一种微波均匀烧结陶粒设备及使用方法

本发明属于微波加热，具体涉及一种微波均匀烧结陶粒设备及使用方法。

背景技术：

1、陶粒一般是用回转窑生产的轻质骨料。传统陶粒的烧结存在着占地面积大、回转窑内部料球翻滚存在破损现象，并且在烧结过程中，由于燃料不完全燃烧，导致受热不均匀，烧结回收率低，且烧结周期长、能耗高、产品质量不稳定。微波加热采用微波介质加热原理使分子发生极化变成偶分子。微波烧加热时偶极子随电场变化而旋转和震动，从而吸收电场的能量发热，物体本身成为发热体。因此微波加热有加热速度快、选择性强、加热均匀等优点。但是，微波加热在烧结过程中物料升温速度极快，烧结温度难以控制，而且全微波加热炉内温度升高过快，环境温度低，还会导致物料温度分布不均匀。

2、专利公开号为cn108530031b，名称为一种垃圾焚烧飞灰烧制多孔陶瓷的装置及方法的专利申请，装置包括料斗、搅拌装置、成型机、微波烧结炉、双料钟、电磁烧结炉、水冷装置、脱酸塔、活性炭喷射装置、布袋除尘器和引风机；本发明中利用活性炭为造孔剂不仅能够利用其自身的“热点效应”靶向分解二恶英，同时能够随着温度的提高而挥发留下气孔形成多孔、高比表面积孔隙结构的多孔陶瓷。同时赤泥作为主要烧制原料之一，能够利用其高含量氧化铁的吸波特性提高升温速率和保温，缩短烧结时间，构造稳定均匀的温度场。解决了传统陶粒烧结过程中容易存在温度梯度、受热不均产品性能缺陷等问题。该专利申请虽然也能够对陶粒进行加热，但陶粒易因高温快速翻滚而导致破损，且加热速度慢、产生有害气体需要处理。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种微波均匀烧结陶粒设备及使用方法，通过水平慢速搅拌保证陶粒不易破损，并采用碳化硅承烧板和微波加热炉体同时加热的方法，能够保证快速加热且不产生需净化的有害气体的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种微波均匀烧结陶粒设备，包括：

4、微波加热炉体，所述微波加热炉体上设置有若干微波发生器；

5、保温隔热层，所述保温隔热层设置在所述微波加热炉体的内壁；

6、搅拌装置，所述搅拌装置设置在所述微波加热炉体的内部；

7、其中，所述保温隔热层背向所述微波加热炉体的内壁的一面设置有碳化硅承烧板；所述搅拌装置包括竖直旋转轴，所述竖直旋转轴上设置有若干水平搅拌棒；所述微波加热炉体的顶部设置有陶粒进料管，所述微波加热炉体的底部设置有陶粒出料管。

8、可选的，所述微波加热炉体外设置有外壳，所述陶粒进料管和所述陶粒出料管均从所述外壳中伸出。

9、可选的，所述搅拌装置采用六方氮化硼制成。

10、可选的，所述搅拌装置的水平搅拌棒的顶部和底部交替设置有若干竖搅拌棒，所述竖搅拌棒与所述水平搅拌棒之间垂直连接。

11、可选的，所述搅拌装置的水平搅拌棒的数量至少为三个，其中顶部的水平搅拌棒和底部的水平搅拌棒均比中部的水平搅拌棒长度更短。

12、可选的，所述陶粒进料管上设置有进料阀，所述陶粒出料管上设置有出料阀。

13、可选的，所述陶粒进料管的数量为两个且分别设置在所述微波加热炉体顶部的两端。

14、可选的，所述搅拌装置的旋转速度不大于0.5r/min。

15、可选的，所述微波均匀烧结陶粒设备还包括测温系统，所述测温系统能够分别监测碳化硅承烧板的温度和微波加热炉体的炉内温度。

16、一种微波均匀烧结陶粒设备的使用方法，包括以下步骤：

17、将陶粒生球由陶粒进料管送入微波加热炉体内，并封闭陶粒进料管；

18、打开搅拌装置，同时打开碳化硅承烧板和微波加热炉体进行加热；

19、加热至预设烧结温度时，降低碳化硅承烧板和微波加热炉体的功率进入保温状态；

20、关闭碳化硅承烧板和微波加热炉体，将烧结完毕的陶粒由陶粒出料管排出。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、本发明利用微波加热，可使材料自身整体加热，烧结时间短，烧结成品陶粒性能更佳。

23、本发明利用sic承烧板加热与微波式加热相互协调作用，烧结时间短、能耗低、设备日产量高，可控制材料升温速率，并且在烧结过程中不存在传热温差，加热速度快。

24、本发明在静态微波加热炉中加慢速装搅拌装置，既解决陶粒料球在静态微波加热炉中烧结时易粘连问题，也极大减缓传统回转窑炉加热烧结陶粒时料球因高温快速翻滚而导致的高破损率。

25、本发明采用碳化硅承烧板加热和微波加热同时工作的混合加热模式。碳化硅承烧板加热有助于维持环境温度；微波加热是物料由内至外加热，加热速率快烧结时间短，所烧陶粒外部致密、内部空隙多、质量轻，既保证了陶粒质量轻强度高吸水率小的要求也解决了传统烧结技术中产生大量需净化的有害气体的问题。烧结过程中采用搅拌棒慢速搅拌既可使陶粒均匀受热又可减少在传统回转窑中烧结时陶粒料球因高温翻滚导致的破损率。

26、本发明加热时sic板因其介电常数比陶粒料球大对微波的响应能力更强，能够更快吸收微波快速升温提高环境温度，与微波共同加热陶粒，烧结效率更高，且产品质量更好。同时作用sic板对微波响应能力更强，所以升温比陶粒料球更快sic板温度比陶粒料球高后会向其传递热量，同时也提升环境温度，此过程中微波也一直作用于陶粒。由于使用搅拌棒慢速搅拌，陶粒破损率低搅拌过程中无大量需处理烟气产生。

技术特征：

1.一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述微波加热炉体(4)外设置有外壳(3)，所述陶粒进料管(1)和所述陶粒出料管(8)均从所述外壳(3)中伸出。

3.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述搅拌装置(7)采用六方氮化硼制成。

4.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述搅拌装置(7)的水平搅拌棒的顶部和底部交替设置有若干竖搅拌棒，所述竖搅拌棒与所述水平搅拌棒之间垂直连接。

5.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述搅拌装置(7)的水平搅拌棒的数量至少为三个，其中顶部的水平搅拌棒和底部的水平搅拌棒均比中部的水平搅拌棒长度更短。

6.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述陶粒进料管(1)上设置有进料阀(9)，所述陶粒出料管(8)上设置有出料阀(10)。

7.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述陶粒进料管(1)的数量为两个且分别设置在所述微波加热炉体(4)顶部的两端。

8.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述搅拌装置(7)的旋转速度不大于0.5r/min。

9.根据权利要求1所述的一种微波均匀烧结陶粒设备，其特征在于，所述微波均匀烧结陶粒设备还包括测温系统(11)，所述测温系统(11)能够分别监测碳化硅承烧板(6)的温度和微波加热炉体(4)的炉内温度。

10.一种微波均匀烧结陶粒设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种微波均匀烧结陶粒设备，包括微波加热炉体，微波加热炉体上设置有若干微波发生器；保温隔热层设置在微波加热炉体的内壁；搅拌装置设置在微波加热炉体的内部；保温隔热层背向微波加热炉体的内壁的一面设置有碳化硅承烧板；搅拌装置包括竖直旋转轴，竖直旋转轴上设置有若干水平搅拌棒；微波加热炉体的顶部设置有陶粒进料管，微波加热炉体的底部设置有陶粒出料管。本发明利用微波加热，可使材料自身整体加热，烧结时间短，烧结成品陶粒性能更佳。本发明利用SiC承烧板加热与微波式加热相互协调作用，烧结时间短、能耗低、设备日产量高，可控制材料升温速率，并且在烧结过程中不存在传热温差，加热速度快。本发明在静态微波加热炉中加慢速装搅拌装置，既解决陶粒料球在静态微波加热炉中烧结时易粘连问题，也极大减缓传统回转窑炉加热烧结陶粒时料球因高温快速翻滚而导致的高破损率。

技术研发人员：邵珠山,吴祎彤,耿谦,程俊夕,刘宏涛
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17