CN102531375B

CN102531375B - 利用热态粉煤灰或炉渣制造无机耐火纤维制品的方法

Info

Publication number: CN102531375B
Application number: CN201210003120.8A
Authority: CN
Inventors: 高中茂; 董钰
Original assignee: SHANXI INTERNATIONAL ELECTRIC POWER TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANXI INTERNATIONAL ELECTRIC POWER TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2032-01-06
Also published as: CN102531375A

Abstract

一种利用热态粉煤灰或炉渣制造无机耐火纤维制品的方法，目的是降低生产成本、减少环境污染；本发明在电厂锅炉的备用排渣口上连接推进器和全密封式管道，将热态炉渣或粉煤灰直接输送到电阻炉内；将熔融物料加热形成适合高温熔体排放的熔池；熔池熔液从炉底的钨或钼流口中间的孔洞中排放，形成流股；流到高速旋转的甩丝辊上，在离心力的作用下，被甩成纤维；将粘结剂均匀喷洒至纤维中，含有粘结剂的纤维均匀平铺形成棉胎，通过传动网带输送至集棉器收棉位置，均匀地沉降于集棉器网带上形成棉毡；由集棉机送至加压卷毡机上固化系统；用微波干燥炉对纤维进行加热；通过循环水进行强制冷却到0-20℃；切割、成品分选、叠罗包装和碎边回收。

Description

利用热态粉煤灰或炉渣制造无机耐火纤维制品的方法

技术领域

本发明涉及一种利用粉煤灰制造无机耐火纤维制品的方法。

背景技术

国内外市场已有的耐火纤维基本分两大类：即以普通岩石、矿渣、玻璃等为主要原料的岩棉、矿渣棉、玻璃棉纤维为代表的低温产品，其耐火温度在700℃以下；和以氧化铝粉、氧化硅粉、高铝含量煤矸石和焦宝石为主要原料的硅酸铝纤维为代表的高温产品，其耐火温度在900℃以上。目前岩棉等低温产品，主要用于一般性工业保温及建筑防火保温场所；近年来更多的进入了建筑领域，主要应用于普通住宅、商业建筑、公共设施建筑、钢结构建筑、仓储建筑等要求保温、绝热、隔音、透气、防火、吸声、质轻、抗震等场合。以硅酸铝系为代表的陶瓷纤维高温产品，主要用于工业窑炉及需要高温绝热的场所。随着全球经济的不断发展，耐火纤维的需求量逐年增加、应用领域不断增大，已有的产量已难以满足需求的增长。但同时，氧化铝粉、氧化硅粉等原料的价格日益高涨，使得高温耐火纤维制品的生产成本大幅增加，又制约了市场的需求。

发明内容

本发明目的是克服上述已有技术的不足，提供一种可降低生产成本、减少环境污染的直接利用电厂锅炉排出的高温热态粉煤灰或炉渣作原料来制造无机耐火纤维制品的方法。

热态炉渣通过连接推进器的现有锅炉备用保温排渣管道，缓慢的输送到电阻熔化炉内，在电阻炉内可根据炉渣性能增加一定量辅料，以调节炉渣熔化后熔池的稳定性。热态炉渣经过在电阻炉内熔化后形成液态熔体，熔体流股经活动流槽落入四辊离心机。在高速离心力和高压风机经风环提供的高速气流作用下，完成纤维化，同时喷入粘结剂及防尘油，渣球被分离，纤维被吹入集棉机内。渣球落入渣坑，由装载车完成出渣。主要工序为：热态粉煤灰收集运输、熔化、成纤、集棉、针刺、加热处理、纵横剪切、打卷、检验包装。

本发明方法是：

（1）原料输送：直接在现有电厂锅炉的备用排渣口上连接推进器和全密封式管道，将热态炉渣或粉煤灰直接输送到电阻炉内。

所用热态炉渣和粉煤灰的主要成份及其含量为：Al₂O₃：30% -36%，SiO₂：43% - 53%，CaO：3% -10%。

炉渣及粉煤灰中铝含量越高产品耐火温度越高，满足GB/T 11835-2007《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》、GB/T 25975-2010《建筑外墙外保温用岩棉制品》中关于产品指标要求即可达到产品使用要求。

电阻炉的功率12000 kw，熔化能力140吨熔体/天，熔化温度1450～1600℃，炉龄10年。

（2）原料熔化：将电阻炉内的熔融物料加热至1100℃-1200℃熔化后导通形成回路，并形成一定大小的熔池，启熔后，利用熔融物料自身的电阻，继续加热和熔化原料，逐步加大三相电极的功率（至10000 kw），在电阻炉中形成1450℃-1600℃的适合高温熔体排放的熔池。

熔融物料指碎玻璃及电厂热态粉煤灰或炉渣。

（3）熔池排放：电阻炉内熔池熔液从炉底的钨或钼流口中间的孔洞中排放，形成流股。高温液态流股流到高速旋转的甩丝辊上，在离心力的作用下，被甩成纤维。

（4）集棉：成纤后的纤维进入集棉导管，集棉导管与除渣器、集棉器连通；将粘结剂用带有泵的喷管装置均匀喷洒至纤维中，含有粘结剂的纤维在高压风气流、诱导风气流、集棉器负压风气流的作用下，均匀平铺形成棉胎，通过传动网带输送至集棉器收棉位置，均匀地沉降于集棉器网带上形成棉毡。集棉器网带呈三角形布置，并高速运行，棉毡经集棉器上部出口压辊加压成薄毡。粘结剂是按照质量百分比计的含水率为40-60%的水玻璃（硅酸钠）溶液。

除渣器是一种利用离心原理去除浆料中密度不同于浆料的杂质的设备，除渣器上部采用不锈钢材质，下部为聚氨脂材料注塑而成，主体内壁为螺旋锥体设计。除渣器采用高效重质除渣器。

集棉器是纤维状耐火材料的集棉装置，其主要由箱体、纤维入口、链轮、金属网带、负压箱、布棉板、调节系统和插板与密封胶辊组成。

集棉器输送网板采用干刷清扫和水洗冲刷两种方式清扫。集棉机可调速运行，最终将一定厚度、均匀的棉毡，经过渡输送机，送入摆动铺毡系统。集棉机前部设置除渣装置。集棉过程中使用水幕除尘器，采用压缩空气清理方式过滤空气，经水幕除尘后，空气通过排放筒排放。

（5）摆动铺毡：由集棉机送出的棉毡经过渡皮带机送至摆锤输送机，摆锤输送机包括两皮带输送机及一套摆动机构；棉毡由其夹送至加压卷毡机，形成多层均匀棉毡，并送至加压卷毡机固化系统。

摆锤输送机由传送带、摆式输送机、推动装置、下传送带组成，摆式输送机为上端铰接的竖向悬挂式设置。摆式输送机由相互平行重叠连接在一起且相互之间有棉纤维制品通过间隙的两个传送带组成，水平设置的下传送带位于摆式输送机的下方，摆式输送机的宽度方向与下传送带的传输方向相同，摆式输送机的摆动方向与下传送带的宽度方向相同。工作时，棉纤维制品通过摆式输送机两个传送带可以进行压实。由于摆式输送机可以往复的摆动，因此在棉纤维制品落入到下传送带时，呈重叠状布置。由于摆式输送机是沿下传送带的宽度方向摆动，因此改变了棉纤维制品的排布方向。

加压卷毡机由前接受段、加压段、卷毡辊三部分组成，当需要制板时，棉毡经前接受段、加压段直接送入制板线的过渡输送机。当需要制树脂原棉毡时，将过滤输送机移开，直接在卷毡辊上取毡。

（6）加热处理：采用效率高耗能低的微波干燥炉对纤维进行加热，使纤维内水份蒸发干燥并硬化。毡层在微波作用下，形成一定厚度、容重的成品板、毡。微波干燥炉为隧道式微波干燥炉。

（7）冷却处理：出来的棉板或毡通过循环水进行强制冷却到0-20℃，便于后道工序加工，且可改善环境温度。

（8）后处理：后处理包括切割（纵切、横切）、成品分选、叠罗包装和碎边回收；

切割采用纵横剪切机，剪切间距可根据产品规格进行调节；剪切长度方向的控制是通过横切锯和自动测长控制器来完成。按照产品使用规格进行长度的剪切及剪切过程中的测量不使用燃气或燃油加热，无热风。碎边回收将纵切锯切下的碎边，经破碎利用风力送入集棉机再利用。

检验及包装入库：按照产品的相应检验标准，对成品进行质量检验，检验的内容包括外观（100%检验），渣球含量（抽验），抗拉强度（抽验），纤维直径（抽验）。经检验合格后的产品进行包装，包装机采用收缩薄膜自动打包。在每班检验后的产品，按优质品、合格品、二级品、不合格品、废品五个等级。二级品以上分别入库，等待销售；不合格品等待处理。

本发明直接利用锅炉排出的高温热态粉煤灰或炉渣作原料来制造无机耐火纤维制品，将发电机组锅炉的生产运行与耐火纤维生产工艺配套连接，利用传送带进行传输，无需使用运输工具进行中间换件的途中转运。粉煤灰或炉渣均是生产环节所产生的废弃物，就地利用成本极低。因此，原料采购及运输成本均大大降低，使得最终产成品的成本降低，减少环境污染。

具体实施方式

实施例1：

（1）全部采用粉煤灰作原料。粉煤灰主要成分及其含量为：Al₂O₃：33% -36%，SiO₂：43% - 50%，CaO：5% -10%。

直接从备用除渣通道口连接推进器管路，可根据具体情况管路可设多个推进器，可爬坡、拐弯或放置于地沟，所有管路，均需使用不锈钢材质并采取外保温措施。推进器选取适合渣土运送的管式螺旋输送机。

（2）原料熔化：将现有锅炉的备用排渣口连接推进器，通过全密封式管道将热态炉渣直接输送到电阻熔化炉内。电阻炉以三相钼电极作为发热体，熔融物料加热熔化后导通形成回路，并形成一定大小的熔池，启熔后，利用熔融物料自身的电阻，继续加热和熔化原料。同时，逐步加大三相电极的功率，从而形成合适大小适合高温熔体排放的熔池。

（3）熔池排放时，熔液从炉底的钨或钼流口中间的孔洞中排放，形成液态流股，依靠流股自身重力流出。

（4）集棉：集棉器主要由下部的空腔和输送网带组成，利用风机抽风形成负压空腔，负压将纤维吸入集棉器中，在进入集棉器前，纤维与未成纤的渣球先经过除渣器分离，重量较重的渣球落下留在除渣器中，而较轻的纤维被负压吸入集棉器中。

（5）摆动铺毡：由集棉机送出的棉毡，经过渡皮带机，送至摆锤输送机，摆锤输送机包括传送带、摆式输送机、推动装置、下传送带；棉毡由其夹送至成型机，形成多层均匀棉毡，并送至固化系统。

（6）加热处理：采用效率高耗能低的微波加热方式，对纤维进行加热，使纤维内水份蒸发干燥及硬化。毡层在微波作用下，形成一定厚度、容重的成品板、毡。后处理包括过渡段、冷却段、切割段（纵切、横切）、接收站、包装机组成。后处理工序还包括一套碎边回收系统，将纵切锯切下的碎边，经破碎利用风力送入集棉机再利用。切割段设有纵切锯，间距可根据产品规格进行调节。长度方向的控制是通过横切锯和自动测长控制器来完成，不使用燃气或燃油加热，无热风。

（7）冷却处理：出来的棉板或毡通过循环水进行强制冷却，冷却到0-20℃，便于后道工序加工。

（8）后处理：包括切割、成品分选、叠罗包装和碎边回收。

实施例2：

（1）全部采用炉渣作原料。炉渣的主要成份及其含量为：Al₂O₃：30% -33%，SiO₂：50% - 53%，CaO：3% -5.5%。

（2）原料熔化：电阻炉以三相钼电极作为发热体，熔融物料加热熔化后导通形成回路，利用熔融物料自身的电阻，继续加热和熔化原料，形成合适大小适合高温熔体排放的熔池。

（3）熔池排放时，熔池熔液从炉底的钨或钼流口中间的孔洞中排放，形成液态流股，依靠流股自身重力流出。

（4）集棉：集棉器输送网板采用干刷清扫。集棉机可调速运行，将一定厚度、均匀的棉毡，经过渡输送机，送入摆动铺毡系统。集棉过程中使用水幕除尘器，采用压缩空气清理方式过滤空气，经水幕除尘后，空气通过排放筒排放。

（5）摆动铺毡：棉毡经过渡皮带机，送至摆锤输送机，再送至成型机，形成多层均匀棉毡，并送至固化系统。

（6）加热处理：采用效率高耗能低的微波加热方式加热。

（7）冷却处理：棉板或毡通过循环水进行强制冷却到0-20℃。

（8）后处理：包括切割、成品分选、叠罗包装和碎边回收。

实施例3：

（1）采用粉煤灰和炉渣各一半混合起来作原料。热态炉渣及粉煤灰混合后主要成份含量为：Al₂O₃：30% -35%，SiO₂：45% - 50%，CaO：5% -10%，物料的酸度系数为4.75。

（2）原料熔化：通过全密封式管道将热态炉渣直接输送到电阻熔化炉内。电阻炉以三相钼电极作为发热体，熔融物料加热熔化后导通形成回路，继续加热和熔化原料，形成合适大小适合高温熔体排放的熔池。

（4）集棉：集棉器输送网板采用水洗冲刷方式。集棉机将一定厚度、均匀的棉毡，经过渡输送机，送入摆动铺毡系统。集棉过程中使用水幕除尘器，采用压缩空气清理方式过滤空气，经水幕除尘后，空气通过排放筒排放。

（6）加热处理：采用效率高耗能低的微波加热炉对纤维进行加热，使纤维内水份蒸发干燥及硬化。

（8）后处理：包括切割、成品分选、叠罗包装和碎边回收。

利用三种不同的原料来生产无机耐火纤维制品，在原料处理及生产工艺流程上基本一致，不同的原料混合后的铝、硅等元素的含量及比重略有不同，会对产成品的耐火温度产生一些影响。经对原料的成分化验及生产试验表明，三种不同原料所产出的产品均能够满足国家标准。一般来说，铝含量提高，产成品的耐火温度相应会提高。

Claims

1.一种利用热态粉煤灰或炉渣制造无机耐火纤维制品的方法，其特征是：

（1）原料输送：在电厂锅炉的备用排渣口上连接推进器和全密封式管道，将热态炉渣或粉煤灰直接输送到电阻炉内；

电阻炉的熔化温度为1450～1600℃；所用热态炉渣和粉煤灰的主要成份及其含量为：Al₂O₃：30% -36%，SiO₂：43% - 53%，CaO：3% -10%；

（2）原料熔化：将电阻炉内的熔融物料加热至1100℃-1200℃熔化后导通形成回路，并形成一定大小的熔池；启熔后，利用熔融物料自身的电阻，继续加热和熔化原料，逐步加大三相电极的功率，在电阻炉中形成1450℃-1600℃的适合高温熔体排放的熔池；熔融物料指碎玻璃及电厂热态粉煤灰或炉渣；

（3）熔池排放：熔池熔液从炉底的钨或钼流口中间的孔洞中排放，形成流股；高温液态流股流到高速旋转的甩丝辊上，在离心力的作用下，被甩成纤维；

（4）集棉：纤维进入集棉导管，集棉导管与除渣器、集棉器连通；将粘结剂用带有泵的喷管装置均匀喷洒至纤维中，含有粘结剂的纤维在高压风气流、诱导风气流、集棉器负压风气流的作用下，均匀平铺形成棉胎，通过传动网带输送至集棉器收棉位置，均匀地沉降于集棉器网带上形成棉毡；棉毡经集棉器上部出口压辊加压成薄毡；粘结剂是按照质量百分比计的含水率为40-60%的水玻璃溶液；

（5）摆动铺毡：由集棉机送出的棉毡经过渡皮带机送至摆锤输送机，摆锤输送机包括两皮带输送机及一套摆动机构；棉毡由其夹送至加压卷毡机，形成多层均匀棉毡，并送至加压卷毡机上固化系统；

（6）加热处理：用微波干燥炉对纤维进行加热，使纤维内水份蒸发干燥并硬化，毡层在微波作用下，形成一定厚度、容重的成品板、毡；

（7）冷却处理：棉板或毡通过循环水进行强制冷却，冷却到0-20℃，便于后道工序加工；

（8）后处理：包括切割、成品分选、叠罗包装和碎边回收。

2.如权利要求1所述的利用热态粉煤灰或炉渣制造无机耐火纤维制品的方法，其特征是除渣器采用高效重质除渣器；集棉器是纤维状耐火材料的集棉装置，其主要由箱体、纤维入口、链轮、金属网带、负压箱、布棉板、调节系统和插板与密封胶辊组成。

3.如权利要求1所述的利用热态粉煤灰或炉渣制造无机耐火纤维制品的方法，其特征是微波干燥炉为隧道式微波干燥炉。