一种微波烧结再生建筑砖设备及其使用方法

1.本发明属于微波加热技术领域，具体涉及一种微波烧结再生建筑砖设备及其使用方法。


背景技术：

2.目前，大量工程弃土的处理方式，仍以传统集中填埋为主，不仅占用了大量的土地，还存在着巨大的安全隐患。作为一种不可再生资源，工程弃土具有巨大的再生循环潜力，利用工程弃土制备高性能烧结砖砌块是一种新的资源再生方式和工艺，利用再生资源，具有重要的社会及经济意义。
3.现有技术多采用电阻式加热烧结炉以及实验室用小规模间歇式微波烧结炉。碳化硅电热烧结炉主要采用外加热方式，即首先将炉体加热到烧结温度，高温炉体再通过热辐射和对流方式将热量传给被加热物料表面物料再通过热传导的方式向物料内部传递热量。这会导致烧结时间长，另一方面，由于物料内部的热传导而产生较大的温度梯度，导致物料各部分受热不均匀、烧结反应速度不致，从而使颗粒生长不均匀、产品粒度波动大，形貌也不易控制。
4.专利公开号为cn216835573u，专利名称为一种建筑渣土微波热化输送装置的专利申请，公开了一种建筑渣土微波热化输送装置，包括机架、输送机构以及微波热处理机构；输送机构包括架设在机架上的耐高温输送带、驱动耐高温输送带的驱动组件，耐高温输送带包括依次设置的进料区、脱水区和出料区；微波热处理机构包括设置在脱水区的微波加热装置，微波加热装置包括供耐高温输送带穿入的入料口、供耐高温输送带穿出的出料口。该专利申请能够在渣土泥浆运送的过程中，通过微波加热即可完成渣土的脱水工作，但该专利申请只采用了微波方式进行加热，在烧结过程中物料升温速度极快，烧结温度难以控制，容易导致产品烧结温度过高形成过烧现象产生废料，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。


技术实现要素：

5.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烧结再生建筑砖设备及其使用方法，采用先将碳化硅承烧板预热以提升炉腔内环境温度，再投入试块用碳化硅承烧板加热和微波加热共同作用的方式来烧结，从而解决加热烧结炉在热处理过程中存在的处理时间长、能耗高，以及全微波式加热烧结炉在热处理过程中存在的加热速度及烧结温度不易控制的问题。
6.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
7.本发明的一种微波烧结再生建筑砖设备，在加热炉炉体内设置了碳化硅承烧板并在加热炉炉体外设置了微波发生器和波导，能够同时采用碳化硅承烧板加热和微波式加热。微波式加热可使材料自身整体加热，烧结时间短，不会使产品晶粒过度长大，所得产品粒度分布均匀，性能稳定。通过碳化硅板预热，能够避免微波加热在低温时加热效率低的缺
点，并可以发挥微波高温时加热速率快的优势，放入物料后维持环境温度。环境温度与微波加热砖内部温度保持一致，砖不容易开裂，因为微波是从砖内部加热，容易有砖内外温差。本发明利用碳化硅承烧板加热与微波式加热相互协调作用，能够使烧结时间短、能耗低、设备日产量高，可使再生建筑砖样品自身整体加热，并且在烧结过程中不存在传热温差，加热速度快。同时，本发明的再生建筑砖样品的放置平台采用六方氮化硼材料，其晶体结构为层状，且每一层都由硼原子、氮原子相间排列成六角环状网络组成，互相重叠构成晶体，对微波表现出很好的透波性能、抗热震性和化学稳定性，用于加热炉体内对再生建筑砖样品的烧结过程不会有影响，并且其硬度能够满足放置再生建筑砖样品的需求。
8.进一步，本发明的测温控制装置能够对微波加热功率和电加热功率进行智能调节，测温系统对物料表面温度进行测量，测温控制装置能够根据所测得温度来调节碳化硅承烧板加热和微波加热的比例，以达到烧结目的。可根据所述红外温度计测得的物料温度调节微波功率，防止物料温度过高。
9.进一步，本发明的炉内物料传输装置和炉外的传输装置相接，能够提高连续生产的速度，同时也能方便将再生建筑砖样品放入预热的加热炉炉体内，防止操作不当产生的烫伤。传输装置的入口和出口处分别设置有入口密封门和出口密封门，能够保证加热时的密封效果，防止微波泄漏，同时又不影响再生建筑砖样品的传输。
附图说明
10.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。在附图中：
11.图1为本发明的主视图；
12.图2为本发明的侧视图；
13.其中，1-加热炉炉体、2-保温隔热层、3-碳化硅承烧板、4-测温系统、5-微波发生器、6-波导、7-进料装置、8-炉内物料传输装置、9-出料装置。
具体实施方式
14.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
15.需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
16.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相
关的所列项目的任意的和所有的组合。
17.下面结合附图对本发明进行详细说明。
18.如图1至图2所示，本发明的一种微波烧结再生建筑砖生产线设备，包括：加热炉炉体1，所述加热炉炉体1的底部设置有作为放置平台的炉内物料传输装置8。所述炉内物料传输装置8采用六方氮化硼材料制作，晶体结构为层状，且每一层都由硼原子、氮原子相间排列成六角环状网络组成，互相重叠构成晶体，对微波表现出很好的透波性能、抗热震性和化学稳定性，用于加热炉体内对再生建筑砖样品的烧结过程不会有影响，且其维氏硬度能够达到108gpa，能够满足放置、输送再生建筑砖样品的需求。
19.所述炉内物料传输装置8的一端连接有进料装置7，另一端连接有出料装置9。所述加热炉炉体1的底部两端开设有炉体入口和炉体出口。所述炉体入口设置有入口密封门，所述炉体出口设置有出口密封门。所述进料装置7与所述炉体入口相连接，所述出料装置9与所述炉体出口连接。所述入口密封门将所述进料装置7与所述炉内物料传输装置8隔开，所述出口密封门将所述出料装置9与所述炉内物料传输装置8隔开。
20.所述加热炉炉体1为空心直四棱柱体，所述加热炉炉体1的内部具有六面内壁，其中，除设置有炉体入口和炉体出口的内壁外，其余内壁均被所述保温隔热层2完全覆盖，所述保温隔热层2上远离加热炉炉体1内壁一侧的表面上被所述碳化硅承烧板3完全覆盖。
21.所述加热炉炉体1内的顶部设置有保温隔热层2，所述保温隔热层2的底部设置有碳化硅承烧板3。所述保温隔热层2与所述碳化硅承烧板3之间设置有测温系统4。
22.所述的测温系统4包括红外温度计、热电偶温度计和测温控制装置，所述红外温度计和热电偶温度计均设置在所述加热炉炉体1内部，所述红外温度计和热电偶温度计垂直穿过所述碳化硅承烧板3和所述保温隔热层2。所述测温控制装置设置在所述加热炉炉体1外部，所述红外温度计和热电偶温度计均与所述测温控制装置电连接。
23.所述加热炉炉体1的外侧顶部设置有若干个波导6，所述波导6上固定有微波发生器5。
24.所述加热炉炉体1外设置有测温控制装置，所述测温控制装置分别与所述微波发生器5、碳化硅承烧板3及所述测温系统4电连接。所述测温控制装置能够对微波加热功率和电加热功率进行智能调节，所述红外温度计和所述热电偶温度计所对应的红外测温点和热电偶测温点成对设置在所述加热炉炉体1内壁的中部，每两对测点之间间隔0.5-2m。
25.所述热电偶温度计对准所述加热炉炉体1的中央，对炉内温度进行测定；所述红外温度计以测温点对准再生建筑砖样品，对再生建筑砖样品表面温度进行测量，所述测温控制装置根据所测得温度来调节碳化硅承烧板3和微波发生器5加热的比例，以达到烧结目的。
26.可选的，所述微波发生器5按20kw/m3均匀布置在所述加热炉炉体1的外侧顶部。
27.可选的，所述炉内物料传输装置8为轨道式传输系统。
28.实施例
29.如图1所示，本发明的一种微波烧结再生建筑砖生产线设备，使用时，包括以下步骤：
30.首先将所述加热炉炉体1内部环境温度及所述碳化硅承烧板3表面温度预热至1000℃。
31.再将经过原料配制、素坯制备并干燥完成的再生建筑砖生坯放入所述进料装置7，打开所述入口密封门，将再生建筑砖生坯输送至所述加热炉炉体1内部，关闭所述入口密封门。
32.通过热电偶温度计实时测量所述加热炉炉体1的炉内温度，并通过红外温度计实时测量再生建筑砖样品的温度，通过所述测温系统4所测得的温度，调节所述碳化硅承烧板3和微波加热的功率，进而调节所述加热炉炉体1的炉内温度。
33.其中，在室温至1000℃温区的微波功率为0.8kw，升温速率为8℃/min，在1000℃～1250℃温区升温速率为15℃/min，在1250℃恒温15分钟，即得均匀致密的再生建筑砖体烧结体。随后打开所述出口密封门，通过所述炉内物料传输装置8将所述再生建筑砖体烧结体输送至所述出料装置9。
34.在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件，所涉及的结构设置方式、工作方式或控制方式如无特别说明，均为本领域常规的设置方式、工作方式或控制方式。
35.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，包括：加热炉炉体(1)，其内部设置有保温隔热层(2)；碳化硅承烧板(3)，其设置在所述保温隔热层(2)的内壁上；若干个波导(6)，其设置在所述加热炉炉体(1)的外侧；放置平台，其设置在所述碳化硅承烧板(3)上背离所述保温隔热层(2)的一侧；其中，所述波导(6)上设置有微波发生器(5)；所述放置平台采用六方氮化硼材料。2.根据权利要求1所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述加热炉炉体(1)内部设置有测温系统(4)，所述测温系统(4)能够测量所述加热炉炉体(1)内的温度。3.根据权利要求2所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述的测温系统(4)包括红外温度计、热电偶温度计和测温控制装置，所述红外温度计和热电偶温度计均设置在所述加热炉炉体(1)内部，所述测温控制装置设置在所述加热炉炉体(1)外部；所述加热炉炉体(1)外设置有测温控制装置，所述测温控制装置分别与所述微波发生器(5)、所述碳化硅承烧板(3)、所述红外温度计和所述热电偶温度计电连接。4.根据权利要求1所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述碳化硅承烧板(3)与外部电源之间电连接。5.根据权利要求1所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述放置平台设置在所述加热炉炉体(1)的底部，且所述放置平台为炉内物料传输装置(8)。6.根据权利要求5所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述炉内物料传输装置(8)的一端连接有进料装置(7)，另一端连接有出料装置(9)，所述进料装置(7)与所述出料装置(9)均设置在所述加热炉炉体(1)的外部。7.根据权利要求6所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述加热炉炉体(1)上设置有入口密封门和出口密封门，所述入口密封门将所述进料装置(7)与所述炉内物料传输装置(8)隔开，所述出口密封门将所述出料装置(9)与所述炉内物料传输装置(8)隔开。8.根据权利要求1所述的一种微波烧结再生建筑砖设备，其特征在于，所述微波发生器(5)按20kw/m3均匀布置在所述加热炉炉体(1)的外侧顶部。9.根据权利要求1-8任一项所述的一种微波烧结再生建筑砖设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：通过所述碳化硅承烧板(3)通电预热；s2：将再生建筑砖生坯放置在所述加热炉炉体(1)的放置平台上；s3：通过所述波导(6)与所述微波发生器(5)对加热炉炉体(1)进行预热，并使所述加热炉炉体(1)保持恒温加热至烧结完成。10.根据权利要求9所述的一种微波烧结再生建筑砖设备的使用方法，其特征在于，步骤s1中，由室温将所述加热炉炉体(1)内环境温度加热至1000℃；步骤s3中，微波功率为0.8kw，升温速率为8℃/min，恒温温度为1250℃，加热时间不少于15分钟。

技术总结
本发明公开了一种微波烧结再生建筑砖设备及其使用方法，包括：加热炉炉体，其内部设置有保温隔热层；碳化硅承烧板，其设置在保温隔热层的内壁上；若干个波导，其设置在加热炉炉体的外侧；放置平台，其设置在碳化硅承烧板上远离保温隔热层的一侧；其中，波导上设置有微波发生器；放置平台采用六方氮化硼材料。本发明能够同时采用碳化硅承烧板加热和微波式加热。碳化硅承烧板能够在低温条件下快速加热物体，微波式加热可使材料自身整体在高温状态下快速加热，烧结时间短，所得产品粒度分布均匀，性能稳定。本发明放置平台采用六方氮化硼材料，能够对微波表现出很好的透波性能、抗热震性和化学稳定性。性和化学稳定性。性和化学稳定性。


技术研发人员：邵珠山 吴祎彤 程俊夕 王琰
受保护的技术使用者：西安建筑科技大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/13