專利名稱:熱窯燒結(jié)設(shè)備與工藝的制作方法
本發(fā)明屬于生產(chǎn)粉煤灰陶粒的熱窯燒結(jié)設(shè)備與工藝。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外都使用英國(guó)創(chuàng)出的以重油為燃料的燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)粉煤灰陶粒(《第四屆國(guó)際灰渣利用會(huì)議文集》)。該工藝建廠投資大，耗鋼量多，燃料用重油，產(chǎn)品成本高，燃料消耗高(重油加內(nèi)燃煤共折合標(biāo)準(zhǔn)煤100公斤/立方米陶粒)，摻粉煤灰量較少(74至80%)。我國(guó)是以火力發(fā)電為主的國(guó)家，每年排放粉煤灰量為三千萬(wàn)噸以上，大量的粉煤灰作為廢渣堆積，占?jí)和恋?，污染環(huán)境。由于燒結(jié)機(jī)以上條件，限制了粉煤灰陶粒生產(chǎn)的發(fā)展。因此國(guó)內(nèi)外多年研究立窯燒結(jié)粉煤灰陶粒設(shè)備與工藝，均未能生產(chǎn)。粉煤灰陶粒料層，因本身熱儲(chǔ)備量少，導(dǎo)熱系數(shù)又小，使用現(xiàn)有立窯遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能供給窯壁足夠的熱量，以保證邊料層的燒成溫度，因而邊料層的溫度大大下降，不但產(chǎn)生生燒，進(jìn)而邊料層滅火，并迅速向料層二肋與中心蔓延，造成全窯癱瘓，裝有料層的窯爐縱剖面溫度梯度線，在料層與內(nèi)窯壁邊界處激劇下降，呈馬鞍型曲線。采用在陶粒生料球中多加內(nèi)燃煤，以增加熱值來(lái)補(bǔ)償內(nèi)窯壁熱量的方法，不但無(wú)濟(jì)于事，反而造成熔融粉煤灰外殼包著生料球的大塊，被包著的生料球，又被烘干成了粉末，大塊阻風(fēng)，它上面的生料球，不能燃燒，又被烘成了粉末，料層就滅火了。如內(nèi)燃煤過(guò)多，還會(huì)在窯中心結(jié)成一個(gè)硬柱體，但邊料仍生燒，或烘成粉末，進(jìn)而滅火，全窯癱瘓。
本發(fā)明的任務(wù)是設(shè)計(jì)出一種用來(lái)燒結(jié)粉煤灰陶粒的熱窯設(shè)備與工藝，解決現(xiàn)有立窯不能生產(chǎn)粉煤灰陶粒的問(wèn)題。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的熱窯的窯壁組成是雙層的，即有內(nèi)窯壁與外窯壁，內(nèi)外窯壁中間設(shè)有加熱層。調(diào)節(jié)加熱層內(nèi)的溫度，使窯內(nèi)料層熱量不向外擴(kuò)散。它對(duì)內(nèi)窯壁起著接近于絕對(duì)保溫的作用。外窯壁設(shè)有保溫材料層，減少熱失散與窯壁體積熱容。內(nèi)窯壁采用導(dǎo)熱能力強(qiáng)的材料。加熱層的溫度與粉煤灰陶粒料層溫度基本上應(yīng)相同，允許誤差正負(fù)50℃。加熱層熱源，可用高溫火焰及其他熱源。如以煤做燃料，對(duì)煤無(wú)特殊要求，一般煙煤均可。
本發(fā)明的熱窯燒結(jié)設(shè)備與工藝，生產(chǎn)粉煤灰陶粒的規(guī)?？纱罂尚?，耗鋼量低，投資少，投產(chǎn)快，耗煤少，粉煤灰摻量大，成本低，物理力學(xué)性能均達(dá)到或超過(guò)了有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。另外，減少粉煤灰占?jí)和恋?，解決了粉煤灰污染環(huán)境問(wèn)題。該發(fā)明還適用于水泥添加劑的焙燒，高標(biāo)號(hào)或彩色水泥焙燒等。本發(fā)明能保證全窯燃燒均衡、穩(wěn)定，全窯陶粒強(qiáng)度差異不大，并能保證邊料不與內(nèi)窯壁粘結(jié)。另外，對(duì)粉煤灰化學(xué)成份、細(xì)度;料球含水量、級(jí)配;風(fēng)量與風(fēng)壓的一般波動(dòng);布料操作的一般差異，均有較大幅度的適應(yīng)性。
本發(fā)明的附圖是一種具體結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。以下將結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
參照附圖，本發(fā)明熱窯的窯壁是雙層的即有內(nèi)窯壁(1)與外窯壁(3)組成，內(nèi)外窯壁中間設(shè)有高溫火焰穿行的主動(dòng)控制內(nèi)窯壁(1)溫度的空腔，用調(diào)節(jié)火焰溫度與流速的方法能起到積極控制熱窯內(nèi)窯壁溫度的作用，使熱窯縱剖面溫度梯度線(5)呈平滑曲線。從熱工的作用來(lái)說(shuō)高溫火焰穿行的空腔就是加熱層(2)，加熱層(2)內(nèi)主動(dòng)控制溫度隨靠?jī)?nèi)窯壁陶粒料層溫度而逐步升高，最后達(dá)最優(yōu)狀態(tài)1150℃至1250℃之間。高溫火焰也可用其他熱源所代替，例如，煤氣、天燃?xì)?、電等熱源。?nèi)窯壁(1)的材料要求導(dǎo)熱能力強(qiáng)，目的是利用導(dǎo)熱能力強(qiáng)的內(nèi)窯壁(1)材料加上高溫火焰在空腔中對(duì)內(nèi)窯壁(1)的加熱，促使內(nèi)窯壁(1)材料的熱工性能改成十分接近于導(dǎo)熱系數(shù)無(wú)窮小的材料。內(nèi)窯壁(1)基本上不從粉煤灰陶粒(4)邊料層吸取熱量，原則上內(nèi)窯壁(1)也不需供給粉煤灰陶粒(4)邊料層熱量，也就是內(nèi)窯壁(1)與粉煤灰陶粒(4)邊料層沒(méi)有熱交換。粉煤灰陶粒(4)從沒(méi)有窯頂?shù)纳喜糠謱硬剂?，生料球的烘干、預(yù)熱，以致依靠自燃產(chǎn)生的熱量加熱到燒結(jié)溫度，均在熱窯中完成。用控制料球含炭量與控制風(fēng)量風(fēng)壓(6)使料層溫度基本均勻，加熱層(2)加熱的溫度與粉煤灰陶粒(4)料層的焙燒是密切配合的兩個(gè)獨(dú)立部分，兩者溫度原則上應(yīng)為同步。外窯壁(3)設(shè)有保溫材料層，以減少外窯壁的熱失散，并減少其體積熱容。窯頂部設(shè)有排煙氣裝置(7)。
本發(fā)明的熱窯工藝，根據(jù)粉煤灰的含炭量采取不同的配合比為粉煤灰∶粘土∶無(wú)煙煤＝90至95∶5至7∶0至3，無(wú)煙煤也可用較高燒失量的粉煤灰來(lái)代替。生料球含水率20至23%，料球粒徑5至20毫米，粉煤灰陶粒(4)原材料混合后，即送入成球盤成球，根據(jù)陶粒級(jí)配要求調(diào)整成球盤角度與刮刀，使生料球級(jí)配基本符合要求。開始生產(chǎn)時(shí)，需以燒成的陶?；虼u子作墊層，并測(cè)試通風(fēng)均勻，通暢，而后在墊層上放點(diǎn)火材料點(diǎn)火;底火燃燒均勻后，分層均勻布放生料球，采用暗火焙燒，即不出現(xiàn)火焰，從料層間隙看到下面已燃燒或從料層間隙飛出火星時(shí)，隨即再布放一層生料球，每次布料厚度以5至10厘米為宜，如此重復(fù)操作。
布料同時(shí)，即點(diǎn)燃產(chǎn)生高溫火焰的煙煤燃燒爐，按照高溫火焰穿行空腔所組成的加熱層(2)溫度與料層溫度同步的原則，將熱空氣送入空腔。粉煤灰陶粒(4)到達(dá)燒成溫度1150℃至1250℃時(shí)，只需8至10分鐘即燒成，燒成的粉煤灰陶粒隨即進(jìn)行冷卻，以備出料，此時(shí)即不需火焰保溫了，出料方式與水泥立窯出料方法基本相同。
權(quán)利要求
1.一種以煤為燃料，以工業(yè)廢渣粉煤灰為原料生產(chǎn)粉煤灰陶粒(4)的熱窯燒結(jié)設(shè)備，其特征是窯體設(shè)有一個(gè)外窯壁(3)和一個(gè)內(nèi)窯壁(1)，兩壁之間設(shè)有一個(gè)加熱層(2)。
2.按照權(quán)利要求
1所述的熱窯燒結(jié)設(shè)備上所用的工藝，其特征是加熱層(2)內(nèi)的溫度與靠?jī)?nèi)窯壁的粉煤灰陶粒(4)料層溫度基本相等。
3.按照權(quán)利要求
2所述的工藝，其特征是用調(diào)節(jié)火焰溫度與流速的方法，使加熱層(2)內(nèi)的溫度與靠?jī)?nèi)窯壁的粉煤灰陶粒(4)料層溫度基本相等。
4.按照權(quán)利要求
1所述熱窯燒結(jié)設(shè)備，其特征在于加熱層(2)內(nèi)的高溫火焰，也可用其他熱源(如煤氣、天燃?xì)?、電?所代替。
5.按照權(quán)利要求
1所述的熱窯燒結(jié)設(shè)備內(nèi)燒結(jié)的粉煤灰陶粒，其特征在于生產(chǎn)粉煤灰陶粒(4)的配合比為粉煤灰∶粘土∶無(wú)煙煤＝90至95∶5至7∶0至3。
6.按照權(quán)利要求
1所述的熱窯燒結(jié)設(shè)備，其特征還適用于水泥添加劑的焙燒，高標(biāo)號(hào)或彩色水泥的焙燒。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種以煤為燃料，以工業(yè)廢渣粉煤灰為原料生產(chǎn)粉煤灰陶粒的設(shè)備與工藝，它是在內(nèi)外窯壁中間設(shè)有加熱層，用調(diào)節(jié)加熱層溫度的方法，使加熱層內(nèi)的溫度與窯內(nèi)粉煤灰陶粒料層溫度基本相等。能燒出材性穩(wěn)定、強(qiáng)度大的粉煤灰陶粒，生產(chǎn)規(guī)?？纱罂尚?。該設(shè)備還用于水泥添加劑的焙燒，高標(biāo)號(hào)或彩色水泥的焙燒等。
文檔編號(hào)C04B35/64GK86106840SQ86106840
公開日1987年4月29日 申請(qǐng)日期1986年9月30日
發(fā)明者陳慎韜 申請(qǐng)人:山東省濟(jì)寧市建筑材料科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan