[0001] 本实用新型涉及一种保温砖成型生产线，特别涉及一种轻质保温砖成型生产线，属于保温材料领域。

[0002] 中低碳锰铁是冶金、航天、化工等部门的关键基础材料。中国是中低碳锰生产、消费和出口大国，占世界中低碳锰铁产量的 60% 以上。中国中低碳锰铁产业在快速发展的同时，也面临着巨大的资源和环境压力，尤其是精炼锰渣的处置已成为企业界、学术界和社会所关注的问题之一。精炼锰渣呈酸性，含水率高，颗粒细小，含有大量的铵离子和重金属离子，长期露天堆放，受雨水冲洗，极易污染环境。因而，精炼锰渣的无害化处理和资源化利用，是锰合金产业实施循环经济、节能减排、清洁生产战略的必然趋势和客观要求。如何有效合理的解决精炼锰渣因堆放带来的环境污染，是本领域技术人员十分关心的问题。

[0003] 建筑物的保温、工业熔化炉的外层保温，包括蒸汽管路在内的各种工业管路的保温，都需要大量的保温材料，目前，保温材料生产属于粗放型，大都是一些乡镇企业生产，制造技术水平低，生产设备相对落后，大都是半手工作业，产品规格相对低，质地松软，强度不够，经不起碰撞，一旦损坏，就会对周边环境带来二次污染，特别是有些保温材料内甚至掺有石棉等国家明确禁止使用的有害物质，对环境污染、对人体健康都危害很大，提高保温材料的综合质量也是保温材料行业面临的一个现实问题，解决保温材料的质量问题是本领域技术人员研发的项目。

[0021] 以及结合实施例就本实用新型的具体实施方法进行详细说明。

[0022]  利用精炼锰渣制备轻质保温砖的方法，所述轻质保温砖按相应固体原料配比制得，具体为：具体为：精炼锰21‑26%、硅砂15‑25%、锯末粉 15‑25%、珍珠岩13‑23%、莫来石10‑16%、硅火泥8‑15%，以下是形成保温砖材料的主要特性和用途。

[0023] 硅砂：又名二氧化硅或石英砂。是以石英为主要矿物成分、粒径在 0.020mm‑3.350mm 的耐火颗粒物，根据开采和加工方法的不同分为人工硅砂及水洗砂、擦洗砂、精选（浮选）砂等天然硅砂。硅砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2 ，硅砂的颜色为乳白色或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，相对密度为2.65，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性，不溶于酸，微溶于KOH溶液，熔点1750℃。颜色呈乳白色、淡黄、褐色及灰色，硅砂有较高的耐火性能。

[0024] 锯末粉：指在木材加工时，因为切割而从树木上散落下来的树木本身的沫状木屑，锯末粉经制棒机高温高压，塑化成型为机械炭半成品原料，锯末粉经发酵、消毒，调节好酸碱度后，作试管苗岀瓶后过渡性栽培的基质，其效果和珍珠岩粉一样的好，可以用来种植食用菌绿加工成绿色食品，还可成型木板。

[0025] 珍珠岩：珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石， [1] 因其具有珍珠裂隙结构而得名。珍珠岩矿包括珍珠岩，黑曜岩和松脂岩。三者的区别在于珍珠岩具有因冷凝作用形成的圆弧形裂纹，称珍珠岩结构，含水量2 6%；松脂岩具有独特的松~脂光泽，含水量6 10%；黑曜岩具有玻璃光泽与贝壳状断口，含水量一般小于2%。主要成分为~
块状、多孔状、浮石状珍珠岩，含少量透长石、石英的斑晶、微晶及各种形态的雏晶、隐晶质矿物、角闪石等圆弧形裂纹，断口呈参差状，珍珠光泽，风化后为油脂光泽，条痕白色。

[0026] 莫来石：也称为莫乃石，是由铝硅酸盐组成的矿物统称，莫来石的成分是不固定的，它的氧化铝含量在72% 78%之间波动。莫来石是一种优质的耐火原料，莫来石是铝硅酸~盐在高温下生成的矿物，莫来石矿被用来生产高温耐火材料。在C/C复合材料中多作为热障涂层，应用广泛。莫来石AI2O3‑SiO2元系中常压下稳定的二元固溶体，化学式为AI2O3‑SiO2的天然莫来石非常少，通常烧结法或电熔法等人工合成。其用途有：应用于耐火材料、陶瓷、冶金、铸造、电子等行业,具有耐高温、强度高导热系数小，节能效果显著等特点，适用于石油裂解炉、冶金热风炉、陶瓷辊道窑、隧道窑、电瓷抽屉窑、玻璃坩埚窑及各种电炉的内衬，可直接接触火焰、经有关技术监督部门检测及使用，产品达到国外同类产品的技术指标。

[0027] 硅火泥：是用硅石、废硅砖和耐火粘土（生粘土）配制而成的粉料，硅石是硅火泥的主要组分，硅石含量越高，则硅火泥的耐火度愈高。加入废硅砖能改善火泥与硅砖高温粘结性能，原因是硅砖粉具有与硅砖类似的热膨胀曲线，在石英晶型转化体积变化时，硅火泥脱离硅砖的可能性较小，粘附于硅砖的能力良好。在硅火泥中加入生粘土可以增加可塑性，降低透气性和失水率，但加入量不宜过大，否则会使硅火泥的耐火度降低，收缩率增加，一般以不超过15% 20%为宜。小于0.074mm的不小于50%。硅火泥中加入生粘土可以增加可塑性，~降低透气性和失水率，但加入量不宜过大，否则会使硅火泥的耐火度降低，收缩率增加，一般以不超过15% 20%为宜。小于0.074mm的不小于50%。
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[0028] 所述精炼锰渣其化学成分的重量百分比为：SiO2：35‑55%、Al2O3：2‑15%、Fe2O3：0.5‑1.5%、CaO ：25‑45%、MgO：2‑5%、MnO：2‑10%；

[0029] 其中，精炼锰渣所含化学成分的具体特性与用途如下：

[0030] SiO2：二氧化硅有晶态和无定形两种形态。自然界中存在的二氧化硅如石英、石英砂等统称硅石。纯石英为无色晶体，大而透明的棱柱状石英晶体叫做水晶，含微量杂质而呈紫色的叫紫水晶，浅黄、金黄和褐色的称烟水晶。玉髓、玛瑙和碧玉都是含有杂质的有色石英晶体。沙子是混有杂质的石英细粒。蛋白石、硅藻土则是无定形二氧化硅。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等，在古代，二氧化硅也用来制作瓷器的釉面和胎体。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成；

[0031] CaO：氧化钙为碱性氧化物，对湿敏感。易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙（Ca（OH）2）并产生大量热，有腐蚀性。可作填充剂，例如：用作环氧胶黏剂的填充剂；可用作建筑材料、冶金助熔剂，水泥速凝剂，荧光粉的助熔剂；还可用于耐火材料、干燥剂；

[0032] Al2O3：是一种高硬度的化合物，熔点为2054℃，沸点为2980℃，在高温下可电离的离子晶体，常用于制造耐火材料。具有不同晶型，常见的是α‑Al2O3和γ‑ Al2O3。工业品常为无色或微带粉红的圆柱型颗粒，耐压性好．在石油炼制和石油化工中是常用的吸附剂、催化剂和催化剂载体；Al2O3的存在除增加硅石在高温下形成液体的趋势外，还会延缓硅石的分解。Al2O3在砖体中可起到发泡作用；

[0033] MnO：氧化锰是建筑材料中的主要防火成分，氧化锰墙板作为一种建筑材料，具有几个优异的特性:防火、防白蚁、防潮、防霉和高强度，氧化锰也被用作颜料、玻璃等。可用作制造锂氧化锰电池或其他电池。用作饲料添加剂、微量元素肥料、铁氧体原料、涂料和清漆干燥剂等；

[0034] MgO：又称镁砂，是一种白色吸湿性固体矿物，以方镁石的形式存在于自然界中，是冶炼镁(或氧化物)的原料。它有氧化镁的经验公式，由Mg²+离子和O2‑离子通过离子键结合在一起组成晶格，在水的存在下形成氢氧化镁 (MgO + H2O → Mg(OH)2)，但是通过加热使水分分离，氢氧化镁可以反过来形成氧化镁。氧化镁被认为是一种耐火材料，即在高温下具有物理和化学稳定性。它有两个有用的属性:高导热性和低导电性。迄今为止，耐火材料工业消耗了世界上大部分的氧化镁，2004年，耐火材料工业消耗了美国约56 %的氧化镁，其余44 %用于农业、化学、建筑、环境和其他工业应用，氧化镁被用作坩埚的基本耐火材料。

[0035] 利用上述原料制造保温砖的具体制备步骤图如下：

[0036] a、原料准备：将精炼锰渣、硅砂、硅火泥、珍珠岩、莫来石分别粉碎，并按配比连同锯末粉分别对所有原料进行称量，在本实施例中，首先将精炼锰渣脱水，然后利用粉碎机进行粉碎，磨成300目的细粉，经称量系统进行称量，利用传送带送到混料机，同理，将市场上采购来的粉状硅砂、硅火泥、珍珠岩、莫来石分别利用各自的传送系统经称量系统称量送入混料机混合，所述称量系统属于配料系统的一部分，在本实施例中，所述配料系统采用了现有的技术，与控制器控制，实行自动控制，所述粉料配料技术已经是非常成熟的技术，在玻璃等行业，均被广泛应用，在此不再进行详细说明；

[0037] b、搅拌混匀：将按配比称量好的粉料原料加水进行搅拌混匀，搅拌时另添加减水剂、生坯增强剂，制成浆体；在本实施例中，经混料机混合的料进入混料料仓，混料料仓出口设置有称量称，根据混料量称量后送入搅拌机进行搅拌，搅拌机中连接有水管和减水剂加料管，分别设置有流量泵进行计量，减水剂为木质素磺酸盐，添加的减水剂重量为固体原料重量的0.5‑2%，添加的生坯增强剂重量为固体原料重量的0.2‑1.5%；

[0038] c、注浆成型：将制好的浆体注入模具中成型，在室温下进行静置养护，使多余的水分分散和蒸发，养护好后即可脱模；利用搅拌机出口下方设置有行车，行车上设置有沿着行车移动料斗，移动料斗从混料机出口接收搅拌料后，在将搅拌料加到下方设置的模具内，静置养护时间控制在20‑32小时，具体养护时间见实施例表，使坯体水份降为20‑30%；

[0039] d、干燥：把脱模后的坯体移入干燥器，进行强制干燥，在干燥温度控制在80‑130℃，干燥时间控制为24‑48小时，具体干燥时间见实施例表，使坯体水份降至2‑5%；

[0040] e、烧结：把干燥好的坯体送入电窑进行高温烧结，烧结停火后，坯体出窑经机械打磨即得成品，在本实施例中，烧结温度控制在1100‑1300℃，烧结时间控制为2‑6小时；通过烧结，将其中的锯末粉烧尽，变成空洞，将其他成分凝聚，形成整体的轻质保温耐火砖，停火后，出窑温度控制为180‑220℃，具体见实施例表。实施例

[0041] 图10 轻质保温砖实施例，具体实施例详见附图10。

[0042] 一种保温砖成型生产线，图1 是本实用新型中保温砖成型生产线结构示意图。保温砖成型生产线包括搅拌机10，搅拌机10机身外周设置有环形齿轮，环形齿轮与转动电机11输出轴上齿轮啮合，转动电机11驱动搅拌机10的机身转动，驱动搅拌机10两侧分别设置有原料入口和出浆口，出浆口上设置有出浆槽12，所述搅拌机的出浆槽12下方设置有行车，行车包括两个横梁15，两个横梁15上滚动设置有沿着移动的浆料斗16，行车滚轮13沿着行车轨道14移动，浆料斗16两侧设置有沿着行车的横梁15移动的浆料斗滚轮17，浆料斗滚轮
17在内部设置有行车纵向与横向的驱动装置，浆料斗滚轮17滚动行走在行车的横梁15上，行车下方设置有多排辊子传送带20，辊子传送带20上移动有多个模具18，模具18两侧设置有提升耳18a，模具18设置在底板19上，模具18连同底板19移动在辊子传送带20上，21为连接在多个辊子端部链轮上的驱动链条，底板19下方辊子传送带20辊子间隙中设置有同步升降的顶架23，顶架23后面的辊子传送带20上依次设置有脱模提升机29、干燥器22、多个旁通辊子传送带连接部、电窑，顶架23后的辊子传送带20包括直通辊子传送带20a和旁通辊子传送带20b，每5‑8个辊子传送带20后设置有一个电窑25，其中与电窑在一条直线上的为直通辊子传送带20a，直通辊子传送带20a旁连通有多个旁通辊子传送带20b的末端，直通辊子传送带20a上，与每个旁通辊子传送带20b的连接部均设置有转向装置28和升降装置24，图1中，为了能够显示其中的十字形转板58，转向装置28为提升状态下的侧视图，辊子传送带
20、直通辊子传送带20a以及旁通辊子传送带20b的停留位置以及相互间连接位置，设置有底板19或底板19的检测传感器或限位器，电窑25炉底设置有炉底传送带26，炉底传送带26与直通辊子传送带20a高度相同，电窑前后方分别设置有自动升降的炉门，炉门包括前门
27a和后门27b，前门27a和后门27b上分别链接有各自的炉门提升装置30。

[0043] 图2是滚动出料机结构示意图。所述浆料斗的出料口在前进方向一侧设置有出料滚35，后方设置有浆料刮板36，出料口内设置有斜板31，出料滚35以及浆料刮板36与出料口之间设置有上板32a和下板32b，上板32a、下板32b间设置有支撑杆，支撑杆外周设置有弹簧33，下板32b可在伸缩杆上伸缩、上板32a和下板32b之间设置有伸缩板34，可防止混合浆料外溢，出料滚35在移动时加料、浆料刮板36将上表面抹平、37为前挡板。

[0044] 图3 是脱模提升机的侧面结构示意图、图4是脱模提升机的左视结构示意图。所述脱模提升机29滚动吊设在导轨41上，所述导轨利用了工字钢，导轨41长度方向垂直于辊子传送带20，并跨越多个辊子传送带20之上，脱模提升机29包括移栽架44，移栽架44上方侧面设置有移栽电机43，移栽电机43与滚动在导轨41上的移栽滚轮42连接，移栽架44下部侧面垂直方向上设置有提升气缸45，移栽架44下方设置有滑轨46a，滑轨46a上滑动设置有滑块46b，滑块46b外部设置有夹紧架47，提升气缸45的缸杆端部连接在夹紧架47上端，夹紧架47两侧分别设置有夹紧气缸48，两侧的夹紧气缸48的夹具间距与模具18提升耳18a间距相等，脱模提升机29下方的辊子传送带20单独控制，导轨41下方辊子传送20对应位置和单独控制的辊子传送带上分别设置有限位开关。

[0045] 所述干燥器22位于辊子传送带20的上方，干燥器22由多个风机22a组成，其中，前面的风机22a带有加热器。

[0046] 图5是直通传送带与旁通传送带的分布图。在辊子传送带20的干燥器22后面通过直通辊子传送带20a直接与电窑25连通，其他与多个并列的辊子传送带20的干燥器22后面通过旁通辊子传送带20b汇集到直通传送带20a上，最后在同一个电窑25中一次进行烧结处理，因为烧结处理的时间小于干燥器处理的时间，可以满足多个传送带送来的保温砖烧结处理，为了能够清楚的说明问题，在图5中只显示了一个直通辊子传送带20a和一个旁通辊子旁通传送带20b，其实，在直通辊子传送带20a上连接有多个旁通辊子旁通传送带20b。

[0047] 直通辊子传送带20a上设置有多个连通部，每个连通部朝向旁通辊子传送带一侧设置有底板检测传感器，用于检测底板19的到来，每个连通部包括一个转向装置28和一个升降装置24，每个转向装置28和升降装置24上对应连接有一个旁通辊子传送带20b，直通辊子传送带20a上设置有与多个旁通辊子传送带20b的连通部。

[0048] 另外，图中没有画出，在直通辊子传送带20a和旁通通辊子传送带20b还连接有缓冲辊子传送带，每个缓冲辊子传送带连通部包括一个转向装置28和一个升降装置24，在反向的直通辊子传送带20a和旁通通辊子传送带20b同样设置有一个转向装置28和一个升降装置24。

[0049] 在多个传送带之间，还设置有设置在地面的模具18返回传送带，从辊子传送带20的开始位置重新设置模具。

[0050] 图6是升降装置的侧面结构示意图、图7 是支架限位架的俯视结构示意图、图8是支架限位架的沿支架铰接轴的纵向剖面示意图。所述升降装置24的主体包括升降气缸51，升降气缸51上方固定有支架限位架52，支架限位架52开设有向上的槽，槽内设置有支架53，槽内两侧设置有槽内斜面55，所述斜面与水平面之间小于8°，支架53内均匀地设置有多个横向滚轮54，支架53在槽内可向两侧倾斜，有利于底板上升到之间横向滚轮54上。

[0051] 图9是装箱装置的剖面结构示意图，所述转向装置28下部设置有升降气缸51，转向装置的升降气缸51端部设置有圆形顶部63，圆形顶部63转动设置在转向装置立柱57内，立柱57顶部设置有十字形转板58，十字形转板58与辊子传送带20交叉部位的辊子上设置有凹槽，用于在十字形转板58在垂直于辊子方向转板58下降时使用，防止辊子与辊子传送带长度方向的转板相互碰撞无法下降到低于辊子的高度，凹槽内只有中间部位的转轴，立柱57的外周设置有转向齿轮59，转向齿轮59上啮合有齿条60，齿条60端部固定连接在转向气缸50上，齿条60背面固定在转向滑轨61a上，转向滑轨61a背面设置有滑块61a，滑块61a固定在立架62上，56为支架53的铰接轴。

[0052] 所述5‑8排滚轮传输带20末端均与一个电窑25的炉底传送带26之间通过辊子传送带20分段控制滚动经拐弯与电窑35分别连通，所述转向装置兼有升降功能，升高后转向，落下后十字形转板58低于直通传送带20a。

[0053] 成型时，顶架23带动上面设置的模保温砖具18上升，从浆料斗16分别向模具18内加入浆料，浆料刮板36将浆料抹平，一个底板19上放置的模具18内填满后，再往下一排的模具18内加料，依次向多排的模具18内加料，模具18浆料静放凝固后，等到20‑32小时后，利用脱模提升机29依次脱模，脱模后的保温砖利用干燥器22强制干燥、放置1‑2天，将保温砖连同底板19一起送入电窑25中加热烧结，其他排的保温砖也依次按照设定时间送入电窑25中烧结。处理不完的可送到缓冲辊子传送带上，在其他旁通辊子传输带20a与直通辊子传送带20a通过弯曲的辊子连接在一起的。

[0054] 从旁通辊子传送带20b送来的底板19及其模具18在到达直通辊子传送带20a前，升降装置24微微升高，由于支架上平面具有与水平线低5°的自由活动角度，当模具18的底板19到达直通辊子传送带20a时，底板19前端将支架端压下，在旁通辊子传动带20b的带动下底板19沿着倾斜的支架进入支架上，支架上设置的传感器设备底板，转向装置28的十字形转板58升高，将底板19顶起并在转向气缸50的带动下，驱动齿条60带动转向齿轮59转动，转动角度为90°，将底板19以及其上的保温砖旋转90°后下降，将底板19及其上方的保温砖送到电窑25中进行加热烧结处理。

[0055] 电窑25的前面设置有传感器，用于检测底板及其保温砖大到来，检测到的信号反馈到控制器上，控制器会向电窑的前门27a提升电机发出信号，打开前门27a，当到达烧结设定烧结时间后，后门会自动打开，与此同时，炉底传动带26会将底板及其保温砖送出后门，在设定时间后门，然后关闭后门27b。

[0056] 在本实施例中，利用控制器控制动作，停留位置、需要动作时均通过信号检测后，反馈到控制器，开始进行下一个动作。

[0057] 辊子传送带20上多个底板停留位置（顶架或脱模位置）上设置有限位器或传感器，将料斗的转动电机16根据控制器指示在锁定位置加料，脱模提升机进行相应的脱模，加满或脱模后，自动化向前移动。

[0058] 升降装置24和转向装置29的位置分别设置有传感器，分别用于检测直通辊子传送带20a和旁通传送带20b方向的底板19。

[0059] 本实施例中使用的控制器为泰达公司DVP64EH0073控制器。

[0060] 本实用新型在配方中使用硅砂、硅火泥、莫来石，能够形成强度较大的保温砖的耐高温性能和高温状况的粘结性，通过添加珍珠岩和锯末粉，由于珍珠岩具有孔状结构，在加上锯末粉燃尽所形成的孔状结构，能够降低保温砖的热传导性能，可将热量存储起来，达到保温的效果，并且具有比重轻的特点。通过使用精炼锰渣，一方面能够作为保温砖保温原料的主要部分，另一方面使用精炼锰渣可减少其堆放占用面积，降低环境负荷；在制造过程中通过使用减水剂，可将通过干燥后的砖坯，得到进一步的干燥；通过使用生坯增强剂可通过其化学和物理作用将各种性质差异很大的、原来不易结合的精炼锰渣、硅砂、硅火泥、莫来石、珍珠岩、锯末粉等粉料能够较为牢固地结合起来，可防止设置在外层时因碰撞等原因损伤耐火砖，特别是通过1100‑1300℃的高温烧结，能够形成具有保温性能的耐火性保温砖，维护建筑物特别是能够维护象高温熔化炉之类高温建筑物的温度，可起到节约能约能源的效果，本实用新型可缓解锰系铁合金生产产生的精炼锰渣堆放占用场地，缓解污染环境问题，提高保温材料的耐火性能和耐火性能，克服铁合金冶金领域和保温材料行业同时面临的问题。