專利名稱:一種β型半水石膏粉鍛燒制備工藝及鍛燒設備的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及石膏粉生產技術領域,尤其是涉及一種β型半水石膏粉煅燒制備工藝及煅燒設備。
背景技術:
石膏粉廣泛應用于建筑、建材、模具和藝術模型、化學工業(yè)及農業(yè)、食品加工和醫(yī)藥美容等眾多應用領域中,是一種重要的工業(yè)原材料。其中,用于建筑材料生產的石膏,包括天然石膏和化學石膏,天然石膏有天然二水石膏和天然無水石膏,天然二水石膏質地較軟,天然無水石膏質地較硬,故又稱為硬石膏,在工業(yè)上常用的是天然二水石膏。當將二水石膏加熱至一定溫度后,石膏失去部分結晶水,得到半水石膏,半水石膏是一種氣硬性膠凝材料,具有α和β兩種形態(tài),都呈菱形結晶,但是物理性能不同。α型半水石膏結晶良好、堅實,也稱高強石膏,但是吸水性差,而β型半水石膏為片狀結晶且其表面有裂紋,強度差,但是吸水性好。α型半水石膏適用于強度要求高的抹灰工程、裝飾制品和石膏板,β型半水石膏適用于制作模型、雕塑和裝飾花飾等?,F(xiàn)有技術中,β型半水石膏系二水石膏經過高溫煅燒制成,一般使用立式或是臥式炒鍋進行β型半水石膏的加工,工藝是先將磨成粉的二水石膏從進料口放入,然后外加熱方式對石膏粉進行炒制,該外加熱方式可以為爐箅式煤炭加熱、沸騰爐加熱等,脫水完成后,將加工好的石膏粉從出料口排出。該工藝所用設備成本低廉、加工步驟簡單,但是間歇作業(yè)方式效率低、加工速度慢;外加熱能源損耗大,經過測算,以加工一噸石膏粉為例,使用爐箅式煤炭加熱需要燃燒60-70公斤煤炭,使用沸騰爐加熱需要燃燒45-55公斤煤炭;由于煤耗大,環(huán)境污染嚴重;炒制時火候難以掌握,產品質量不穩(wěn)定,且溫度偏高后石膏粉易燒結成塊;尤為突出的缺點還在于,該工藝加工中石膏粉易板結成塊,清理時耗費大量人力,且成本聞昂。申請?zhí)柺?011202685791、申請名稱是“一種煅燒β型陶瓷模具石膏的設備”中公開了一種回轉窯,該窯包括前部的物`料預熱段、中部的物料升溫脫水段、后部的低溫煅燒段和在傳動機構帶動下可以旋轉的窯體,在物料預熱段的前部設有進料口,在低溫煅燒段的尾部依次設有煙氣循環(huán)室和出料箱,出料箱的下部設有出料口。本發(fā)明將二水石膏粉使用連續(xù)煅燒工藝進行脫水加工,物料在行進中逐步升溫,煙氣通過煙氣循環(huán)室和煙氣排出管排出,與傳統(tǒng)間歇加工技術相比,具有加工速度快、效率高的優(yōu)點,但是仍然存在以下缺點:
I)物料進入窯體后,依次經過預熱、升溫和煅燒段,煅燒完成后物料從出料口排出,因此窯體長度方向尺寸大,占地面積大;2)石膏粉的煅燒升溫由換熱棒和換熱錐體進行,長時間使用后,換熱油在換熱部件內壁上產生結晶,從而降低換熱效率,且需要定期更換的換熱油成本高;3)煅燒中產生的煙氣經煙氣入口進入換熱管道,從煙氣管道出口進入到煙氣循環(huán)室,煙氣中的余溫作用在換熱管道和換熱棒上有助于提高熱能的利用率,但是沒有經過任何凈化處理的煙氣直接排放到大氣中,環(huán)境污染嚴重,不符合國家環(huán)保節(jié)排的要求。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺點,提供一種β型半水石膏粉煅燒制備工藝,使用符合該工藝要求目數(shù)的石膏粉及其對應的溫度、速度,完全能夠避免石膏粉加工中存在的板結現(xiàn)象,且能有效降低石膏粉加工中所用能耗;本發(fā)明還提供了一種使用上述工藝進行半水石膏粉加工的煅燒設備,該種設備采用內燒式加溫,具有至少兩個同心轉筒,粉粒在同心轉筒中變速前行、完成石膏粉的煅燒,從而有效避免了石膏粉的板結,節(jié)約了設備占地面積,同時多個同心轉筒形成了一個完整的保溫體系,很好的提高了熱能利用率。使用的技術方案是:一種β型半水石膏粉煅燒制備工藝,其特征在于:所述制備工藝包括以下步驟:1)將原料粉碎成100-140目大小的粉粒;2)將粉粒經煅燒設備的進料口輸送入該回轉窯中進行煅燒,依次經過至少兩個同心轉筒后從該煅燒設備的出料口向外連續(xù)輸出,窯頭溫為450-550°C,窯尾溫為155-190°C,粉粒溫度為150_185°C。本發(fā)明的技術特征還有:所述同心轉筒為三個,分別為內轉筒、中轉筒和外轉筒,粉粒在所述三個同心轉 筒中軸向速度不同。本發(fā)明的技術特征還有:所述粉粒在內轉筒中軸向速度為1.1-1.3m/min,在中轉筒和外轉筒中軸向速度為0.8-lm/min。本發(fā)明的技術方案還有:使用于β型半水石膏粉制備工藝的煅燒設備,該設備包括筒體部分、傳動部分、物料輸送部分和加熱部分,其特征在于:所述筒體部分包括套裝在一起、容量相同的至少兩個同心轉筒;所述物料輸送部分包括位于所述同心轉筒一端的進料口、與所述進料口同端或者異端設置的出料口和輔助輸料結構,所述輔助輸料結構包括位于所述同心轉筒內壁上的螺旋葉片和/或揚料板。本發(fā)明的技術特征還有:所述加熱部分包括煤氣發(fā)生爐,所述煤氣發(fā)生爐中產生的煤氣經過管道輸送后通入到與進料口同端設置的燃氣通入口中。本發(fā)明的技術特征還有:所述加熱部分還包括燃氣筒,所述燃氣筒位于所述同心轉筒內并與同心轉筒同心設置。本發(fā)明的技術特征還有:所述燃氣筒的長度為同心轉筒長度的2/3。本發(fā)明的技術特征還有:所述同心轉筒為三個,分別是外轉筒、中轉筒和內轉筒,所述三個同心轉筒的內壁上固定排布有與軸線具有不同角度的揚料板。本發(fā)明的技術特征還有:所述內轉筒的揚料板與軸線呈8°夾角,所述中轉筒和外轉筒的揚料板與軸線呈10°夾角。本發(fā)明的技術特征還有:所述煅燒設備還包括靜電除塵器,所述靜電除塵器包括蒸汽和煙氣混合輸出管路。本發(fā)明的有益效果在于:1)本工藝適用于以二水石膏或工業(yè)副產石膏為原料、生產β型半水石膏粉的過程中,針對于本特定的生產工藝,為了保證產品質量并避免板結、過炒和欠炒現(xiàn)象的產生,提出了嚴格的目數(shù)、溫度和軸線速度要求;連續(xù)式加工工藝提高了產品的生產效率,煙氣和蒸汽通過同一管路混合排出,提高了蒸汽溫度,從而保證了冬天溫度較低時被回收石膏粉的正常沉降。2 )煅燒設備中,兩個以上同心轉筒復合式安裝在一起,物料從內向外依次經過各個筒后從出料口排出,在保證了煅燒時間的同時極大縮小了筒體長度,從而使基礎占地面積節(jié)約了 50%以上,三筒復合式煅燒設備更是將基礎面積節(jié)約了 65%。
3)復合式筒體結構自身形成了一個保溫系統(tǒng),可燃氣體在燃燒筒中燃燒產生的熱量逐步向外散發(fā),同時外轉筒又處于熱氣流的低溫段,這樣,熱交換面積增大,熱能被充分利用,熱效率大大提聞。4)煤氣發(fā)生爐中生成的可燃氣體通過燃氣通入口輸送到燃氣筒中,長度小于同心轉筒長度的燃氣筒保證了燃氣充分燃燒,經過測試,使用本煅燒設備生產一噸石膏粉,與已有技術相比能降低1/3煤耗。5)本設備使用內燒式加熱,與傳統(tǒng)外加熱煅燒設備相比,不僅改變了加熱方式,而且無需使用鼓風機和抽風機,因此能極大節(jié)省電能,經過測試,使用本煅燒設備生產一噸石膏粉,與已有技術相比能降低70%電耗。6)石膏粉生產中產生的蒸汽和煙氣通過混合輸出管路輸送到靜電式除塵設備中進行除塵處理,相比于原來蒸汽和煙氣管路分離的設計方式,由于煙氣溫度高于蒸汽的溫度,混合后相當于延長了蒸汽轉化為水的時間,從而保證即使是在寒冷的冬天,混于蒸汽和煙氣中的石膏粉也能充分沉降,保證了除塵效果。
附圖1是本煅燒設備示意圖,附圖2是附圖1的筒體部分示意圖,附圖3是外轉筒揚料板示意圖,附圖4是中轉筒揚料板示意圖,附圖5是內轉筒揚料板示意圖,其中I是進料口,2是出料口,3是螺旋葉片,4是揚料板,5是燃氣通入口,6是外轉筒,7是中轉筒,8是內轉筒,9是燃氣筒,10是靜電除塵器,11是蒸汽和煙氣混合輸出管路,12是變頻調速電機,13是托輪,14是輪 帶。
具體實施例方式下面結合附圖,對本發(fā)明進行具體說明。一種β型半水石膏粉煅燒制備工藝,其特征在于:所述制備工藝包括以下步驟:
1)將原料粉碎成100-140目大小的粉粒;
2)將粉粒經煅燒設備的進料口輸送入該回轉窯中進行煅燒,依次經過至少兩個同心轉筒后從該煅燒設備的出料口向外連續(xù)輸出,窯頭溫為450-550°C,窯尾溫為155-190°C,粉粒溫度為150-185°C。為了實現(xiàn)節(jié)省占地面積且提高熱能利用效率之目的,本設備中同心轉筒為三個,分別為內轉筒8、中轉筒7和外轉筒6,粉粒在三個同心轉筒中軸向速度不同。當使用上述粒度的粉粒時,粉粒在內轉筒8中軸向速度為1.1-1.3m/min,在中轉筒7和外轉筒6中軸向速度為 0.8-lm/min。本發(fā)明還公開了一種β型半水石膏粉煅燒設備,該設備包括在傳動部分帶動下旋轉的筒體部分、傳動部分、實現(xiàn)石膏粉粉粒物料連續(xù)輸送和輸出的物料輸送部分、完成煅燒升溫的加熱部分和靜電除塵設備。其中,筒體部分包括套裝在一起、容量相同的至少兩個同心轉筒,一般可為2-5個同心轉筒。本實施例中采用了三個同心轉筒的設計方案。當同心轉筒的數(shù)量為單數(shù)時,進料口 I和出料口 2分別位于筒體的兩端,當同心轉筒的數(shù)量為偶數(shù)時,進料口 I和出料口 2位于筒體的同一端。物料輸送部分包括位于同心轉筒一端的進料口 1、與進料口 I同端或者異端設置的出料口 2和輔助輸料結構,輔助輸料結構包括位于同心轉筒內壁上的螺旋葉片3和/或揚料板4。加熱部分包括煤氣發(fā)生爐和燃氣筒9,燃氣筒9位于同心轉筒內并與同心轉筒同心設置,煤氣發(fā)生爐中產生的可燃氣體經過管道輸送后通入到與進料口同端設置的燃氣通入口 5中,從而實現(xiàn)本煅燒設備的內加熱。為了保證燃燒充分,本燃氣筒9的長度為同心轉筒長度的2/3。本實施例中,同心轉筒為三個,分別是外轉筒6、中轉筒7和內轉筒8,三個同心轉筒的內壁上固定排布有與軸線具有不同角度的揚料板4。經過多次設計和試驗,本發(fā)明中公開了適用于本工藝目數(shù)大小的石膏粉煅燒加工時,三個同心轉筒內壁上揚料板的排布要求:內轉筒8的揚料板4與軸線呈8°夾角,中轉筒的揚料板與軸線呈10°夾角,外轉筒與軸線呈10°夾角。這樣,石膏粉在內轉筒中移動速度慢,而在中轉筒和外轉筒中移動速度稍快,能保證石膏粉充分受熱且石膏粉連續(xù)輸送過程中無板結、堆料現(xiàn)象。靜電除塵設備使用了靜電除塵器10,該靜電除塵器10包括將石膏粉煅燒加工中產生的蒸汽和煙氣從筒體中向外排出的蒸汽和煙氣混合輸出管路11。傳動部分包括變頻調速電機12、調速器、在該電機帶動下轉動的托輪13和與托輪13相互配合的、安裝在外轉筒外部的輪帶14。
權利要求
1.一種β型半水石膏粉煅燒制備工藝,其特征在于:所述制備工藝包括以下步驟: 1)將原料粉碎成100-140目大小的粉粒; 2)將粉粒經煅燒設備的進料口輸送入該回轉窯中進行煅燒,依次經過至少兩個同心轉筒后從該煅燒設備的出料口向外連續(xù)輸出,窯頭溫為450-550°C,窯尾溫為155-190°C,粉粒溫度為150-185°C。
2.按照權利要求1所述β型半水石膏粉煅燒制備工藝,其特征在于:所述同心轉筒為三個,分別為內轉筒、中轉筒和外轉筒,粉粒在所述三個同心轉筒中軸向速度不同。
3.按照權利要求2所述β型半水石膏粉煅燒制備工藝,其特征在于:所述粉粒在內轉筒中軸向速度為1.1-1.3m/min,在中轉筒和外轉筒中軸向速度為0.8-lm/min。
4.按照權利要求1所述使用于β型半水石膏粉制備工藝的煅燒設備,該設備包括筒體部分、傳動部分、物料輸送部分和加熱部分,其特征在于:所述筒體部分包括套裝在一起、容量相同的至少兩個同心轉筒;所述物料輸送部分包括位于所述同心轉筒一端的進料口、與所述進料口同端或者異端設置的出料口和輔助輸料結構,所述輔助輸料結構包括位于所述同心轉筒內壁上的螺旋葉片和/或揚料板。
5.按照權利要求4所述使用于β型半水石膏粉制備工藝的設備,其特征在于:所述加熱部分包括煤氣發(fā)生爐,所述煤氣發(fā)生爐中產生的煤氣經過管道輸送后通入到與進料口同端設置的燃氣通入口中。
6.按照權利要求5所述使用于β型半水石膏粉制備工藝的設備,其特征在于:所述加熱部分還包括燃氣筒,所述燃氣筒位于所述同心轉筒內并與同心轉筒同心設置。
7.按照權利要求6所述使 用于β型半水石膏粉制備工藝的設備,其特征在于:所述燃氣筒的長度為同心轉筒長度的2/3。
8.按照權利要求4所述使用于β型半水石膏粉制備工藝的設備,其特征在于:所述同心轉筒為三個,分別是外轉筒、中轉筒和內轉筒,所述三個同心轉筒的內壁上固定排布有與軸線具有不同角度的揚料板。
9.按照權利要求8所述使用于β型半水石膏粉制備工藝的設備,其特征在于:所述內轉筒的揚料板與軸線呈8°夾角,所述中轉筒和外轉筒的揚料板與軸線呈10°夾角。
10.按照權利要求4所述使用于β型半水石膏粉制備工藝的設備,其特征在于:所述煅燒設備還包括靜電除塵器,所述靜電除塵器包括蒸汽和煙氣混合輸出管路。
全文摘要
一種β型半水石膏粉煅燒制備工藝及設備,該工藝包括以下步驟將原料粉碎成100-140目大小的粉粒;將粉粒經煅燒設備的進料口輸送入該回轉窯中進行煅燒,依次經過至少兩個同心轉筒后從該煅燒設備的出料口向外連續(xù)輸出,窯頭溫為450-550℃,窯尾溫為155-190℃,粉粒溫度為150-185℃。該設備包括套裝在一起、容量相同的至少兩個同心轉筒;物料輸送部分包括位于同心轉筒一端的進料口、與進料口同端或者異端設置的出料口和輔助輸料結構,輔助輸料結構包括位于所述同心轉筒內壁上的螺旋葉片和/或揚料板。本工藝及設備具有大幅度節(jié)能降耗之優(yōu)點。
文檔編號C04B11/02GK103159418SQ20131012966
公開日2013年6月19日 申請日期2013年4月15日 優(yōu)先權日2013年4月15日
發(fā)明者崔繼安 申請人:平邑龍源石膏科技有限公司