陶粒砂燒成工藝實驗研究

趙爽，王菊俠，劉 挺，王 超

（陜西省石油化工研究設計院，陜西710000）

1 前言

回轉窯燒成工藝在窯尺寸一定的情況下，燒成效率由下料量和燒成溫度兩方面決定。而下料量受傾斜坡度、轉速影響。回轉窯內物料穩定運行，能保證窯內燒成氣氛穩定。滿負荷下料量運行，使回轉窯燒成效率達到最大。因此本部分研究窯傾斜坡度、轉速及燒成溫度三個方面對燒成工藝的影響。轉速以回轉窯電機頻率來表示。

2 材料與方法

2.1 物料

生產線常規成熟配方的陶粒砂半成品。

2.2 實驗設備

洛陽譜瑞康達公司回轉式電阻爐RH16-Φ60-20Y

浙江托普儀器公司橫格式分樣器HGT-I

上海華龍公司伺服壓力機WHY-300

新鄉市同心機械公司拍擊篩BSJ-200

2.3 方法

先采用成熟配方對影響燒成的工藝因素水平進行篩選，再對中、低密各一個配方進行正交實驗。

3 實驗與討論

3.1 因素水平篩選實驗

回轉窯的傾角、轉速讓物料在燒成段的時間不低于1小時的情況下，以下料量不溢料時的出料多少來確定其實驗的因素水平。

圖1 傾斜坡度與出料量的關系圖

圖1為傾斜坡度與出料量的關系圖，從圖中數據可以看出，坡度接近3.5%時，投料量不足20 g，過少；坡度在5.5%以上時，投料量接近35 g，有溢料。

從上圖得出，坡度的因素水平范圍4.2～5.5%之間。

圖2 轉速（電機頻率）與出料量的關系圖

圖2為轉速（電機頻率）與出料量的關系圖，根據圖中數據可知，電機頻率低于16 Hz時，投料量不足25 g，較少；電機頻率高于24 Hz時，投料量近40 g，有溢料。

從圖中可以得出，轉速以電機頻率表示的因素水平范圍為16～25 Hz。

3.2 正交實驗

根據單因素的實驗結果，進行三因素四水平正交實驗，選用試燒強度合格的中低密配方各一個進行實驗。

表1 因素水平表

3.2.1 因素水平如下表：

表2 低密配方的正交實驗數據表

3.2.2 低密配方實驗

由此可見，影響低密配方的三個因素中，破碎率極差大小順序為：溫度>轉速>坡度，因此溫度對燒成強度影響最大，安裝坡度影響最小，且差異較大。在設備安裝完成后，可忽略坡度對燒成工藝的影響。由數據分析結果可得，低密配方的最佳燒成參數分別為1220℃、22 Hz、5.3%。3.2.3中密配方實驗

由表3可見，影響中密配方的三個因素中，破碎率極差大小順序為：溫度>轉速>坡度，因此溫度對燒成強度影響最大，安裝坡度影響最小，且差異較大。在設備安裝完成后，可忽略坡度對燒成工藝的影響。由數據分析結果可得，中密配方的最佳燒成參數分別為1280℃、22 Hz、5.3%。

表3 中密配方的正交實驗數據表

4 結論

由低密配方與中密配方的實驗結果可見，在實驗條件下，回轉窯的安裝坡度與轉速對陶粒砂破碎率相對影響較小，燒成溫度影響較大。在回轉窯安裝完成后，坡度無法改變，選定燒成溫度后，可調節轉速以達到最佳燒成效果。

在實驗條件下，最佳燒成工藝參數：回轉窯的角度5.3%、轉速（電機頻率表示）22 Hz。

參考文獻

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