一种树脂结合制品高温造粒机及其高温造粒方法
【专利摘要】一种树脂结合制品高温造粒机及其高温造粒方法，包括以下步骤：将旋转筒体加热至40~120℃，将造粒原料加入旋转筒体中混合，筒体转速5~30rpm，通过筒体上方的高速搅拌转子（速度为1000~2000rpm）高速强力搅拌，搅拌时间为10~60分钟，最后出料，冷却至室温制得成品泥料。泥料具有非常稳定的颗粒级配和极低的细粉量，因此制品表现出非常优良的气孔率、体积密度以及稳定的强度性能，直接在造粒的后期快速干燥，不需要另外增加干燥设备工艺。该工艺表现灵活，所占场地非常小。该工艺不需要苛刻的环境要求，受环境变化的影响极小，甚至不受环境影响。这种高温造粒工艺，生产成本表现得非常优异，与传统常温造粒工艺相比，其综合制作成本节约50%以上。
【专利说明】一种树脂结合制品高温造粒机及其高温造粒方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐火陶瓷以及碳素制品的泥料制作领域，尤其涉及一种树脂结合制品造粒工艺领域。
【背景技术】
[0002]现有技术的造粒工艺一般包括造粒和干燥两个步骤:
造粒的目的:解决低比重材料(如石墨)和高比重骨料(如电熔氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅等)的混合均匀，消除石墨的取向行均化所有原料，制成具有良好性能的泥料。
[0003]1.若取向性为平行方向压缩，由于石墨层间的收缩，使得蠕变变形能力变大，热应力变小，膨胀性大(会导致制品抗折强度降低近一半)；
2.若垂直于压缩方向为取向性时,则蠕变小,热应力大,膨胀性小。
[0004]3.平行方向比垂直方向热导率高10?20%。
[0005]干燥的目的:通过干燥除去泥料中多余的溶剂，增加粒子的强度，减少成型裂纹。
[0006]合格成型用泥料或粉料，有着一定特殊要求:
1.松散性，要能确保泥料均匀地充填模具
2.尽可能高的堆积密度
3.水分或挥发液体尽量少0.5?3%，过湿的料容易造成裂纹
4.通常采用细粉料，也可以是含粗颗粒的，但这时必须有足够的细粉，并让细粉充分的包裹粗颗粒。
[0007]5.在成型铝碳制品时，一般采用多细粉，粗颗粒尺寸较小的泥料如最大颗粒〈2?Imm0
[0008]6.采用液体树脂结合剂时，在泥料混合后，一般要让树脂中的溶剂比较充分地挥发，有时甚至低温烘烤，让其充分挥发，而得到易于成型的泥料。所以在干燥桶内往往需要30?60分钟的干燥。
[0009]而现有技术的造粒工艺一般均采用常温造粒，造粒温度需要为25±5°C以保证树脂的粘性，可塑性；湿度需要控制在45飞0%保证泥料挥发物的稳定性即可塑性，所以需要加入大量树脂及溶剂降低树脂的粘度，解决物料的润湿问题，通常出料温度在45飞(TC，出料时含有大量溶剂约3?5%，溶剂挥发造成热量大量流失，需要补充大量的热量来干燥多余的溶剂，现有技术的方法一般为在造粒完成后，将出料加入后续的干燥筒干燥，泥料在干燥筒内，滚动、分散，有效粒子减少，细粉增多(达10%)，成型时灰尘较多，环境差，物料在干燥筒完成后，再经过压制成型，制品强度波动大，稳定性差，解决这个问题通常采取加多树脂量，再增多溶剂来解决，带来恶性循环的制料结果。由于树脂量溶剂量的增多，干燥时间延长，泥料在干燥筒内滚动、分散时间干燥，有效粒子减少，细粉增多，成本大大增加。
[0010]现有技术为解决上述技术问题，也有将所用结合剂、骨料、添加剂、粉料等预先加热到一定温度，但由于前期造粒温度不能过高，造粒完成后也必须进行干燥，故操作不便，能源浪费大且效果不明显。
【发明内容】
[0011]本发明针对现有技术的不足，提供了一种造粒干燥同步进行，不受外部环境(温度湿度)影响，无需另外进入干燥筒进行干燥的，结构简单，泥料质量稳定，生产效率高，节约成本的树脂结合制品高温造粒机及其高温造粒方法。
[0012]为达到本发明目的，提供了以下技术方案:一种树脂结合制品高温造粒机，包括机架、设置于机架上的倾斜旋转筒体、控制旋转筒体体内的搅拌转子高速旋转的传动装置以及控制筒体旋转的传动装置，其特征在于所述旋转筒体筒体为内外双层筒体，外筒内设置有加热装置并注有可加热的液体，所述倾斜旋转筒体倾斜角度为与竖直方向的夹角5~35。。
[0013]通过将旋旋转筒体体向水平方向倾斜5~35°，使其蠕变，热应力，膨胀性达到一个合适的点，提高热导电性。并通过设置双层筒体，通过外筒体对内筒体导热，逐步提高物料温度。
[0014]控制旋转筒体体内的搅拌转子高速旋转的传动装置包括搅拌电机、与搅拌电机连接的皮带传动系统，所述皮带传动系统与搅拌转子传动连接(也可通过联轴器直接传动)。
[0015]控制筒体旋转的传动装置包括设置于筒体底端的齿轮传动系统以及与齿轮传动系统连接的转动电机。
[0016]为达到本发明目的，提高了以下树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于包括以下步骤:将 旋旋转筒体体加热至4(T120°C，将造粒原料加入旋转筒体中混合搅拌，筒体转速5~30rpm，高速转子搅拌速度为100(T2000rpm，搅拌时间为10-60分钟，最后出料，冷却至室温制得成品泥料。
[0017]本发明的技术关键在于利用内传导的渐进性，使前期造粒时物料的温度保证在一定值不至于过高，后期随着内筒温度逐渐升高，实现对物料的干燥，有效防止外部环境(温度湿度)影响，提高泥料的稳定性。
[0018]造粒原料包括结合剂2~15%、骨料5~80%、添加剂0~15%、粉料2~80%、石墨0~35%。
[0019]骨料为电熔氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅、氧化铝、鳞片石墨、碳粒的一种或组合，本行业公知领域锆莫来石、莫来石等等。
[0020]粉料为粒径小于0.074毫米的添加剂为金属硅粉、铝粉、碳化硅、碳化硼等碳化物、氮化硅、氮化硼、氮化铝的一种或组合。
[0021 ] 结合剂为粉状树脂与溶剂的组合或者粉状树脂与液体树脂的组合或者液体树脂。
[0022]所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、糠醇、糠醛、丙三醇的一种或组合。优选为挥发点较高的溶剂如:丙三醇、糠醇、糠醛。
[0023]添加剂为金属硅粉、铝粉、碳化硅、碳化硼等碳化物、氮化硅、氮化硼、氮化铝等氮化物，其中的一种或多种混合物添加量为(Tl5%。
[0024]本发明的有益效果:1.解决物料本身带来的水分影响、减少环境(温度、湿度)带来的影响。2.减少树脂在不同保存天数的粘度变化影响，延长树脂使用寿命。在高温下SOOOcp粘度的树脂，也会降到500cp，不需增加树脂量，确保物料的润湿。与常温造粒相比节约树脂、溶剂用量20% ;3000吨的产量，能节约60吨树脂用量。3.通过增加物料的温度，在高温下物料表面温度迅速升温，使加入的树脂(不需先预热)升高至50°C以上，树脂粘度降低至500cp，确保物料的润湿充分。4.在高温状态下树脂的粘度较低，物料润湿所需的树脂量稳定，所需的溶剂量稳定，干燥时间基本稳定，产生的不合格料少，提高节约物料5~10%。5.造粒过程中，物料经过搅拌迅速温度上升，可达到80°C左右，接近或超过溶剂完全挥发温度，此时溶剂快速挥发，在造粒机内迅速干燥，用风机吸走后挥发的溶剂，随溶剂减少，树脂的粘度逐渐增大，此时物料仍然保持在造粒状态，直至干燥过程迅速结束(几分钟之内完成)，产生的块状料极少，细粉量极少(〈1%)且泥料稳定；成型装模加料时灰尘少，环境较好。6.树脂及溶剂用量少，不需干燥设备投入费用、运行费用、维护费用，节约制料运行成本约50%7.造完料直接输送到空调间冷却至常温即可，或造粒间后不引进空调间空气进行冷却，保持物料温、湿度。8.成型温度可在2(T25°C，降低空调运行成本。9.该工艺造粒料可保质期延至2~3个月，报废的料少,大大节约成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]实施例1:一种树脂结合制品高温造粒机，包括机架001、设置于机架001上的倾斜旋转筒体002、控制筒体002内的搅拌转子003高速旋转的传动装置004以及控制筒体旋转的传动装置005，所述旋转筒体002筒体为内外双层筒体(021、022)，外筒021内设置有加热装置006并注有可加热的液体，所述倾斜旋转筒体002倾斜角度为与竖直方向的夹角5~35°，筒体转速5~30rpm。控制旋转筒体002筒体内的搅拌转子003高速旋转的传动装置004包括搅拌电机041、与搅拌电机041连接的皮带传动系统042，所述皮带传动系统042与搅拌转子003传动连接。控制筒体旋转的传动装置005包括设置于筒体002底端的齿轮传动系统051以及与齿轮传动系统051连接的转动电机052。
[0027]实施例2:—种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，包括以下步骤:将旋转筒体加热至50°C,将造粒原料加入旋转筒体中混合搅拌,筒体转速5~30rpm,高速转子搅拌速度为100(T2000rpm，搅拌时间为10-60分钟，最后出料，冷却至室温制得成品泥料。造粒原料由石墨23%、骨料:电熔氧化铝颗粒47%、粒径小于0.074毫米的粉料:电熔氧化铝微粉15%、结合剂:粉状树脂10%，溶剂:糠醇和糠醛的组合5%组成，另外可加入碳化硅粉4%以及金属娃粉3%。
[0028]实施例3:参照实施例2，旋转筒体加温到60°C，造粒原料由石墨25%、骨料:电熔氧化铝颗粒45%、粒径小于0.074毫米的粉料:电熔氧化铝微粉12%、结合剂:粉状树脂12%、溶剂:糠醇和糠醛的组合6%组成，另外可加入碳化硅粉4%以及金属硅粉3%。
[0029]实施例4:参照实施例2，旋转筒体加温到70°C，造粒原料由石墨12%、骨料:电熔氧化铝颗粒5%、粒径小于0.074毫米的粉料:电 熔氧化铝微粉70%、结合剂:液体树脂12%组成，添加剂:碳化硼1%。
[0030]实施例5:参照实施例2，造粒筒体加温到55°C，造粒原料由石墨30%、骨料:氧化硅颗粒11%、氧化锆微粉23%，粒径小于0.074毫米的粉料:氧化锆微粉，22%、结合剂:液体树脂14%组成，添加剂:碳化硼1%。
[0031]实施例6:参照实施例2，旋转筒体加温到65°C，造粒原料由石墨3%、骨料:电熔氧化锆颗粒70%、粒径小于0.074毫米的粉料:氧化锆微粉22%、结合剂:液体树脂5%组成，添加剂:碳化硼3%。
[0032] 所得指标:
【权利要求】
1.一种树脂结合制品高温造粒机，包括机架、设置于机架上的倾斜旋转筒体、控制旋转筒体体内的搅拌转子高速旋转的传动装置以及控制筒体旋转的传动装置，其特征在于所述旋转筒体为内外双层筒体，外筒内设置有加热装置并注有可加热的液体，所述倾斜旋转筒体倾斜角度为与竖直方向的夹角5~35°。
2.根据权利要求1所述的一种树脂结合制品高温造粒机，其特征在于控制旋转筒体内的搅拌转子高速旋转的传动装置包括搅拌电机、与搅拌电机连接的皮带传动系统，所述皮带传动系统与搅拌转子传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种树脂结合制品高温造粒机，其特征在于控制筒体旋转的传动装置包括设置于筒体底端的齿轮传动系统以及与齿轮传动系统连接的转动电机。
4.一种如权利要求f 3之一所述的树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于包括以下步骤:将旋旋转筒体体加热至4(T120°C，将造粒原料加入旋转筒体中混合搅拌，筒体转速5~30rpm，高速转子搅拌速度为100(T2000rpm，搅拌时间为10-60分钟，最后出料，冷却至室温制得成品泥料。
5.根据权利要求4所述的一种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于造粒原料包括结合剂2~15%、骨料5~80%、添加剂0~15%、粉料2~80%、石墨0~35%。
6.根据权利要求5所述的一种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于骨料为电熔氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅、鳞片石墨、碳粒的一种或组合。
7.根据权利要求 5所述的一种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于粉料为粒径小于0.074毫米的电熔氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化硅、氧化铝、碳粒的一种或组八口 ο
8.根据权利要求5所述的一种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于结合剂为粉状树脂与溶剂的组合或者粉状树脂与液体树脂的组合或者液体树脂。
9.根据权利要求8所述的一种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、糠醇、糠醛、丙三醇的一种或组合。
10.根据权利要求9所述的一种树脂结合制品高温造粒机高温造粒方法，其特征在于添加剂为金属硅粉、铝粉、碳化硅、碳化硼等碳化物、氮化硅、氮化硼、氮化铝的一种或组合。
【文档编号】B01J2/12GK103977741SQ201410162814
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】鲍爱川, 鲍志, 周文春 申请人:江苏奥能耐火材料有限公司