的骨料进行固壳处理。

附图说明

图1为本发明整体的立体结构示意图；

图2为本发明进料破碎推送装置的剖视结构示意图；

图3为本发明压注压固模块结构示意图；

图4为本发明弹性轮组的立体结构示意图；

图5为本发明输液分液管道、注射壳、挡板以及注射管设置的结构示意图；

图6为本发明输送定轴和输送转轴连接的剖视结构示意图；

图7为本发明初始状态下注射管、分液转换接头和压注轮连接的剖视结构示意图；

图8为本发明注射时注射管、分液转换接头和压注轮连接的剖视结构示意图；

图9为本发明滚粒筛分模块的结构示意图；

图10为本发明分区控温煅烧固结模块的结构示意图；

图11为本发明磁力固壳模块的第一视角结构示意图；

图12为本发明磁力固壳模块的第二视角结构示意图；

图13为本发明输送定轴和输送转轴连接的分解结构示意图；

图14为本发明挡板推动注射管下移时的结构示意图；

图15为本发明喂料漏斗与一级螺旋围挡设置的结构示意图。

图中：1、破碎齿轮；2、传送桨叶；3、挤料盒；4、输送定轴；5、输送转轴；6、挡板固定器；7、浆料输送管道；8、驱动轮；9、喷嘴；10、粉料输送管；11、粉料注入嘴；12、粉料空气泵；13、粉料承压罐；14、钢制柱状半球槽；15、压固轮；16、弹性轮组；161、支撑弹簧；162、竖直杆；163、U形架；164、支撑轮；165、轮轴；17、橡胶半球压实槽；18、浆料空气泵；19、浆料承压罐；20、浆料罐；21、输液分液管道；22、注射壳；23、挡板；24、注射管；25、分液转换接头；26、复位弹簧；27、盛料漏斗；28、圆盘围挡；29、中心转动轴；30、刮板；31、筛板；32、支撑腿；33、四级螺旋围挡；34、三级螺旋围挡；35、二级螺旋围挡；36、一级螺旋围挡；37、喂料漏斗；38、传送滚轮；39、料斗；40、风扇；41、进料口；42、电动机；43、变速箱；44、电磁铁；45、钢珠返回传送器；46、分料磁铁；47、盛料盒；48、进料斗；49、支架；50、连接架；51、第一传送带；52、驱动辊；53、接料漏斗；54、第二传送带；55、第三传送带；56、箱体；57、挤料嘴；58、注射通道；59、压注轮；60、输液线路；61、管路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-15，本发明提供一种技术方案：

实施例一：

一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，包括前后依次设置的压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块，所述压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块之间通过传送带连接，所述传送带包括第一传送带51、第二传送带54和第三传送带55，且第一传送带51、第二传送带54和第三传送带55均通过其内部两端的驱动辊52进行驱动；

所述第一传送带51前端延伸至承压履带后部下方，第一传送带51后端延伸至盛料漏斗27的上方，所述第二传送带54前端延伸至接料漏斗53下方，第二传送带54后端延伸至喂料漏斗37上方，所述第三传送带55前端延伸至料斗39后部下方，第三传送带55后端延伸至进料口41内。

各个模块通过支撑构件与地面连接，形成对各个模块的支撑，为直观展示本发明，一些必要的支撑构件为方便展示已省去，不再详细赘述。

所述压注压固模块包括承压履带装置、承压履带装置上方前后两侧设置的压注轮装置和压固轮装置、承压履带装置底部前方设置的粉料喷播装置以及承压履带装置底部后侧设置的浆料输送装置；

所述承压履带装置包括支架49、支架49上设置的承压履带和前后两组弹性轮组16以及承压履带上集成的若干组橡胶半球压实槽17，弹性轮组16用于对承压履带形成弹力挤压；

所述弹性轮组16包括U形架163、U形架163上设置的轮轴165、轮轴165上设置的支撑轮164以及U形架163下端中部固定的竖直杆162，竖直杆162套接支撑弹簧161后贯穿支架49（如图4所示）。

所述压注轮装置包括输送转轴5、镶嵌在输送转轴5内部的输送定轴4以及输送转轴5外侧通过连接架50固定的压注轮59，压注轮59外侧分布有若干组注射壳22，输送定轴4内部设有垂直向下的单条输液线路60，输送转轴5内部分布多条与输液分液管道21相连的管路61，输液分液管道21末端通过分液转换接头25和注射管24相连；

所述分区控温煅烧固结模块包括圆盘以及圆盘上由内至外依次设置的一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33，料斗39顶部两侧设有支撑在四级螺旋围挡33底部的传送滚轮38；

在传送滚轮38的驱动下，一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33同步转动，使得球状骨料依次进入至一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33内；

一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33的顶部设有密封顶盖，使得一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33内部处于封闭状态，这样就能防止一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33中的骨料飞出，且在一二三级煅烧过程中，煤矸石中的碳元素产生了二氧化碳气体，使得腔内注浆体积大幅度收缩，在骨料中形成空腔，此时人造骨料的状态，为内空腔骨料。在此过程中所释放的二氧化碳，少部分被多孔骨料吸收，但其大部分进入至四级螺旋围挡33内，为第四级厌氧降温提供二氧化碳环境。从而保证骨料在四级螺旋围挡33内，处于厌氧环境。

煅烧固结模块的转动方向与螺旋围挡螺旋方向一致，这样骨料在惯性力的作用下，就不会回流至上一级螺旋围挡。

将微波发热部分按照温度需求盘绕在一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33，层级温度递增，温度可设置范围：一级螺旋围挡36为第一加温区，温度为0℃-400℃，二级螺旋围挡35为第二加温区，温度为400℃-800℃，三级螺旋围挡34为第三加温区，温度为800℃-1200℃，最后四级螺旋围挡33设计厌氧环境风冷降温区，避免了骨料氧化。圆盘转速可调，最高转速为10m/s，实现快速固化，提高工作效率。

且一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33最外圈的围挡材质采用陶瓷制成，陶瓷的隔热作用可用于保持各个加温区加热的独立性，不受其他加温区的干扰；

一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33上均设有开口，用于在圆盘转动时，球状骨料可依次进入一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33。

即分区控温煅烧固结模块为多级温控回转加热盘，盘面分为多个独立的微波发热区（一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33），微波发热区温度逐级递增，盘面最外圈（即四级螺旋围挡33）设计厌氧环境降温区，避免了骨料降温过程炭化和氧化。

所述承压履带上方前端设有进料破碎推送装置，进料破碎推送装置用于使物料呈柱状推送至对应的橡胶半球压实槽17内；

所述粉料喷播装置用于向橡胶半球压实槽17中喷入粉料，以防止物料粘连，所述浆料输送装置用于将浆料输送至输送定轴4；

所述粉料喷播装置包括粉料承压罐13、粉料承压罐13上固定的粉料注入嘴11和粉料空气泵12、粉料承压罐13出料口处连接的粉料输送管10以及粉料输送管10末端连接的喷嘴9。

所述浆料输送装置包括互相连通的浆料承压罐19和浆料罐20，所述浆料承压罐19上设置的浆料空气泵18，浆料罐20的出料口通过浆料输送管道7连接于单条输液线路60。

在输送转轴5转动时，压注轮59内侧的挡板机构驱使注射管24向下移动穿过注射壳22，开启向橡胶半球压实槽17内的物料中心内注射浆料，注射管24上的复位弹簧26回弹完成注射；

在支撑弹簧161对U形架163的弹力作用下，使得U形架163上的支撑轮164紧贴在承压履带内侧顶部，在橡胶半球压实槽17压入至注射壳22内的半球槽中时，用于对承压履带顶部的橡胶半球压实槽17进行弹力挤压支撑。

所述压固轮装置用于将橡胶半球压实槽17内的物料压成球状骨料，所述压固轮装置包括压固轮15以及分布在压固轮15外侧边上的若干组钢制柱状半球槽14。压固轮15转动使得对应的橡胶半球压实槽17压入至钢制柱状半球槽14内的半球槽中，在钢制柱状半球槽14对橡胶半球压实槽17的强力挤压下，使得橡胶半球压实槽17内部的物料压制成球状；

在支撑弹簧161对U形架163的弹力作用下，使得U形架163上的支撑轮164紧贴在承压履带内侧顶部，在橡胶半球压实槽17压入至钢制柱状半球槽14内的半球槽中时，用于对承压履带顶部的橡胶半球压实槽17进行弹力挤压支撑。

在承压履带继续传送下，球状骨料在重力作用下脱落，由对应的传送带传动至滚粒筛分模块，通过滚粒筛分模块的刮板30推动球状骨料继续滚动后通过对应的传送带进入至分区控温煅烧固结模块，球状骨料在分区控温煅烧固结模块的滚动下依次经过一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33，完成球状骨料的烧制，并在四级螺旋围挡33内完成降温工作，经对应的传送带送至磁力固壳模块，球状骨料在磁力固壳模块内进行打击固壳。

所述进料破碎推送装置包括位于承压履带上方前端的进料斗48、进料斗48内部由上至下依次设置的破碎齿轮1和传送桨叶2以及连接在进料斗48底部的挤料盒3，所述挤料盒3底部连接有挤料嘴57，所述破碎齿轮1和传送桨叶2通过同一根转轴进行连接。

破碎齿轮1和传送桨叶2同步转动用于实现进料斗48内部的物料推送至挤料盒3内，并最终经由挤料嘴57挤出至橡胶半球压实槽17内。经由挤料嘴57挤出的物料呈柱状。

所述支架49呈工字形设置，支架49的四个拐角处均设有驱动轮8，驱动轮8紧贴着承压履带内壁；在驱动轮8的转动下，使得承压履带转动。

所述挡板机构包括固定在输送定轴4上的挡板固定器6以及挡板固定器6底部设置的挡板23；

挡板23下端表面呈斜面设置，在注射管24刚要进入挡板23的临界位置时，注射管24上端刚好与挡板23下端表面的斜面的最高处接触，随后在注射管24上端逐渐与挡板23下端表面的斜面接触时，挡板23下端表面的斜面会向下推动注射管24，使得注射管24产生向下的位移。

所述输液分液管道21末端插入至压注轮59内部，所述分液转换接头25设置于输液分液管道21末端，分液转换接头25与输液分液管道21末端连通，且分液转换接头25固定在压注轮59内壁，所述注射管24套接复位弹簧26后依次插入分液转换接头25和注射壳22，所述注射管24上还设有注射通道58。

注射管24这里的设计需要强调的是，注射管24和注射壳22之间的设计，要避免物料的堆积；在输送转轴5转动时，压注轮59内侧的挡板机构驱使注射管24向下移动穿过注射壳22，开启向橡胶半球压实槽17内的物料中心注射浆料，注射管24上的复位弹簧26回弹后完成注射，注射管24设计在注射壳22上侧，复位弹簧26回弹后两者之间设有一定的距离。

所述滚粒筛分模块包括通过支撑腿32固定的圆盘围挡28以及圆盘围挡28内部通过中心转动轴29驱动的刮板30，所述圆盘围挡28中部上方还设有盛料漏斗27，所述圆盘围挡28底部设有筛板31，筛板31下方设有接料漏斗53；

圆盘围挡28上固定有马达，马达输出端连接于中心转动轴29，马达工作时，通过中心转动轴29带动刮板30在圆盘围挡28内转动；

所述磁力固壳模块包括箱体56、箱体56内部的若干个钢珠、箱体56内部顶壁设置的风扇40、箱体56下方设置的转盘以及转盘上端固定的若干组电磁铁44，箱体56前端上部设有进料口41。

所述转盘下端设有变速箱43，变速箱43前端顶部安装有电动机42，电动机42通过变速箱43内部的变速齿轮组驱动转盘转动。

所述箱体56底部后侧的出料口连接有从前至后分布的若干组盛料盒47，最后部的盛料盒47通过钢珠返回传送器45连接于箱体56，最后部的盛料盒47的后侧壁上还设有分料磁铁46。

或者箱体56底部后侧的出料口连接有上下分布的两通道盛料盒47，成品骨料通过下部的盛料盒47排出，上部的盛料盒47设有分料磁铁46。

钢珠返回传送器45包括插入至最后部的盛料盒47内的竖直管道以及竖直管道顶部连接的水平管道，水平管道另一端连接于箱体56，且竖直管道内部设有绞龙，绞龙在电机驱动下转动可将最后部的盛料盒47中的球状骨料经由竖直管道和水平管道再次运送至箱体56内。

目前的生产工艺中，单一材料的人造骨料并不能满足现高性能的需求，并且传统的球化技术效率低下，且往往不能保证球体产品的质量和一致性，这在精密应用中尤其成问题。

现有的固化和抛光步骤通常需要通过独立的设备进行，这不仅增加了生产的复杂性，还提高了时间成本和经济成本。

目前的生产工艺对轻质化过于粗糙，并且生产过程中对于像粉煤灰等这些废弃物自身活化损失较大，本发明用重油极大的保护废弃物的活性，同时拌合稠度较干，重油用量极少，产品孔隙微孔量大分布均匀；

目前内空腔的轻质人造骨料基本没有产品，本发明通过压注工艺控制矸石浆液压注入骨料内部，煅烧过程中，矸石内部碳燃烧形成空腔（骨料受力过程中内部核心承担的合在较小，类似空心楼板的原理），所形成的CO₂气体被外壳中电石渣部分吸收固化，不仅形成内部空腔大幅度轻质化，同时生产过程CO₂排放量极小；

目前人造骨料生产中对煅烧环节不考虑水化素凝结作用，生产相同强度条件下能耗高，本发明在煅烧环节进行微波活化煅烧处理，前半段以微波活化速凝为主，后半段以煅烧为主，充分拓展废弃物自身活性，降低生产能耗；

目前人造骨料生产中对于煅烧后骨料冷却以自然冷却为主，本发明考虑到煅烧后空气中冷却氧化作用降低材料属性的情况，在热力回收的基础上，采用CO₂风冷技术，实现冷却、固碳、热回收等，强化骨料理性特性同时减少碳排放实现碳封存。

目前人造骨料煅烧后进行再次整形和骨料外壳固化基本没有，由于煅烧作用使得骨料成分发生变化，形态和材料颗粒分布有所变化，本发明采用直径5mm的32面体顶点钝化吸塑钢球在旋转磁力盘的带动下高频高速持续敲击，除去骨料表面碎渣、凸起物，持续小力度高频敲击强化骨料外壳，同时提高骨料粒径精准度。

具体的，使用时，向粉料注入嘴11内填充粉煤灰，向浆料罐20中装填稠度适合的煤矸石粉浆液，在进料斗48的入口装填具有一定稠度基于重油拌合一定细度的粉煤灰和电石渣等特殊配比的废料；

开启分区控温煅烧固结模块，使得预热至规定温度，开启磁力固壳模块，检查钢珠正常运转；

调整压注轮59、压固轮15与承压履带间距及对位准确性，检查注射管24是否通畅；选择合适筛板31尺寸，调整弹性轮组16力度，调节刮板30距离圆盘围挡28底壁的高度；

粉料空气泵12工作将粉料承压罐13内的粉煤灰经由粉料输送管10和喷嘴9喷至对应的橡胶半球压实槽17内，在驱动轮8的转动下，使得承压履带转动，随着承压履带的转动，使得粉煤灰依次喷至橡胶半球压实槽17中；

浆料空气泵18工作，将浆料罐20内的浆料经由浆料承压罐19和浆料输送管道7引入至输送定轴4内，并在重力作用下，浆料进入至输液线路60；

随后进料斗48中的物料通过挤料盒3底部的挤料嘴57挤出至橡胶半球压实槽17内，输送转轴5在输送定轴4外侧转动，输送转轴5带动压注轮59转动；

压注轮59转动使得其上的注射管24转动至最低位置的同时，输送转轴5上的管路61与输液线路60连通（如图6所示），输液线路60内部的浆料经由管路61和输液分液管道21进入至分液转换接头25，注射管24被挡板23挤压向下位移，直至注射管24插入至橡胶半球压实槽17内的物料中心（如图8所示），此时，分液转换接头25中的浆料经由注射管24中的注射通道58注入至橡胶半球压实槽17内的物料中心，随着压注轮59的继续转动，当注射管24离开挡板23后，复位弹簧26回弹完成注射；

随着承压履带继续前进至压固轮15下，橡胶半球压实槽17探入钢制柱状半球槽14内，并将橡胶半球压实槽17内的物料强力挤压成球状骨料，后随着承压履带继续传送，在球状骨料自身重力作用下脱落，由第一传送带51传动至滚粒筛分模块；

刮板30在圆盘围挡28内转动，通过刮板30（刮板30为弹性橡胶条刮板）强力推动球状骨料继续滚动，使球状骨料表面紧实光滑，且球状骨料下落至筛板31，经由筛板31的筛选后，球状骨料则下落至接料漏斗53，随后由第二传送带54传送至喂料漏斗37（如图15所示，喂料漏斗37底部的出口延伸至一级螺旋围挡36内部的中心位置处），最后经由喂料漏斗37进入至分区控温煅烧固结模块内；

球状骨料在圆盘上的螺旋轨道（即一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35、三级螺旋围挡34和四级螺旋围挡33）内快速滚动，通过多级围挡区域（即一级螺旋围挡36、二级螺旋围挡35和三级螺旋围挡34和）内的不同温度施加，完成球状骨料的烧制，并在最外围挡区域（即四级螺旋围挡33）内完成降温工作，防止高温下球状骨料的活性丧失；

最后四级螺旋围挡33内的球状骨料降温后下落至料斗39，并经由料斗39滚至第三传送带55，第三传送带55将球状骨料经由进料口41运至箱体56内；

电动机42带动转盘和转盘上的电磁铁44转动，在电磁铁44对钢珠的磁力作用下，使得钢珠在箱体56内快速旋转，球状骨料被直径5mm的32面体顶点钝化钢珠快速打击固壳，去除表面薄弱部分及使表面光滑致密；

同时，风扇40为可调速涡流风扇，产生由上向下，由中心向两边的锥形气流，用于提高球状骨料表面的固壳效率。

固壳后的球状骨料在分料磁铁46的作用下进入至对应的盛料盒47内，通过磁力分拣使物料分离，最后部的盛料盒47中的球状骨料通过钢珠返回传送器45重新回到箱体56中，球状骨料被再次利用；

完成骨料制备，使用毛刷刷去压注轮59、压固轮15和承压履带残留料粉，去除其他模块残留物料。

本发明可以实现人造骨料的中心压注功能。将特定功能的浆体压注在人造骨料的中心，提高人造骨料的综合性能，根据要求注入特定的浆体，达到专门化生产。每秒钟可进行12-24个浆体的注入，压注轮59转速为0.2m/s~1 m/s。

本发明对人造骨料的球化装置（即压固轮装置）进行了设计，可以将骨料快速球化。通过橡胶半球压实槽17和钢制柱状半球槽14的相互挤压，将传送的骨料进行初步球化，可满足粒径为5mm-5cm的球化骨料。

在橡胶履带（即承压履带）的主体上添加可控制力度的压力回弹装置（即弹性轮组16），提供成型过程中的压力，以橡胶压注模截面核算压力可达2Mpa-5Mpa完成骨料的成型挤压。每次可同时完成多列挤压，提高了骨料的球化速率。球化过程中的废料将进行重新球化，骨料球化率为99%。

本发明对人造骨料进行了微波分区控温固化处理，在煅烧固化回转盘（即可转动的圆盘）中实现，可强化骨料的力学性能和耐久性能。将微波发热部分按照温度需求盘绕在侧盘上，层级温度递增，温度可设置范围：第一层0℃-400℃，第二层400℃-800℃，第三层800℃-1200℃。最后设计厌氧环境风冷降温区，避免了骨料氧化。圆盘转速可调，最高转速为10m/s，实现快速固化，提高工作效率。

本发明对人造骨料的球化抛光固化进行了设计，可实现骨料表面的精细抛光，实现二次固化作用。利用强大的磁场力量带动直径5mm的32面体顶点钝化吸塑钢球（即钢珠），在设备中进行高速高频旋转敲击骨料表面，将球化好的骨料进行固壳处理，每小时生产密度300kg/m³的骨料600公斤。

本发明针对目前人造骨料的单一材质，以及性能方面的高需求，本发明粉煤灰、电石渣、脱硫石膏等废弃物按照相关化学配比形成配方，利用重油调整稠度作为人造骨料的基础材料，利用高压将其磨细矸石粉浆液压注入到骨料中心，充分考虑废弃物的理化属性，最大限度保留废弃物活性，进而提高了人造骨料的综合性能。

本发明为实现人造骨料的高效球化，本发明利用高弹性低阻尼橡胶（即橡胶半球压实槽17）挤压回弹的原理，将人造骨料进行球化处理。利用橡胶半球压实槽17和钢制柱状半球槽14的形状特点，将中心注浆的人造骨料半成品进行挤压成球，并调整压力回弹装置的压力，完成骨料包裹中心浆体，最终实现球化。同时有多个凹槽进行吻合球化，可达到快速球化的目的。

本发明在解决轻质化问题上，本发明用重油极大的保护废弃物的活性，压注工艺中矸石浆液在压注过程中，含碳浆液向外部渗透，煅烧过程中拓展孔隙发育，减少重油用量、实现孔隙微小化，分布均匀化。

本发明对于解决人造骨料空腔化问题，本发明考虑到骨料在荷载作用下，核心部位材料作用较弱，结合内蒙古地区矸石含碳量高的特点，将磨细矸石浆液压注在骨料半成品内部，根据空腔程度可控制矸石浆液压注量，煅烧过程中碳燃烧形成空腔，燃烧过程中的CO₂被骨料内部的电石渣等进行部分吸收，强化骨料性能，体现一定程度固碳、封存碳的作用。

大部分CO₂进入至四级螺旋围挡33内，为第四级厌氧降温提供二氧化碳环境。从而保证骨料在四级螺旋围挡33内，处于厌氧环境。

本发明利用微波活化煅烧实现微波活化和精准控温，煅烧前期微波活化速凝，后期煅烧为主，充分拓展废弃物自身活性，降低生产能耗；

本发明克服常规生产的氧化作用降低材料性能，在生产过程中CO₂回收和热力的基础上，采用CO₂风冷热交换技术，实现冷却、固碳、热回收等，强化骨料理性特性同时减少碳排放实现碳封存。

本发明克服目前人造骨料煅烧后变形严重、微裂纹发育严重，以及煅烧后体积变形骨料表面松散等问题，本发明采用直径5mm的32面体顶点钝化吸塑钢球在旋转磁力盘的带动下高频高速持续敲击，除去骨料表面碎渣、凸起物，持续小力度高频敲击强化骨料外壳，修正骨料粒径精准度，提高骨料表面密实度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，包括前后依次设置的压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块，所述压注压固模块、滚粒筛分模块、分区控温煅烧固结模块和磁力固壳模块之间通过传送带连接，其特征在于：所述压注压固模块包括承压履带装置、承压履带装置上方前后两侧设置的压注轮装置和压固轮装置、承压履带装置底部前方设置的粉料喷播装置以及承压履带装置底部后侧设置的浆料输送装置；

所述承压履带装置包括支架、支架上设置的承压履带和前后两组弹性轮组以及承压履带上集成的若干组橡胶半球压实槽，弹性轮组用于对承压履带形成弹力挤压；

所述压注轮装置包括输送转轴、镶嵌在输送转轴内部的输送定轴以及输送转轴外侧通过连接架固定的压注轮，压注轮外侧分布有若干组注射壳，输送定轴内部设有垂直向下的单条输液线路，输送转轴内部分布多条与输液分液管道相连的管路，输液分液管道末端通过分液转换接头和注射管相连；

所述分区控温煅烧固结模块包括由内至外依次设置的一级螺旋围挡、二级螺旋围挡、三级螺旋围挡和四级螺旋围挡，料斗顶部两侧设有支撑在四级螺旋围挡底部的传送滚轮；

所述承压履带上方前端设有进料破碎推送装置，进料破碎推送装置用于使物料呈柱状推送至对应的橡胶半球压实槽内；

所述粉料喷播装置用于向橡胶半球压实槽中喷入粉料，以防止物料粘连，所述浆料输送装置用于将浆料输送至输送定轴，在输送转轴转动时，压注轮内侧的挡板机构驱使注射管向下移动穿过注射壳，开启向橡胶半球压实槽内的物料中心内注射浆料，注射管上的复位弹簧回弹完成注射；

所述压固轮装置用于将橡胶半球压实槽内的物料压成球状骨料，在承压履带继续传送下，球状骨料在重力作用下脱落，由对应的传送带传动至滚粒筛分模块，通过滚粒筛分模块的刮板推动球状骨料继续滚动后通过对应的传送带进入至分区控温煅烧固结模块，球状骨料在分区控温煅烧固结模块的滚动下依次经过一级螺旋围挡、二级螺旋围挡、三级螺旋围挡和四级螺旋围挡，完成球状骨料的烧制，并在四级螺旋围挡内完成降温工作，经对应的传送带送至磁力固壳模块，球状骨料在磁力固壳模块内进行打击固壳。

2.根据权利要求1所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述进料破碎推送装置包括位于承压履带上方前端的进料斗、进料斗内部由上至下依次设置的破碎齿轮和传送桨叶以及连接在进料斗底部的挤料盒，所述挤料盒底部连接有挤料嘴，所述破碎齿轮和传送桨叶通过同一根转轴进行连接。

3.根据权利要求2所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述支架呈工字形设置，支架的四个拐角处均设有驱动轮，驱动轮紧贴着承压履带内壁；

所述弹性轮组包括U形架、U形架上设置的轮轴、轮轴上设置的支撑轮以及U形架下端中部固定的竖直杆，竖直杆套接支撑弹簧后贯穿支架。

4.根据权利要求1所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述粉料喷播装置包括粉料承压罐、粉料承压罐上固定的粉料注入嘴和粉料空气泵、粉料承压罐出料口处连接的粉料输送管以及粉料输送管末端连接的喷嘴。

5.根据权利要求1所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述浆料输送装置包括互相连通的浆料承压罐和浆料罐，所述浆料承压罐上设置的浆料空气泵，浆料罐的出料口通过浆料输送管道连接于单条输液线路。

6.根据权利要求1所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述挡板机构包括固定在输送定轴上的挡板固定器以及挡板固定器底部设置的挡板；

所述输液分液管道末端插入至压注轮内部，所述分液转换接头设置于输液分液管道末端，分液转换接头与输液分液管道末端连通，且分液转换接头固定在压注轮内壁，所述注射管套接复位弹簧后依次插入分液转换接头和注射壳，所述注射管上还设有注射通道。

7.根据权利要求1所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述传送带包括第一传送带、第二传送带和第三传送带，且第一传送带、第二传送带和第三传送带均通过其内部两端的驱动辊进行驱动；

所述滚粒筛分模块包括通过支撑腿固定的圆盘围挡以及圆盘围挡内部通过中心转动轴驱动的刮板，所述圆盘围挡中部上方还设有盛料漏斗，所述圆盘围挡底部设有筛板，筛板下方设有接料漏斗；

所述磁力固壳模块包括箱体、箱体内部的若干个钢珠、箱体内部顶壁设置的风扇、箱体下方设置的转盘以及转盘上端固定的若干组电磁铁，箱体前端上部设有进料口。

8.根据权利要求7所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述第一传送带前端延伸至承压履带后部下方，第一传送带后端延伸至盛料漏斗的上方，所述第二传送带前端延伸至接料漏斗下方，第二传送带后端延伸至喂料漏斗上方，所述第三传送带前端延伸至料斗后部下方，第三传送带后端延伸至进料口内。

9.根据权利要求7所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述转盘下端设有变速箱，变速箱前端顶部安装有电动机，电动机通过变速箱内部的变速齿轮组驱动转盘转动；

所述箱体底部后侧的出料口连接有从前至后分布的两组盛料盒，最后部的盛料盒通过钢珠返回传送器连接于箱体，最后部的盛料盒的后侧壁上还设有分料磁铁。

10.根据权利要求1所述的一种粉基固废料压注压固人造骨料球化及磁力固壳装置，其特征在于：所述压固轮装置包括压固轮以及分布在压固轮外侧边上的若干组钢制柱状半球槽。