CN103353232A - 电磁矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置 - Google Patents

Abstract

本发明是电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其结构包括移动臂、拔塞臂、拔塞气缸、销轴、固定架、回转轴、顶塞气缸和石墨质水口、石墨质塞子和多孔圆锥体。优点：解决电磁感应矿渣熔炉底流高温熔渣开流凝堵、恒温流量控制的难题。满足岩棉生产的工艺技术要求，为产高质量岩棉打通瓶颈。底漏出渣水口和设计，确保流量准确，可随意开关，不浪费熔体。能耗低，热效率高，废渣量小，成纤率高成本优势明显。熔炉不仅升温、调温、保温、调质性能优越，而且装载容量大，为规模生产奠定了良好基础。该水口装置具有高温液态矿渣流量可控，流畅无堵，安全可靠，使用方便、高效的特点。

Description

电磁矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置

技术领域

本发明提出的是一种电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，属于矿渣熔融装备技术领域。

背景技术

高炉炼铁的工序能耗约占钢铁工业总能耗的60%,是钢铁工业的能耗大户,其节能减排潜力巨大。高炉渣是高炉炼铁排放出的一种固体废弃物,其处理过程中不仅消耗大量的能源,同时也排出大量的有害物质。因此,开展高炉渣回收利用方面的研究十分必要，高炉渣一种工业固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼1吨铁排出0.3～1吨渣，矿石品位越低,排渣量越大。中国目前每年约排放2000多万吨。矿渣弃置不用会占用土地,浪费资源,污染环境。1589年德国即开始利用高炉渣。20世纪中期以后,高炉渣综合利用迅速发展。目前美国、英国、加拿大、法国、德意志联邦共和国、瑞典、比利时等许多国家都已做到当年排渣,当年用完,全部实现了资源化。日本1980年利用率为85％，苏联1979年利用率在70％以上，中国1981年利用率为83％。 

高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到1400—1600℃时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉矿渣中主要的化学成分是SiO2，Al2O3，CaO，MgO，MnO，FeO，S等。此外，有些矿渣还含有微量的TiO2，V2O5，Na2O，BaO，P2O5，Cr2O3等。在高炉矿渣中CaO，SiO2，Al2O3占重量的90%以上。

矿渣棉用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿渣棉，矿渣棉可用作保温材料、吸音材料和防火材料等，由它加工的成品有保温板、保温毡、保温筒、保温带、吸音板、窄毡条、吸音带、耐火板及耐热纤维等。矿渣棉广泛用于冶金、机械、建筑、化工和交通等部门。

直接喷吹高炉熔渣，工艺简单，投资较少，但渣棉质量难以保证。以矿渣为主要原料,加入硅石、玄武岩、安山岩,有时还可加入石灰等调剂成分，再熔化后吹制，可得到优质矿渣棉。许多国家都在生产矿渣棉。此外，高炉渣还可作为铸石、微晶玻璃、肥料、搪瓷、陶瓷等的原料。

生产矿渣棉的方法有喷吹法和离心法两种。原料在熔炉中熔化后流出，即用蒸汽或压缩空气喷吹成矿渣棉的方法叫做喷吹法。原料在熔炉中熔化后落在回转的圆盘上，用离心力制成矿渣棉的方法叫做离心法。

矿渣棉的主要原料是高炉矿渣，约占80%～90%，还有10%～20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等，生产矿渣棉的燃料是焦炭。生产分配料、熔化喷吹、包装3个工序。

通常喷吹法生产矿渣棉的工艺流程如图1所示。

矿渣棉熔制设备通常由熔炉（冲天炉或燃气池炉等）、上料机、四辊离心机等组成。

通常生产矿渣棉的工艺均为干矿渣熔融成液态渣其方法如下：

1、将粉末燃料和原料在螺旋状湍流气体中燃烧,生成硅酸盐熔体,然后再将硅酸盐熔体成形为矿棉纤维。原料粉灰或矿渣是喷射入燃烧气体最高温度区的。原料配比是:每100份粉煤,50—300份矿棉原料,除此外矿棉原料还添加了3—9%的细粉状酸度。

2、焦炭熔炉（冲天炉）。

3、燃气池炉，池炉用耐火材料砌筑，由喷枪将然气喷入池内熔化渣料。

4、金属电极电弧熔化渣料（小型）。 

将约占80%～90%的高炉热渣直接装人电磁感应矿渣熔炉(15t-20t矿渣) ，还有10%～20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等矿石料作为添加料，加热升温到1550度左右调整矿渣成分及在熔渣炉中确保熔体恒温，为下属工序提供高温液态可控流量的矿渣流，是生产高质量矿渣棉的关键技术。

可控恒定流量的熔渣流是下属喷吹法和离心法生产高质量矿棉的关键，保温炉底部较厚，有一长段水口温度较低等因素，熔融矿渣会堵塞通道，更不能控制高温矿渣流的流量。

高温熔渣在降温到1300度左右将凝糊状，流动性极差。

发明内容

本发明提出一种电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其目的旨在解决电磁感应矿渣熔炉底流高温熔渣开流凝堵、恒温流量控制的难题。满足岩棉生产的工艺技术要求，为产高质量岩棉打通瓶颈。

本发明的技术解决方案：电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其结构包括移动臂、拔塞臂、拔塞气缸、销轴、固定架、回转轴、顶塞气缸和石墨质水口、石墨质塞子和多孔圆锥体；其中石墨质水口固定在炉底衬内，石墨质塞子塞入石墨质水口内，顶塞气缸与石墨质塞子相连，顶塞气缸固定在移动臂上，移动臂套在拔塞臂上，可来回移动，拔塞臂通过销轴固定在回转轴上，销轴在垂直面回转运动，回转轴固定在固定架上，并可在水平面回转运动；多孔圆锥体镶嵌在耐材炉底定型座内；工作时，当炉内熔渣达到出水要求时，顶塞气缸伸出，将熔渣底部胶状物顶破，拔塞气缸缩回，带动拔塞臂、移动臂和顶塞气缸，将石墨质塞子拔出，熔渣流出炉底，待一炉渣液流完后，拔塞气缸伸出，通过移动移动臂，调整顶塞气缸对准下一个石墨质塞子，并与之相连接，准备下一个拔塞循环。

本发明的优点：1、解决电磁感应矿渣熔炉底流高温熔渣开流凝堵、恒温流量控制的难题。满足岩棉生产的工艺技术要求，为产高质量岩棉打通瓶颈；

2、底漏出渣水口特有设计，确保流量准确，可随意开关，不浪费熔体；3、 能耗低，热效率高，废渣量小，成纤率高成本优势明显。

熔炉不仅升温、调温、保温、调质性能优越，而且装载容量大，为规模生产奠定了良好基础。

该水口装置具有高温液态矿渣流量可控，流畅无堵，安全可靠，使用方便、高效的特点。

附图说明

图1是通常喷吹法生产矿渣棉的工艺流程图。

图2是短流程生产矿渣棉的工艺流程图。

图3是一种电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置的主视结构示意图。

图4是一种电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置的俯视结构示意图。

图中的1是移动臂、2是拔塞臂、3是拔塞气缸、4是销轴、5是固定架、6是回转轴、7是顶塞气缸、8是石墨质水口、9是石墨质塞子。

具体实施方式

对照附图3、4，电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其结构包括移动臂1、拔塞臂2、拔塞气缸3、销轴4、固定架5、回转轴6、顶塞气缸7和石墨质水口8、石墨质塞子9；其中石墨质水口8固定在炉底衬内，石墨质塞子9塞入石墨质水口8内，顶塞气缸7与石墨质塞子9相连，顶塞气缸7则固定在移动臂1上，移动臂1套在拔塞臂2上，可来回移动，拔塞臂2通过销轴4，固定在回转轴6，可绕销轴4在垂直面回转运动，回转轴6固定在固定架5上，并可在水平面回转运动。

工作过程：炉内熔渣达到出水要求后，顶塞气缸7伸出，将熔渣底部胶状物顶破→拔塞气缸3缩回，带动拔塞臂2、移动臂1和顶塞气缸7，将石墨质塞子9拔出，熔渣流出炉底→待一炉渣液流完后，拔塞气缸3伸出→通过移动移动臂1，调整顶塞气缸7对准下一个石墨质塞子9，并与之相连接→准备下一个拔塞循环。

电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，长度400mm,安装在耐材炉底座内。多孔 内口径（10mm-30mm),塞棒孔深约50-80mm，孔下面的开孔径约60mm大孔，避免流渣挂渣堵塞。

该水口装置它包含有一个石墨材料构成的圆锥体均布多孔，圆锥体镶嵌在耐材炉底定型座内，便调换。圆锥体多孔中均镶嵌可方便下的石墨质塞棒，塞棒内安装有固定螺母，便于附加拉棒固定。圆锥体的底部紧配一个单孔的转盘，每次下拉一个塞子慢慢的将从上面下来的熔体成为渣流，上口用定径口控制流量。拉一个塞头用一次，然后单孔的转盘转到第二个孔，依次轮转用完多孔，更换下一个备用的石墨材料构成的多孔圆锥体。周而复始原始实用。

熔融调质热渣熔炉，由运炉小车、电磁感应炉体(3t---60t)、变频电源 (1000---20000kw),可升降、旋转的炉盖、可升降、旋转的感应电极、计算计、plc控制系统等组成。

如图2所示，短流程生产矿棉的工艺，将高炉热渣直接或转运热渣包车装入熔融调质热渣熔炉，（热渣装入节能效果显著），高炉热渣约1500度左右，装入熔融调质热渣熔炉后会降温到大约1200度左右，通过熔融调质热渣熔炉的电磁感应升温到大约1500度左右，再在80%～90%的高炉热渣中添加10%～20%的石英石等进行调质升温到大约1500度左右（加入石英石的目的是调质提高渣棉的品位，将高炉渣棉变为质量高的矿棉，）。

调质升温到大约1500度左右的熔融矿渣，通过流槽将热矿渣流装入矿渣恒温保温炉，矿渣恒温保温炉有二个可控制流量的液渣流嘴，热渣流嘴流出的矿渣流进入下一道制棉设备制成矿棉。（有二种制棉法喷吹法和离心法）。

高炉渣的组成包括化学组成和矿物组成。

化学组成高炉渣中通常含15种以上的化学成分。高炉渣全分析的项目为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、MnO、Fe2O3、S。一些特殊的矿渣还分析TiO2、V2O5、P2O5、Na2O、BaO、Cr2O3、Ni2O3等。所有这些化学成分中，CaO、SiO2、Al2O3、MgO四种成分是主要的，它们约占总重量的95％。SiO2和Al2O3来自矿石中的脉石和焦炭中的灰分，CaO和MgO主要来自熔剂，高炉渣主要就是由这四种氧化物组成的硅酸盐和铝酸盐。

Claims (3)

1.电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其特征是包括移动臂、拔塞臂、拔塞气缸、销轴、固定架、回转轴、顶塞气缸和石墨质水口、石墨质塞子和多孔圆锥体；其中石墨质水口固定在炉底衬内，石墨质塞子塞入石墨质水口内，顶塞气缸与石墨质塞子相连，顶塞气缸固定在移动臂上，移动臂套在拔塞臂上，可来回移动，拔塞臂通过销轴固定在回转轴上，销轴在垂直面回转运动，回转轴固定在固定架上，并可在水平面回转运动；多孔圆锥体镶嵌在耐材炉底定型座内；

工作时，当炉内熔渣达到出水要求时，顶塞气缸伸出，将熔渣底部胶状物顶破，拔塞气缸缩回，带动拔塞臂、移动臂和顶塞气缸，将石墨质塞子拔出，熔渣流出炉底，待一炉渣液流完后，拔塞气缸伸出，通过移动移动臂，调整顶塞气缸对准下一个石墨质塞子，并与之相连接，准备下一个拔塞循环。

2.根据权利要求1所述的电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其特征是所述的多孔圆锥体乃是在圆锥体上均布多孔，多孔圆锥体的底部紧配一个单孔的转盘，每次下拉一个塞子慢慢的将从上面下来的熔体成为渣流，上口用定径口控制流量，拉一个塞头用一次，然后单孔的转盘转到第二个孔，依次按左时针方向轮转用完多孔，更换下一个备用的多孔圆锥体，周而复始。

3.根据权利要求2所述的电磁感应矿渣熔炉左轮弹盒式多孔下拉塞石墨质水口装置，其特征是所述的圆锥体上均布多孔的内口径为10mm-30mm,塞棒孔深50-80mm，孔下面的开孔径60mm，避免流渣挂渣堵塞。

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