CN103588393A - 用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺 - Google Patents

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韩正良
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Abstract

本发明公开了用于矿渣棉、岩棉、微晶玻璃、铸石生产的熔体制备工艺,收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入电磁感应炉后,混入以下原料:玄武岩、石英石、白云石或石英沙、晶核剂,调整熔渣的酸度系数、pH值;熔渣在电磁感应炉内升温、搅拌至流动性、过热温度、成份均匀性达标后,通过熔体流量控制装置供给材料成型设备。电磁感应炉的电热效率、功率因数高高;不会对原料、能源造成额外浪费;保证产品质量、提高生产效率和能源利用率。

Description

用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺
技术领域
[0001] 本发明属于无机材料生产工艺的技术领域。具体地说,本发明涉及用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺。
背景技术
[0002]目前,国内矿渣棉、岩棉生产过程中,大部分厂家使用冲天炉作为熔化设备,将玄武岩、矿渣、白云石等在冲天炉内用焦炭熔化后供给成纤设备制成纤维。熔化矿石等原料会造成大量的能源消耗和较严重的环境污染。
[0003] 冲天炉靠入炉料量控制成份,反应周期长;熔体温度和供给量的控制,靠焦炭配比和风口进行调节,温度和供给量存在直接联系,升温时降低供给量或降温时提高供给量均无法实现,控制不便。纤维成型设备生产短时间中断时炉内熔体必须通过溜槽流到事故坑,不能停炉,否则凉炉后重新开炉原、燃料和时间浪费极大。使用冲天炉制备熔体,对环境污染大,能耗高,属于国家淘汰工艺。
[0004] 有的企业是从高炉取得热熔渣,用电弧炉(电弧电阻炉)给热熔渣升温,并进行小幅成份调整后供给成纤设备,生产出矿渣棉。电弧电阻炉可直接利用热熔渣,使用高精度的液压、电器系统控制熔炉定速倾翻来控制熔体流量。但此类设备热效率偏低,且大电流、短网阻抗造成电损大,电效率、功率因数较低,能源损耗大。同时由于高温电弧烧损电极,导致电极消耗大、残渣污染熔体。且电弧会促使C、Si02、Ca0、Mg0等物质之间发生反应,生成硅酸盐、碳化物等物质,部分混入渣液,部分在炉底沉积,污染熔体,成份和温度均匀性差;影响渣液品质和炉况。设备维护量大,冷炉或熔体结壳时启动必须添加导电的物质,使渣液品质改变。起弧、断弧时对电网的冲击较大。
[0005] 由于以上缺陷,电弧电阻炉加热热熔渣的工艺在国内未能推广应用。
[0006] 有一些企业用类似玻璃窑的燃气池炉加热热熔渣的方法,生产低酸度系数的矿渣棉,用活动挡板来控制熔体流量。但是,该方法受限于池炉的升温和调质能力,只能生产品质最差的矿渣棉,不适合用于酸度系数1.2以上的矿棉、岩棉生产。燃气池炉炉内成份必须连续调整,生产不同成份要求的产品时调整时间长、效率低,浪费大,且熔体升温很难超过1500 °C,炉内熔体无法搅拌,成份均匀性差。
[0007] 微晶玻璃、铸石生产中一般用冲天炉熔化矿石,再把熔体转移到燃气池炉中进行保温,加入晶核剂并通过熔体自然流动使其成份均匀,再进行浇铸成型。此工艺熔体流量控制与燃气池炉生产矿渣棉类似。炉内成份必须连续调整,生产不同成份要求的产品时调整时间长、效率低,浪费大。且熔体升温很难超过1500°C,炉内熔体无法搅拌,成份均匀性差。熔化矿石等原料同样会造成大量的能源消耗和较严重的环境污染。
发明内容
[0008] 本发明提供一种用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其目的是保证产品质量、提高生产效率和能源利用率。[0009] 为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是所述熔体制备工艺为:
[0010] 收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入加热设备后,混入以下原料:玄武岩、石英石或石英砂、白云石;调整熔渣的酸度系数,其方法是:再适量加入玄武岩、白云石,对熔体成份进行微调,在1.0~2.4范围内调节熔体的酸度系数;熔体在电磁感应炉内升温、搅拌至流动性、过热温度、成份均匀性达标后,通过熔体流量控制装置供给材料成型设备;
[0011] 上述各成份的配比如下:
[0012]
Figure CN103588393AD00041
[0013] 所述的加热设备为电磁感应炉;所述的材料成型设备为离心机、浇铸机。
[0014] 所述的熔体制备工艺包括:
[0015] 步骤一:收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入电磁感应炉;
[0016] 步骤二:热熔渣加热至1350°C以上;
[0017] 步骤三:在电磁感应炉混入石英石、石英砂或石英沙;
[0018] 步骤四:在电磁感应炉混入白云石;
[0019] 步骤五:在电磁感应炉混入玄武岩;
[0020] 步骤六:将电磁感应炉内的混合后的熔渣升温、搅拌,至流动性、过热温度、成份均匀性达到不同成型工艺的要求,成为合格熔体;
[0021] 步骤七:通过水口开关及熔体流量控制装置,将熔体精确定量,供给材料成型设备。
[0022] 所述的电磁感应炉中熔池的最高温度为1750°C。
[0023] 在所述的步骤一中,采用溜槽输送热熔渣或渣包接取热熔渣,通过运输再兑入电磁感应炉。
[0024] 在所述的步骤三至步骤五中,入炉的原料为块状或粒状,用料斗或输送装置按配比加入。
[0025] 所述的步骤三中加入的石英沙,使用河沙、山沙或清洗过的海沙;必须在炉内有熔渣的情况下加入。
[0026] 所述的石英沙入炉前先进行烘干;加入时需进行搅拌;需要快速加入时,采用气力输送的方法,将烘干后的石英沙直接打入熔渣内部,以提高熔化速度。
[0027] 在所述的步骤六中,在电磁感应炉送电升温过程中,使用机械搅拌的方式使熔体温度和成份均匀。
[0028] 本发明采用上述技术方案,具有以下优点:
[0029] 1、感应炉中熔池温度上限高达1750°C,可适应各种不同成份熔体对温度的需求;
[0030] 2、使用专用的流量控制装置进行熔体供给量的精确控制,流量不受熔体温度和成份的限制,可任意调整;
[0031] 3、成型设备生产可中断、随时停止熔体供应,不会对原料、能源造成额外浪费;
[0032] 4、适应不同品种、粒度的炉料结构,熔体成份可任意调节,可用极低的成本调制出高酸度系数的熔体,用于生产高端岩棉类制品;[0033] 5、不使用焦炭,无入炉灰分等杂质污染;
[0034] 6、无电极损耗,无高温电弧、无熔体气化,可确保熔体纯净;
[0035] 7、电力搅拌加机械搅拌,确保熔体成份均匀;
[0036] 8、回收了热熔渣所蕴含的显热,无需耗费能源熔化玄武岩等原料,节约大量能耗和成本,减少了环境污染;
[0037] 9、电磁感应炉的电热效率、功率因数均高达0.95,单炉生产能力> ΙΟΤ/h,生产效
率更高;
[0038] 10、粉碎后的废棉和废渣可直接回炉熔炼,调质后不影响成品质量,环境污染更低。
附图说明
[0039] 图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0040] 下面对照附图,通过对实施例的描述,对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明,以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0041] 如图1所示的本发明的用于矿渣棉、岩棉、微晶玻璃、铸石生产的熔体制备工艺,为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷,实现提高产品质量和能源利用率的发明目的,本发明采取的技术方案为:
[0042] 所述的熔体制备工艺为:
[0043] 收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入加热设备后,混入以下原料:玄武岩、石英石或石英砂(石英沙)、白云石;调整熔渣的酸度系数,其方法是:再适量加入玄武岩、白云石,对熔体成份进行微调,在1.0~2.4范围内调节熔体的酸度系数;熔体在电磁感应炉内升温、搅拌至流动性、过热温度、成份均匀性达标后,通过熔体流量控制装置供给材料成型设备;
[0044] 上述各成份的配比如下:
[0045]
Figure CN103588393AD00051
[0046] 上述技术方案,适应不同品种、粒度的炉料结构,熔体成份可任意调节,可用极低的成本调制出高酸度系数的熔体,用于生产高端岩棉类制品;采用电磁感应加热,不使用焦炭,无入炉灰分等杂质污染;无电极损耗,无高温电弧、无熔体气化,可确保熔体纯净;保证了产品质量。同时,降低能源消耗和对环境的污染。粉碎后的废棉和废渣可直接回炉熔炼,调质后不影响成品质量,环境污染更低。
[0047] 电磁感应炉的电热效率、功率因数均高达0.95,单炉生产能力> ΙΟΤ/h,生产效率更闻;
[0048] 所述的加热设备为电磁感应炉;所述的材料成型设备为离心机、浇铸机。[0049] 所述的熔体制备工艺包括:
[0050] 步骤一:收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入电磁感应炉;
[0051] 步骤二:热熔渣加热至1350°C以上;
[0052] 步骤三:在电磁感应炉混入石英石、石英砂或石英沙;
[0053] 步骤四:在电磁感应炉混入白云石;
[0054] 步骤五:在电磁感应炉混入玄武岩;
[0055] 步骤六:将电磁感应炉内的混合后的熔渣升温、搅拌,至流动性、过热温度、成份均匀性达到不同成型工艺的要求,成为合格熔体;
[0056] 步骤七:通过水口开关及熔体流量控制装置,将熔体精确定量,供给材料成型设备。
[0057] 本发明回收了热熔渣所蕴含的显热,无需耗费能源熔化玄武岩等原料,节约大量能耗和成本,减少了环境污染。
[0058] 使用专用的流量控制装置进行熔体供给量的精确控制,流量不受熔体温度和成份的限制,可任意调整。
[0059] 所述的电磁感应炉中熔池的最高温度为1750°C。感应炉中熔池温度上限高达1750°C,酸度系数可任 意调整。可适应各种不同成份熔体对温度的需求。
[0060] 在所述的步骤一中,采用溜槽输送热熔渣或渣包接取热熔渣,通过运输再兑入电磁感应炉。
[0061] 在所述的步骤三至步骤五中,入炉的原料为块状或粒状,用料斗或输送装置按配比加入。
[0062] 所述的步骤二中加入的石英沙,使用河沙、山沙或清洗过的海沙;必须在炉内有熔渣的情况下加入。
[0063] 所述的石英沙入炉前先进行烘干;加入时需进行搅拌;需要快速加入时,采用气力输送的方法,将烘干后的石英沙直接打入熔渣内部,以提高熔化速度。
[0064] 若采用小粒度的晶核剂,则采用步骤六所述的方法加入;或者在所述的步骤七中加入。
[0065] 在所述的步骤六中,在电磁感应炉送电升温过程中,使用电力搅拌和机械搅拌的方式使熔体温度和成份均匀。电力搅拌加机械搅拌,确保熔体成份均匀。
[0066] 成型设备生产的中断,可随时停止熔体供应,不会对原料、能源造成额外浪费。
[0067] 步骤七中使用安装在感应炉底部的专用流量控制装置,实现熔体供应的开、关和流量控制。
[0068] 成型设备包括生产矿、岩棉的纤维成型设备-离心机以及生产微晶玻璃制品、
铸石的成型设备。
[0069] 综上所述,本发明的核心技术是:
[0070] 1、在高炉或转炉收集热熔渣为主要原料,加入电磁感应炉后混入玄武岩、石英石、白云石或纯净的石英沙、晶核剂等原料,调整熔渣的温度、成份,用于生产矿渣棉、岩棉、微晶玻璃、微晶铸石或普通铸石;
[0071] 2、使用电力搅拌+机械搅拌方式,使得感应炉中的熔体成份、温度均匀;
[0072] 3、使用安装在感应炉底部的专用流量控制装置,实现熔体供应的开、关和流量控制;
[0073] 4、使用气力输送的方法,用高压气体把干沙直接打入熔渣内部,以提高熔化速度。
[0074] 上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方·案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于矿洛棉、岩棉、微晶玻璃、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于该制备工艺为: 收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入加热设备后,混入以下原料:玄武岩、石英石或石英砂、白云石;调整熔渣的酸度系数,其方法是:再适量加入玄武岩、白云石,对熔体成份进行微调,在1.0~2.4范围内调节熔体的酸度系数;熔体在电磁感应炉内升温、搅拌至流动性、过热温度、成份均匀性达标后,通过熔体流量控制装置供给材料成型设备; 上述各成份的配比如下:
Figure CN103588393AC00021
2.按照权利要求1所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:所述的加热设备为电磁感应炉;所述的材料成型设备为离心机、浇铸机。
3.按照权利要求1所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于所述的熔体制备工艺包括: 步骤一:收集高炉或转炉的热熔渣,将其加入电磁感应炉; 步骤二:热熔渣加热至1350°C以上; 步骤三:在电磁感应炉混入石英石、石英砂或石英沙; 步骤四:在电磁感应炉混入白云石; 步骤五:在电磁感应炉混入玄武岩; 步骤六:将电磁感应炉内的混合后的熔渣升温、搅拌,至流动性、过热温度、成份均匀性达到不同成型工艺的要求,成为合格熔体; 步骤七:通过水口开关及熔体流量控制装置,将熔体精确定量,供给材料成型设备。
4.按照权利要求1或2或3所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:所述的电磁感应炉中熔池的最高温度为1750°C。
5.按照权利要求3所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:在所述的步骤一中,采用溜槽输送热熔渣或渣包接取热熔渣,通过运输再兑入电磁感应炉。
6.按照权利要求3所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:在所述的步骤三至步骤五中,入炉的原料为块状或粒状,用料斗或输送装置按配比加入。
7.按照权利要求3所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:所述的步骤三中加入的石英沙,使用河沙、山沙或清洗过的海沙;必须在炉内有熔渣的情况下加入。
8.按照权利要求7所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:所述的石英沙入炉前先进行烘干;加入时需进行搅拌;需要快速加入时,采用气力输送的方法,将烘干后的石英沙直接打入熔渣内部,以提高熔化速度。
9.按照权利要求3所述的用于矿渣棉、岩棉、铸石类产品生产的熔体制备工艺,其特征在于:在所述的步骤六中,在电磁感应炉送电升温过程中,使用机械搅拌的方式使熔体温度和成份均匀。
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