不同加熱方式回轉(zhuǎn)窯制備MgMnZn鐵氧體料球研究

李栓強 何春利

（1陜西金山電器有限公司 陜西 咸陽 712021） （2咸陽陶瓷研究設(shè)計院 陜西 咸陽 712000）

不同加熱方式回轉(zhuǎn)窯制備MgMnZn鐵氧體料球研究

李栓強1何春利2

（1陜西金山電器有限公司 陜西 咸陽 712021） （2咸陽陶瓷研究設(shè)計院 陜西 咸陽 712000）

介紹了回轉(zhuǎn)窯的分類和工作原理，對比了不同加熱方式MgMnZn鐵氧體料球的質(zhì)量、能耗和經(jīng)濟效益。結(jié)果表明，天然氣回轉(zhuǎn)窯在降低生產(chǎn)成本方面有廣闊的前景。

MgMnZn鐵氧體 回轉(zhuǎn)窯 料球

在鐵氧體料球生產(chǎn)中，預(yù)燒工序是鐵氧體元器件生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；剞D(zhuǎn)窯自引入磁性材料行業(yè)后，得到一系列的改進(jìn)。由于MgMnZn鐵氧體粉料制備中回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)決定了料球的鐵氧體化程度，對顆粒料的各項參數(shù)存在影響，同時決定著最終磁性元器件的收縮率，本文重點對回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。

1 回轉(zhuǎn)窯的分類

回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)經(jīng)過一系列的改進(jìn)，可以分為以下幾類：按從窯體結(jié)構(gòu)分為直筒式、一端變化式、兩端變化式3種類型；按回轉(zhuǎn)窯的加熱方式分為電加熱式、煤加熱式、氣（天燃?xì)猓┘訜岬?；從工藝角度分為兩類：濕法和干法。濕法是將料漿用泵打入窯內(nèi)進(jìn)行預(yù)燒，在濕法生產(chǎn)中，為使料漿干燥，需要一段時間干燥蒸發(fā)水分，因此濕法生產(chǎn)一般預(yù)熱區(qū)域比較長。干法是將粉料用造球機制成直徑3～5mm料球，通過傳動裝置將料球送入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行燒結(jié)。

2 回轉(zhuǎn)窯的工作原理

料球經(jīng)過傳動裝置及下料裝置由料口進(jìn)入窯體內(nèi)部，由于主窯管轉(zhuǎn)動和傾角，料球在窯管內(nèi)將產(chǎn)生既沿圓周翻滾又沿軸向前移的綜合運動。在整個窯內(nèi)分別完成料球的干燥、預(yù)熱、氧化、燒結(jié)、冷卻等物理化學(xué)變化，初步生成尖晶石鐵氧體，形成合格的料球。

3 回轉(zhuǎn)窯工藝參數(shù)的控制

料球進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)首先是烘干，主要去除生料球中水份及部分有機物質(zhì)；其次是在窯內(nèi)隨著料球前移和預(yù)燒溫度升高，料球開始發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，初步生成尖晶石鐵氧體；最后料球經(jīng)過冷卻從出窯口流出。在整個預(yù)燒過程中需嚴(yán)格控制預(yù)燒溫度、窯管的轉(zhuǎn)速、窯管傾角、料球產(chǎn)量、窯內(nèi)負(fù)壓等工藝參數(shù)。

1）燒結(jié)溫度決定著整個料球燒結(jié)的鐵氧體化程度，不同燒結(jié)溫度將對料球初步鐵氧體化程度產(chǎn)生不同影響?；剞D(zhuǎn)窯溫度控制方式和加熱方式差異同樣會對料球的燒結(jié)效果產(chǎn)生影響。燒結(jié)溫度應(yīng)綜合考慮原材料特性等多種因素進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2）窯管的轉(zhuǎn)速主要影響著料球單位時間的產(chǎn)量及鐵氧體化程度?；剞D(zhuǎn)窯管的轉(zhuǎn)速增大，料球在窯內(nèi)沿窯壁的翻滾加快，單位時間料球的產(chǎn)量增大；回轉(zhuǎn)窯管的轉(zhuǎn)速變慢，料球在窯內(nèi)沿窯壁的翻滾減慢，單位時間料球的產(chǎn)量變小。

3）窯管傾角主要影響著料球單位時間的產(chǎn)量及鐵氧體化程度?；剞D(zhuǎn)窯管的傾角增大，料球在窯內(nèi)沿軸向前移速度加快，單位時間料球的產(chǎn)量增大；回轉(zhuǎn)窯管的傾角減小，料球在窯內(nèi)沿軸向前移速度減慢，單位時間料球的產(chǎn)量變小。

4）窯內(nèi)負(fù)壓是溫度控制和氧化氣氛控制的重要保證。要穩(wěn)定窯內(nèi)溫度和氣氛就要穩(wěn)定窯內(nèi)負(fù)壓，窯內(nèi)負(fù)壓主要是通過二次送風(fēng)和引風(fēng)機等進(jìn)行調(diào)整。

在實際生產(chǎn)中，以上各種因素相互影響，相互制約。通常采用先固定其中某一因素，調(diào)整其余參數(shù)，最終綜合調(diào)整，優(yōu)化工藝方案，完成工藝參數(shù)的確定。

4 回轉(zhuǎn)窯加熱方式對比

回轉(zhuǎn)窯的加熱方式主要有電加熱、煤加熱、氣（天然氣等）加熱等。

1）電加熱。加熱元件分布在窯管的兩側(cè)，直接給窯管外側(cè)加熱，熱量通過輻射進(jìn)入窯體內(nèi)部，料球在窯內(nèi)經(jīng)過一系列運動和變化完成整個燒結(jié)過程。

2）煤加熱。從燒火口加入煤，煤燃燒產(chǎn)生火焰直接加熱包裹窯管的耐火材料，通過熱量的輻射使窯管內(nèi)部的溫度達(dá)到工藝要求。料球在窯管的內(nèi)部完成整個燒結(jié)過程。

3）天然氣加熱。在回轉(zhuǎn)窯的一端通過燃燒裝置，將天然氣燃燒嘴直接安裝在窯管的內(nèi)部，天然氣燃燒產(chǎn)生的火焰直接加熱料球，料球在要求的工藝條件下完成燒結(jié)。

5 不同加熱方式料球的分析與對比

1）料球質(zhì)量對比。不同加熱方式，料球在燒結(jié)中受熱程度不同，鐵氧體化程度不同，料球的質(zhì)量不同。電加熱、煤加熱時料球在回轉(zhuǎn)窯高溫段溫度恒定，料球的鐵氧體化程度基本一致；天然氣加熱時，料球的高溫區(qū)域就是天然氣火焰區(qū)域，料球燒結(jié)需要的溫度受各種因素的影響處于變化中，料球燒結(jié)溫度變化導(dǎo)致料球的鐵氧體化程度不同，料球質(zhì)量一致性變差。在實際生產(chǎn)中需要根據(jù)天然氣加熱回轉(zhuǎn)窯的特點，對各工藝參數(shù)優(yōu)化選擇，確保制備的燒結(jié)球料的一致性能滿足使用要求。

2）經(jīng)濟性對比。回轉(zhuǎn)窯的加熱方式不同，對燒結(jié)料球的產(chǎn)量、能耗有重要影響，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 不同回轉(zhuǎn)窯的指標(biāo)

表1對直徑800的回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行分析，綜合表中各項參數(shù)，從經(jīng)濟效益方面考慮，天然氣回轉(zhuǎn)窯燒結(jié)料球的單位成本明顯下降，具有很好的經(jīng)濟性。

綜上所述，通過對回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)全面細(xì)致的分析，得到如下結(jié)論：①回轉(zhuǎn)窯工藝參數(shù)的控制，對料球的鐵氧體化程度，料球質(zhì)量有重要影響；②天然氣回轉(zhuǎn)窯在降低生產(chǎn)成本方面有很大優(yōu)勢，值得推廣應(yīng)用。

1 高振昕，等.耐火材料顯微結(jié)構(gòu).北京：冶金工業(yè)出版社，2002

2 吳安國，等.軟磁鐵氧體技術(shù).中國西南應(yīng)用磁學(xué)研究所信息標(biāo)準(zhǔn)化室，1998

3 陸明岳.MnZn鐵氧體最新進(jìn)展及其發(fā)展趨勢.磁性材料及器件，1997（1）：21～24

Different Way of Heating Rotary Kiln Prepared Technology Research of MgMnZn Ferrite Pellet

Li Shuanqiang1，He Chunli2（1Shaanxi Jinshan Electric Appliances LTD，Shaanxi，Xianyang，721301）（2Xianyang Ceramic Research and Design Institute，Shaaxi，Xianyang，712000）

This artice introduces classification and tracert of rotary kiln ，the quality and energy consumption and economic effectiveness of MgMnZn ferrite pellet was contrasted in technology of different power regulating methods to the power supply of induction heater.The results express that rotary kiln of natural gas is lowering production cost contain vast foregrand.

MgMnZn ferrite；Rotary kiln；Pellet

TQ174.79

A

1002－2872（2010）11－0036－02

李栓強（1976－），工程師；研究方向為軟磁鐵氧體工藝。E－mail：lishuanqiang@163.com