CN103043897B - 一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，属一种玄武岩纤维生产装置，包括炉架，所述炉架的内部设有相互连通的熔化区与保温区，且熔化区上还设有与其相连通的加料口，所述保温区的水平宽度大于熔化区的水平宽度，所述熔化区与保温区内的任意位置上设有烧嘴组件；所述保温区还设有至少两个漏板安装口，所述漏板安装口与保温区内的熔液出口相连通。通过在窑炉内分别设置相互连通且水平组合呈T字型的熔化区与保温区，由保温区底部的多个漏板安装口中安装的漏板同时进行拉丝，使得玄武岩连续纤维的生产效率明显提高，并且缩短了溶液的滞留时间，同时本发明的结构简单，通过更换不同的漏板可适用于各种规格的玄武岩连续纤维生产，应用范围广阔。

Description

一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉

技术领域

本发明涉及一种玄武岩纤维生产的装备，更具体的说，本发明主要涉及一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉。

背景技术

玄武岩连续纤维材料被誉为“21世纪的新材料”，是以玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入熔炉中熔化后再由拉丝装置拉制成各种规格的连续纤维，由于该方法用水量少，也几乎无空气污染，本身无有害挥发物，因此是一种对环境污染无影响的纤维制备方法。由于玄武岩矿石储量丰富，价格十份低廉，生产成本较低，因此应用前景十分广泛。在国内，大多数生产玄武岩纤维的厂家都是采用电熔法拉丝，而随着玄武岩生产工业的不断发展目前也有部分生产厂家所采用的是气电结合技术。目前用于熔化玄武岩原矿石的窑炉除了以坩埚生产以外，其它均是一台窑炉配备一块漏板的单炉单漏板结构形式，该窑炉中原矿石熔化与溶液保温呈一体，因而一台窑炉配一块漏板的结构无法走向单炉带多块漏板的方式，单漏板拉丝造成生产效率低，使熔化后的玄武岩原矿石溶液长时间停留在保温区内保温，造成窑炉在进行玄武岩纤维拉丝生产时的能耗升高，且生产成本也随之增大。在目前玄武岩纤维市场需求量逐年增大的情况下，有必要以玄武岩熔化窑炉在相同能耗的情况下提高生产效率为目的，对其结构做进一步的改进。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，以期望解决现有技术中玄武岩原矿石熔化窑炉单炉单漏板的整体式结构造成玄武岩拉丝生产的低效率，高能耗等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，包括炉架与炉体，所述炉体的内部设有相互连通的熔化区与保温区，且熔化区上还设有与其相连通的加料口，所述保温区的水平宽度大于熔化区的水平宽度，所述熔化区与保温区内的任意位置上设有烧嘴组件；所述保温区还设有至少两个漏板安装口，所述漏板安装口与保温区内的熔液出口相连通，所述漏板安装口并排分布于保温区的底部。

作为优选，进一步的技术方案是：所述保温区的下方设有隔热层，所述隔热层置于两个漏板安装口之间；所述保温区的上方还设有保温材料层；所述熔化区底部的整体高度与保温区底部的整体高度保持一致。

更进一步的技术方案是：所述保温区的上方还设有热交换器，所述热交换器与保温区的高温废气通道相连通。

更进一步的技术方案是：所述熔化区与保温区均呈矩形，且它们相互连通水平呈T字型。

更进一步的技术方案是：所述保温区内部至少两个漏板安装口置于熔化区出口的两侧，且在同一条与保温区其中一侧相平行的直线上。

更进一步的技术方案是：所述保温区内的底部设有三个以上的漏板安装口，且每个漏板安装口相互之间的距离相等；所述置于熔化区出口两侧的漏板安装口数量相等，且相互对称。

更进一步的技术方案是：所述烧嘴组件包括主烧嘴与保温烧嘴，所述主烧嘴为多个，且朝下均布安装在熔化区内的顶部；所述保温烧嘴也为多个，并朝下均布安装在保温区内的顶部。

更进一步的技术方案是：所述熔化区的上方或侧面设有温度传感器测量点；所述保温区与熔化区中任意一个的上方或侧面还设有液位测量点。

更进一步的技术方案是：炉架上还设有炉门与观察门，所述炉门位于熔化区的任意一侧，所述观察门位于保温区的任意一侧；所述熔化区与保温区的内壁上均设有耐火材料层。

更进一步的技术方案是：所述熔化区、保温区内壁上的耐火材料层与炉架之间还设有保温材料层。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：通过在窑炉内分别设置相互连通且水平组合呈T字型的熔化区与保温区，使得保温区的底部可并排设置多个漏板安装口，玄武岩原矿石被熔化成溶液后，直接流入保温区内，由其底部多个漏板安装口中安装的漏板同时进行拉丝，使得玄武岩连续纤维的生产效率明显提高，并且缩短了玄武岩溶液在保温区内滞留的时间，节约窑炉的能源消耗；且保温区上方的热交换器可将由保温区排出的高温废气热量回收以作他用。同时本发明所提供的一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，结构简单，通过更换不同的漏板可适用于各种规格的玄武岩连续纤维生产，应用范围广阔。

附图说明

图1为用于说明本发明一个实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图；

图3为图1的B-B剖视图；

图中，1为炉架、2为熔化区、3为保温区、4为加料口、5为漏板安装口、6为隔热层、7为保温材料层、8为热交换器、9为高温废气通道、10为主烧嘴、11为保温烧嘴、12为温度传感器测量点、13为液位测量点、14为炉门、15为观察门、16为耐火材料层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步阐述。

参考图1所示，本发明的一个实施例是一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，由炉架1作为炉体的支撑，在炉体的内部设有相互连通的熔化区2与保温区3，在熔化区2上还设有与其相连通的加料口4；而保温区3的水平宽度应大于熔化区2的水平宽度，而为使由加料口4加入熔化区2内的矿石原料可被熔化成溶液，还应当在熔化区2与保温区3内的增设烧嘴组件；而保温区3内应设有两个漏板安装口5，所述漏板安装口5与保温区3内的熔液出口相连通，并使漏板安装口5并排分布于保温区3的底部。在本实施例中，前述保温区3底部的漏板安装口5也可根据保温区3底部面积的大小，设置为两个及以上的多个漏板，同时前述的烧嘴组件可与窑炉外置或内置的天然气管道相连接，通过烧嘴组件喷射天然气燃烧使熔化区2与保温区3内的温度升高，从而在熔化区2和保温区3内形成前述的溶液。

结合参考图2所示，在本发明的另一实施例中，为避免窑炉在使用时对周围环境造成影响，同时增强保温区3内溶液滞留时的保温性能，还可在保温区3的下方增设隔热层6，且该隔热层6置于两个漏板安装口5之间，同时在保温区3的上方再增设保温材料层7；并且为便于熔化区2与保温区3内形成溶液的液面能保持一致，最好使熔化区2底部的整体高度与保温区3底部的整体高度保持一致

参考图1及图2所示，在上述实施例中，为避免烧嘴组件的火焰以及高温溶液的高温损坏炉架1的内部，因此需在熔化区2与保温区3的内部增加防护措施，对此发明人参考现有技术，认为比较简单的方式是直接在熔化区2与保温区3的内壁上设置耐火材料层16，并且为保证炉架1不受熔化区2与保温区3内高温的影响，最好再在熔化区2、保温区3内壁上的耐火材料层16与炉架1之间在增设保温材料层7。

再根据本发明的另一实施例，发明人在试验时还发现窑炉在生产过程中，上述保温区3内会产生大量的高温废气，为避免这些高温废气进入空气中影响生产区域的环境及其他生产设备，因此还可在上述保温区3的上方的炉架1上增设热交换器8，并将该热交换器8与保温区3的高温废气通道9相连通。而正如前述所提到的，该热交换器8的作用为将由高温废气通道9排出的高温废气进行换热冷却，并将换热得到的热量作其他用途，例如利用高温废气的余热加热水箱等以便节约成本，增加其它用途，而经换热后的高温废气温度恢复到正常，此时排出基本不影响其周围环境。

结合参考图3所示，为使上述保温区3的水平宽度大于熔化区2的结构设置更为简单，在本发明的另一实施例中，发明人将上述的熔化区2与保温区3形象的设为水平呈矩形，即二者相互连通水平呈T字型。

为便于上述实施例中熔化区2中的溶液流入保温区3中的顺利的进入漏板安装口5，最好将上述的漏板安装口5设置于熔化区2出口的两侧，且排列在同一条与保温区3其中一侧相平行的直线上。

而上述在T型中作为横向矩形保温区3的两端可向两侧继续延伸，其长度越长，可在其底部可设置的漏板安装口5就越多，即本发明的又一个实施例，在保温区3内的底部设有三个以上的漏板安装口5时，每个漏板安装口5相互之间的距离相等，且漏板安装口的数量成对增加，置于熔化区2出口两侧的漏板安装口5数量相等，且相互对称。在本实施例的结构中，如熔化区2内可同时熔化的矿石原料较多，从而形成的溶液量较大时，溶液由熔化区2流入保温区3内后，即顺其两端的走向，以此流入其底部的多个漏板安装口5中，在相应的漏板安装口5上安装漏板，即可同时通过多个漏板进行拉丝。

上述实施例已经提到，熔化区2与保温区3内主要由烧嘴组件喷出天然气燃烧进行加热，而根据上述实施例的结构及功能描述，很显然可以得出熔化区2内所需的温度高于保温区3，因此在本发明用于解决技术问题的一个优选实施例中，将上述烧嘴组件中的其中两个组件设置为主烧嘴10与保温烧嘴11，而由两者的名称可知，主烧嘴10应当安装于熔化区2内，并为满足熔化区2内高温的需求，需将前述主烧嘴10设置为多个，且朝下均布安装在熔化区2内的顶部；而保温烧嘴11的数量可根据安装漏板的数量相对增加，但为避免流入保温区3的溶液再次发生凝固，因此保温区3内仍需维持一定的高温，即保温烧嘴11也设置为多个，并朝下均布安装在保温区3内的顶部。

再参考图1所示，为便于在窑炉生产过程中，对其内部的温度、溶液液位进行实施测量，因此还需要在炉架1上增设温度传感器测量点12与液位测量点13，即根据本发明又一个实施例，根据不同的测量需要，将前述的温度传感器测量点设置在熔化区2的上方或侧面上；将液位测量点13设置在保温区3与熔化区2中任意一个的上方或侧面上。同时在本实施例中，还提供对窑炉生产时的观测功能，即在炉架1上增设炉门14与观察门15，所述炉门14位于熔化区2的任意一侧，观察门15位于保温区3的任意一侧。其中炉门14的作用是观察熔化区2内的燃烧情况，而观察门15的作用则是观察保温区2内溶液的滞留及流进漏板安装口5的情况。

上述实施例所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉在实际使用时，由加料口4向熔化区2内加入呈颗粒或小块状的玄武岩矿石原料，启动熔化区2与保温区2内的主烧嘴10与保温烧嘴11，保温烧嘴11喷射天然气并在熔化区2及保温区3内燃烧，此时炉架1内熔化区2与保温区3的温度迅速升高，在熔化区2内的玄武岩矿石原料开始熔化，逐渐形成溶液流入保温区3，并随保温区3两端的延伸方向逐渐流淌，在溶液流淌的过程中，陆续进入保温区3底部设置的漏板安装口5，进而进入漏板安装口5上安装的漏板，此时通过相应的漏板即可进行拉丝工序，最终形成玄武岩连续纤维；而在保温区3内的溶液量充足时，可同时从多个漏板上进行拉丝，显著提高了玄武岩连续纤维的生产效率，同时由于从多个漏板拉丝均在消耗保温区3内的溶液量，因此保温区3内的溶液消耗较快，避免溶液在其内部滞留时间过长为防止其再次凝固而需要保温喷嘴11提供大量的热量予以维持液态，从而使窑炉的能耗得到降低。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (9)

1.一种用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，包括炉架(1)，其特征在于：所述炉架(1)的内部设有相互连通的熔化区(2)与保温区(3)，且熔化区(2)上还设有与其相连通的加料口(4)，所述保温区(3)的水平宽度大于熔化区(2)的水平宽度，所述熔化区(2)与保温区(3)内的任意位置上设有烧嘴组件；所述保温区(3)还设有至少两个漏板安装口(5)，所述漏板安装口(5)与保温区(3)内的熔液出口相连通，所述漏板安装口(5)并排分布于保温区(3)的底部；所述保温区(3)的上方还设有热交换器(8)，所述热交换器(8)与保温区(3)的高温废气通道(9)相连通，用于由热交换器(8)将由高温废气通道(9)排出的高温废气进行换热冷却，并将换热得到的热量作其他用途。

2.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述保温区(3)的下方设有隔热层(6)，所述隔热层(6)置于两个漏板安装口(5)之间；所述保温区(3)的上方还设有保温材料层(7)；所述熔化区(2)底部的整体高度与保温区(3)底部的整体高度保持一致。

3.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述熔化区(2)与保温区(3)均呈矩形，且它们相互连通水平呈T字型。

4.根据权利要求3所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述保温区(3)内部至少两个漏板安装口(5)置于熔化区(2)出口的两侧，且在同一条与保温区(3)其中一侧相平行的直线上。

5.根据权利要求1或4所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述保温区(3)内的底部设有三个以上的漏板安装口(5)，且每个漏板安装口(5)相互之间的距离相等；所述置于熔化区(2)出口两侧的漏板安装口(5)数量相等，且相互对称。

6.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述烧嘴组件包括主烧嘴(10)与保温烧嘴(11)，所述主烧嘴(10)为多个，且朝下均布安装在熔化区(2)内的顶部；所述保温烧嘴(11)也为多个，并朝下均布安装在保温区(3)内的顶部。

7.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述熔化区(2)的上方或侧面设有温度传感器测量点(12)；所述保温区(3)与熔化区(2)中任意一个的上方或侧面还设有液位测量点(13)。

8.根据权利要求1所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述的熔化区(2)的任意一侧上设有炉门(14)，保温区(3)的任意一侧上设有观察门(15)；所述熔化区(2)与保温区(3)的内壁上均设有耐火材料层(16)。

9.根据权利要求8所述的用于玄武岩纤维生产的多漏板窑炉，其特征在于：所述熔化区(2)、保温区(3)内壁上的耐火材料层(16)与炉架(1)之间还设有保温材料层(7)。