申请/专利权人：金刚新材料股份有限公司

申请日：2019-05-14

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN110057189B

主分类号：F27B7/02

分类号：F27B7/02;F27B7/34;F27B7/33

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2019.08.20#实质审查的生效;2019.07.26#公开

摘要：本发明公开了一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，该炉窑包括底座、窑体、窑头罩、窑尾罩和燃烧组件，所述的窑体上位于所述的窑头罩和窑尾罩之间从左往右依次密封设置有卸料罩和鼓风罩。所述窑头罩的上侧设置有引风口，所述的鼓风罩上设置有进风口，所述的窑体上位于所述的鼓风罩内设置有进气孔。所述的卸料罩上设置有第一卸料口，所述的窑体上位于所述的卸料罩内沿圆周方向设置有多个落料孔。同时，还公开了一种无机粉体和制品的一体化制备方法，通过该装置结合制备方法能够同时完成无机粉体的煅烧和无机制品的烧结，不仅不会产生因使用窑具而带来的能量消耗，而且提高了烧成过程的热效率和烧成速度。

主权项：1.一种无机粉体和制品的一体化制备方法，应用于一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述炉窑包括底座、窑体、窑头罩、窑尾罩和燃烧组件，所述的底座和窑体之间设置有用于驱动窑体转动的驱动装置，所述的窑头罩上设置有进料斗导料槽，所述的窑尾罩上设置有第二卸料口，所述的窑体上位于所述的窑头罩和窑尾罩之间从左向右依次密封设置有卸料罩和鼓风罩；所述窑头罩的上侧设置有引风口，所述的鼓风罩上设置有进风口，所述的窑体上位于所述的鼓风罩内设置有进气孔；所述的卸料罩上设置有第一卸料口，所述的窑体上位于所述的卸料罩内沿圆周方向设置有多个落料孔；所述的燃烧组件包括由供给段、连接段和转动段组成的燃料供给管，所述的供给段固定设置于所述窑头罩和卸料罩之间的窑体的外侧壁上，所述的转动段与所述窑体同轴布置，且所述转动段的左端穿过所述的窑头罩后通过旋转接头与燃料供给源相连，所述的供给段和转动段通过连接段相连通，所述窑头罩和卸料罩之间的窑体的外侧壁上设置有多组燃烧器，所述的燃烧器包括烧嘴，所述烧嘴的燃料进口通过支管与燃料供给管的供给段相连，所述烧嘴的空气进口与第二鼓风机相连，所述燃烧器的烧嘴穿过所述窑体的侧壁延伸至所述窑体的内部；所述窑头罩的外侧面上设置有进料斗，所述的进料斗上设置有导料槽，所述的导料槽向下倾斜设置，且所述导料槽延伸至所述的窑体内；所述的驱动装置包括电机、减速机、驱动轮和从动轮，所述减速机的输出轴与所述的驱动轮相连，与所述驱动轮相啮合的从动轮设置于所述的窑体上，所述的窑体上设置有轮带，所述的轮带和从动轮上均设置有允许所述供给段穿过的通孔；所述的连接段设置于所述窑体的内部，且位于所述导料槽的右侧，所述连接段的一端与所述转动段的端部相连，所述连接段的另一端穿过所述窑体的侧壁后与所述供给段的端部相连；所述无机粉体和制品的一体化制备方法包括以下步骤，第一，通过配料、制粉和成型、烘干制得无机制品的坯体；第二，按照一定的比例向窑体内加入无机粉体的原料粉和第一步中制得的无机制品的坯体；第三，启动炉窑；第四，按一定的比例连续向进料斗内加入无机粉体的原料粉和无机制品的坯体，当煅烧后的无机粉体和无机制品通过卸料罩所包围的窑体时，无机粉体通过窑体壁上的落料孔进入到卸料罩内，并最终经卸料罩下端的第一卸料口排出，而煅烧后的无机制品则继续沿窑体的轴线向右运动，当烧成的无机制品从窑体的烧结区域进入鼓风罩所包围的冷却区域时，通过向窑体内鼓入冷风对无机制品进行均匀冷却，经冷却的无机制品继续沿窑体轴线向右运动，最终通过窑尾罩的第二卸料口排出。

全文数据：一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑及制备方法技术领域本发明涉及无机非金属材料技术领域，具体地说是一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑及制备方法。背景技术在无机粉体及制品制备行业，无机粉体的煅烧和无机制品的烧结均单独进行。无机粉体煅烧多采用回转窑，无机制品烧结多采用推板窑、隧道窑或辊道窑。采用推板窑、隧道窑以及辊道窑进行无机制品烧结时，需将制备好的无机制品坯体放入专用的匣钵内或直接放在推板窑的推板上或辊道窑的辊道垫板上或隧道窑的窑车上，然后送入窑内按照无机制品的烧成工艺进行烧结。在此过程中，匣钵以及推板、垫板、窑车等窑具将吸收大量的热量，延长了制品的烧成时间，增加了无机制品烧成过程中的能量消耗，同时烧成的无机制品需冷却后方可从匣钵或其它窑具上取出，不易实现烧成过程的自动化，生产周期长，生产效率低，且工作人员的工作环境恶劣，劳动强度大，存在较大的安全隐患。发明内容针对上述问题，本发明提供了一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，该装置能够同时完成无机粉体的煅烧和无机制品的烧结，不仅不会产生因使用窑具而带来的能量消耗，而且提高了烧成过程的热效率和烧成速度。同时，本发明还提供了一种无机粉体和制品的一体化制备方法，该方法通过将无机粉体的煅烧和无机制品的烧结相融合，不仅提高了生产效率，而且在烧结的过程中无机粉体可以有效地包裹无机制品，增大无机制品的直接受热面积，使烧结更加充分，提高了烧结的效率，与此同时还降低了能源消耗。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，包括底座、窑体、窑头罩、窑尾罩和燃烧组件，所述的底座和窑体之间设置有用于驱动窑体转动的驱动装置，所述的窑头罩上设置有进料斗导料槽，所述的窑尾罩上设置有第二卸料口，所述的窑体上位于所述的窑头罩和窑尾罩之间从左向右依次密封设置有卸料罩和鼓风罩；所述窑头罩的上侧设置有引风口，所述的鼓风罩上设置有进风口，所述的窑体上位于所述的鼓风罩内设置有进气孔；所述的卸料罩上设置有第一卸料口，所述的窑体上位于所述的卸料罩内沿圆周方向设置有多个落料孔。进一步地，所述的燃烧组件包括设置于所述窑尾罩上的燃烧器，且所述燃烧器的喷嘴上设置有加长接管，所述加长接管的悬空端穿过所述的鼓风罩。进一步地，所述的燃烧组件包括由供给段、连接段和转动段组成的燃料供给管，所述的供给段固定设置于所述窑头罩和卸料罩之间的窑体外侧壁上，所述的转动段与所述窑体同轴布置，并通过旋转接头与燃料供给源相连，所述的供给段和转动段通过连接段相连通，所述窑头罩和卸料罩之间的窑体的外侧壁上设置有多组燃烧器，所述燃烧器的燃料进口通过支管与供给段相连。进一步地，所述的燃烧器包括烧嘴，所述烧嘴的燃料进口通过支管与燃料供给管的供给段相连，所述烧嘴的空气进口与第二鼓风机相连。进一步地，设置于所述窑体侧壁上的烧嘴砖高出所述窑体的内侧壁。进一步地，所述转动段的左端穿过所述的窑头罩后通过旋转接头与燃料供给源相连。进一步地，所述的落料孔分布于所述窑体的沿轴向的一定宽度区域内。进一步地，所述第一卸料口的上端设置有导料斗。一种无机粉体和制品的一体化制备方法，包括以下步骤，第一，通过配料、制粉和成型、烘干制得无机制品的坯体；第二，按照一定的比例向窑体内加入无机粉体的原料粉和第一步中制得的无机制品的坯体；第三，启动炉窑；第四，按一定的比例连续向进料斗内加入无机粉体的原料粉和无机制品的坯体。本发明的有益效果是：第一，就装置而言1、该制备装置可以同时完成无机粉体的煅烧和无机制品的烧结，实现了无机粉体和无机制品在同一炉窑内的同步生产，有效地提高了生产效率。2、针对无机制品的烧结，改变了传统的采用推板窑、隧道窑以及辊道窑的烧结方式，在烧结的过程中不需要匣钵、垫板、推板、窑车等窑具，因此也就不会产生因使用上述窑具而带来的能量消耗，提高了烧成过程的热效率和烧成速度。3、窑体上设置鼓风罩，经初步冷却完成烧结的无机制品可直接从第二卸料口排出，这样，从物料进窑到烧成品的出窑易实现机械化和自动化操作，从而克服了使用推板窑、隧道窑、辊道窑烧结无机制品时不易实现机械化和自动化操作的问题，有效提高了烧成过程的机械化和自动化水平。第二，就制备方法而言1、该方法通过将无机粉体的煅烧和无机制品的烧结相融合，整合了加工步骤，有效提高了生产效率。2、该方法通过将无机粉体的煅烧和无机制品的烧结相融合，这样，在烧结的过程中无机粉体可以有效地包裹无机制品，增大无机制品的直接受热面积，使烧结更加充分，提高了烧结的效率。3、该方法通过将无机粉体的煅烧和无机制品的烧结相融合，在烧结的过程中无机粉体可以起到缓冲的作用，避免无机制品在烧结的过程中由于相互碰撞而发生碎裂损坏，实现了无机制品在摆动窑及回转窑中的烧结。4、该方法通过将无机粉体的煅烧和无机制品的烧结相融合，在烧结的过程中无机粉体和无机制品相互配合，相互作用，具有良好的增益效果。附图说明图1为制备装置的主视图；图2为制备装置的内部结构示意图；图3为图2中A部分的放大结构示意图；图4为实施例二中燃烧组件的整体布置示意图；图5为图4中B部分的放大结构示意图；图6为图4中C部分的放大结构示意图；图7为图4中的A-A剖视图；图8为图7中D部分的放大结构示意图图9为实施例二中燃烧供给管的布置结构示意图；图10无机粉体和制品的一体化制备方法流程示意图。图中：1-窑体，11-轮带，12-落料孔，13-进气孔，2-底座，21-托轮，31-电机，32-减速机，33-驱动轮，34-从动轮，4-窑头罩，41-进料斗，42-导料槽，43-引风口，5-卸料罩，51-第一卸料口，52-导料斗，6-鼓风罩，61-进风口，7-窑尾罩，71-第二卸料口，81-燃烧器，82-加长接管，91-烧嘴，92-支管，93-第二鼓风机，94-阀门，951-供给段，952-连接段，953-转动段，96-旋转接头。具体实施方式实施例一如图1所示，一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑包括底座2和与所述的底座2转动连接的窑体1，所述的底座2和窑体1之间设置有用于驱动所述窑体1转动的驱动装置。所述的窑体1以左高右低的方式倾斜设置，或水平布置，利用窑体内转送板实现物料轴向输送。优选的，当所述的窑体倾斜布置时，所述的窑体1的轴线与水平面之间的夹角为2°～8°。作为一种具体实施方式，如图1所示，所述窑体1上至少设置有两个轮带11，所述的底座2上位于每个轮带11的下方均对称设置有两个用于承托所述窑体1的托轮21，所述的轮带11压紧在所述的托轮21上。所述的驱动装置包括电机31、减速机32、驱动轮33和从动轮34。所述减速机32的输出轴与所述的驱动轮33相连，与所述驱动轮33相啮合的从动轮34设置于所述的窑体1上。如图1所示，所述的窑体1上从左向右依次设置有窑头罩4、卸料罩5、鼓风罩6和窑尾罩7，且所述的窑头罩4、卸料罩5、鼓风罩6和窑尾罩7分别与所述的窑体1密封连接。所述的窑头罩4、卸料罩5、鼓风罩6、窑尾罩7和窑体1共同形成了一个封闭空间。由于在传统的回转窑中，窑头罩4、窑尾罩7与窑体1之间便存在密封式的连接结构。因此，在这里，所述的卸料罩5、鼓风罩6与窑体1之间的密封结构采用传统的窑头罩4、窑尾罩7与窑体1之间的密封机构即可，属于现有技术，在此不再赘述。所述窑头罩4的外侧面上设置有进料斗41，所述的进料斗41上设置有导料槽42，所述的导料槽42向下倾斜设置，且所述导料槽42延伸至所述的窑体1内。所述窑头罩4的上侧设置有引风口43，且所述的引风口43通过管路与引风机相连。所述的鼓风罩6上设置有进风口61，且所述的进风口61通过管路与第一鼓风机相连。如图2所示，所述的窑体1上位于所述的鼓风罩6内设置有进气孔13。优选的，所述进气孔13的数量为多个，且沿圆周方向均布。这样设置主要出于两方面的考虑：第一，工作时引风机通过引风口43引风，鼓风机通过进风口61鼓风，造成了窑内气流沿窑体1轴线从右向左的轴向流动，气流的流动和燃烧器81配合实现窑内温度场的控制。第二，当烧成的无机制品从窑体1的烧结区域进入鼓风罩6所包围的冷却区域时，通过向窑体1内鼓入冷风可以对无机制品进行均匀冷却。经初步冷却的无机制品继续沿窑体1轴线向右运动，最终通过窑尾罩7的第二卸料口71排出。有利于实现机械化和自动化操作。如图1和图2所示，所述的卸料罩5上设置有第一卸料口51，所述的窑体1上位于所述的卸料罩5内设置有多个落料孔12，且多个所述的落料孔12沿圆周方向均布。这样，当煅烧后的无机粉体和烧结后的无机制品通过卸料罩5所包围的窑体1时，无机粉体通过窑体壁上的落料孔12进入到卸料罩5内，并最终经卸料罩5下端的第一卸料口51排出，而烧结后的无机制品则继续沿窑体1的轴线向右运动。进一步地，为了使煅烧后的无机粉体能够彻底地从窑体1内排出，避免最终得到的无机制品中混有无机粉体，如图2所示，所述的窑体1上位于所述的卸料罩5内沿轴向设置有若干排落料孔12。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的窑体1上位于所述的卸料罩5内沿轴向设置有3排落料孔12。在这里，所述的落料孔12也可以不分排，可以错落无序的布置，只要在窑体1的沿轴向的一定宽度区域内均有分布即可。优选的，分布区域的宽度为300-400mm。进一步地，为了方便无机粉体从第一卸料口51内排出，如图3所示，所述第一卸料口51的上端设置有导料斗52。如图1和图2所示，燃烧组件包括设置于所述的窑尾罩7上的燃烧器81，且所述燃烧器81的喷嘴上固定设置有加长接管82，所述加长接管82的悬空端穿过所述的鼓风罩6，作为一种具体实施方式，本实施例中所述加长接管82的悬空端延伸至所述的卸料罩5内。实施例二如图4所示，所述的燃烧组件包括设置于所述窑体1上的燃料供给管，如图6、图7和图9所示，所述的燃料供给管包括供给段951、连接段952和转动段953。其中所述的供给段951固定设置于所述窑头罩4和卸料罩5之间的窑体1的外侧壁上，且所述的轮带11和从动轮34上均设置有容许所述供给段951穿过的通孔。所述的转动段953设置于所述的窑头罩4内，并与所述窑体1同轴布置。所述转动段953的左端穿过所述的窑头罩4后通过旋转接头96与燃料供给源相连。所述的连接段952设置于所述窑体1的内部，且位于所述导料槽42的右侧，所述连接段952的一端与所述转动段953的端部相连，所述连接段952的另一端穿过所述窑体1的侧壁后与所述供给段951的端部相连。优选的，所述的连接段952沿径向布置。在这里所述旋转接头96的结构为现有技术，在此不再赘述。如图4所示，位于所述窑头罩4和卸料罩5之间的窑体1的外侧壁上沿轴向设置有多组燃烧器，作为一种具体实施方式，本实施例中所述窑体1的外侧壁上设置有四组燃烧器。所述燃烧器的燃料进口分别通过支管92与所述燃料供给管的供给段951相连。所述燃烧器的喷嘴穿过所述窑体1的侧壁延伸至所述窑体1的内部。在这里，所述的支管92可以为软管或硬管。如图5和图8所示，所述的燃烧器包括固定设置于所述窑体1上的烧嘴91，所述烧嘴91的燃料进口通过支管92与所述燃料供给管的供给段951相连，且所述的支管92上设置有用于控制燃料流量的阀门94。所述烧嘴91的空气进口与第二鼓风机93相连。在这里，所述的燃烧器也可以采用一体式燃烧机。但是作为一种最优的实施方式，本实施例中所述的燃烧器采用组合式结构，主要是因为在工作的过程中燃烧器会随着窑体1一起转动，因此燃烧器的体积越小越好。若采用一体式燃烧机，回转半径较大，需要根据燃烧机的尺寸对其他部件的尺寸做适应性的调整，例如增加底座2高度等，这样会增大整体设备的结构尺寸。进一步地，为了避免工作时窑体1内的无机粉体或无机制品堵塞烧嘴91，确保燃烧器的正常工作，如图8所示，设置于所述窑体1侧壁上的烧嘴砖高出所述窑体1的内侧壁。在这里所述的烧嘴砖及其安装结构属于现有技术，在传统炉窑中也有应用，在此不再赘述。其余结构同实施例一。实施例三所述的转动段953设置于所述的窑尾罩7内，并与所述的窑体1同轴布置，所述转动段953的右端穿过所述的窑尾罩7后通过旋转接头96与燃料供给源相连，其余结构同实施例二。一种无机粉体和制品的一体化制备方法，如图10所示，包括以下步骤：第一，通过配料、制粉和成型、烘干制得无机制品的坯体。第二，按照一定的比例向窑体1内加入无机粉体的原料粉和第一步中制得的无机制品的坯体。在这里，所述无机粉体的原料粉和无机制品的坯体比例视无机制品的种类而不同。第三，启动炉窑。第四，按一定的比例连续向进料斗41内加入无机粉体的原料粉和无机制品的坯体。在这里，所述无机粉体的原料粉和无机制品的坯体比例视无机制品的种类而不同。此时无机粉体的原料粉既是无机粉体烧成所需的原材料，同时也是无机制品之间，无机制品和窑体1之间的缓冲剂和润滑剂。

权利要求：1.一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，包括底座、窑体、窑头罩、窑尾罩和燃烧组件，所述的底座和窑体之间设置有用于驱动窑体转动的驱动装置，所述的窑头罩上设置有进料斗导料槽，所述的窑尾罩上设置有第二卸料口，其特征在于：所述的窑体上位于所述的窑头罩和窑尾罩之间从左向右依次密封设置有卸料罩和鼓风罩；所述窑头罩的上侧设置有引风口，所述的鼓风罩上设置有进风口，所述的窑体上位于所述的鼓风罩内设置有进气孔；所述的卸料罩上设置有第一卸料口，所述的窑体上位于所述的卸料罩内沿圆周方向设置有多个落料孔。2.根据权利要求1所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述的燃烧组件包括设置于所述的窑尾罩上的燃烧器，且所述燃烧器的喷嘴上设置有加长接管，所述加长接管穿过所述的鼓风罩。3.根据权利要求1所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述的燃烧组件包括由供给段、连接段和转动段组成的燃料供给管，所述的供给段固定设置于所述窑头罩和卸料罩之间的窑体的外侧壁上，所述的转动段与所述窑体同轴布置，并通过旋转接头与燃料供给源相连，所述的供给段和转动段通过连接段相连通，所述窑头罩和卸料罩之间的窑体的外侧壁上设置有多组燃烧器，所述燃烧器的燃料进口通过支管与供给段相连。4.根据权利要求3所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述的燃烧器包括烧嘴，所述烧嘴的燃料进口通过支管与燃料供给管的供给段相连，所述烧嘴的空气进口与第二鼓风机相连。5.根据权利要求4所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：设置于所述窑体侧壁上的烧嘴砖高出所述窑体的内侧壁。6.根据权利要求3所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述转动段的左端穿过所述的窑头罩后通过旋转接头与燃料供给源相连。7.根据权利要求1所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述的落料孔分布于所述窑体的沿轴向的一定宽度区域内。8.根据权利要求1所述的一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑，其特征在于：所述第一卸料口的上端设置有导料斗。9.一种无机粉体和制品的一体化制备方法，其特征在于：包括以下步骤，第一，通过配料、制粉和成型、烘干制得无机制品的坯体；第二，按照一定的比例向窑体内加入无机粉体的原料粉和第一步中制得的无机制品的坯体；第三，启动炉窑；第四，按一定的比例连续向进料斗内加入无机粉体的原料粉和无机制品的坯体。

百度查询： 金刚新材料股份有限公司 一种无机粉体和制品的一体化制备炉窑及制备方法

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