CN103204628B - 热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿棉生产领域，尤其涉及一种高炉熔渣直接生产矿棉的方法及装置。一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，渣包设置在渣包车上，渣包底部设有搅拌气进口，所述渣包盖上设有加料口、排气口和补热电极，倾翻机构具有与渣包相配合的调质工位和与均质炉相配合的均质工位，均质炉通过熔体流口与离心制棉机连通。一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的工艺方法，包括配置熔渣，调质，均质和制棉。本发明渣包内的混合熔渣无需再运输到调质炉，减少了高炉熔渣在运输过程中的热量损失，均质炉使得熔体化学成份更稳定、均匀，提高了矿棉纤维的质量；该工艺既利用了熔渣的热能，又降低了矿棉制造的成本，改善了矿棉产品的制造环境。

Description

热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置

技术领域

本发明涉及矿棉生产领域，尤其涉及一种高炉熔渣直接生产矿棉的装置。

背景技术

高炉熔渣是高炉炼铁生产中产生的高温副产物，温度约在1400℃~1600℃左右。一般而言，1吨熔渣带有1600~1800MJ热量，大约相当于55~61kg标准煤完全燃烧后所产生的热量。而传统的高炉渣处理要么热泼，冷却后的大块干渣供矿棉行业作熔制原料，要么水淬成细粒状水淬渣，作为水泥行业的原料或矿渣微粉原料，不论哪种工艺都产生大量的污染。

矿棉是一种优质的保温绝热材料，传统工艺都是以块状高炉干渣、焦炭和块状硅石等为原料，经过冲天炉熔制成高温熔体，再经高速离心或喷吹制成微米级纤维，根据需要经不同的设备加工成初级粒状棉或板、管、毡等最终产品。自1840年开始这方面的研究以来，矿棉的制造工艺和相关装备有了很大的进步，产品质量和品种也得到极大提升和丰富，基本上能够满足现代工业和建筑对保温材料的要求。但纵观整个生产过程，高炉熔渣需要先冷却、破碎、筛选，再加热熔化成高温熔体，不仅污染严重，炉渣前期的巨大热量被白白浪费掉，后期的熔制又要浪费大量能量。在建设节能型社会的今天，矿棉的这种制造工艺既不环保更不节能，需要变革。

现有技术中日本专利JP62263904A公开了一种将高炉熔渣从高炉转移到调质炉的方法：鉴于高炉周边空间的限制，矿棉生产线不能直接建在高炉边，需要有一定安全距离；又因高炉特别是现代化大高炉工作制度的限制，每批次排放高炉熔渣量比较大，远远超出矿棉产线的生产能力，高炉排渣速度1~5t/min，间歇出渣；矿棉离心机生产能力1~5t/h，连续作业，实际生产中需要用大容量渣包将高炉一个排渣周期中所排放的熔渣全部接收并运送到溶渣分装点，再从大渣包中分装到两个小型专用渣包后才分批注入调质炉。转运过程涉及的设备多，操作繁杂，且分装过程中散失的热量多，部分熔渣温度下降固化，不能再注入调质炉中，只能作冷弃处理；对注入调质炉内的熔渣补热所需的能耗也相应增加。如果高炉一个排渣周期中所排放的熔渣量达到几十乃至几百吨时，全部用大渣包接收也很困难。另外，在对熔渣进行调质的过程中，现有技术是利用熔渣落入容器时产生的冲击作用实现调质料与熔渣的搅拌混合；经过实际生产表明，仅靠高炉熔渣注入时产生的瞬时搅拌作用是无法达到熔渣和调质料充分混合的，影响了矿棉的产品质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，渣包直接作为调质炉进行调质，减少了热量损失，利用均质炉使得熔体化学成份更稳定、均匀，最后通过离心制棉机制得矿棉纤维，提高了矿棉纤维的质量。

本发明是这样实现的：一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，包括进渣溜槽、渣包、渣包车、渣包盖、倾翻机构、升降机构、均质炉和离心制棉机，所述渣包设置在渣包车上，渣包底部设有搅拌气进口，所述渣包盖上设有加料口、排气口和补热电极；所述渣包车具有取渣工位和调质工位，渣包车在取渣工位时渣包由进渣溜槽与高炉渣沟连通，渣包车在调质工位时渣包通过升降机构与倾翻机构相配合；所述均质炉上设有进料口，倾翻机构具有与渣包相配合的调质工位和与均质炉相配合的均质工位；所述均质炉底部设有残铁排放口，均质炉通过熔体流口与离心制棉机连通。

所述的均质炉由主腔室和副腔室两部分构成，主腔室与副腔室之间通过熔渣通道连通，主腔室容积大于副腔室，所述残铁排放口设置在主腔室底部，所述进料口设置在主腔室顶部，所述熔体流口设置在副腔室底部，熔体流口低于主腔室的底部。

一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的工艺方法，包括以下步骤：

步骤一、配置熔渣，将高炉熔渣注入到渣包内，并将调质料倒入渣包中，利用高炉熔渣落入渣包时产生的冲击作用初步实现调质料与高炉熔渣的搅拌混合；

步骤二、调质，从渣包底部通入保护搅拌气体对调质料与高炉熔渣混合后的混合熔渣进行搅拌，并同时对混合熔渣补热至1460~1550℃，直至调质后的混合熔渣的酸度系数满足1.3～1.8；

步骤三、均质，将调质后的混合熔渣注入均质炉内均质2~5小时，均质温度保持在1460~1550℃，均质炉底部析出的残铁从残铁排放口排出炉体；

步骤四、制棉，均质后的熔体送入离心制棉机的高速离心辊上，甩制成矿棉纤维，完成矿棉纤维的生产。

所述步骤一中，调质料与高炉熔渣混合后的混合熔渣中，调质料的质量百分比含量为高炉熔渣的16~28%。

所述步骤一中，调质料为硅砂、粒度在10mm以下硅石、破碎后粒度在10mm以下的酸性废旧耐材中的任意一种或多种的混合物。

所述的酸性废旧耐材为粘土砖、高铝砖或腊石砖。

所述步骤一中，先将调质料倒入渣包中，再将高炉熔渣注入到渣包内。

所述步骤一中，将高炉熔渣注入到渣包的同时伴随高炉熔渣流将调质料倒入渣包中。

所述步骤二中，所述的保护搅拌气体为氮气。

所述步骤二中还包括补加调质料的步骤，调质过程中对混合熔渣进行测温及取样，根据取样的测量结果对混合熔渣补加调质料，直至满足工艺设定要求。

本发明热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置利用熔渣落入渣包时产生的冲击作用初步实现调质料与熔渣的搅拌混合后，渣包内的混合熔渣无需再运输到调质炉，减少了高炉熔渣在运输过程中的热量损失，渣包直接作为调质炉进行调质，混合熔渣在渣包内由气体搅拌充分混合调质料与高炉熔渣，再利用均质炉使得熔体化学成份更稳定、均匀，最后通过离心制棉机制得矿棉纤维，提高了矿棉纤维的质量；该工艺将钢铁行业和保温建材行业有机的结合起来，既提高了钢铁冶金渣的自身价值，利用了熔渣的热能，又降低了矿棉制造的成本，改善了矿棉产品的制造环境。

附图说明

图1为本发明热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置的工作流程示意图。

图中：1高炉渣沟、2进渣溜槽、3高炉熔渣、4渣包、5渣包车、6渣包盖、7搅拌气进口、8倾翻机构、9升降机构、10加料口、11排气口、12补热电极、13进料口、14均热电极、15均质炉、16残铁排放口、17熔体流口、18熔体、19离心制棉机、151主腔室、152熔渣通道、153副腔室。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，包括进渣溜槽2、渣包4、渣包车5、渣包盖6、倾翻机构8、升降机构9、均质炉15和离心制棉机19，所述渣包4设置在渣包车5上，渣包4底部设有搅拌气进口7，所述渣包盖6上设有加料口10、排气口11和补热电极12；所述渣包车5具有取渣工位和调质工位，渣包车5在取渣工位时渣包4由进渣溜槽2与高炉渣沟1连通，渣包车5在调质工位时渣包4通过升降机构9与倾翻机构8相配合；所述均质炉15上设有进料口13，倾翻机构8具有与渣包4相配合的调质工位和与均质炉15相配合的均质工位；所述均质炉15底部设有残铁排放口16，均质炉15通过熔体流口17与离心制棉机19连通。

本发明热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置可进一步描述为，所述的均质炉15由主腔室151和副腔室153两部分构成，主腔室151与副腔室153之间通过熔渣通道152连通，主腔室151容积大于副腔室153，所述残铁排放口16设置在主腔室151底部，所述进料口13设置在主腔室151顶部，所述熔体流口17设置在副腔室153底部，熔体流口17低于主腔室151的底部，熔体流口17上安装电磁流速综合控制装置，有效的降低了主腔室151内熔渣液面波动对排渣速率的影响，生产更稳定，矿棉纤维质量更高。

一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的工艺方法，包括以下步骤：

步骤一、配置熔渣，渣包车5将渣包4送到取渣工位，打开渣包盖6，摆动进渣溜槽2的位置，高炉渣沟1内的高炉熔渣3从进渣溜槽2注入到渣包4内，并将调质料倒入渣包中；在本步骤中，既可以先将调质料倒入渣包4中，再将高炉熔渣3注入到渣包4内，也可以将高炉熔渣3注入到渣包4的同时伴随高炉熔渣流将调质料倒入渣包4中；利用高炉熔渣3落入渣包4时产生的冲击作用初步实现调质料与高炉熔渣3的搅拌混合；在本实施例中调质料与高炉熔渣混合后的混合熔渣中，调质料的质量百分比含量为高炉熔渣的16~28%；调质料为硅砂、粒度在10mm以下硅石、破碎后粒度在10mm以下的酸性废旧耐材中的任意一种或多种的混合物，通常情况下酸性废旧耐材为粘土砖、高铝砖或腊石砖。取渣结束后盖上渣包盖6，由渣包车5将渣包4运至调质工位。

步骤二、调质，渣包4到达调质工位后，从渣包4底部通入保护搅拌气体对调质料与高炉熔渣混合后的混合熔渣进行搅拌，并同时用补热电极12对混合熔渣补热至1460~1550℃，直至调质后的混合熔渣的酸度系数满足1.3～1.8；在本实施例中所述保护搅拌气体为氮气；由升降机构9将渣包4送到倾翻机构8上，倾翻机构8将渣包4从调质工位运到均质工位，并倾翻渣包4，将渣包4内调质后的混合熔渣送入均质炉15中。在调质过程中，为了提高矿棉的质量，对混合熔渣进行测温及取样，根据取样的测量结果对混合熔渣补加调质料，直至满足工艺设定要求。

步骤三、均质，将调质后的混合熔渣注入均质炉15内均质2~5小时，通过均热电极14将均质温度保持在1460~1550℃，均质炉15底部析出的残铁从残铁排放口16排出炉体，混合熔渣经均质处理后得到的熔体18化学成份更稳定、均匀；

步骤四、制棉，均质后的熔体18从熔体流口17送入离心制棉机19的高速离心辊上，甩制成的矿棉纤维，完成矿棉纤维的生产；矿棉纤维再经后工序加工成需要的板、管、毡或粒状棉等矿棉制品。

Claims (2)

1.一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，其特征是：包括进渣溜槽(2)、渣包(4)、渣包车(5)、渣包盖(6)、倾翻机构(8)、升降机构(9)、均质炉(15)和离心制棉机(19)，所述渣包(4)设置在渣包车(5)上，渣包(4)底部设有搅拌气进口(7)，所述渣包盖(6)上设有加料口(10)、排气口(11)和补热电极(12)；所述渣包车(5)具有取渣工位和调质工位，渣包车(5)在取渣工位时渣包(4)由进渣溜槽(2)与高炉渣沟(1)连通，渣包车(5)在调质工位时渣包(4)通过升降机构(9)与倾翻机构(8)相配合；所述均质炉(15)上设有进料口(13)，倾翻机构(8)具有与渣包(4)相配合的调质工位和与均质炉(15)相配合的均质工位；所述均质炉(15)底部设有残铁排放口(16)，均质炉(15)通过熔体流口(17)与离心制棉机(19)连通。

2.如权利要求1所述的热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，其特征是：所述的均质炉(15)由主腔室(151)和副腔室(153)两部分构成，主腔室(151)与副腔室(153)之间通过熔渣通道(152)连通，主腔室(151)容积大于副腔室(153)，所述残铁排放口(16)设置在主腔室(151)底部，所述进料口(13)设置在主腔室(151)顶部，所述熔体流口(17)设置在副腔室(153)底部，熔体流口(17)低于主腔室(151)的底部。