[发明专利]一种球形耐火原料的制备方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种球形耐火原料的制备方法和装置，尤其是熔融雾化制备球形原料。涉及耐火行业新型原材料和特种高级原材料，涉及的产品包括浇注料、耐火砖、蜂窝陶瓷等高温环境下服役的氧化物或碳化物等产品。

背景技术

耐火材料在我国已使用多年，对钢铁、有色、冶金等国计民生的行业起着促进作用。随着这些行业的技术革新，耐火材料的使用环境更为苛刻，这些行业对耐火材料的性能提出更高要求。此外，这些行业均属于大功率大能耗的生产方式，停炉检修耗时耗财，因此对耐火材料的寿命和稳定性要求提高。

耐火材料的性能由其成分和组织结构决定。组织结构包括孔隙结构和实体结构，实体结构从显微结构看是由骨料和基质组成。骨料通常是颗粒状，基质是细粉，它们的结合方式和各自含量对耐火材料性能有决定性影响。骨料分天然矿物和合成两种。合成骨料因为杂质含量低耐高温性能好，在高档耐火材料中使用广泛。合成骨料通常有电熔法和烧结法。烧结法是将粉料在高温下烧结成块状后通过机器多道破碎后再经过筛分得到不同尺寸的颗粒。电熔法是将粉料在电弧作用下高温熔融成液态后，倒入冷却槽完全冷却后，通过机器多道破碎后再经过筛分得到不同尺寸的颗粒。电熔法的产品化学成分均匀，矿相形态好，产品致密，性能好。但这种传统方法对颗粒形状和粒度分布不易控制，且由于产品结构致密硬度高破碎难度也大。

传统方法的产品质量特别是粒度不稳定。耐火材料的原料常常按3-5mm、1-3mm、200目等级别来划分，但这种划分方式过于粗犷，不利于精细生产。例如，同样是3-5mm级别，扁长状和短胖状就差异很大；即使都是扁长状，平均粒度在3.5mm与4.5mm也差异很大。

本专利提出一种球形耐火原料的制备方法，并对相应装置进行了说明。该方法克服了传统方法产品粒度不可控、流动性不好等缺点，是一种很新型的耐火原料制备方法。

发明内容

本专利以耐火原料作为切入点提出耐火材料的精细化生产。原料尺寸的波动和形状的变化导致耐火材料的性能波动。球形原料克服了形状变化的影响，同时以直径为分级标准对耐火材料的粒度分布可做到精确调控。

本专利提出熔融雾化再缓冷的制备方法生产电熔耐火骨料和细粉，使耐火原料粒度和形状可控，达到精细生产的目的。制备过程为：先根据产品的种类和含量要求进行选材，按一定比例配料后投入混合器，混合一定时间后出料，通过加料斗投入电熔装置内，熔融完全后通过排放口从冷却窑塔顶部落下，经过雾化装置雾化成液滴，在回旋冷空气的作用下快速降温，形成固态球形颗粒后在重力作用下落入缓冷槽中。冷却完全后经过筛分得到不同粒度级别的球形或近球形耐火原料。

本专利所提出的熔融雾化再缓冷的制备工艺，操作简单，生产周期短。传统方法的破碎过程既耗时又对设备磨损严重，同时产生大量的细微粉尘，本方法在这些方面有很大改进。

本专利的雾化装置分两种，即高压气体雾化和离心雾化。

高压气体雾化是在熔融液体排放口放置与水平呈一定小斜角的高压喷气口，使熔融液体在高压气体的撞击下形成大小不一的分散状液体，然后各自形成球形液体后，降温时形成球形固体颗粒。离心雾化包括离心雾化盘和高速电机，熔融液体从排放口流出落在高速旋转的雾化盘上，由于离心作用形成大小较为均匀的液体聚集体，并在表面张力作用下快速形成球形液体，降温时形成球形固体颗粒。

附图说明

图1 高压气流雾化；

图2 采用离心雾化的装置；