[发明专利]还原焰烧制陶砂、陶粒工艺方法及窑炉

说明书

技术领域：

本发明为以回转窑烧结陶粒、陶砂技术，特别是涉及以还原气氛烧制陶砂、陶粒工艺方法及窑炉(简称还原法陶砂、陶粒)。

背景技术：

现有技术的陶粒、陶砂是以单节或双节回转窑在氧化气氛下烧制。由于在氧化气氛下烧制，使其形成较厚的砖红色氧化外壳，因此使得产品密度大，吸水率较高。一般5mm以上颗粒较易被烧制，而5mm以下颗粒烧成后由于氧化外壳占据大部分体积，密度增大，2mm以下颗粒多数成了实心烧结体颗粒，因基本不膨胀密度在800kg/m³以上。现有的页岩陶粒厂都是以烧制陶粒同时带出小颗粒陶砂，若是专门烧制陶砂，由于颗粒小，空隙小、在窑内流动发滞，再由于明焰温度不均，不易加入隔离剂，使一部分料表面过烧熔融而相互粘结成团，甚至滚成长龙。目前为止，对于3mm以下颗粒以现有技术的回转窑很难专业化烧制陶砂；再就是由于窑炉结构的限制，烧胀温度不能直接测得，而是根据窑尾烟室温度估计烧胀温度。但目前市场上，陶砂比陶粒经济效益好，所以能专业化生产陶砂有着重要意义。

发明内容：

本发明目的在于提供一种能够形成稳定的还原气氛的工艺方法及窑炉，特别是能专业化烧制小颗粒陶砂，同时也适合大颗粒陶粒的烧制。

本发明目的是这样实现的：一种还原焰烧制陶砂、陶粒工艺方法，是在窑体燃烧室内置有可调节空气量基本封闭的烧胀罐罐体，罐体内装入陶砂或陶粒原料及耐火土质隔离剂，罐体旋转，在罐体外加热，使罐内缺氧而形成还原气氛，Fe₂O₃被还原成FeO，同时原料内所含碳或碳化物被氧化成CO、CO₂气体，使物料在烧胀温度范围内玻化发泡膨胀形成陶砂或陶粒，避免了形成厚质的氧化外壳，使外表面全玻化皮薄，密度降低，质量提高，吸水率可比现有氧化回转窑法降低1/3～1/2，；

烧胀罐内可容易地加入耐火土质隔离剂使得烧胀物料不粘结。

调节空气量也可以使非碳发泡剂的原料烧制成陶砂或陶粒。

根据原矿料，二次造粒配方料的不同，可分为中温烧胀和高温烧胀，中温烧胀范围为740～900℃，高温烧胀范围为900～1200℃，原矿料，只在高温烧胀范围内烧制，二次造粒配方料分为高温烧胀范围和中温烧胀范围。

所述原矿料是指页岩经破碎、筛分后，5～20mm颗粒直接烧制陶粒，5～0.5mm颗粒或页岩陶粒厂页岩筛下尾粉过0.5mm筛上的小颗粒，在窑内烘干预热，在高温烧胀范围1000～1100℃直接专业化烧制陶砂。

所述二次造粒配方料在高温范围烧胀，是指珍珠岩、浮石、火山灰、油页岩灰渣等原料的一种，按质量分数加入15％～30％黏土或加入30％～50％的页岩，再加入0.2％～10％碳质发泡剂，混合粉磨至0.08mm，筛余10％～18％，经加水、造粒、烘干预热，在高温烧胀范围900～1100℃烧制陶粒和陶砂；

所述碳质发泡剂是指碳黑、天然石墨、人造石墨、煤粉、焦碳粉、油页岩提油后的半焦等，其中的一种或两种混合使用。

所述二次造粒配方料，中温烧胀，是指珍珠岩或浮石、按质量分数为50％～60％，废旧玻璃20％～30％，助熔剂纯碱3％～5％，发泡剂硝酸钠0.8％～1.8％，混合粉磨至0.08mm，筛余10％～18％，然后以混合磨细粉100份加入25～30份的浓度25％～35％的烧碱水溶液黏合剂，经搅拌、造粒、烘干预热，在中温烧胀范围760～820℃烧制陶粒和陶砂。

一种还原焰烧制陶砂、陶粒的生产窑炉和实验炉，包括单罐窑、炉，多罐组合生产窑。单罐窑、炉，是由单独一个烧胀罐完成烘干、预热、烧胀全过程；多罐组合生产窑，是由预热罐完成烘干、预热，烧胀罐完成烧胀；单罐窑、炉还包括：单罐实验炉与单罐生产窑；多罐组合生产窑还包括：立式组合窑与水平式组合窑；立式组合窑还包括：立式单组组合窑和立式多组组合窑；烧胀罐体转速范围在2～20r/min内调整，预热罐转速于之相配。

为了使有限的罐内装料量增大，也可以使罐的的开口端升高，或降低罐的闭口端；降低斜度为100：(3～10)。

中温烧胀范围的烧胀罐罐体材质为1Cr18Ni9Ti及相近材质的不锈钢，高温烧胀范围的烧胀罐罐体材质为Cr25Ni20Si2及相近材质的高温耐热不锈钢或利用报废喷气式飞机的喷火管；单罐实验炉的烧胀罐也可为高铝瓷质罐。