TWM600322U

TWM600322U - 防火材製作結構

Info

Publication number: TWM600322U
Application number: TW109203617U
Authority: TW
Inventors: 蔣世傑; 劉雅萍
Original assignee: 蔣世傑; 劉雅萍
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2020-08-21

Abstract

一種防火材製作結構，其包括有一粗篩破碎機構；一與該粗篩破碎機構連通設置之篩選破碎機構；一與該篩選破碎機構連通設置之混拌機構；一與該混拌機構之第一混拌容器連通設置之擠壓造粒機構；一與該混拌機構之第二混拌容器連通設置之螺旋輸送機構；以及一分別與該粗篩破碎機構、該篩選破碎機構、該擠壓造粒機構、及該螺旋輸送機構連通設置之雙室爐機構。藉此，本創作可達到同時處理鋁渣並且分別生產鋁錠、鋼渣促進劑及耐火材料氧化鋁，使鋁渣轉換成多種可銷售之產品，如此，通過本創作所提之防火材製作結構，係可增加二次資源之生命週期，且避免工業廢棄物之不適當處理而對環境產生影響，並能減少進口主要資源之需求，避免自然資源開發利用，進而減少二氧化碳之排放量。

Description

防火材製作結構

本創作係有關於一種防火材製作結構，尤指涉及一種，達到同時處理鋁渣並且分別生產鋁錠、鋼渣促進劑及耐火材料氧化鋁，使鋁渣轉換成多種可銷售之產品者。

一般由回收廢鋁(Aluminium scrap)中回收鋁之流程，首先在鋁冶金(Aluminium metallurgy)期間生成熔融鋁(Molten aluminum)與細微粒(Fine particle)，該熔融鋁澆鑄(Cast)在模具中以獲得鋁錠(Ingot)或合金(Alloy)，且當熔融金屬之表面與爐內空氣反應時將產生浮渣(Dross)；而該細微粒係由空氣污染控制系統，如袋式集塵器收集之集塵灰(Incinerator ash)，且該浮渣與集塵灰係被定義為鋁渣(Aluminum residues)。因此，在廢鋁熔化過程中，鋁渣係由氧化鋁、鋁合金、以及少量之添加元素之氧化物與氮化鋁組成。

在台灣，鋁再生過程中浮渣之數量估計將超過20萬噸/年，且大部分之鋁渣係被處置在一般事業廢棄物掩埋場或非法儲存為主。由於一般事業廢棄物掩埋場與儲存區域在台灣有其限制，且掩埋場地與儲存區亦不夠多，甚至因為有些掩埋場之處理費過高，造成棄置亂丟之現象日益頻繁；因此，上述所提並非作為處理鋁渣之最佳解決方法。由於鋁渣之主要成分係氧化鋁(Al₂O₃，約佔75%~92%)，其餘則為鋁(Al)、氮化鋁(AlN)及碳化鋁(ALC)，當鋁渣與濕氣或水接觸時，會不穩定地釋放有害氣體，如氨(NH₃)、甲烷(CH₄)與氫氣(H₂)；因此，鋁渣亦被歸類為危險廢棄物，若將其處置在一般事業廢棄物掩埋場中，則可能會導致嚴重的環境污染問題，對生態造成傷害。

AlN+3H₂O→Al(OH)₃+NH₃↑ pH<8

AlN+4H₂O→Al(OH)₃+NH₄OH pH>8

Al₄C₃+12H₂O→4Al(OH)₃+3CH₄↑

2Al+2H₂O+4OH-→2Al(OH)₃+H₂↑

鑑於從生產鋁或鋁之回收過程中會產生大量之鋁渣為廢棄物，是以一種新又適當之回收技術對鋁渣確有其需要，因此，為改善上述之缺失，本案之創作人特潛心研究，開發出一種「防火材製作結構」，以有效改善習用之缺點。

本創作之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種可同時處理鋁渣並且分別生產鋁錠、鋼渣促進劑及耐火材料氧化鋁，使鋁渣轉換成多種可銷售產品之防火材製作結構。

本創作之另一目的係在於，提供一種可增加二次資源之生命週期，避免工業廢棄物之不適當處理而對環境產生影響，並能減少進口主要資源之需求，避免自然資源開發利用，進而減少二氧化碳之排放量之防火材製作結構。

為達以上之目的，本創作係一種防火材製作結構，係包括：一粗篩破碎機構，用以對一待處理之鋁渣(Aluminum residues)先粗篩分選出粗塊狀鋁渣，再將該粗塊狀鋁渣進行破碎處理，以得到數種不同粒徑尺寸範圍之破碎狀鋁渣；一篩選破碎機構，係與該粗篩破碎機構連通設置，用以一多層篩網對該數種不同粒徑尺寸範圍之破碎狀鋁渣進行粗細粒徑篩選，且由上而下之篩網網目(mesh)數係由粗而細，以分層篩濾出粒徑由上而下遞減之鋁顆粒、鋁細顆、微細鋁灰及微細鋁粉塵，再將該鋁細顆予以破碎成鋁金屬片狀；一混拌機構，係與該篩選破碎機構連通設置，其包含有一第一混拌容器、一第二混拌容器、一與該第一混拌容器連接之第一添加量控制單元、及一與該第二混拌容器連接之第二添加量控制單元，該第一混拌容器用以將篩選後之微細鋁灰與氧化鈣及黏結劑混拌成一渣團，該第二混拌容器則用以將篩選後之微細鋁粉塵與催化劑及黏結劑混拌成一胚料；一擠壓造粒機構，係與該混拌機構之第一混拌容器連通設置，對混拌均勻之渣團進行擠壓造粒成球狀或塊狀之鋼渣材料；一螺旋輸送機構，係與該混拌機構之第二混拌容器連通設置，對混拌均勻之胚料提供螺旋攪拌並進行入料輸送；以及一雙室爐機構，係分別與該篩選破碎機構、該擠壓造粒機構、及該螺旋輸送機構連通設置，該雙室爐機構包含一與該篩選破碎機構連通之熔爐、一與該擠壓造粒機構連通之烘乾機、及一與該螺旋輸送機構連通之高溫爐，該熔爐將輸入之鋁顆粒與鋁金屬片狀進行熔解，形成鋁錠產品，該烘乾機將輸入之球狀或塊狀之鋼渣材料進行烘乾，形成一鋼渣促進劑，而該高溫爐將輸入之胚料進行燒結熱裂解，並將所得之粗胚冷卻而使該粗胚自動磨碎成粉體形成一耐火材料氧化鋁。

於本創作上述實施例中，該鋁渣係為浮渣(Dross)或集塵灰(Incinerator ash)。

於本創作上述實施例中，該篩選破碎機構係以該多層篩網由上而下之第一層篩網控制篩選粒徑大於20網目之鋁顆粒，第二層篩網控制篩選粒徑小於20網目之鋁細顆，第三層篩網控制篩選粒徑小於80網目之微細鋁灰，及第四層篩網控制篩選粒徑小於200~400網目之微細鋁粉塵。

於本創作上述實施例中，該篩選破碎機構包括有一圓形滾筒破碎機，係將通過該多層濾網之鋁細顆再次破碎成鋁金屬片狀。

於本創作上述實施例中，該第三層篩網係配置於一密閉容器內之旋風分離機，能使密閉旋風迴圈方式，微篩分類出粒徑小於80網目之微細鋁灰。

於本創作上述實施例中，該第四層篩網係一微篩分機。

於本創作上述實施例中，該第一添加量控制單元係由分別配合一進料閥之氧化鈣供給部、及黏結劑供給部所構成，而該第二添加量控制單元係由配合另一進料閥之催化劑供給部、及黏結劑供給部所構成。

於本創作上述實施例中，該擠壓造粒機構係對混拌均勻之渣團經過加壓50~100噸壓力而進行造粒成球狀或塊狀之鋼渣材料。

於本創作上述實施例中，該雙室爐機構更包括一冷卻機，將高溫燒結的胚料冷卻而形成該粗胚。

於本創作上述實施例中，該雙室爐機構更包括一磨碎機，將該耐火材料氧化鋁機械磨碎及篩選成粉體100~500目範圍。

於本創作上述實施例中，該黏結劑係為水玻璃、或水與羧甲基纖維素之混合溶液。

於本創作上述實施例中，該烘乾機將該球狀或塊狀之鋼渣材料以70~100℃之溫度進行10~30分鐘之時間，烘乾成該鋼渣促進劑。

1:粗篩破碎機構

2:篩選破碎機構

21:多層篩網

211:第一層篩網

212:第二層篩網

213:第三層篩網

214:第四層篩網

22:圓形滾筒破碎機

3:混拌機構

31:第一混拌容器

32:第二混拌容器

33:第一添加量控制單元

331:進料閥

332:氧化鈣供給部

333:黏結劑供給部

34:第二添加量控制單元

341:進料閥

342:催化劑供給部

343:黏結劑供給部

4:擠壓造粒機構

5:螺旋輸送機構

6:雙室爐機構

61:熔爐

62:烘乾機

63:高溫爐

64:冷卻機

65:磨碎機

第1圖，係本創作之基本架構示意圖。

第2圖，係本創作之方塊之示意圖。

請參閱『第1圖及第2圖』所示，係分別為本創作之基本架構示意圖、及本創作之方塊之示意圖。如圖所示：本創作係一種防火材製作結構，係包括一粗篩破碎機構1、一篩選破碎機構2、一混拌機構3、一擠壓造粒機構4、一螺旋輸送機構5以及一雙室爐機構6所構成。

上述所提之篩選破碎機構2係與該粗篩破碎機構1連通設置，該篩選破碎機構2具有一多層篩網21及一圓形滾筒破碎機22，該多層篩網21由上而下包含有第一層篩網211、第二層篩網212、第三層篩網213及第四層篩網214，其篩網網目(mesh)數係由粗而細，而該圓形滾筒破碎機22係與該第二層篩網212連接；其中，該第三層篩網213係配置於一密閉容器內之旋風分離機，該第四層篩網214則係一微篩分機。

該混拌機構3係與該篩選破碎機構2連通設置，而該混拌機構3包含有一第一混拌容器31、一第二混拌容器32、一與該第一混拌容器31連接之第一添加量控制單元33、及一與該第二混拌容器32連接之第二添加量控制單元34；其中，該第一添加量控制單元33係由分別配合一進料閥331之氧化鈣供給部332、及黏結劑供給部333所構成，可提供氧化鈣及黏結劑至該第一混拌容器31中，且該黏結劑係為水玻璃，或是水與羧甲基纖維素之混合溶液，而該第二添加量控制單元34係由配合另一進料閥341 之催化劑供給部342、及黏結劑供給部343所構成，可提供黏結劑至該第二混拌容器32中，且該黏結劑係為水玻璃，或是水與羧甲基纖維素之混合溶液。

該擠壓造粒機構4係與該混拌機構3之第一混拌容器31連通設置，而該螺旋輸送機構5係與該混拌機構3之第二混拌容器32連通設置。

該雙室爐機構6係分別與該篩選破碎機構2、該擠壓造粒機構4、及該螺旋輸送機構5連通設置。該雙室爐機構6包含一與該篩選破碎機構2連通之熔爐61、一與該擠壓造粒機構4連通之烘乾機62、一與該螺旋輸送機構5連通之高溫爐63、一與該高溫爐63連接之冷卻機64、及一與該冷卻機64連接之磨碎機65。如是，藉由上述揭露之裝置構成一全新之防火材製作結構。

當本創作於運用時，係將一待處理之鋁渣(Aluminum residues)7，可為浮渣(Dross)或集塵灰(Incinerator ash)，輸入至該粗篩破碎機構1，以對該鋁渣7先粗篩分選出粗塊狀鋁渣，再將該粗塊狀鋁渣進行破碎處理，以得到數種不同粒徑尺寸範圍之破碎狀鋁渣，並將其傳送至該篩選破碎機構2。該篩選破碎機構2以該多層篩網21對該數種不同粒徑尺寸範圍之破碎狀鋁渣進行粗細粒徑篩選，通過由上而下之第一層篩網211控制篩選粒徑大於20網目之鋁顆粒，第二層篩網212控制篩選粒徑小於20網目之鋁細顆，第三層篩網213控制篩選粒徑小於80網目之微細鋁灰，及第四層篩網214控制篩選粒徑小於200~400網目之微細鋁粉塵，藉以分層篩濾出粒徑由上而下遞減之鋁顆粒、鋁細顆、微細鋁灰及微細鋁粉塵，再由該圓形滾筒破碎機22將通過該第二層篩網212篩選之鋁細顆予以破碎成鋁金屬片狀。其中，將通過該第一、二層篩網211、212之鋁顆粒與鋁金屬片狀輸送至該雙室爐機構6之熔爐61中進行熔解成為鋁錠產品。

細灰通過該第三層篩網213以密閉旋風迴圈方式將粒徑小於80網目之微細鋁灰輸送至該混拌機構3，於該混拌機構3之第一混拌容器31內將篩選後之微細鋁灰加入氧化鈣及黏結劑混拌成一渣團，並將混拌均勻之渣團送入該擠壓造粒機構4，進行加壓50~100噸壓力的擠壓處理而造粒成球狀或塊狀之鋼渣材料，再輸送至該雙室爐機構6之烘乾機62以70~100℃之溫度進行10~30分鐘之烘乾成為鋼渣促進劑。

細粉塵通過該第四層篩網214經微篩分機將所收集的粒徑小於200~400網目之微細鋁粉塵輸送至該混拌機構3，於該混拌機構3之第二混拌容器32內將篩選後之微細鋁粉塵加上催化劑及黏結劑混拌成一胚料，並將混拌均勻之胚料送至該螺旋輸送機構5，提供螺旋攪拌並進行入料輸送至該雙室爐機構6之高溫爐63，於該高溫爐63中進行燒結熱裂解，燒製成粗胚後送至該冷卻機64中冷卻並經磨碎機65而使該粗胚自動化機械磨碎及篩選成粉體100~500目範圍的耐火材料氧化鋁。

藉此，本創作可透過粗篩破碎機構先將鋁渣粗篩破碎，再利用篩選破碎機構之配合，將破碎狀鋁渣分層篩濾出粒徑由上而下遞減之鋁顆粒、鋁細顆、微細鋁灰及微細鋁粉塵，該鋁細顆經由再次破碎成鋁金屬片狀後與該鋁顆粒一同送至雙室爐機構熔解成鋁錠產品，並以混拌機構、擠壓造粒機構、螺旋輸送機構及該雙室爐機構將微細鋁灰及微細鋁粉塵在不同階段分別製成鋼渣促進劑與耐火材料氧化鋁，可使鋼渣促進劑達到快速製作、製程簡單及降低成本之功效，並減少耐火材料產生龜裂或爆裂現象，使其製作成本低廉之餘更可提升耐火材料之表面細緻度。因此，通過本創作所提之防火材製作結構，係可增加二次資源之生命週期，且避免工業廢棄物之不適當處理而對環境產生影響，並能減少進口主要資源之需求，避免自然資源開發利用，進而減少二氧化碳之排放量。

綜上所述，本創作係一種防火材製作結構，可有效改善習用之種種缺點，能達到同時處理鋁渣並且分別生產鋁錠、鋼渣促進劑及耐火材料氧化鋁，使鋁渣轉換成多種可銷售之產品；因此，通過本裝置係可增加二次資源之生命週期，且避免工業廢棄物之不適當處理而對環境產生影響，並能減少進口主要資源之需求，避免自然資源開發利用，從而減少二氧化碳之排放量，進而使本創作之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合新型專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍；故，凡依本創作申請專利範圍及新型說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。