玻化彩砂燒結爐系統的製作方法
2023-04-25 05:41:51 3
專利名稱：玻化彩砂燒結爐系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於彩砂燒結設備技術領域，涉及一種迴轉式爐窯，特別是一種帶有熱交換的玻化彩砂燒結爐系統。
背景技術：
彩砂分為天然彩砂和人造彩砂。人造彩砂以色彩鮮豔、性能穩定、質感豐富、無毒環保的優點，在建築裝飾材料中佔有很重要的地位。天然彩砂是通過直接破壞自然界的有色礦石而獲得，大多數天然彩砂色澤混沌，強度差，容易分化，附著力弱，而少數色澤鮮豔的天然彩砂，價格昂貴，局限大。人造彩砂是通過在礦物顆粒表面包覆有色塗層獲得，其特點是顏色均勻、色彩明快，可根據顏色需求進行加工，從而製備出豐富多彩的彩砂品種，滿足人們的不同需求。人造彩砂的傳統製造方法主要有三種第一種，有機染料染色法；第二種，樹脂固化法；第三種高溫燒結法。但採用上述三種方法製備的彩砂均存在不同程度的缺陷第一種方法中，有機染料不耐老化也不耐雨水衝洗，易褪色。第二種方法是用樹脂混合無機色料塗布在石英砂表層，然後在200 300°C溫度下烘烤固化著色，該方法製備的彩砂存在易老化、易褪色、著色不均勻的問題，同時由於其使用的粘結劑價格昂貴，增加了彩砂的製備成本。第三種方法是將無機顏料和石英砂混合，經高溫燒結成一體，然後經破碎、篩分成彩砂成品。但目前第三種方法製備彩砂的技術還不成熟，由於燒結設備採用的是外熱式窯體，且不可旋轉加熱。掛好色漿的基料被直接投入窯體，靜止進行燒結，燒結後的彩砂抱團呈整體結構，還需要再次破碎、篩分才能形成獨立的彩砂顆粒，這樣不但加大了生產耗能， 彩砂的外著色殼層的質量也會在破碎的過程中出現瑕疵，甚至導致整顆彩砂破碎，成為殘次品。其次，由於其採用的是外熱式窯體，通過加熱窯壁達到燒結的目的，不僅造成了熱源的浪費，也限制了燒結溫度不能控制的太高，若溫度超過基料的熔點，那麼在色漿包裹層裡邊的基料就會熔化，直接導致不能成彩砂顆粒，若溫度不達到或剛到基料的熔點臨界值，那麼色漿包裹層只能是淺淺的粘附在基料表層，經風雨洗刷就會剝落或者掉色。內加熱式迴轉窯爐由於對物料加熱均勻，已被廣泛應用在不同的對物料進行烘乾、加熱的行業，現有的迴轉爐窯是採用對迴轉式爐體加熱或在迴轉式爐體的內壁上設置加熱裝置，對爐體內的物料加熱。本發明人發明了一種玻化彩砂的製備工藝，上述工藝方法製備出的玻化彩砂廣泛用於樓宇建築外牆裝飾領域，而上述工藝中的關鍵是烘乾、及動態燒結著色，正是藉助內熱式迴轉窯爐設備完成的。現有技術的缺點是，由於爐體經常處於高溫狀態，這樣對爐體的損毀嚴重，而且大量的熱量通過爐體散發，能源浪費嚴重，耗能大，尤其是利用現有的迴轉式爐窯製成的玻化彩砂良品率低，不能滿足燒結過程中的溫度梯度要求。
發明內容本實用新型為了提高在玻化彩砂製備中能源的利用率、及提高烘乾、動態燒結著色後玻化彩砂的良品率，設計了玻化彩砂燒結爐系統，利用本系統製得的玻化彩砂堅固耐久、晶瑩剔透、色彩耐久1000年以上，並且將能源利用最大化、大大減輕對爐體的損毀。本實用新型為實現發明目的採用的技術方案是玻化彩砂燒結爐系統，結構中包括定位機架上的迴轉窯爐及旋轉驅動機構，連接在迴轉窯爐體上的物料傳輸和伺服機構， 關鍵是迴轉窯爐與水平面呈3-10°傾角，迴轉窯爐的中心部位設置沿軸向分布的加熱元件，加熱元件的上方設有熱反射聚焦罩；迴轉窯爐的進料口接入被加工的物料，迴轉窯爐的出料口接在套筒式結構的乾燥窯的熱料進口處、攪拌式物料著色機接在乾燥窯的溼料進口處；乾燥後的物料藉助螺旋提升機注入迴轉窯爐。本實用新型的有益效果是利用本系統製得的玻化彩砂堅固耐久、晶瑩剔透、色彩耐久1000年以上；並且利用迴轉窯爐中物料的餘熱作為乾燥窯中對物料進行烘乾過程中所需能量的來源，這樣將能源利用最大化、且大大減輕對爐體的損毀；熱反射聚焦罩的作用是對加熱元件進行保護，防止物料隨爐體旋轉過程中，對加熱元件造成的衝擊損壞；導流罩內採用石棉質填充物，石棉具有高度的絕熱性，有效避免了物料在隨爐體旋轉過程中，因為重力作用而落於處於高溫狀態的熱反射聚焦罩上，造成物料在熱反射聚焦罩上大量的粘結現象；物料刮板防止了物料在窯爐內壁的粘結而造成的物料的浪費、及避免由於物料大量粘結而影響窯爐的正常運轉。
圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是迴轉窯爐的截面圖。附圖中，1是迴轉窯爐，2是乾燥窯，3是攪拌式物料著色機，4是螺旋提升機，5是定位機架，6是加熱元件，7是熱反射聚焦罩，8是導流罩。
具體實施方式
玻化彩砂燒結爐系統，結構中包括定位機架5上的迴轉窯爐1及旋轉驅動機構， 連接在迴轉窯爐體上的物料傳輸和伺服機構，重要的是迴轉窯爐1與水平面呈3-10°傾角，迴轉窯爐1的中心部位設置沿軸向分布的加熱元件6，加熱元件6的上方設有熱反射聚焦罩7 ；迴轉窯爐1的進料口接入被加工的物料，迴轉窯爐1的出料口接在套筒式結構的乾燥窯2的熱料進口處、攪拌式物料著色機3接在乾燥窯2的溼料進口處；乾燥後的物料藉助螺旋提升機4注入迴轉窯爐1。利用本系統製得的玻化彩砂堅固耐久、晶瑩剔透、色彩耐久 1000年以上；並且利用迴轉窯爐1中出料口所出物料的餘熱作為乾燥窯爐2中對溼料進行烘乾過程中所需能量的來源，這樣將能源利用最大化、且大大減輕對爐體的損毀，熱反射聚焦罩7的作用是對加熱元件6進行保護，防止物料隨爐體旋轉過程中，對加熱元件6造成的衝擊損壞。所述的加熱元件6是電阻絲、電阻棒。所述的迴轉窯爐1的內腔從入料口到出料口按物料所需的溫度梯度依次分為升溫區、色膜初熔區、溫度保持區、及冷卻區，在溫度保持區處的熱反射聚焦罩7的上端面設置由不鏽鋼滑板、及石棉保溫材料形成的導流罩8。導流罩8內採用石棉質填充物，石棉具有高度的絕熱性，有效避免了物料在隨爐體旋轉過程中，因為重力作用而落於處於高溫狀態的熱反射聚焦罩7上，造成物料在熱反射聚焦罩7上大量的粘結現象。所述的熱反射聚焦罩7的截面是拋物線形、或是折線形、或是環形。在溫度保持區的熱反射聚焦罩7上設置有物料刮板，物料刮板的剷頭與迴轉窯爐內壁的曲率半徑相同。所述的乾燥窯2與水平面呈3-10°傾角。迴轉窯爐1的兩端與定位機架5是鉸接結構，在鉸接結構上設置傾角調節機構。所述的傾角調節機構是帶有鎖緊限位銷的伸縮杆升降結構，傾角調節機構設置在迴轉窯爐1的其中一端。乾燥窯2的熱料出口處設置有餘熱回收裝置。在製備玻化彩砂的工藝過程中，關鍵的烘乾、動態燒結著色工序即在本實用新型所形成的玻化彩砂燒結爐系統中進行。本實用新型在具體使用時，迴轉窯爐1、乾燥窯2的傾斜角度都為3 10°，具體實施時使用的角度由迴轉窯爐1的轉速、進料量共同決定，傾斜角度可以藉助帶有鎖緊限位銷的伸縮杆升降結構實現調節。通過攪拌式物料著色機3將玻璃微珠或石英砂與色漿進行攪拌，混合均勻後，送入乾燥窯2的溼料進口處，進行烘乾工序，乾燥後的物料藉助螺旋提升機4注入迴轉窯爐1中，經由迴轉窯爐1中的升溫-色膜初熔-保持-冷卻過程後，其中在保持階段最為關鍵，待物料似熔非熔狀態下，色漿與物料的外周熔為一體形成色殼。然後物料由迴轉窯爐1進入乾燥窯2的熱料進口中，利用熱料的熱量對乾燥窯2中的溼料管道中的物料進行烘乾操作，同時藉助溼料管道中的物料對熱料進行冷卻，這樣達到了能源利用的最大化，避免造成能源的浪費，最後，熱料出口處的物料進入成品回收裝置進行收集，並藉助餘熱回收裝置對物料熱量進行再次回收利用。
權利要求1.玻化彩砂燒結爐系統，結構中包括定位機架(5)上的迴轉窯爐(1)及旋轉驅動機構，連接在迴轉窯爐體上的物料傳輸和伺服機構，其特徵在於迴轉窯爐(1)與水平面呈 3-10°傾角，迴轉窯爐(1)的中心部位設置沿軸向分布的加熱元件(6)，加熱元件(6)的上方設有熱反射聚焦罩(7)；迴轉窯爐(1)的進料口接入被加工的物料，迴轉窯爐⑴的出料口接在套筒式結構的乾燥窯O)的熱料進口處、攪拌式物料著色機(3)接在乾燥窯O)的溼料進口處；乾燥後的物料藉助螺旋提升機(4)注入迴轉窯爐(1)。
2.根據權利要求1所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於所述的加熱元件(6)是電阻絲、或電阻棒。
3.根據權利要求1所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於所述的迴轉窯爐(1)的內腔從入料口到出料口按物料所需的溫度梯度依次分為升溫區、色膜初熔區、溫度保持區、及冷卻區，在溫度保持區處的熱反射聚焦罩(7)的上端面設置由不鏽鋼滑板、及石棉保溫材料形成的導流罩(8)。
4.根據權利要求1所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於所述的熱反射聚焦罩(7) 的截面是拋物線形、或是折線形、或是環形。
5.根據權利要求3所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於在溫度保持區的熱反射聚焦罩(7)上設置有物料刮板，物料刮板的剷頭與迴轉窯爐內壁的曲率半徑相同。
6.根據權利要求1所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於所述的乾燥窯(2)與水平面呈3-10°傾角。
7.根據權利要求1所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於迴轉窯爐(1)的兩端與定位機架(5)是鉸接結構，在鉸接結構上設置傾角調節機構。
8.根據權利要求7所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於所述的傾角調節機構是帶有鎖緊限位銷的伸縮杆升降結構，傾角調節機構設置在迴轉窯爐(1)的其中一端。
9.根據權利要求7所述的玻化彩砂燒結爐系統，其特徵在於乾燥窯O)的熱料出口處設置有餘熱回收裝置。
專利摘要玻化彩砂燒結爐系統，結構中包括定位機架上的迴轉窯爐及旋轉驅動機構，連接在迴轉窯爐體上的物料傳輸和伺服機構，採用的技術方案是迴轉窯爐與水平面呈3-10°傾角，迴轉窯爐的中心部位設置沿軸向分布的加熱元件，加熱元件的上方設有熱反射聚焦罩；迴轉窯爐的進料口接入被加工的物料，迴轉窯爐的出料口接在套筒式結構的乾燥窯的熱料進口處、攪拌式物料著色機接在乾燥窯的溼料進口處；乾燥後的物料藉助螺旋提升機注入迴轉窯爐。本實用新型的有益效果是利用本系統製得的玻化彩砂堅固耐久、晶瑩剔透、色彩耐久1000年以上；並且利用燒結迴轉窯體中物料的餘熱作為烘乾迴轉窯體中對物料進行烘乾過程中所需能量的來源，這樣將能源利用最大化、且大大減輕對爐體的損毀。
文檔編號F27B7/20GK202041072SQ20112002929
公開日2011年11月16日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者牛智勇 申請人:牛智勇