CN112871960B - 一种刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法及装置，该装置包括：上本体，上端设进料口，下端设上凹的第一、二上圆锥面，第一上圆锥面的上端与进料口连通，下端与第二上圆锥面的上端相接；下本体，上端设上凸的与第二上圆锥面同轴且锥度一致的第一、二下圆锥面，第一下圆锥面与第一上圆锥面之间形成截面渐缩的第一过料腔，其中设齿状结构；第一下圆锥面下端与第二下圆锥面上端相接；第二上圆锥面弹性压紧于第二下圆锥面上，二者之间形成第二过料腔，且下端口沿处为出料口；上本体相对于下本体绕圆锥轴线旋转。本发明还提供根据上述装置的回收方法，目的旨在对毛坯料中的铝酸盐水泥及锯木灰进行去除，剥离出刚玉颗粒，使之得以复用。

Description

一种刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法及装置

技术领域

本发明涉及耐火材料制备技术领域，尤其涉及一种刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法及装置。

背景技术

熔铸耐火材料是玻璃窑用关键砌筑材料，该材料既可在熔窑池壁、卡脖、池底、窑坎等与玻璃液接触的部位使用，也可在熔窑喷火口、小炉墙、胸墙等与高温侵蚀气体及飞料接触的上部结构应用，其质量好坏直接关系到玻璃熔窑使用寿命和熔制玻璃的质量。迄今为止，尚没有别的材料可以替代它在玻璃熔窑上的重要作用。

熔铸AZS喷嘴砖、下料口砖、料槽砖及观察孔砖（下文简称孔砖）因其直接与玻璃液、高温侵蚀气体及飞料接触，故对玻璃窑炉的保温效果、使用寿命以及玻璃液的质量起着重要的作用，因此对其内表面光滑度、裂纹缺陷及加工精度有着较高的要求。如果砖材内芯尺寸不能保证，则玻璃熔窑结构尺寸也不能保证，在熔窑砌筑过程中易出现内表面凹凸不平，砖缝过大，砖体平面咬合不平整，表面粗糙，组装砖体不配套等缺陷，这会造成玻璃熔窑在烤窑和正常运行中出现事故或侵蚀严重，以及污染玻璃的严重后果，影响熔窑的使用寿命。目前，国内大部分企业仅能生产常规的熔铸锆刚玉孔砖，这种产品外观尺寸精度差，内芯部位无法进行精确加工，圆弧拐角裂纹缺陷较严重，产品合格率很低，造成了很大的成本浪费，不能满足一些高端客户玻璃熔窑的质量要求。

为了开发出高质量、高成品率的玻璃窑用熔铸AZS孔砖，广泛用于玻璃窑流料槽、喷火口、观察孔等部位，重点解决原有AZS孔砖外观尺寸精度差、内芯裂纹缺陷严重、表面光滑度差、无法加工、成本较高等问题。我司主要从改进砂型模具和泥芯工艺以及降低成本三大方向进行研究和实验，具体如下：

1、熔铸AZS孔砖内部泥芯全部采用整体木模，木模内侧刷好脱模剂。整体木模用于保证泥芯的圆弧角度、光滑度、尺寸等外观质量，脱模剂用于降低泥芯的制作难度（脱模难度）及提高泥芯表面光滑度，从而提高砖材内孔的尺寸精度。因此，产品的外观质量是通过泥芯的优良性能来保证，而不是通过后期的大量加工实现的。其中，采用整体泥芯木模设计代替传统的铁质泥芯模，制作难度大幅度降低且泥芯外观尺寸及表面光滑度大幅度提高，将泥芯的立体尺寸、形状一次性成型制作。既保证了泥芯的外观精度、节约了生产成本又提高了生产效率。

2、选择白刚玉、铝酸盐水泥及锯木灰作为泥芯制作材料。通过不同组分的配比，进行多组对比实验，从而确定出最佳的配方。其中，原料中选择白刚玉及铝酸盐水泥代替传统的镁砂。因刚玉（α-Al₂O₃）具有熔点高（2050℃），硬度大（莫氏硬度9级），高温机械性能优良，化学性质稳定，对酸性、碱性炉渣、金属熔液和玻璃熔液具有良好的耐侵蚀性等优点。它既可以适用于高温下的氧化气氛环境，又可以适用于还原气氛环境，所以选择它作为制作熔铸AZS孔砖内部泥芯的材料，既可以防止其与熔铸AZS砖材产生互熔反应（熔点高），又可以提高砖材内芯表面光滑度及尺寸精确度（易成型且化学性质稳定）。

3、将毛坯产品中的泥芯清理出来，通过破碎、筛分等工艺，将其中的刚玉成份进行回收利用，再造芯。因市面上刚玉价格较高，这样进行重复利用后，可大大降低生产成本，而且回收后的刚玉在使用过程中并不会对砖材带来负面影响。其中，将回收刚玉、铝酸盐水泥、锯木灰以一定的配比进行混合制作。这样制作出的泥芯在高温下同样具有良好的化学稳定性，不影响砖材的质量，大大的降低了生产成本。然而，从毛坯料中去除铝酸盐水泥及锯木灰目前还没有较好的回收处理方法及相关设备，因此，该关键问题亟待解决。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法及装置，对毛坯料中的铝酸盐水泥及锯木灰进行处理，通过剥离得到刚玉颗粒。

根据本发明第一方面实施例提供的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，包括：

上本体，其上端设有进料口，下端同轴设有上凹的第一上圆锥面、第二上圆锥面，所述第一上圆锥面的上端与进料口连通，下端与第二上圆锥面的上端相接；

下本体，上端设有上凸的与第二上圆锥面同轴且锥度一致的第一下圆锥面、第二下圆锥面，所述第一下圆锥面与第一上圆锥面之间形成截面渐缩的第一过料腔，第一过料腔中设有用以散料的齿状结构；第一下圆锥面下端与第二下圆锥面上端相接；第二上圆锥面弹性压紧于第二下圆锥面上，二者之间形成第二过料腔，且下端口沿处为出料口；以及

旋转驱动机构，用以驱动上本体相对于下本体绕圆锥轴线旋转。

根据本发明的一些实施例，所述齿状结构包括：

上齿条，其并排设置多个于第一上圆锥面上，且两端分别与圆锥面上的大、小圆口沿相贯；以及

下齿条，其并排设置多个于第一下圆锥面上，且两端分别与圆锥面上的大、小圆口沿相贯。

在一些实施例中，所述第一上圆锥面上均分为多个相同的上扇区，多个并排设置的上齿条一端与第一上圆锥面上小圆口沿或上扇区边界相贯，另一端与第一上圆锥面上大圆口沿相贯；

相应地，所述第一下圆锥面上也均分有多个相同的下扇区，多个并排设置的下齿条一端与第一下圆锥面上小圆口沿或下扇区边界相贯，另一端与第一下圆锥面上大圆口沿相贯。

在一些实施例中，通过至少三个绕圆锥轴线均布设置于上本体的弹性压紧组件以使所述的第二上圆锥面弹性压紧于第二下圆锥面上，所述弹性压紧组件包括：

移动杆，位于上本体一侧，并沿圆锥轴线方向移动设置于机架上，其上设有卡合部，所述卡合部与圆锥同轴设置于上本体上的导轨滑动配合；

第一弹性部件，其下端与机架抵接，上端连接于移动杆上以对移动杆施加向上的弹力；以及

第二弹性部件，其上端与机架抵接，下端连接于移动杆上以对移动杆施加向下的弹力。

在一些实施例中，第一弹性部件、第二弹性部件套设于移动杆上，第一弹性部件的上端以及第二弹性部件的下端分别螺接有调节螺母。

在一些实施例中，所述旋转驱动机构包括：第二上圆锥面、第二下圆锥面上设置非刚性材质的垫层。

在一些实施例中，在下本体下方设置盛液池，盛液池中倾斜设置输送机构，所述输送机构的进料端较低，位于盛液池内，且设有沥水孔，出料端较高且延伸至盛液池外。

在一些实施例中，所述旋转驱动机构包括：设置于机架上的减速机、以及设置于减速机输出端的联轴器，所述联轴器与上本体上端连接。

根据本发明第二方面实施例提供的采用上述装置的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法，包括以下步骤：

S1、破碎：将块状泥芯坯料通过破碎、筛分得到颗粒状；

S2、泡发：将经S1处理过后的坯料加水、酸性水泥腐蚀剂浸泡至水泥易从刚玉颗粒表面易脱落为止；

S3、剥离：将经S2处理过后的乳状坯料输送至刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置的进料口，同时配水一同流经第一过料腔中；旋转驱动机构驱动上本体相对于下本体绕圆锥轴线旋转，此时在齿状结构作用下使块状坯料被分散且第一过料腔斜向下流至第二过料腔中，在刚玉颗粒之间的相互挤压作用下使刚玉表面的水泥、锯木灰得以剥离，并形成分散液状混合物；

S4、分选：将经S3处理后的分散液状混合物通过分选出其中的刚玉颗粒；

S5、干燥：将经S4处理后的刚玉颗粒通过沥水、烘干后，即可复用。

根据本发明的一些实施例，所述S2中加入稀盐酸溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果：对毛坯料中的铝酸盐水泥及锯木灰进行处理，通过剥离得到较大的刚玉颗粒。本发明中利用弱酸性溶液对刚玉颗粒表面包覆的水泥进行腐蚀，使具易剥离，而弱酸性溶液又不腐蚀骨料，后通过对块状坯料挤压破碎成小块，继续挤压、搓揉便将刚玉表面包覆的水泥层剥离掉，而锯木灰料上浮，如此操作可以实现刚玉料的大部分回收再利用，大幅节约了生成成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置的主视结构示意图；

图2是图1中A处局部放大结构示意图；

图3是图1中B-B剖面结构示意图；

图4是图1中上本体的仰视结构示意图；

图5是图1中下本体的俯视结构示意图；

图6是图5中C-C剖面结构示意图。

附图标记：1、上本体；11、第一上圆锥面；12、第二上圆锥面；2、下本体；21、第一下圆锥面；22、第二下圆锥面；3、旋转驱动机构；31、减速机；32、联轴器；4、弹性压紧组件；41、移动杆；42、第一弹性部件；43、第二弹性部件；44、导轨；45、调节螺母；5、盛液池；6、输送机构；7、沥水孔；101、进料口；102、第一过料腔；103、第二过料腔；104、出料口；105、上齿条；106、下齿条。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，包括：

上本体1，其上端设有进料口101，下端同轴设有上凹的第一上圆锥面11、第二上圆锥面12，所述第一上圆锥面11的上端与进料口101连通，下端与第二上圆锥面12的上端相接；

下本体2，上端设有上凸的与第二上圆锥面12同轴且锥度一致的第一下圆锥面21、第二下圆锥面22，所述第一下圆锥面21与第一上圆锥面11之间形成截面渐缩的第一过料腔102，第一过料腔102中设有用以散料的齿状结构；第一下圆锥面21下端与第二下圆锥面22上端相接；第二上圆锥面12弹性压紧于第二下圆锥面22上，二者之间形成第二过料腔103，且下端口沿处为出料口104；上本体1、下本体2可由质重的铸铁材料制成；以及

旋转驱动机构3，用以驱动上本体1相对于下本体2绕圆锥轴线旋转。

根据本发明的一些实施例，所述齿状结构包括：

上齿条105，其并排设置多个于第一上圆锥面11上，截面呈波浪形，且两端分别与圆锥面上的大、小圆口沿相贯；以及

下齿条106，其并排设置多个于第一下圆锥面21上，截面呈波浪形，且两端分别与圆锥面上的大、小圆口沿相贯。

具体地，当大块状的坯料处于第一过料腔102中时，由于上本体1相对于下本体2转动，在上齿条105与下齿条106刮挤作用下，使得大块状有坯料被挤碎成小块状。

进一步地，所述第一上圆锥面11上均分为多个相同的上扇区，如8个，多个并排设置的上齿条105一端与第一上圆锥面11上小圆口沿或上扇区边界相贯，另一端与第一上圆锥面11上大圆口沿相贯；

相应地，所述第一下圆锥面21上也均分有多个相同的下扇区，同样为8个，多个并排设置的下齿条106一端与第一下圆锥面21上小圆口沿或下扇区边界相贯，另一端与第一下圆锥面21上大圆口沿相贯。

具体地，当上本体1相对于下本体2转动时，大块状的坯料越过相邻的齿条之间，挤压破碎，同时沿相邻两齿条之间的沟槽下移；该形齿条布局便于加工。

在一些实施例中，通过至少三个绕圆锥轴线均布设置于上本体1的弹性压紧组件4以使所述的第二上圆锥面12弹性压紧于第二下圆锥面22上，所述弹性压紧组件4包括：

移动杆41，位于上本体1一侧，并沿圆锥轴线方向移动设置于机架上，其上设有卡合部，可以由相对设置的两滑轮组成，所述卡合部与圆锥同轴设置于上本体1上的导轨44滑动配合；

第一弹性部件42，其下端与机架抵接，上端连接于移动杆41上以对移动杆41施加向上的弹力；以及

第二弹性部件43，其上端与机架抵接，下端连接于移动杆41上以对移动杆41施加向下的弹力。

具体地，当上本体1相对于下本体2转动时，通过第一弹性部件42、第二弹性部件43之间的平衡弹力控制第二过料腔103之间的间隙，避免将经过该空间中的刚玉颗粒进一步压碎。

进一步地，第一弹性部件42、第二弹性部件43套设于移动杆41上，第一弹性部件42的上端以及第二弹性部件43的下端分别螺接有调节螺母45。通过拧动调节螺母45来调节上本体1相对于下本体2的压紧力。

在一些实施例中，所述旋转驱动机构3包括：第二上圆锥面12、第二下圆锥面22上设置非刚性材质的垫层。可以由硬质橡胶材料制成，避免将经过该空间中的刚玉颗粒进行二次压碎。

在一些实施例中，在下本体2下方设置盛液池5，盛液池5中倾斜设置输送机构6，可以为螺旋送料机，所述输送机构6的进料端较低，位于盛液池5内，且设有沥水孔7，出料端较高且延伸至盛液池5外。

具体地，水泥经过酸腐蚀后，通过上述装置剥离后，形成微料悬于水中或下沉，而锯木灰浮于水面，则刚玉颗粒通过输送机构6打捞出来，水泥微粒悬于水中或通过沥水孔7下沉于盛液池5中，便于分选。

在一些实施例中，所述旋转驱动机构3包括：设置于机架上的减速机31、以及设置于减速机31输出端的联轴器32，所述联轴器32与上本体1上端连接。联轴器32包括同轴设置于减速机31输出端的花键孔、以及设置于上本体1上端的花键轴，花键轴与花键孔配合，便于传动的同时，允许上本体1沿轴线方向的自动位移调整。

根据本发明第二方面实施例提供的采用上述装置的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法，包括以下步骤：

S1、破碎：将块状泥芯坯料通过破碎、筛分得到颗粒状；

S2、泡发：将经S1处理过后的坯料加水浸泡至水泥易从刚玉颗粒表面易脱落为止；

S3、剥离：将经S2处理过后的乳状坯料输送至刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置的进料口101，同时配水一同流经第一过料腔102中；旋转驱动机构3驱动上本体1相对于下本体2绕圆锥轴线旋转，此时在齿状结构作用下使块状坯料被分散且第一过料腔102斜向下流至第二过料腔103中，在刚玉颗粒之间的相互挤压作用下使刚玉表面的水泥、锯木灰得以剥离，并形成分散液状混合物；

S4、分选：将经S3处理后的分散液状混合物通过分选出其中的刚玉颗粒，沥干后，即可复用；

S5、干燥：将经S4处理后的刚玉颗粒通过沥水、烘干后，即可复用。

根据本发明的一些实施例，所述S2中加入质量份数为5%~10%的稀盐酸溶液，浸泡1~2天，利用弱酸性的盐酸溶液对刚玉颗粒表面包覆的水泥进行腐蚀，生成钙盐，使具易从刚玉表面剥离，而弱酸性溶液又不腐蚀骨料，后通过对块状坯料挤压破碎成小块，继续挤压、搓揉便将刚玉表面包覆的水泥层剥离掉。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，包括：

上本体（1），其上端设有进料口（101），下端同轴设有上凹的第一上圆锥面（11）、第二上圆锥面（12），所述第一上圆锥面（11）的上端与进料口（101）连通，下端与第二上圆锥面（12）的上端相接；

下本体（2），上端设有上凸的与第二上圆锥面（12）同轴且锥度一致的第一下圆锥面（21）、第二下圆锥面（22），所述第一下圆锥面（21）与第一上圆锥面（11）之间形成截面渐缩的第一过料腔（102），第一过料腔（102）中设有用以散料的齿状结构；第一下圆锥面（21）下端与第二下圆锥面（22）上端相接；第二上圆锥面（12）弹性压紧于第二下圆锥面（22）上，二者之间形成第二过料腔（103），且下端口沿处为出料口（104）；以及

旋转驱动机构（3），用以驱动上本体（1）相对于下本体（2）绕圆锥轴线旋转；

其中，通过至少三个绕圆锥轴线均布设置于上本体（1）的弹性压紧组件（4）以使所述的第二上圆锥面（12）弹性压紧于第二下圆锥面（22）上，所述弹性压紧组件（4）包括：

移动杆（41），位于上本体（1）一侧，并沿圆锥轴线方向移动设置于机架上，其上设有卡合部，所述卡合部与圆锥同轴设置于上本体（1）上的导轨（44）滑动配合；

第一弹性部件（42），其下端与机架抵接，上端连接于移动杆（41）上以对移动杆（41）施加向上的弹力；以及

第二弹性部件（43），其上端与机架抵接，下端连接于移动杆（41）上以对移动杆（41）施加向下的弹力。

2.根据权利要求1所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，所述齿状结构包括：

上齿条（105），其并排设置多个于第一上圆锥面（11）上，且两端分别与圆锥面上的大、小圆口沿相贯；以及

下齿条（106），其并排设置多个于第一下圆锥面（21）上，且两端分别与圆锥面上的大、小圆口沿相贯。

3.根据权利要求2所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，所述第一上圆锥面（11）上均分为多个相同的上扇区，多个并排设置的上齿条（105）一端与第一上圆锥面（11）上小圆口沿或上扇区边界相贯，另一端与第一上圆锥面（11）上大圆口沿相贯；

相应地，所述第一下圆锥面（21）上也均分有多个相同的下扇区，多个并排设置的下齿条（106）一端与第一下圆锥面（21）上小圆口沿或下扇区边界相贯，另一端与第一下圆锥面（21）上大圆口沿相贯。

4.根据权利要求1所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，第一弹性部件（42）、第二弹性部件（43）套设于移动杆（41）上，第一弹性部件（42）的上端以及第二弹性部件（43）的下端分别螺接有调节螺母（45）。

5.根据权利要求1所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，第二上圆锥面（12）、第二下圆锥面（22）上设置非刚性材质的垫层。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，在下本体（2）下方设置盛液池（5），盛液池（5）中倾斜设置输送机构（6），所述输送机构（6）的进料端较低，位于盛液池（5）内，且设有沥水孔（7），出料端较高且延伸至盛液池（5）外。

7.根据权利要求1~5中任一项所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置，其特征在于，所述旋转驱动机构（3）包括：设置于机架上的减速机（31）、以及设置于减速机（31）输出端的联轴器（32），所述联轴器（32）与上本体（1）上端连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、破碎：将块状泥芯坯料通过破碎、筛分得到颗粒状；

S2、泡发：将经S1处理过后的坯料加水、酸性水泥腐蚀剂浸泡至水泥易从刚玉颗粒表面易脱落为止；

S3、剥离：将经S2处理过后的乳状坯料输送至刚玉泥芯坯料中回收刚玉的装置的进料口（101），同时配水一同流经第一过料腔（102）中；旋转驱动机构（3）驱动上本体（1）相对于下本体（2）绕圆锥轴线旋转，此时在齿状结构作用下使块状坯料被分散且第一过料腔（102）斜向下流至第二过料腔（103）中，在刚玉颗粒之间的相互挤压作用下使刚玉表面的水泥、锯木灰得以剥离，并形成分散液状混合物；

S4、分选：将经S3处理后的分散液状混合物通过分选出其中的刚玉颗粒，沥干后，即可复用。

9.根据权利要求8所述的刚玉泥芯坯料中回收刚玉的方法，其特征在于，所述S2中所使用的酸性水泥腐蚀剂为稀盐酸溶液。

Images