本發(fā)明涉及硫酸鉀化肥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種曼海姆爐生產(chǎn)硫酸鉀化肥用出料冷卻器的推料器。

背景技術(shù)：

目前，在廣大農(nóng)村，土壤板結(jié)現(xiàn)象較為普遍，其原因多與大量施用化肥有關(guān)，目前所施用的復(fù)合肥中，鉀肥多采用氯化鉀，這種化肥長(zhǎng)期施用不僅會(huì)對(duì)某些農(nóng)作物不利，還會(huì)使土壤產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象。

硫酸鉀化肥是一種優(yōu)質(zhì)無(wú)氯鉀肥，可作為煙草、甜菜、果品等忌氯化物的鉀肥，同時(shí)給作物提供鉀和硫兩種養(yǎng)分，硫酸鉀的使用能大大改善忌氯化物的品質(zhì)，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，把硫酸鉀按照不同的比例與氮肥、磷肥等進(jìn)行混合，便可生產(chǎn)出多種復(fù)合肥，施用這種復(fù)合肥后，不但可滿足作物的生產(chǎn)需要，還可大大的緩解土壤的板結(jié)化。因此，國(guó)內(nèi)外興建了大批硫酸鉀化肥生產(chǎn)基地，目前國(guó)內(nèi)就有百家硫酸鉀化肥生產(chǎn)公司。

世界上生產(chǎn)硫酸鉀的方法主要有三大類：第一類是利用鹽湖鹵水抽取硫酸鉀，該生產(chǎn)方法提供的硫酸鉀量占到10-15％；第二類是利用可溶性硫酸鹽礦加工生產(chǎn)硫酸鉀；第三類則是利用曼海姆法生產(chǎn)，曼海姆法就是利用濃硫酸分解氯化鉀生產(chǎn)硫酸鉀。世界硫酸鉀產(chǎn)量50％以上都是由曼海姆法生產(chǎn)的，我國(guó)則在70％以上。

曼海姆爐是曼海姆法生產(chǎn)硫酸鉀的核心設(shè)備。將氯化鉀投入爐中，并將硫酸均勻的布灑在氯化鉀中，在520°高溫狀態(tài)中進(jìn)行充分反應(yīng)，便可生產(chǎn)出硫酸鉀化肥。硫酸鉀經(jīng)過(guò)出料口后，進(jìn)入出料冷卻器中進(jìn)行冷卻后，再由輸送帶送至粉碎系統(tǒng)，粉碎后的硫酸鉀經(jīng)計(jì)量包裝后成為硫酸鉀成品。

現(xiàn)有出料冷卻器的結(jié)構(gòu)中，包括能夠旋轉(zhuǎn)的主軸，主軸上焊接金屬材質(zhì)的塊狀件，隨著主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸上的塊狀件推動(dòng)硫酸鉀化肥從出料冷卻器的一端到另一端，進(jìn)而從出料冷卻器內(nèi)排出。

在采用曼海姆海進(jìn)行硫酸鉀化肥生產(chǎn)過(guò)程中，由于特定的生產(chǎn)工藝流程，出料冷卻器作為生產(chǎn)線的主要設(shè)備，特別是出料冷卻器內(nèi)用于推動(dòng)硫酸鉀化肥排出的推料件，長(zhǎng)期處于苛刻的腐蝕環(huán)境中，不但要遭受電化學(xué)腐蝕破壞，還要抵抗硬度較高的高溫硫酸鉀化肥顆粒的磨損，因此，短期內(nèi)便損耗嚴(yán)重。目前傳統(tǒng)通用的推料器，由于對(duì)硫酸鉀化肥生產(chǎn)工況環(huán)境和工藝流程認(rèn)識(shí)不足，不清楚其腐蝕機(jī)理，所以一味的追求成本較高的耐蝕合金，實(shí)際上其所選的合金材料，均難以抵抗其電化學(xué)腐蝕和物理磨蝕，加之形狀尺寸設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成推料器腐蝕嚴(yán)重，使用運(yùn)行時(shí)間很短，生產(chǎn)效率低下。一個(gè)初裝的推料器件，一般狀態(tài)下連續(xù)使用周期僅為3-6個(gè)月(如圖1)，特殊狀態(tài)下，連續(xù)使用壽命僅一個(gè)多月的現(xiàn)象也常常發(fā)生，因此必須停產(chǎn)進(jìn)行更換，直接影響了硫酸鉀化肥生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，大大提高了生產(chǎn)成本，且更換環(huán)境極其惡劣，勞動(dòng)強(qiáng)度極大。

因此，研發(fā)一種能夠在硫酸鉀化肥生產(chǎn)線中長(zhǎng)期使用的出料冷卻器中的推料器，滿足相對(duì)理想的運(yùn)行使用周期，提高硫酸鉀化肥企業(yè)的生產(chǎn)效率，降低成本，成為目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)在技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種曼海姆爐生產(chǎn)硫酸鉀化肥用出料冷卻器的推料器，通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的巧妙設(shè)計(jì)及對(duì)材質(zhì)等的改進(jìn)，極大地提高了該出料冷卻器內(nèi)推料器的耐電化學(xué)腐蝕和抵抗物理磨蝕性能，從而提高了硫酸鉀化肥生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種曼海姆爐生產(chǎn)硫酸鉀化肥用出料冷卻器的推料器，該推料器為一體結(jié)構(gòu)，包括外部的耐蝕合金材料以及嵌于耐蝕合金材料之內(nèi)的碳化硅陶瓷塊體；該推料器具有推料端和焊接端，所述推料端用于將進(jìn)入出料冷卻器內(nèi)的硫酸鉀化肥推出，所述焊接端焊接于出料冷卻器內(nèi)的主軸上。

所述耐蝕合金材料為鉻鐵合金，所述鉻鐵合金中鉻元素含量為8-15wt.％。

所述碳化硅陶瓷塊體的制備過(guò)程如下：在碳化硅粉料中所需添加劑(如b和c)，按照所需幾何形狀模壓成型，在2200-2600℃條件下無(wú)壓燒結(jié)后，即獲得碳化硅陶瓷塊體，其具有優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性能。

所述碳化硅陶瓷塊體埋鑄于(通過(guò)埋鑄工藝嵌于)所述推料端內(nèi)部；當(dāng)該推料器進(jìn)行推料時(shí)，硫酸鉀化肥先磨蝕所述推料端外部的耐蝕合金材料，進(jìn)而再磨蝕碳化硅陶瓷。

所述碳化硅陶瓷塊體上設(shè)有若干通心孔(優(yōu)選為三個(gè))，其設(shè)置目的是使在埋鑄過(guò)程中使碳化硅陶瓷材料與耐蝕合金材料的結(jié)合更牢固。

所述埋鑄過(guò)程如下：將碳化硅陶瓷塊體置于模具中，模具的型腔內(nèi)澆注鉻鐵合金熔體，冷卻成型后脫模，脫膜后的整個(gè)工件進(jìn)行熱處理后即得到所述推料器；所述熱處理工藝為：將脫膜后的工件在950℃條件下處理3小時(shí)，使鉻鐵合金組織奧氏體化，然后再進(jìn)行淬火(950-980℃)，再經(jīng)200-230℃回火處理后自然冷卻到室溫。經(jīng)上述熱處理后的鉻鐵合金材料可達(dá)到極高的耐腐蝕和高耐磨性能。

該推料器通過(guò)焊接端焊接于所述出料冷卻器內(nèi)的主軸上，每個(gè)出料冷卻器內(nèi)推料器的數(shù)量為10-30個(gè)，各推料器沿主軸呈螺旋狀排布。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推料器將出料冷卻器內(nèi)的硫化鉀產(chǎn)品推出。

所述推料器的焊接端設(shè)有u型槽口，該u型槽口的側(cè)面開有連接孔，u型槽口內(nèi)放置金屬焊片，并通入連接孔將金屬焊片固定于焊接端的u型槽口內(nèi)，該金屬焊片焊接在出料冷卻器內(nèi)的主軸上。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理和有益效果如下：

1、本發(fā)明針對(duì)硫酸鉀化肥生產(chǎn)嚴(yán)重腐蝕環(huán)境并結(jié)合其特定的工藝流程，在硫酸鉀化肥進(jìn)入出料冷卻器中的推料過(guò)程進(jìn)行創(chuàng)新；首先采用了成本較為低廉的硅酸鹽材料和低成本耐蝕金屬材料，并按照設(shè)備的具體運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)流體力學(xué)的原理，對(duì)推料器結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，將兩種材料在推料器上完美的有機(jī)結(jié)合，大大的提高了耐電化學(xué)腐蝕和抵抗物理磨蝕性能及提高了生產(chǎn)效率。

2、現(xiàn)有出料冷卻器中的推料裝置一般采用合金材料，研究者皆從如何選擇更為耐蝕耐磨的合金材料入手進(jìn)行改進(jìn)，但硫酸鉀化肥對(duì)推料工件具有嚴(yán)重電化學(xué)腐蝕和物理磨蝕，合金材料的抗磨蝕能力有限。本發(fā)明則打破常規(guī)思維的局限性，不是從整體替換材料的角度去考慮，而是采用在合金材料內(nèi)的推料端包埋耐磨蝕的碳化硅陶瓷的方式，推料時(shí)，先磨蝕外部的合金材料，再磨蝕內(nèi)部的具有極強(qiáng)耐磨蝕性能的碳化硅陶瓷材料，極大的提高了推料器的使用壽命。

3、本發(fā)明使用埋鑄工藝將碳化硅陶瓷塊體鑲嵌于鉻鐵合金材料內(nèi)部，在推料器的焊接端都為合金材料，以利于與出料冷卻器內(nèi)主軸的焊接。

4、本發(fā)明出料冷卻器內(nèi)的推料器，在硫酸鉀生產(chǎn)過(guò)程中，大大的延長(zhǎng)了其使用壽命，經(jīng)在硫酸鉀化肥生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備上運(yùn)行實(shí)驗(yàn)近一年，運(yùn)行使用狀態(tài)完好，完全可達(dá)到(一個(gè)大修期為一年半)理想的使用周期。提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有出料冷卻器內(nèi)推料裝置在連續(xù)生產(chǎn)三個(gè)月的磨蝕情況照片圖。

圖2為本發(fā)明出料冷卻器內(nèi)的推料器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明出料冷卻器內(nèi)的推料器結(jié)構(gòu)示意圖(對(duì)應(yīng)于圖2的側(cè)面視圖)。

圖4為本發(fā)明出料冷卻器內(nèi)的推料器中的碳化硅陶瓷塊體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明出料冷卻器內(nèi)的推料器內(nèi)埋鑄的碳化硅陶瓷塊體照片圖。

圖6為本發(fā)明出料冷卻器內(nèi)的推料器的實(shí)物照片圖。

圖中：1-推料端；2-焊接端；3-u型槽口；4-連接孔；5-碳化硅陶瓷塊體；6-通心孔。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳述本發(fā)明。

本發(fā)明為曼海姆爐生產(chǎn)硫酸鉀化肥用出料冷卻器的推料器，其使用過(guò)程為：曼海姆爐內(nèi)制備硫酸鉀化肥，硫酸鉀經(jīng)曼海姆爐出料口后，送入出料冷卻器中進(jìn)行冷卻，由出料冷卻器中的推料器將硫酸鉀推出，再由輸送帶送出進(jìn)行粉碎和包裝，即成為硫酸鉀成品。

本發(fā)明推料器的制備過(guò)程為：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，按照其形狀尺寸，首先制作出可滿足設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)性能的硅酸鹽陶瓷工件(碳化硅陶瓷塊體)，并通過(guò)鑄造的方法，把其完好的埋鑄在耐蝕金屬材料之中，再經(jīng)過(guò)熱處理工藝處理，使之達(dá)到最佳的使用效果。

本發(fā)明推料器結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，該推料器5為變截面柱狀一體結(jié)構(gòu)，包括外部的耐蝕合金材料以及嵌于耐蝕合金材料之內(nèi)的碳化硅陶瓷塊體5；該推料器的粗端為推料端1，細(xì)端為焊接端2，所述推料端1用于將進(jìn)入出料冷卻器內(nèi)的硫酸鉀化肥推出，所述焊接端2焊接于出料冷卻器內(nèi)的主軸上。

所述耐蝕合金材料優(yōu)選為鉻鐵合金，所述鉻鐵合金中鉻元素含量為8-15wt.％。

所述碳化硅陶瓷塊體5的制備過(guò)程如下：在碳化硅粉料中所需添加劑(如b和c)，按照所需幾何形狀模壓成型，在2200-2600℃條件下無(wú)壓燒結(jié)后，即獲得碳化硅陶瓷塊體5，其具有優(yōu)異的耐磨性和耐腐蝕性能。

所述碳化硅陶瓷塊體5通過(guò)埋鑄工藝嵌于所述推料端1內(nèi)部；當(dāng)該推料器進(jìn)行推料時(shí)，硫酸鉀化肥先磨蝕所述推料端1外部的耐蝕合金材料，進(jìn)而再磨蝕碳化硅陶瓷。

所述碳化硅陶瓷塊體上設(shè)有若干通心孔6，優(yōu)選為三個(gè)，如圖4-5所示。該通心孔6的設(shè)置目的是使在埋鑄過(guò)程中使碳化硅陶瓷材料與耐蝕合金材料的結(jié)合更牢固。

所述埋鑄過(guò)程如下：將碳化硅陶瓷塊體置于模具中，模具的型腔內(nèi)澆注鉻鐵合金熔體，澆注溫度1380-1410℃，冷卻成型后脫模，將脫膜后的整個(gè)工件進(jìn)行熱處理，熱處理工藝為：首先在950℃處理3小時(shí)，使鉻鐵合金組織奧氏體化，然后在950-980℃進(jìn)行淬火2-4小時(shí)，再經(jīng)200-230℃回火處理2-4小時(shí)后自然冷卻到室溫，即獲得所述推料器，如圖6所示。經(jīng)上述熱處理后的鉻鐵合金材料可達(dá)到極高的耐腐蝕和高耐磨性能。

該推料器通過(guò)焊接端2焊接于所述出料冷卻器內(nèi)的主軸上，每個(gè)出料冷卻器內(nèi)推料器的數(shù)量為10-30個(gè)，各推料器沿主軸呈螺旋狀排布。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推料器將出料冷卻器內(nèi)的硫化鉀產(chǎn)品推出。

所述推料器的焊接端設(shè)有u型槽口3，該u型槽口3的側(cè)面開有連接孔4，u型槽口3內(nèi)放置金屬焊片，并通入連接孔4將金屬焊片固定于焊接端的u型槽口3內(nèi)，該金屬焊片焊接在出料冷卻器內(nèi)的主軸上。

本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的推料器，不但可滿足抵抗硫酸鉀化肥生產(chǎn)惡劣的腐蝕環(huán)境對(duì)推料器造成的電化學(xué)腐蝕與物理磨蝕的破壞，又可大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，降低了生產(chǎn)成本，生產(chǎn)運(yùn)行使用壽命可達(dá)一年半以上。

上述實(shí)例僅作參考，具有和本專利相似或者從本專利思路出發(fā)而延伸的光致形變材料及其制備方法和應(yīng)用，均在本專利的保護(hù)范圍。