CN102886812B - 粉煤灰保温板生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开的粉煤灰保温板生产系统包括：用于将原料熔融的熔制系统；用于将由原料形成的熔体流牵伸成纤维的成纤系统；用于收集由成纤系统输出的纤维，并加工形成初棉毡的集棉系统；用于将初棉毡铺成具有多层结构的二次棉毡层，再进行纵向压缩并预压形成打褶板毡的摆动铺毡及称量打褶加压系统；用于将板毡加压及热风穿透固化形成岩棉墙体板的固化系统；以及，用于对岩棉墙体板进行冷却、切割和包装的后处理系统。本发明可实现粉煤灰的高效利用，其工艺简单，成本低廉，且获得的产品机械强度高，保温性能良好，从而产生了良好经济效益，降低了环境污染，大幅提高了综合社会效益。

Description

粉煤灰保温板生产系统

技术领域

本发明涉及一种保温板的生产设备，尤其涉及一种利用粉煤灰等材料生产保温板的系统。

背景技术

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，属于燃煤电厂排出的主要固体废物，并且是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。为降低粉煤灰对环境造成的危害，实现资源的充分利用，人们发展出了以粉煤灰生产混凝土保温板等产品的技术，但其仅实现了粉煤灰的初级利用，且生产的产品机械强度低，导热系数亦较大。

发明内容

针对现有技术中的诸多不足，本发明旨在提供一种粉煤灰保温板生产系统，其通过对粉煤灰进行深加工，从而获得具有良好机械强度和保温性能的保温板制品，并减少环境污染，实现资源的充分利用。

为实现上述发明目的，本发明的粉煤灰保温板生产系统包括：

用于将主要由粉煤灰组成的原料熔融的熔制系统；

用于将由熔制系统输出的熔体流牵伸成纤维的成纤系统，所述成纤系统包括离心机、与离心机配合的风环以及用于在纤维表面喷施粘结剂的喷淋机构；

用于收集由成纤系统输出的纤维，并加工形成初棉毡的集棉系统，所述集棉系统主要由三角网带集棉机组成；

用于将初棉毡铺成具有多层结构的二次棉毡层，再进行纵向压缩并预压形成打褶板毡的摆动铺毡及称量打褶加压系统；

用于将打褶板毡加压及热风穿透固化形成岩棉墙体板的固化系统，所述固化系统包括固化炉，所述固化炉内依次设有加压装置和热风穿透装置；

以及，用于对岩棉墙体板进行冷却、切割和包装的后处理系统。

进一步的讲，所述熔制系统包括电炉。

优选的，所述成纤系统包括四辊离心机、环绕离心机内的离心辊设置的风环以及用于在纤维表面喷施粘结剂和防尘油的喷淋机构，所述风环与高压风机连通。

优选的，所述集棉机包括集棉室、三角网、抽风箱、中空轴、链传动系统、升棉器、密封辊、渣球分离装置和集棉网板清扫系统，所述渣球分离装置包括前帘、渣球辊、渣球挡板和渣球铰刀、所述集棉网板清扫系统包括复数组刷辊、高压水枪、高压气枪、流槽和吹干器。

优选的，所述摆动铺毡及称量打褶加压系统包括依次设置的摆锤机组、成型输送机、称量输送机和打褶加压系统，其中，所述摆锤机组包括两台带有自动和手动辅助调偏结构的皮带输送带、一组摆动带和一组摆动机构，所述成型输送机包括安装在机架上的传动装置、张紧装置、调偏装置以及挡边装置，所述称量输送机采用带有称量传感器的输送机，所述打褶加压系统包括打褶机和加压机，所述打褶机包括固定设置的复数段下输送辊道和复数段可升降的上加压辊道，所述加压机包括一组固定设置的下辊道和一组可升降的上辊道。

优选的，所述固化炉主要由独立运行的上、下机体组成，上、下机体之间通过复数根调节螺杆联接，且上、下机体联接处设有密封结构；进一步的，所述上、下机体均主要由输送带、热风循环风箱和密封保温墙板组成；此外，上、下机体中的至少一个与升降装置连接。

优选的，所述固化炉内设有复数个独立的热风循环区，且设置于固化炉进口端的链轮与液压涨紧装置和链条自动润滑装置连接，而在固化炉出口端设有链板清扫装置。

优选的，所述后处理系统包括依次设置的过渡段、冷却段、切割段、接收站和自动包装机。

优选的，所述切割段包括纵切锯、横切锯与自动测长控制器，以及横切输送机与横切铡刀。

优选的，所述后处理系统还包括用以将岩棉墙体板经切割生成的碎边破碎后，再输入集棉系统重新利用的碎边回收系统。

与该粉煤灰保温板生产系统配合的工艺可以为：

将以粉煤灰为主原料，白云石、矿渣为辅料组成的原料在1500℃以上的温度条件下熔化，而后导入离心机中牵伸形成纤维，并将纤维吹送至集棉机中，同时在纤维表面均匀施加粘结剂，其后将纤维均匀吸附于集棉带上形成初棉层，再将初棉层输入摆锤机形成多层折叠结构的均匀棉毡，随后将棉毡输入固化炉，以上、下网板将棉毡加压定型，同时以热风穿透棉毡层使粘结剂固化形成连续板毡，从固化炉输出的连续板毡经冷却、切割后，形成目标产品。

优选的，所述原料中包含60-80wt％的粉煤灰、10-20wt％的白云石及10-20wt％的矿渣，所述矿渣优选采用炼铁废渣。

尤为优选的，所述原料的酸度系数在2.58。

优选的，所述离心机内设有离心辊和环绕离心辊设置的风环，且在形成纤维的过程中，离心辊转速优选控制在6000-7000r/min，由风环输出的气流速度优选控制在28-45m/s。

尤为优选的，所述纤维的直径在4-7μm。

优选的，在向纤维表面施加粘结剂(其主要成份为酚醛树脂)时，所用粘结剂与纤维的重量比为1-2∶100。

优选的，该方法中是采用空气雾化和多点喷射方式将粘结剂均匀地施加到纤维表面的，同时还向纤维表面均匀施加了防尘油，且防尘油在纤维、粘结剂与防尘油形成的复合体系中所占的重量百分比为0.1％以下。

优选的，该方法中是利用集棉机的负压风抽吸作用将纤维均匀吸附到集棉带上形成初棉层的，其中，负压风速优选控制为10-25m/s，集棉带运行速度优选控制在60-80m/min。

优选的，所述初棉层被输入摆锤机后是在摆锤带往复摆作用下，在与摆锤带成90°布置的成形输送机上形成三层以上折叠结构的棉毡的。

优选的，所述棉毡在被输出成形输送机后，依次经称量皮带机、打褶机和加压机输入固化炉，并在固化炉内形成连续板毡，连续板毡依次经过渡输送机、冷却输送机、纵切输送机、横切输送机、横切铡刀机和接收站加工后，获得目标产品。

具体实施方式

以下结合一优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

本实施例所涉及的粉煤灰保温板生产系统包括如下部分：

1、熔制系统

熔制系统采用清洁能源，即，电能对粉煤灰在电炉进行内部加热，其将电流通过电极引入粉煤灰溶液中，通过电极的溶液在交流电的作用下产生焦耳热，从而达到熔化和调温的目的。电炉送电是通过由电炉上面插入的三根电极对电炉三相供电(供电参数为低电压，大电流)。电极装在电极把持器上，用电极把持器调整电极的上下位置，以保证熔体的温度。电炉内熔体由电炉侧面特殊流口流出。熔化过程中还原出的铁在电炉底侧部由放铁机放出。

此熔制系统能使岩棉生产企业提高品质，降低能耗，从根本上消除废气污染和全部可使废料入炉解决固体废料的污染。

2、成纤系统

熔体流经活动流槽落入配有风环的离心机，在高速离心力和风环提供的高速气流作用下被牵伸成纤维，同时还可通过喷淋系统喷入粘结剂及防尘油，纤维被吹入集棉机内，渣球被分离落入渣坑，定期由装载车清理运走。

3、集棉系统

通过三角网带集棉方式将成纤系统送入的、喷施了粘结剂的纤维进行收集。含有粘结剂的纤维在离心机和风环的吹风和集棉机抽吸风的共同作用下，在高速运行的集棉网板表面形成初棉毡。通过改变集棉鼓的转速调节初棉毡的平米重以达到产品的要求，同时，产生的渣球通过渣球辊被有效地分离。

4、摆动铺毡及称量打褶加压系统

在集棉网板上形成的初棉毡，经两台皮带输送机送至摆锤带，通过摆锤带的往复摆动，将初棉毡在成型输送机上铺成多层折叠的二次棉毡层。通过摆锤铺毡使得制品的棉毡更加均匀，保证了制品在横向和纵向上密度的均匀性。棉毡经称量输送机，根据产品的要求将树脂棉毡进行纵向压缩并预压、输送，改变了棉层中纤维的排列，形成水波纹结构的岩棉产品。经打褶的板毡表面会有一定的波褶，其抗压强度有很大的提高，拓展了产品的应用面。

5、固化、后处理及包装系统

在成型机上成型的多层棉毡经加压后进入固化炉。毡层在固化炉内受到上下链板加压和热风穿透固化，形成一定厚度、容重的岩棉墙体板、毡，固化热风温度为220～280℃。穿透毡层热风以燃气为燃料，热风循环使用。固化炉采用重型结构设计，以满足生产高容重制品对设备的要求。上链板系统有一套均匀升降装置，以调节上、下链板的间距，生产不同厚度的制品。

后处理系统包括过渡段、冷却段、切割段(纵切、横切)、接收站、自动包装机组成。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。为了适应不同容重的制品切割，该切割段内还可设有横切输送机和横切铡刀，前者适合于高容重制品，后者适合于低容重制品。包装系统采用收缩薄膜自动打包。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。

进一步的，前述电炉可包括熔池、流料口、放铁口、炉外壳和支撑炉体的钢架等，并还包括炉用变压器、特殊材料电极、短网、电极把持器、电极压送及提升装置和电炉冷却系统等。

前述离心机可采用四辊离心机，其周围环绕设置与高压送风设备连通的风环。该离心机可被设计为小车形式，并可在轨道上行走，离心机的每一个辊固定于空心轴上，后者由喷雾润滑的轴承支承，各由一台电机传动，每个辊轮带有冷却水装置，高温熔体在四辊离心力的作用下，被甩制成纤维。

前述集棉机可采用三角网带集棉方式，其主要由集棉室、三角网、抽风箱、中空轴、链传动系统、升棉器、密封辊、渣球分离装置(包括前帘、渣球辊、渣球挡板、渣球铰刀)、集棉网板清扫系统(包括三组刷辊、高压水枪、高压气枪、流槽、吹干器)、平台等组成。

前述摆锤机组主要由两台皮带输送带、一组摆动带、一组摆动机构组成。两台皮带输送带有自动和手动辅助调偏结构。摆动带摆幅可根据产品要求调整铺毡宽度。输送带通过调整尾轮张紧，摆动带皮带设有辅助防跑偏条，摆动带通过偏心轮实现往复运动。

前述成型输送机主要由传动装置、张紧装置、调偏装置、挡边装置及机架等几部分组成。

前述称量输送机为带有称量传感器的输送机，通过自动称量，与生产线速度控制联锁，保证生产的棉毡的均匀性

前述打褶加压系统包括打褶机和加压机。打褶机由固定的四段下输送辊道和四段可升降的上加压辊道组成。根据产品规格的不同，调节升降高度。入口段的上辊道开度可调。加压机由一组固定的下辊道和一组可升降的上辊道组成，根据不同产品调整上辊道高度，上下辊道独立传动。加压机整体可横向移动，并带有锁紧装置，主要用于固化炉维护时留出操作空间。

前述固化炉由带有独立传动的上、下机体(亦可称为上、下链板)组成，中间由若干根调节螺杆联接，上、下机体联接处有密封结构。上、下机体均由输送带、热风循环风箱、密封保温墙板组成。进口端链轮有液压涨紧装置以保持链条平直、并带有链条自动润滑装置。为保持链板清洁在出口端上下分别有清扫装置。该固化炉内可设有四个独立的热风循环区，根据产品需求可全部或部分开启，且上机体高度可根据产品规格调整。

前述碎边回收系统系用来将纵切刀切割下来的废边，通过碎边机的旋转切刀与固定切刀剪切成小块，并由空气输送系统送入集棉输送机再利用，并将棉板通过本设备上的辊道继续输送到下一道工序。碎边输送机由输送辊道、碎边机两部分组成。输送辊道由机架、辊子和变频传动部件构成。二台碎边机分别装在输送辊道两侧的滑动装置上，可使碎边机作横向调节及离开输送辊道。碎边机由固定篦板和旋转的刀辊完成碎边功能，篦板和刀辊上均镶有硬质合金刀头。刀辊由变频电机通过三角带传给刀辊轴，固定篦板和旋转的刀辊装在一个机壳内，机壳下方联接空气输送管道。

前述横切输送机用于对中高密度岩棉板或毡的横向切割，由输送辊道、横切机组成。输送辊道有前后二段，由机架、辊子和变频传动部件构成。横切机装在前后二段输送辊道中间，由上部可横向纵向移动的锯片行车和可纵向移动的下部皮带输送装置组成。

前述自动包装、码垛机采用自动热塑包装和自动机械手码垛机。实现自动码垛。生产速度满足岩棉生产线节奏。

本实施例的工艺流程如下：采用以粉煤灰为主原料，白云石、矿渣为辅料形成的原料，采用电炉熔化。合格原料按配比自动称量后，由皮带机(或机械)投入电炉内进行电加热，熔化原料，炉内温度达1500℃以上，尤其优选在1500-1800℃，熔体由电炉流料口流出，经活动流槽被导入离心机成纤。离心机由高速运转的离心辊和环绕离心辊外的风环组成。流入离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维，并将纤维吹送至集棉机，在纤维成型过程中，利用其与渣球的速度差有效地将未成纤的渣球分离出去，十分便捷，同时，采用空气雾化和多点喷射方式，将粘结剂均匀地施加到纤维表面。

纤维在集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上，形成很薄的初棉层，初棉层经过渡输送机送入摆锤机，在摆锤带往复摆作用下，在与其成90度布置的成形输送机上，形成多层折叠结构形式的均匀棉毡，根据不同产品的要求，设定集棉带速度、摆锤机摆幅、摆速。成型输送机出口接称量皮带机，由它控制板毡生产线的速度以保证产品的密度。

在称量皮带机与固化炉之间将设置打褶机、加压机，调节棉毡纤维分布结构。

棉毡进入固化炉，毡层在固化炉内被上下网板加压定型，同时鼓入热风(优选为220～280℃)，热风穿过毡板层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续板、毡，从固化炉出来的板、毡经过渡输送机、冷却输送机、纵切输送机、横切输送机、横切铡刀机和接收站等加工成制品。棉板产品通过收缩薄膜包装机包装，码垛机码垛后由叉车送入仓库。

前述原料可包含60wt％的粉煤灰20wt％的白云石和20wt％的矿渣，其成份大致如下：SiO₂43.94wt％、Al₂O₃12.58wt％、CaO 12.3wt％、MgO 9.64wt％、Fe₂O₃+FeO 5.29wt％、Na₂O 2.70wt％，而其酸度系数约在2.58左右。

前述矿渣是指钢铁厂将铁矿石经提炼后，剩下的工业废渣，现在一般是水渣。

前述离心机优选采用四辊离心机，其在工作时，离心辊转速优选控制在6000-7000r/min，而风环输出的高速气流的风速优选控制在28-45m/s。

前述被牵伸形成的成纤维的直径优选控制在4-7微米。

前述喷入粘结剂与纤维之间的重量比优选控制在1-2∶100。尤为优选的，在主要由粘结剂与纤维形成的复合体系中还可包含0.1wt％的防尘油。

优选的，该方法中在形成初棉毡时负吸风速优选控制在10-25m/s，集棉网板运行速度优选控制在60-80m/min(变频调速)。

前述经多层折叠的二次棉毡层优选为三至十层，可调。

本实施例所获产品机械强度高，保温性能良好，且其生产工艺简单高效，成本低廉，实现了资源的有效回收利用，提高了综合社会效益。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (1)

1.一种粉煤灰保温板生产系统，其特征在于，它包括：

用于将主要由粉煤灰组成的原料熔融的熔制系统，所述熔制系统包括电炉；

用于将由熔制系统输出的熔体流牵伸成纤维的成纤系统，所述成纤系统包括四辊离心机、环绕离心机内的离心辊设置的风环以及用于在纤维表面喷施粘结剂和防尘油的喷淋机构，所述风环与高压风机连通；

用于收集由成纤系统输出的纤维，并加工形成初棉毡的集棉系统，所述集棉系统主要由三角网带集棉机组成，所述集棉机包括集棉室、三角网、抽风箱、中空轴、链传动系统、升棉器、密封辊、渣球分离装置和集棉网板清扫系统，所述渣球分离装置包括前帘、渣球辊、渣球挡板和渣球铰刀、所述集棉网板清扫系统包括复数组刷辊、高压水枪、高压气枪、流槽和吹干器；

用于将初棉毡铺成具有多层结构的二次棉毡层，再进行纵向压缩并预压形成打褶板毡的摆动铺毡及称量打褶加压系统，所述摆动铺毡及称量打褶加压系统包括依次设置的摆锤机组、成型输送机、称量输送机和打褶加压系统，其中，所述摆锤机组包括两台带有自动和手动辅助调偏结构的皮带输送带、一组摆动带和一组摆动机构，所述成型输送机包括安装在机架上的传动装置、张紧装置、调偏装置以及挡边装置，所述称量输送机采用带有称量传感器的输送机，所述打褶加压系统包括打褶机和加压机，所述打褶机包括固定设置的复数段下输送辊道和复数段可升降的上加压辊道，所述加压机包括一组固定设置的下辊道和一组可升降的上辊道；

用于将打褶板毡加压及热风穿透固化形成岩棉墙体板的固化系统，所述固化系统包括固化炉，所述固化炉内依次设有加压装置和热风穿透装置，所述固化炉主要由独立运行的上、下机体组成，所述上、下机体之间通过复数根调节螺杆联接，且所述上、下机体联接处设有密封结构，所述上、下机体均主要由输送带、热风循环风箱和密封保温墙板组成，所述上、下机体中的至少一个与升降装置连接，所述固化炉内设有复数个独立的热风循环区，且设置于固化炉进口端的链轮与液压涨紧装置和链条自动润滑装置连接，而在固化炉出口端设有链板清扫装置；

以及，用于对岩棉墙体板进行冷却、切割和包装的后处理系统，所述后处理系统包括依次设置的过渡段、冷却段、切割段、接收站和自动包装机，所述切割段包括纵切锯、横切锯与自动测长控制器，以及横切输送机与横切铡刀，并且所述后处理系统还包括用以将岩棉墙体板经切割生成的碎边破碎后，再输入集棉系统重新利用的碎边回收系统；

所述粉煤灰保温板生产系统的工作过程为：将原料自动称量后，投入电炉内进行电加热，熔化原料，炉内温度在1500-1800℃，熔体由电炉流料口流出，经活动流槽被导入四辊离心机成纤，其中离心辊转速为6000-7000r/min，而所述风环输出的高速气流的风速为28-45m/s，流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成直径为4-7微米的纤维，并将纤维吹送至集棉机，在纤维成型过程中，利用纤维与渣球的速度差有效地将未成纤的渣球分离出去，同时采用空气雾化和多点喷射方式，将粘结剂均匀地施加到纤维表面，其中被喷入的粘结剂与纤维之间的重量比为1-2∶100，之后纤维在集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上形成很薄的初棉层，其中集棉机的负吸风速为10-25m/s，集棉网板运行速度为60-80m/min，初棉层经过渡输送机送入摆锤机，在摆锤带往复摆作用下，在与其成90度布置的成形输送机上，形成三至十层折叠结构形式的均匀棉毡，再以打褶机、加压机调节棉毡纤维分布结构，之后将棉毡输入固化炉，毡板层在固化炉内被上下网板加压定型，同时鼓入温度为220～280℃的热风，热风穿过毡板层，使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的连续板毡，从固化炉出来的板毡经过后处理加工成成品；其中，所述原料包含60wt％的粉煤灰20wt％的白云石和20wt％的矿渣，并且所述原料的成份为：SiO₂43.94wt％、Al₂O₃12.58wt％、CaO 12.3wt％、MgO 9.64wt％、Fe₂O₃+FeO5.29wt％、Na₂O 2.70wt％，所述原料的酸度系数为2.58。