稀士熒光粉窯爐生產線
作者:管理員    發布于:2013-08-17 16:13:19    文字:【】【】【

  稀士熒光粉是由稀土離子作為激活劑或基質組份而制成的新一代熒光粉。所制成的稀土三基色節能燈因具有比同等亮度的白熾燈節省80%電能的優點,而成為新一代電光源,并列入“綠色照明工程”首先推廣的照明用燈。中國作為稀土大國,在二十世紀701、前言

  稀士熒光粉是由稀土離子作為激活劑或基質組份而制成的新一代熒光粉。所制成的稀土三基色節能燈因具有比同等亮度的白熾燈節省80%電能的優點,而成為新一代電光源,并列入“綠色照明工程”首先推廣的照明用燈。中國作為稀土大國,在二十世紀70年代開始研究燈用稀土三基色熒光粉,經過20多年的努力,已逐漸成為國際性的節能燈制造中心,2001年全球50%以上的節能燈產自中國。目前,隨著WTO的加入,在新的國際性競爭中,如何生產高亮度低光衰稀土三基色熒光粉,是制造發光材料迫切需要解決的問題。而生產窯爐作為重要的工藝設備及保證條件,成為該領域技術發展的熱點。

  通過上海躍龍化工、陽光、有色院等企業的工藝技術支持,成功開發出稀土三基色熒光粉窯爐所需的低氫技術、高溫技術、氣氛控制技術、節能技術、PCL控制技術,在此基礎上,推出了系列成套窯爐,包括:

  YGT——紅粉、蘭粉、綠粉灼燒高溫單道推板電窯

  SYGT——紅粉、蘭粉、綠粉灼燒高溫節能雙道推板電窯

  YGTQ——蘭粉、綠粉高溫還原低氫推板電窯

  YGTH——綠粉高溫還原中氫推板電窯

  窯爐按熒光粉產量已形成系列規格,以適用于不同投資規模的需求。

  低氫技術、氣氛控制技術

  傳統的還原設備采用高氫鉬絲爐,以氨分解氣作為工藝氣體,鉬絲作為加熱元件,窯爐氣氛氫含量達75%,有關大學及研究單位在實驗室做出的蘭綠粉優良的性能結果,在企業投產時,性能相差較大。高氫窯爐成為影響蘭綠粉,特別是蘭粉性能的主要原因。

  將氫含量降低至5—10%是高性能蘭綠粉的合理工藝條件,經實驗,采用鉬絲作為加熱元件,壽命短,不具有工業價值.。通過對窯爐熱工的優化設計和結構的開發,成功的采用硅鉬棒加熱,達到了工業化使用目的。硅鉬棒的表面負荷控制為5w/cm2以下,高溫區平均壽命達到5.5月,低溫區平均壽命達到10個月。

  在低氫爐的開發過程中,成功地采用了熱電技術、高溫抗氫耐火材料技術、氣密硅鉬棒塞磚結構、雙門氮氣置換室、氣液轉換動力技術、PLC控制技術、氣氛控制技術等。

  5—10%的工藝氫采用氫氣源和氮氣源混配而成,由于氫含量低,混配氫的壓力應高于氮氣壓力的20—60%,通過在線式氫氣分析儀在線分析混合氣的氫含量,經控制裝置調節氫氣的流量,達到控制、穩定氫氣含量的目的。穩定的氫量工藝參數對蘭綠粉的產品質量有著重要的影響,在氣源壓力、爐內工況變化時,氣氛控制裝置可以實現5%的氣氛穩定度。

  采用氣氛控制技術,將氫氣含量控制在50%左右,用于開發中氫綠粉鉬絲還原推板窯,將可以有效提高綠粉的產品質量,降低投資成本。

  高溫技術

  稀土三基色熒光粉的灼燒是固相反應的過程,通過熒光粉廠家的研究,合理的提高灼燒溫度,將可以提高熒光粉的技術性能指標。一般三基色粉的最高灼燒溫度為1560℃,而新技術可以達到1620—1650℃。于是,對灼燒窯爐有了更高的高溫性能要求。

  提高窯爐的溫度,主要需解決高溫特種耐火保溫材料、發熱體的熱工設計等技術。使窯爐具有合理的高溫技術經濟性。

  相關技術說明:

  高溫耐磨滑道:經研究,采用陶瓷級氧化鋁微粉為原料,加入微量添加劑,抑制晶粒長大,經壓力成型,1800℃高溫燒成制備滑道?;涝?750℃的高溫推板窯中,使用壽命可達5年以上。

  窯頂技術:

  高溫窯爐的窯頂是高溫窯爐的重要部分,采用抗剝落氧化鋁空心球制品制作的窯頂組合件,工作時,窯頂不發紅、硅鉬棒安裝方便、保溫性優良、硅鉬棒壽命長。

  爐膛材料及組件設計:

  專門開發出高溫蠕變強度高的DLM92剛玉莫來石制品,用于制作爐膛材料,并采用鑲套、凸筋等合理的高溫力學結構設計爐膛,使窯爐長時間工作結構穩定,并由于凸筋的存在,提高了窯爐的輻射面積,改善了爐內溫度均勻性。

  發熱體的熱工設計:

  采用熱爐底技術、通過計算機優化設計,有效降低硅鉬棒的表面負荷,在1630℃爐溫時,?9硅鉬棒的的工作電流僅120-40A,壽命達到10-12個月。

  合理溫區構成

  在熒光粉灼燒和還原過程中,除了固相反和還原所需的保溫區外,合理的配置升溫區和降溫區將影響粉體的反應過程,并影響粉體的粒徑和形貌,特別是含有加熱分解原料的配料系更有著一定的影響,如配方中含有碳酸鹽等。另外,溫區的多少將影響鉗鍋及推板的壽命。

  在常規熒光粉窯爐中,溫區較少。如灼燒窯僅2—4個溫區,基本不存在升溫區。合理的溫區應具有2—3個升溫區,3—4個保溫區,一個降溫區??梢钥刂粕郎氐乃俾屎蜕郎氐墓拯c,調節合理地分解點和固相反應過程,并由于保溫區多,使溫度均勻性優良,產品品質均一、穩定。

  合理的溫區,使鉗鍋和推板有一個漸熱漸冷的過程,不存在熱沖擊現象,壽命較長。

  雙道窯的應用——節能技術

  隨著節能燈規模產業步伐的加快,稀土三基色熒光粉行業進入大批量低利潤階段。如何提高收益將是行業探討的焦點。雙道節能推板電窯用于灼燒工藝,將有效降低生產能耗,降低成本,提高產業效益。

  雙道窯是一種已存在的窯種,被大量用于結構陶瓷、電子陶瓷、粉體合成等。

  其結構及原理如下:

  兩條水平左右分布的推板窯道,窯爐中部的發熱體左右窯道共用。兩窯道的推板逆向運行,一窯道保溫區出來的產品余熱用來預熱進窯的另一窯道產品,節能可達50%。雙道窯的造價較低,1.5條單道窯的造價可以帶來兩條窯的產量。雙道窯的升降溫過程與單道窯相同,并由于余熱的均勻預熱,升漫降溫過程較單道窯勻緩。與單窯相比,稀土三基色熒光粉產品質量相同,鉗鍋消耗低5%以上。是值得推廣的高性能窯種,用于取代傳統的單道灼燒推板電窯。

  氣液轉換動力技術及PLC控制

  稀土三基色熒光粉低氫還原推板電窯的動作機構多,計有4個門、主推進、切離、回傳等12個動作機構,采用氣動技術將可以提高窯爐的安全性(失去電力后,可用儲氣罐中的氣體完成動作,而機械及液壓將失去動力),并使運動機構簡潔可靠。

  但單純采用氣體作為氣缸的動力源,在開關門及傳送產品的過程中,出現氣動爬行及抖動,使傳送推板及鉗鍋不穩。將氣體動力通過氣液轉換器轉換為液壓動力,氣缸工作時具有液壓的穩定性,系統又具有氣動的安全性。

  PLC是窯爐運動機構控制可靠性的保證,上述低氫爐的運動機構如果采用中間繼電器控制,將需要180余個中間繼電器,系統將不能可靠運行。采用PLC控制技術,編制程序達650余步,位置信號采用磁性開關直接送入PLC處理,各電磁閥通過PLC驅動,窯爐的運行狀態通過LED模擬板顯示,整套系統運行可靠平穩。

  新型成套高性能窯爐的研制成功,有效的促進了稀土三基色熒光粉產品性能的提高.新型窯爐技術性能性能先進、工作穩定、能源消耗低、外觀精美,綜合技術指標達到世界先進水平,是稀土三基色熒光粉行業技術發展的換代裝備。

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