CN102221289A

CN102221289A - 一种回转窑

Info

Publication number: CN102221289A
Application number: CN2011101389009A
Authority: CN
Inventors: 曹柏林; 彭文桂; 彭赞
Original assignee: LILING YOULI SPECIAL CERAMICS CO Ltd
Current assignee: Hunan Youli Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2011-05-26
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2031-05-26
Also published as: CN102221289B

Abstract

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种回转窑。该回转窑包括筒体(1)和设置于所述筒体(1)内侧的保温砖(2)；在所述保温砖(2)内侧设置有耐磨陶瓷(4)。本发明提供的回转窑在使用9个月、15个月、24个月、42个月后停窑查看，仍然可以维持正常工作，回转窑寿命提高了14倍。生产结果表明，本发明提供的回转窑在日处理原矿410吨的基础上，将每日消耗天然气的量由原来的9100～9220m³降低至6400～6470m³，再加上提高回转窑寿命从而避免了维修或重新筑窑，生产期间不需停窑、升温，每年节约能量35～36％。

Description

一种回转窑

技术领域

本发明涉及冶金领域，特别涉及一种回转窑。

背景技术

镍作为一种重要的战略金属，广泛用于不锈钢、高温合金、催化、二次电池、燃料电池等关键材料和高新技术领域。随着上述行业特别是不锈钢行业的快速发展，镍的需求量不断增加。目前国内主要采用硫化镍矿冶炼得到金属镍，但是硫化镍矿储量有限且大部分已被开采，不锈钢产业不得不寻求更便宜的生产原料。红土矿在储量上大大优于硫化矿，使得红土矿冶炼镍铁有着较大的发展空间。

冶炼镍最常用的火法工艺为回转窑脱水后电炉焙烧。该工艺利用回转窑除去红土矿中的自由水和结晶水，同时对红土矿中的镍进行一定程度的预还原，为电炉提供稳定的高温焙砂，缩短电炉冶炼时间，降低能耗。

目前回转窑的内壁主要有两种建造方式：一种用压制、烧成的定形高铝砖砌筑；另一种用不定型耐火材料实行整体浇注。在用回转窑-电炉工艺从红土矿中提取金属镍的生产过程中，由于回转窑需要在一千多度的高温下，每天处理水分含量高达36～37％的红土矿450吨，使得回转窑磨损严重，进而导致回转窑局部爆裂。此外，再加上回转窑内还原气氛非常浓，化学侵蚀也使得回转窑内衬材料磨损，进而导致回转窑的筒体温度升高，强度下降，筒体变形。尽管在生产过程中不断用循环水冷却，但是回转窑连续运行110天左右就得停炉检修或全部敲掉重新浇注，资源浪费严重。

发明内容

有鉴于此，为了弥补回转窑易磨损、热能损耗高、寿命短的缺陷，本发明提出一种回转窑。该回转窑抗压强度由60～70MP提高至5600MP，减少筒体氧化，将回转窑的寿命提高了14倍，减少回转窑维修频率，提高了产量；通过减少传导热、每次停窑、烘窑时消耗的热量，节约能源35～36％。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种回转窑，包括筒体和设置于筒体内侧的保温砖，在所述保温砖内侧设置有耐磨陶瓷。

作为优选，所述耐磨陶瓷以质量百分比计，包含回收刚玉40～60％，500～800目煅烧氧化铝32～48％，高岭土4.4～6.6％，轻质碳酸钙2.8～4.05％，滑石粉0.8～1.2％，纤维素0.16～0.24％。

优选地，所述耐磨陶瓷以质量百分比计，包含回收刚玉50％，800目煅烧氧化铝40％，机选1号苏州高岭土5.5％，轻质碳酸钙3.5％，滑石粉1％，纤维素0.2％。

其中，回收刚玉的制备方法：将铸铝件表面进行抛光处理的325目刚玉砂进行回收，机械除铁后，过325目筛，使得回收刚玉中Al₂O₃的含量＞99％，FeO的含量＜0.5％。

具体地，所述耐磨陶瓷的制备方法包括：将上述原料混合后放入球磨机中，加重量百分比为30％的水球磨4h，混合浆料烘干、造粒后，将含水率控制在0.3％以内，安装模具压制产品，在1620℃的温度下保温4h烧制获得上述耐磨陶瓷。

作为优选，相邻两块所述保温砖的接触面上分别设置有凹槽和与所述凹槽适配的凸起。

优选地，凹槽为半圆形。

作为优选，所述保温砖和所述耐磨陶瓷之间还设置有刚玉砖。

作为优选，所述刚玉砖在与所述耐磨陶瓷接触面上设置有燕尾形凹槽，所述耐磨陶瓷在与所述刚玉砖接触面上设置有与所述刚玉砖燕尾形凹槽适配的燕尾形凸起。

作为优选，所述保温砖、所述刚玉砖、所述耐磨陶瓷的表面均涂有耐火泥。

作为优选，所述筒体、所述保温砖和所述刚玉砖之间通过螺栓连接。

优选地，所述保温砖沿其厚度方向设置有第一通孔，所述筒体设置有延伸至所述第一通孔内部的锚固件，所述锚固件具有内螺纹；所述刚玉砖沿其厚度方向设置有第二通孔，所述螺栓插接于所述第二通孔且与所述锚固件的内螺纹配合。

优选地，所述第二通孔为阶梯孔，且所述阶梯孔的小径孔靠近所述保温砖，所述螺栓的头部内嵌于所述阶梯孔的大径孔。

优选地，所述锚固件为不锈钢锚固件。

作为优选，所述螺栓头部涂有耐火泥。

本发明提供了一种回转窑，包括筒体、保温砖和耐磨陶瓷；所述保温砖固定于所述筒体内侧，所述耐磨陶瓷固定于所述保温砖内侧。该回转窑通过安装耐磨陶瓷提高窑炉的抗压耐磨性能，减少筒体氧化，保持筒体刚度，提高了窑炉寿命，减少窑炉维修频率，提高了产量；同时该回转窑通过安装保温砖，减少传导热和每次停窑、烘窑时消耗的热量。

本发明提供的回转窑在使用9个月、15个月、24个月、42个月后停窑查看，仍然可以维持正常工作，回转窑寿命提高了14倍。生产结果表明，本发明提供的回转窑在日处理原矿410吨的基础上，将每日消耗天然气的量由原来的9100～9220m³降低至6400～6470m³，再加上提高回转窑寿命从而避免了维修或重新筑窑，生产期间不需停窑、升温，每年节约能量35～36％。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中回转窑示意图。

图2为本发明具体实施方式图1中A部位的放大图。

图3为本发明具体实施方式中保温砖结构示意图。

图4为本发明具体实施方式中保温砖B向剖面图。

图5为本发明具体实施方式中刚玉砖结构示意图。

图6为本发明具体实施方式中刚玉砖C向剖面图。

图7为本发明具体实施方式中耐磨陶瓷结构示意图。

图8为本发明具体实施方式中耐磨陶瓷D向剖面图。

具体实施方式

本发明公开了一种回转窑，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明中耐磨陶瓷的制备过程中，原料均可由市场购得。其中，刚玉由河南豫立公司提供，煅烧氧化铝购自河南金豫公司，机选1号苏州高岭土购自中国高岭土公司，轻质碳酸钙购自萍乡碳酸钙实业公司，滑石粉购自广西龙岗滑石开发公司，纤维素购自湘潭化工助剂厂。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

本发明提供了一种回转窑，包括筒体1和设置于筒体1内侧的保温砖2，在所述保温砖2内侧设置有耐磨陶瓷4。

保温砖是一种以无机复合材料为主原料的新型建筑节能保温材料，在砌筑窑体的同时便将优良的保温效果融入窑体中，导热系数低，高强度、坚固耐久，轻质易装卸。因此，本发明提供的回转窑中，安装保温砖，减少传导热和每次停窑、烘窑时消耗的热量。

作为优选，制备耐磨陶瓷4的原料以质量百分比计，包含回收刚玉40～60％，500～800目煅烧氧化铝32～48％，高岭土4.4～6.6％，轻质碳酸钙2.8～4.05％，滑石粉0.8～1.2％，纤维素0.16～0.24％。

优选地，制备耐磨陶瓷4的原料以质量百分比计，包含回收刚玉50％，800目煅烧氧化铝40％，机选1号苏州高岭土5.5％，轻质碳酸钙3.5％，滑石粉1％，纤维素0.2％。

其中，回收刚玉的制备方法可以为：将铸铝件表面进行抛光处理的325目刚玉砂进行回收，机械除铁后，过325目筛，使得回收刚玉中Al₂O₃的含量＞99％，FeO的含量＜0.5％。

具体地，耐磨陶瓷4的制备方法可以为：将上述原料混合后放入球磨机中，加重量百分比为30％的水球磨4h，混合浆料烘干、造粒后，将含水率控制在0.3％以内，安装模具压制产品，在1620℃的温度下保温4h烧制获得上述耐磨陶瓷。

具体地，本发明提供的回转窑中，耐磨陶瓷4的制备方法可以为：

称取回收刚玉50×10³kg，800目煅烧氧化铝40×10³kg，高岭土5.5×10³kg，轻质碳酸钙3.5×10³kg，滑石粉1.0×10³kg，纤维素0.2×10³kg。

将上述原料混合后放入球磨机中，加30×10³kg的水球磨4h，混合浆料烘干、造粒后，将含水率控制在0.3％以内，安装模具压制产品，在1620℃的温度下保温4h烧制获得耐磨陶瓷。

耐磨陶瓷的制备方法也可以为：

称取回收刚玉40×10³kg，500目煅烧氧化铝48×10³kg，高岭土4.4×10³kg，轻质碳酸钙4.05×10³kg，滑石粉0.8×10³kg，纤维素0.24×10³kg。

将上述原料混合后放入球磨机中，加36×10³kg的水球磨4h，混合浆料烘干、造粒后，将含水率控制在0.3％以内，安装模具压制产品，在1620℃的温度下保温4h烧制获得耐磨陶瓷。

耐磨陶瓷的制备方法还可以为：

称取回收刚玉60×10³kg，700目煅烧氧化铝32×10³kg，高岭土6.6×10³kg，轻质碳酸钙2.8×10³kg，滑石粉1.2×10³kg，纤维素0.16×10³kg。

将上述原料混合后放入球磨机中，加24×10³kg的水球磨4h，混合浆料烘干、造粒后，将含水率控制在0.3％以内，安装模具压制产品，在1620℃的温度下保温4h烧制获得耐磨陶瓷。

对上述耐磨陶瓷4进行抗弯强度、断裂韧性、维氏硬度的检测，结果见表1。

表1 本发明提供的耐磨陶瓷检测

表1结果表明，本发明提供的耐磨陶瓷4的抗压强度提高至5500～5650MPa，用于回转窑可以提高回转窑寿命，减少窑炉维修频率，提高产量。

作为优选，相邻两块保温砖2的接触面上分别设置有凹槽21和与凹槽21适配的凸起22，以提高相邻两块保温砖2之间连接的稳固性。凹槽21可以为半圆形、台阶形或其他形状，都落在本发明的保护范围之内。

优选地，相邻两块保温砖2的接触面上分别设置的凹槽21为半圆形。

作为优选，保温砖2和耐磨陶瓷4之间还设置有刚玉砖3。

刚玉砖3为以刚玉为主晶相的耐火材料制品，其中氧化铝的含量大于90％，具有很高的常温耐压强度(可达340MPa)，具有较高的荷重软化开始温度(大于1700℃)，很好的化学稳定性，对酸性或碱性渣、金属以及玻璃液等均有较强的抵抗能力。因此，本发明提供的回转窑，在保温砖2和耐磨陶瓷4之间还设置有刚玉砖3，来提高回转窑的寿命。

作为优选，刚玉砖3在与耐磨陶瓷4接触面上设置有燕尾形凹槽32，耐磨陶瓷4在与刚玉砖3接触面上设置有与刚玉砖3燕尾形凹槽32适配的燕尾形凸起41，以提高刚玉砖3与耐磨陶瓷4之间连接的稳固性。

相邻两块刚玉砖3之间的固定连接方式可以为卡接、粘接等，均落在本发明的保护范围之内。优选地，相邻两块刚玉砖3的接触面上分别设置有凹槽和与凹槽适配的凸起，以提高相邻两块刚玉砖3之间连接的稳固性。凹槽可以为半圆形、台阶形或其他形状，都在本发明的保护范围之内。相邻两块刚玉砖3还可以通过涂抹耐火泥或胶泥黏接，优选为耐火泥黏接。

相邻两块耐磨陶瓷4之间的固定连接方式可以为卡接、粘接等，均落在本发明的保护范围之内。优选地，相邻两块耐磨陶瓷4的接触面上分别设置有凹槽和与凹槽适配的凸起，以提高相邻两块耐磨陶瓷4之间连接的稳固性。凹槽可以为半圆形、台阶形或其他形状，都在本发明的保护范围之内。相邻两块耐磨陶瓷4还可以通过涂抹耐火泥或胶泥黏接，优选为耐火泥黏接。

作为优选，保温砖2、刚玉砖3、耐磨陶瓷4的表面均涂有耐火泥。

耐火泥为用作耐火制品砌体的砌缝材料，按材质可分为黏土质、高铝质、硅质和镁质耐火泥等。耐火泥由耐火粉料、结合剂和外加剂组成。几乎所有的耐火原料都可以制成用来配制耐火泥所用的粉料。以耐火熟料粉加适量可塑黏土作结合剂和可塑剂而制成的称普通耐火泥，其常温强度较低，高温下形成陶瓷结合才具有较高强度。以水硬性、气硬性或热硬性结合材料作为结合剂的称化学结合耐火泥，在低于形成陶瓷结合温度之前即产生一定的化学反应而硬化。选用耐火泥浆的材质，应考虑与砌体的耐火制品的材质一致。耐火泥除作砌缝材料外，也可以采用涂抹法或喷射法用作衬体的保护涂层。本发明采用刚玉质耐火泥，以提高保温砖2、刚玉砖3、耐磨陶瓷4之间连接的稳固性。

作为优选，筒体1和保温砖2之间、保温砖2和刚玉砖3之间的连接方式可以为粘接、通过锚固件5焊接、通过锚固件5铆接、卡接、通过锚固件5螺栓连接等，凡是可以固定的连接方式都落在本发明的保护范围之内。

作为优选，筒体1、保温砖2和刚玉砖3之间通过锚固件5螺栓连接。

优选地，螺栓6依次通过刚玉砖3、保温砖2，固定在筒体1上。固定的方式可以为焊接，也可以为在筒体1上打孔，螺栓6依次通过刚玉砖3、保温砖2、筒体1上的孔后用螺母固定的方式。

优选地，保温砖2沿其厚度方向设置有通孔23，筒体1设置有延伸至通孔23的锚固件5，锚固件5具有内螺纹；刚玉砖3沿其厚度方向设置有阶梯孔31，阶梯孔31的小径孔靠近保温砖2，螺栓6插接于阶梯孔31中与锚固件5的内螺纹配合。

优选地，锚固件5为不锈钢锚固件。

作为优选，螺栓6头部涂有耐火泥。

对本发明提供的回转窑中耐磨陶瓷4进行耐磨性试验，在使用9个月后，停窑查看，耐磨陶瓷只磨损3.4mm；分别在使用15个月、24个月、42个月后停窑查看，耐磨陶瓷分别磨损了5.7mm、9.0mm、14.3mm，本发明提供的回转仍然可以维持正常工作，能够将回转窑寿命提高14倍。

生产结果表明，本发明提供的回转窑在日处理原矿410吨的基础上，将每日消耗天然气的量由原来的9100～9220m³降低至6400～6470m³，再加上提高回转窑寿命从而避免了维修或重新筑窑，生产期间不需停窑、升温，每年节约能量35～36％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种回转窑，包括筒体和设置于所述筒体内侧的保温砖，其特征在于，在所述保温砖内侧设置有耐磨陶瓷。

2.如权利要求1所述的回转窑，其特征在于，相邻两块所述保温砖的接触面上分别设置有凹槽和与所述凹槽适配的凸起。

3.如权利要求1所述的回转窑，其特征在于，所述保温砖和所述耐磨陶瓷之间还设置有刚玉砖。

4.如权利要求3所述的回转窑，其特征在于，所述刚玉砖在与所述耐磨陶瓷接触面上设置有燕尾形凹槽，所述耐磨陶瓷在与所述刚玉砖接触面上设置有与所述刚玉砖燕尾形凹槽适配的燕尾形凸起。

5.如权利要求3所述的回转窑，其特征在于，所述保温砖、所述刚玉砖、所述耐磨陶瓷的表面均涂有耐火泥。

6.如权利要求3所述的回转窑，其特征在于，所述筒体、所述保温砖和所述刚玉砖之间通过螺栓连接。

7.如权利要求6所述的回转窑，其特征在于，所述保温砖沿其厚度方向设置有第一通孔，所述筒体设置有延伸至所述第一通孔内部的锚固件，所述锚固件具有内螺纹；所述刚玉砖沿其厚度方向设置有第二通孔，所述螺栓插接于所述第二通孔且与所述锚固件的内螺纹配合。

8.如权利要求7所述的回转窑，其特征在于，所述第二通孔为阶梯孔，且所述阶梯孔的小径孔靠近所述保温砖，所述螺栓的头部内嵌于所述阶梯孔的大径孔。

9.如权利要求6至8任一项所述的回转窑，其特征在于，所述螺栓头部涂有耐火泥。

10.如权利要求1至8任一项所述的回转窑，其特征在于，所述耐磨陶瓷以质量百分比计，包含刚玉40～60％，500～800目煅烧氧化铝32～48％，高岭土4.4～6.6％，轻质碳酸钙2.8～4.05％，滑石粉0.8～1.2％，纤维素0.16～0.24％。