不同加熱方式回轉窯制備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咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

不同加熱方式回轉窯制備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咸陽陶瓷研究設計院 陜西 咸陽 712000）

介紹了回轉窯的分類和工作原理，對比了不同加熱方式MgMnZn鐵氧體料球的質量、能耗和經濟效益。結果表明，天然氣回轉窯在降低生產成本方面有廣闊的前景。

MgMnZn鐵氧體 回轉窯 料球

在鐵氧體料球生產中，預燒工序是鐵氧體元器件生產的關鍵環節。回轉窯自引入磁性材料行業后，得到一系列的改進。由于MgMnZn鐵氧體粉料制備中回轉窯系統決定了料球的鐵氧體化程度，對顆粒料的各項參數存在影響，同時決定著最終磁性元器件的收縮率，本文重點對回轉窯系統進行分析研究。

1 回轉窯的分類

回轉窯系統經過一系列的改進，可以分為以下幾類：按從窯體結構分為直筒式、一端變化式、兩端變化式3種類型；按回轉窯的加熱方式分為電加熱式、煤加熱式、氣（天燃氣）加熱等；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進行預燒，在濕法生產中，為使料漿干燥，需要一段時間干燥蒸發水分，因此濕法生產一般預熱區域比較長。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窯進行燒結。

2 回轉窯的工作原理

料球經過傳動裝置及下料裝置由料口進入窯體內部，由于主窯管轉動和傾角，料球在窯管內將產生既沿圓周翻滾又沿軸向前移的綜合運動。在整個窯內分別完成料球的干燥、預熱、氧化、燒結、冷卻等物理化學變化，初步生成尖晶石鐵氧體，形成合格的料球。

3 回轉窯工藝參數的控制

料球進入回轉窯內首先是烘干，主要去除生料球中水份及部分有機物質；其次是在窯內隨著料球前移和預燒溫度升高，料球開始發生物理化學反應，初步生成尖晶石鐵氧體；最后料球經過冷卻從出窯口流出。在整個預燒過程中需嚴格控制預燒溫度、窯管的轉速、窯管傾角、料球產量、窯內負壓等工藝參數。

1）燒結溫度決定著整個料球燒結的鐵氧體化程度，不同燒結溫度將對料球初步鐵氧體化程度產生不同影響。回轉窯溫度控制方式和加熱方式差異同樣會對料球的燒結效果產生影響。燒結溫度應綜合考慮原材料特性等多種因素進行適當調整。

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

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

4）窯內負壓是溫度控制和氧化氣氛控制的重要保證。要穩定窯內溫度和氣氛就要穩定窯內負壓，窯內負壓主要是通過二次送風和引風機等進行調整。

在實際生產中，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，調整其余參數，最終綜合調整，優化工藝方案，完成工藝參數的確定。

4 回轉窯加熱方式對比

回轉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，直接給窯管外側加熱，熱量通過輻射進入窯體內部，料球在窯內經過一系列運動和變化完成整個燒結過程。

2）煤加熱。從燒火口加入煤，煤燃燒產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部的溫度達到工藝要求。料球在窯管的內部完成整個燒結過程。

3）天然氣加熱。在回轉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部，天然氣燃燒產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。

5 不同加熱方式料球的分析與對比

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

2）經濟性對比。回轉窯的加熱方式不同，對燒結料球的產量、能耗有重要影響，具體數據如表1所示。

表1 不同回轉窯的指標

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

綜上所述，通過對回轉窯系統全面細致的分析，得到如下結論：①回轉窯工藝參數的控制，對料球的鐵氧體化程度，料球質量有重要影響；②天然氣回轉窯在降低生產成本方面有很大優勢，值得推廣應用。

1 高振昕，等.耐火材料顯微結構.北京：冶金工業出版社，2002

2 吳安國，等.軟磁鐵氧體技術.中國西南應用磁學研究所信息標準化室，1998

3 陸明岳.MnZn鐵氧體最新進展及其發展趨勢.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