CN103951291B - 一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热熔矿渣直接生产泡沫材料的设备，包括依次设置的熔渣调整炉、初凝器、冷却定型器；熔渣调整炉上设有分别喷入调整剂和煤氧的调整剂喷枪和煤氧喷枪，调整剂加快熔渣发泡的速度，煤氧保持熔渣的温度、使调整剂快速熔化并均匀化；热熔矿渣被喷入调整剂和煤氧形成泡沫矿渣后，连续铸入初凝器和冷却定型器冷却制成矿渣泡沫材料。本发明还公开了一种热熔矿渣直接生产泡沫材料的方法，把热熔矿渣送入熔渣调整炉，喷入调整剂和煤氧形成泡沫矿渣后被连续铸入初凝器和冷却定型器快速冷却制成矿渣泡沫材料。本发明实现了冶金渣的高效益利用，使用价值大幅度提高，经济效益大幅度提高。减少了污染物的排放，节能减排效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备及方法，尤其涉及一种利用冶金热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的生产方法和设备，属于冶金资源综合利用和材料制备领域。
背景技术
为了提高冶金矿渣的综合利用水平，变废为宝，减少废渣对环境的危害，保护环境，冶金矿渣最早被用于制造水泥、混凝土微粉、铺路材料等等，随着技术的发展后来被应用于生产更高端的新材料矿渣棉、泡沫玻璃、微晶玻璃等等，其产品被广泛应用于工民建筑、化工、冶金等工业领域、农业、园林绿化、船舶制造及军工领域。
关于泡沫玻璃、微晶玻璃的生产，中国专利201310080386.7公开了一种利用高炉渣制备高强度多孔泡沫玻璃的方法，首先将高炉渣烘干球磨除铁后与硼酸、硝酸纳、硝酸钡、硫粉、碳化硅混合后装入耐热模具中烧制得到泡沫玻璃，再分步加热到950℃发泡制备高强度多孔泡沫玻璃。中国专利200810150001.9公开了一种利用液态排渣炉熔渣直接生产泡沫玻璃的方法，通过在液态排渣炉中添加碎玻璃或氧化钙，使得熔渣的化学组成：SiO2:45-65％、Al2O3:5-30％、FeO3:0-15％、Ca+Mg:10-30％、Na2O+K2O:0-14％，然后将所得到符合要求的熔渣直接通过液态排渣炉下方的水淬池进行水淬，得到制备泡沫玻璃的玻璃体原料，再用传统工艺制备泡沫玻璃。中国专利201220525693.2公开了一种无模法泡沫玻璃连续发泡装置，包括磨粉机将泡沫玻璃原料和发泡剂磨成粉末混合，网带式发泡窑、碾压拉引装置、切割装置生产出泡沫玻璃块、退火炉退火。中国专利200810012405.1公开了一种含钛高炉渣制备微晶泡沫玻璃的方法，以含TiO2：14-29％高炉渣为基础原料，适量加入硅质原料生产玻璃态物质，烧至1350-1400℃，水淬制得基础玻璃，再加入发泡剂、稳泡剂、助溶剂，再加热到930℃发泡制备微晶泡沫玻璃。中国专利201310150838.4公开了一种以高钛高炉渣和玻璃粉制备微晶泡沫玻璃的方法，先将高钛高炉渣和废玻璃粉磨细，然后将高钛高炉渣、废玻璃粉、助溶剂、发泡剂、稳泡剂充分混匀压块，再加热到1000℃发泡制备微晶泡沫玻璃。中国专利201310486455.4公开了一种高炉热态熔渣的调质方法，包括：热态熔渣转运与缓存、热态熔渣一次调质工艺、热态熔渣二次调质工艺和精细控制，使热态熔渣显热充分利用，为高炉熔渣制备微晶石材、石棉等提供一种工艺方法，转运和调质过程中熔渣温度保持1350～1500℃。
现有技术对热熔矿渣用于制造高端绿色环保建材泡沫玻璃、微晶玻璃的生产工艺，基本都是将热熔矿渣采用不同的方式快速冷却后，制成粉末，配以玻璃类材料、助溶剂、发泡剂、稳泡剂，然后再通过模具或发泡炉进行加热到900～1000℃等不同的温度进行发泡，生产流程中冶金热熔矿渣的显热没有得到高效利用、再加热制造泡沫玻璃材料又增加了新的能耗、增加了污染物的排放。并且无法实现更大规模的连续生产矿渣泡沫材料，生产效率低、综合能耗高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备及方法，解决了目前采用热熔矿渣生产矿渣泡沫材料必须将热熔矿渣冷却、制粉、混合添加剂、再加热到900～1000℃发泡所造成的综合能耗高、生产效率低、成本高等问题。
名词解释：
1、热熔矿渣：热熔矿渣是来自高炉渣、或锰铁渣、或冶硅渣、或其它冶金渣，温度1400～1550℃。
2、泡沫矿渣：热熔矿渣加入调整剂后，由煤氧喷枪喷入煤和氧气燃烧，熔化调整剂，并使其均匀化，调整热熔矿渣的温度，使热熔矿渣发泡后称为泡沫矿渣。
3、矿渣泡沫材料：热熔矿渣发泡后的泡沫矿渣，经快速冷却制成的矿渣泡沫材料。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，包括依次设置的调整炉(1)、初凝器(2)、冷却定型器(3)；调整炉(1)、初凝器(2)、冷却定型器(3)依次相连组成矿渣泡沫材料的主要制备设备；所述的调整炉(1)设有调整剂喷枪(13)和煤氧喷枪(14)，调整剂喷枪(13)和煤氧喷枪(14)分别喷入调整剂和煤氧，调整剂加快热熔矿渣的发泡速度，煤氧保持熔渣的温度、使调整剂快速熔化并均匀化后发泡生成泡沫矿渣，泡沫矿渣被连续铸入初凝器(2)和冷却定型器(3)快速冷却制成矿渣泡沫材料。优选的，所述调整剂喷枪(13)和煤氧喷枪(14)设置的具体数量由本专业技术人员根据设备的规模大小和实际需要进行设计，
作为本发明的进一步改进，所述调整炉(1)由外炉壁(11)、耐材炉壁(12)、引导板(18)和流渣槽(17)组成；耐材炉壁(12)砌筑在外炉壁(11)内形成上大下小的炉内腔体，引导板(18)通过初凝器(2)和冷却定型器(3)内部由下而上到达耐材炉壁(12)的底部，使调整炉形成一个底部封闭的热熔矿渣池，热熔矿渣通过流渣槽(17)连续流入调整炉，热熔矿渣在调整炉内快速形成泡沫矿渣后，引导板(18)向下牵引移动，使泡沫矿渣进入初凝器(2)和冷却定型器(3)被制成矿渣泡沫材料。优选的，流渣槽(17)或用渣罐方式替代，用渣罐将热熔矿渣(16)倒入调整炉。优选的，调整炉(1)形状是倒台形体、或矩形体、或圆柱体、或椭圆柱体。
优选的，所述调整剂是由助剂和稳泡剂组成，根据热熔矿渣不同的化学成分按照热熔矿渣：助剂：稳泡剂＝6～8：1.5～3.7：0.3～0.5(重量比)进行调整配比喷入。所述助剂和稳泡剂均为矿物或工业废渣；其中所述助剂选自含有SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、KO和/或CaF2中的一种或几种的矿物或工业废渣；所述稳泡剂选自含有磷酸钠磷酸钠或磷酸镁的矿物、工业废渣。
优选的，所述煤氧喷枪(14)是由喷煤粉管和氧气管道组成，所述煤粉是由氮气做载体喷入，喷入煤粉与氧气的质量比例为35～55：65～45。
作为本发明的进一步改进，所述初凝器(2)包括初凝器冷却板、初凝器安装框(24)；大于等于3块的初凝器冷却板，安装在大于等于2个的上下分布的初凝器安装框(24)内，被固定的初凝器冷却板组成一个横截面为三角形、或矩形或多边形的上小下大的台状体，如图1所示。所述初凝器冷却板由初凝器铜板(21)、初凝器钢板(22)和初凝器连接件(23)组成，初凝器铜板(21)与初凝器钢板(22)通过初凝器连接件(23)相连接成一个整体板式结构的初凝器冷却板，初凝器铜板(21)作为初凝器内壁，初凝器钢板(22)作为初凝器外壁，初凝器内壁与垂线之间有0～45度的θ夹角；优选的，所述初凝器铜板(21)水平方向上开设有初凝器润滑口(27)，初凝器润滑口(27)与水平面向下有0～60度的夹角；所述初凝器钢板(22)上开设有初凝器润滑油槽(26)并与初凝器润滑口(27)一一对应，对应每条初凝器钢板(22)上的初凝器润滑油槽(26)在垂直于初凝器钢板(22)的方向上还设有初凝器进油孔(25)，初凝器进油孔(25)与初凝器润滑油槽(26)相通，用以从外部供耐高温润滑油；初凝器润滑油槽(26)与初凝器润滑口(27)相连通，初凝器润滑口(27)溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑，以减少阻力和提高表面质量。优选的，所述初凝器钢板(22)外表面上焊接有初凝器水冷管(28)，循环水通过初凝器水冷管(28)使冷却初凝器(3)快速冷却。所述初凝器冷却板、初凝器安装框(24)、初凝器润滑口(27)、初凝器润滑油槽(26)、初凝器进油孔(25)、初凝器水冷管(28)的具体数量由本专业技术人员根据实际设备的规模大小和需要进行设计。优选的，初凝器是可以整体更换的。
作为本发明的进一步改进，所述冷却定型器(3)包括冷却板、安装框(34)；大于等于3块的冷却板，安装在大于等于2个的上下分布的安装框(34)内，被固定的冷却板组成一个横截面为三角形、矩形或多边形的上下一致的桶形冷却定型器(3)；所述冷却板由冷却铜板(31)、冷却钢板(32)和连接件(33)组成，冷却铜板(31)与冷却钢板(32)通过连接件(33)相连接成一个整体板式结构的冷却板，冷却铜板(31)作为冷却定型器内壁，冷却钢板(32)作为冷却定型器外壁；优选的，冷却铜板(31)水平方向上开设有润滑口(37)，润滑口与水平面向下有0～60度的夹角；所述冷却钢板(32)上开设有润滑油孔(38)并与润滑口(37)一一对应，对应每条冷却钢板(32)上的润滑油孔(38)在垂直于冷却钢板(32)的方向上设有进油孔(35)，进油孔(35)与润滑油孔(36)相通，用以从外部供耐高温润滑油，润滑油孔(36)与润滑口(37)相连通，润滑口(37)溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑，以减少阻力和提高表面质量。优选的，冷却钢板(32)的外表面上焊接有水冷管(38)，循环水通过水冷管(38)使冷却定型器(3)快速冷却。优选的，所述冷却板、安装框(34)、润滑口(37)、润滑油孔(38)、进油孔(35)、水冷管(38)的具体数量由本专业技术人员根据实际设备的规模大小和需要进行设计。优选的，冷却定型器(3)是可以整体更换的。
优选的，所述冷却定型器(3)的长度可以缩短到0％～50％，冷却定型器(3)被缩短的50％～100％部分用水雾喷淋器(39)替代，用以快速冷却矿渣泡沫材料(4)。所述矿渣泡沫材料(4)表面硬壳密度为600～2000公斤/m3，心部密度为150～800公斤/m3不同密度的高强度矿渣泡沫材料。
作为本发明的进一步改进，所述热熔矿渣(16)直接生产矿渣泡沫材料的设备还包括牵引机(5)、定尺分断机(6)、输送辊道(7)和退火炉(8)；牵引机(5)、定尺分断机(6)、输送辊道(7)和退火炉(8)在冷却定型器(3)的后面按照工序依次排列。所述牵引机(5)有1～4台，每台由一对牵引辊和和牵引电机组成，主要作用是牵拉矿渣泡沫材料；牵引机(5)后面是定尺分断机(6)，所述定尺分断机(6)是砂轮切割机，或是圆钢锯，或是高压水切割机，作用是将矿渣泡沫材料按照规定尺寸进行切割分断。定尺分断机(6)后面是输送辊道(7)，作用是将尺寸切割分断的矿渣泡沫材料送入退火炉(8)，在退火炉(8)内把矿渣泡沫材料在500～700℃进行热处理，消除快速冷却造成的应力、稳定组织结构、提高强韧性能。
作为本发明的进一步改进，所述热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备中，调整炉(1)保持竖式结构，其它设备均采用与水平地面保持0～90度角度的安装结构。
本发明还提供了一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的方法，把冶金热熔矿渣(1400～1550℃)送入调整炉，调整剂喷枪(13)和煤氧喷枪(14)分别喷入调整剂和煤氧，喷入调整剂和煤氧使热熔矿渣形成泡沫矿渣(15)后，被连续铸入初凝器(2)和冷却定型器(3)快速冷却制成矿渣泡沫材料。
一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的方法，包括如下步骤：
1)调整炉1生产之前，引导板18安装在耐材内炉壁12的底部位置使调整炉1形成一个底部封闭的熔渣池；
2)热熔矿渣(1400～1550℃)由流渣槽17连续流入调整炉1；
3)调整炉1内连续喷入调整剂和煤氧,使热熔矿渣形成泡沫矿渣；
4)引导板18在牵引机5的拉动之下，向下进入初凝器2和冷却定型器3。
5)泡沫矿渣随同引导板18连续注入初凝器2和冷却定型器3。
6)在初凝器2内泡沫矿渣15表面被快速冷却形成矿渣泡沫材料4的外壳，初凝器2内的初凝器润滑口27溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料4的外壳起到润滑作用；
7)在冷却定型器3内泡沫矿渣15被快速冷却到心部，生产出矿渣泡沫材料4，冷却定型器3内的润滑口37溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料4的表面进行润滑，以减少阻力，提高表面质量；
8)矿渣泡沫材料4由牵引机5匀速拉出；
9)矿渣泡沫材料4由定尺分断机6切割成标准的尺寸；
10)定尺切割好的矿渣泡沫材料4由输送辊道7送往退火炉8在500～700℃进行热处理，生产出合格的矿渣泡沫材料4。
优选的，步骤3)所述的调整剂是由助剂和稳泡剂组成，根据热熔矿渣不同的化学成分按照热熔矿渣：助剂：稳泡剂＝6～8：1.5～3.7：0.3～0.5(重量比)进行调整配比喷入。所述助剂选自含有SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、KO和/或CaF2的矿物、工业废渣；所述稳泡剂选自含有磷酸钠磷酸钠或磷酸镁的矿物、工业废渣。
优选的，步骤3)所述煤氧是由煤氧喷枪(14)的喷煤粉管和氧气管道同时喷入，所述煤粉是由氮气做载体喷入，喷入煤粉与氧气的质量比例为35～55：65～45。
本发明采用热熔矿渣直接喷入调整剂、煤氧，煤氧加热熔融并均匀化调整剂后，连续生产矿渣泡沫材料，生产效率高，成本低，质量稳定，根据需求生产出表面硬壳密度为600～2000公斤/m3，心部密度为150～800公斤/m3不同密度的高强度矿渣泡沫材料。
本发明的有益效果是：
(1)实现了冶金热熔矿渣的高端、高效益利用，冶金热熔矿渣由制造低端的水泥、混凝土微粉、铺路砖等，到制造高质量、高效益的高端矿渣泡沫材料，使用价值大幅度提高，经济效益大幅度提高。
(2)实现了冶金热熔矿渣的高温显热高效利用，每吨矿渣泡沫材料比传统泡沫玻璃工艺节能约500-550公斤标煤，减少了污染物的排放，节能减排效果显著。
(3)矿渣泡沫材料表面密度高、整体强度高、综合性能好、生产效率高、生产成本低，能生产大规格整体矿渣泡沫材料板等产品，应用范围更加广阔，经济效益和社会效益显著。
附图说明
图1是本发明的剖面示意图。
图2是图1的调整炉、初凝器和冷却定型器左视剖面示意图。
图3是本发明的调整炉生产之前与引导板安装在耐材内炉壁的底部位置使调整炉形成一个底部封闭的熔渣池示意图。
图4是冷却定型器保留1/3长度，其余2/3用水雾喷淋器替代示意图。
图5是冷却定型器全部用水雾喷淋器替代示意图。
图6是本发明的侧卧式结构示意图。
其中：1：调整炉，11：外炉壁，12：耐材炉壁，13：调整剂喷枪，14：煤氧喷枪，15：泡沫矿渣，16：热熔矿渣，17：流渣槽，18：引导板，
2：初凝器，21：初凝器铜板，22：初凝器钢板，23：初凝器连接件，24：初凝器安装框，25：初凝器进油孔，26：初凝器润滑油槽，27：初凝器润滑口，28：初凝器水冷管,
3：冷却定型器，31：冷却铜板，32：冷却钢板，33：连接件，34：安装框，35：进油孔，36：润滑油孔，37：润滑口，38：水冷管，39：水雾喷淋器
4：矿渣泡沫材料，5：牵引机，6：定尺分断机，7：输送辊道，8：退火炉。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本实施例的热熔矿渣直接生产泡沫材料的设备，包括依次设置的调整炉1、初凝器2、冷却定型器3；调整炉1、初凝器2、冷却定型器3依次相连组成矿渣泡沫材料的主要制备设备；所述调整炉1设有调整剂喷枪13和煤氧喷枪14，调整剂喷枪13和煤氧喷枪14分别喷入调整剂和煤氧，调整剂加快热熔矿渣16的发泡速度，煤氧保持熔渣的温度、使调整剂快速熔化并均匀化后发泡生成泡沫矿渣15，泡沫矿渣15被连续铸入初凝器2和冷却定型器3快速冷却制成矿渣泡沫材料4。所述调整剂喷枪(13)和煤氧喷枪(14)的具体数量由本专业技术人员根据设备的规模大小和实际需要进行设计。如图1所示。
所述调整炉1由外炉壁11、耐材内炉壁12、引导板18和流渣槽17组成；耐材内炉壁12砌筑在外炉壁11内形成上大下小的倒矩形台状炉内腔体，引导板18通过初凝器2和冷却定型器3内部由下而上到达耐材炉壁12的底部，使调整炉1形成一个底部封闭的热熔矿渣池，热熔矿渣16通过流渣槽17连续流入调整炉1，热熔矿渣16在调整炉1内快速形成泡沫矿渣15后，引导板18向下牵引移动，使泡沫矿渣15进入初凝器2和冷却定型器3被制成矿渣泡沫材料4。所述流渣槽17或用渣罐方式替代，用渣罐将热熔矿渣16倒入调整炉1。如图3和图2所示。
所述调整剂是由助剂和稳泡剂组成，根据热熔矿渣16不同的化学成分按照热熔矿渣：助剂：稳泡剂＝6：3.7：0.3(重量比)进行调整配比喷入。所述助剂选自含有SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O、KO、CaF2的矿物、工业废渣；所述稳泡剂选自含有磷酸钠、磷酸镁的矿物、工业废渣。
所述煤氧喷枪14是由喷煤粉管和氧气管道组成，所述煤粉是由氮气做载体喷入，喷入煤粉与氧气的质量比例为55：45(重量比)。
所述初凝器2包括初凝器冷却板、初凝器安装框24，初凝器冷却板有4块，装在2个初凝器安装框24内，由上而下分布，用来固定初凝器冷却板，组成一个横截面为矩形的上小下大的台状体，如图1所示。所述初凝器冷却板由初凝器铜板21、初凝器钢板22和初凝器连接件23组成，初凝器铜板21与初凝器钢板22通过初凝器连接件23相连接成一个整体板式结构，初凝器铜板21作为初凝器内壁，初凝器钢板22作为初凝器外壁，初凝器内壁与垂线之间有0～45度的θ夹角；所述初凝器铜板21水平方向上开设有2～6条初凝器润滑口27，初凝器润滑口27与水平面有10度的夹角；所述初凝器钢板22上开设有2～6条初凝器润滑油槽26并与初凝器润滑口27一一对应，对应每条初凝器钢板22上的初凝器润滑油槽26在垂直于初凝器钢板22的方向上还设有3个初凝器进油孔25，初凝器进油孔25与初凝器润滑油槽26相通，用以从外部供耐高温润滑油；初凝器润滑油槽26与初凝器润滑口27相连通，初凝器润滑口27溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑，以减少阻力和提高表面质量。所述初凝器钢板22外表面上焊接有3条初凝器水冷管28，循环水通过初凝器水冷管28使冷却初凝器3快速冷却。初凝器是可以整体更换的。如图1和图2所示。
所述冷却定型器3包括冷却板、安装框34；冷却板有8块，由自上而下分布的3个安装框34固定，组成一个横截面为多边形的上下一致的桶形冷却定型器3；所述冷却板由冷却铜板31、冷却钢板32和连接件33组成，冷却铜板31与冷却钢板32通过连接件33相连接成一个整体板式结构，冷却铜板31作为冷却定型器内壁，冷却钢板32作为冷却定型器外壁；冷却铜板31水平方向上开设有3条润滑口37，润滑口与水平面有10度的夹角；所述冷却钢板32上开设有3条润滑油孔38并与润滑口37一一对应，对应每条冷却钢板32上的润滑油孔38在垂直于冷却钢板32的方向上设有2个进油孔35，进油孔35与润滑油孔36相通，用以从外部供耐高温润滑油，润滑油孔36与润滑口37相连通，润滑口37溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑，以减少阻力和提高表面质量。冷却定型器3还包括水冷管38，水冷管38焊接在冷却钢板32的外表面上，循环水通过水冷管38使冷却定型器3快速冷却。冷却定型器3是可以整体更换的。如图1和图2所示。
所述冷却定型器3的长度可以缩短到1/3长度，冷却定型器3被缩短的2/3部分用水雾喷淋器39替代，用以快速冷却矿渣泡沫材料4。如图4所示。所述矿渣泡沫材料4表面硬壳密度为600～2000公斤/m3，心部密度为150～800公斤/m3不同密度的高强度矿渣泡沫材料。
所述热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备还包括牵引机5、定尺分断机6、输送辊道7和退火炉8，按照工序要求在冷却定型器3的后面依次排列。所述牵引机5有2台，每台由一对牵引辊和牵引电机组成，主要作用是牵拉矿渣泡沫材料；牵引机5后面是定尺分断机6，所述定尺分断机6是砂轮切割机，或是圆钢锯，或是高压水切割机，作用是将矿渣泡沫材料按照规定尺寸进行切割分断。定尺分断机6后面是输送辊道7，作用是将尺寸切割分断矿渣泡沫材料送入退火炉8，在退火炉8内把矿渣泡沫材料在500～700℃进行热处理，消除快速冷却造成的应力、稳定组织结构、提高强韧性能。
作为本发明的进一步改进，所述热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备中，调整炉1保持竖式结构，其它设备均采用与水平地面保持90度角度，即竖式的安装结构。如图1所示。
本发明还提供了一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的方法，把冶金热熔矿渣16(1400～1550℃)送入调整炉1，调整剂喷枪13和煤氧喷枪14分别喷入调整剂和煤氧，喷入调整剂和煤氧使热熔矿渣形成泡沫矿渣15后，被连续铸入初凝器(2)和冷却定型器(3)快速冷却制成矿渣泡沫材料。
一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的方法，包括如下步骤：
1)调整炉1生产之前，引导板18安装在耐材内炉壁12的底部位置使调整炉1形成一个底部封闭的熔渣池；
2)热熔矿渣16(1400～1550℃)由流渣槽17连续流入调整炉1；
3)调整炉1内连续喷入调整剂和煤氧,使热熔矿渣形成泡沫矿渣15；
4)引导板18在牵引机5的拉动之下，向下进入初凝器2和冷却定型器3；
5)泡沫矿渣15随同引导板18连续注入初凝器2和冷却定型器3；
6)在初凝器2内泡沫矿渣15表面被快速冷却形成矿渣泡沫材料4的外壳，初凝器2内的初凝器润滑口27溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料4的外壳起到润滑作用；
7)在冷却定型器3内泡沫矿渣15被快速冷却到心部，生产出矿渣泡沫材料4，冷却定型器3内的润滑口37溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料4的表面进行润滑，以减少阻力，提高表面质量；
8)矿渣泡沫材料4由牵引机5匀速拉出；
9)矿渣泡沫材料4由定尺分断机6切割成标准的尺寸；
10)定尺切割好的矿渣泡沫材料4由输送辊道7送往退火炉8在500～700℃进行热处理，生产出合格的矿渣泡沫材料4。
实施例2：
本实施例的热熔矿渣直接生产泡沫材料的设备，不同之处在于：
所述调整炉1耐材内炉壁12砌筑在外炉壁11内形成上大下小的倒圆台状炉内腔体。
所述调整剂是由助剂和稳泡剂组成，根据热熔矿渣16不同的化学成分按照热熔矿渣：助剂：稳泡剂＝7：2.6：0.4(重量比)进行调整配比喷入。
所述煤氧喷枪14喷入煤粉与氧气的质量比例为50：50(重量比)。
所述初凝器2包括初凝器冷却板有8块，装在3个初凝器安装框24内，由上而下分布用来固定初凝器冷却板，组成一个八边形的上小下大的台状体，初凝器内壁与垂线之间有20度的θ夹角，如图1所示。所述初凝器润滑口27与水平面有30度的夹角所述冷却定型器3的润滑口37与水平面有20度的夹角
所述冷却定型器全部用水雾喷淋器39替代，用以快速冷却矿渣泡沫材料4。如图5所示。
所述定尺分断机6是高压水切割机。
作为本发明的进一步改进，所述热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备中，调整炉1保持竖式结构，其它设备均采用与水平地面保持45度的安装结构。如图6所示。
其他同实施例1。
实施例3：
本实施例的热熔矿渣直接生产泡沫材料的设备，不同之处在于：
所述调整剂是由助剂和稳泡剂组成，根据热熔矿渣16不同的化学成分按照热熔矿渣：助剂：稳泡剂＝8：1.5：0.5(重量比)进行调整配比喷入。
所述煤氧喷枪14喷入煤粉与氧气的质量比例为55：45(重量比)。
所述初凝器2包括初凝器冷却板有3块，装在3个初凝器安装框24内，由上而下分布用来固定初凝器冷却板，组成一个三角形的上小下大的台状体，初凝器内壁与垂线之间有30度的θ夹角。所述初凝器润滑口27与水平面有30度的夹角
所述冷却定型器3的润滑口37与水平面有30度的夹角
所述定尺分断机6是圆钢锯。
作为本发明的进一步改进，所述热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备中，调整炉1保持竖式结构，其它设备均采用与水平地面保持0度的安装结构，即卧式结构。如图6所示。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (9)
1.一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，包括调整炉(1)、初凝器(2)、冷却定型器(3)；调整炉(1)、初凝器(2)、冷却定型器(3)依次相连；所述的调整炉(1)设有调整剂喷枪(13)和煤氧喷枪(14)；
所述调整炉(1)由外炉壁(11)、耐材炉壁(12)、引导板(18)和流渣槽(17)组成；耐材炉壁(12)砌筑在外炉壁(11)内形成上大下小的炉内腔体，引导板(18)通过初凝器(2)和冷却定型器(3)内部由下而上到达耐材炉壁的底部，使调整炉形成一个底部封闭的热熔矿渣池，热熔矿渣通过流渣槽(17)连续流入调整炉并在调整炉内快速形成泡沫矿渣；
经引导板(18)的向下牵引移动，泡沫矿渣进入初凝器(2)和冷却定型器(3)被制成矿渣泡沫材料；调整炉(1)的形状是倒台形体、或矩形体、或圆柱体、或椭圆柱体。
2.如权利要求1所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，其特征在于，所述初凝器(2)包括初凝器冷却板、初凝器安装框(24)；
大于等于3块的初凝器冷却板，安装在大于等于2个的上下分布的初凝器安装框(24)内，被固定的初凝器冷却板组成一个横截面为多边形的上小下大的台状体；
所述初凝器冷却板由初凝器铜板(21)、初凝器钢板(22)和初凝器连接件(23)组成，初凝器铜板(21)与初凝器钢板(22)通过初凝器连接件(23)相连结成一个整体板式结构，初凝器铜板(21)作为初凝器内壁，初凝器钢板(22)作为初凝器外壁，初凝器内壁与垂线之间有0～45度的θ夹角；
所述初凝器铜板(21)水平方向上开设有初凝器润滑口(27)，初凝器润滑口(27)与水平面向下有0～60度的夹角；所述初凝器钢板(22)上开设有初凝器润滑油槽(26)并与初凝器润滑口(27)一一对应，对应每条初凝器钢板(22)上的初凝器润滑油槽(26)在垂直于初凝器钢板(22)的方向上还设有初凝器进油孔(25)，初凝器进油孔(25)与初凝器润滑油槽(26)相通，用以从外部供耐高温润滑油；初凝器润滑油槽(26)与初凝器润滑口(27)相连通，初凝器润滑口(27)溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑；
所述初凝器钢板(22)外表面上焊接有初凝器水冷管(28)，循环水通过初凝器水冷管(28)使初凝器(2)快速冷却。
3.如权利要求1所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，其特征在于，所述冷却定型器(3)包括冷却板、安装框(34)；
大于等于3块的冷却板，安装在大于等于2个的上下分布的安装框(34)内，被固定的冷却板组成一个横截面为多边形的上下一致的桶形冷却定型器(3)；
所述冷却板由冷却铜板(31)、冷却钢板(32)和连接件(33)组成，冷却铜板(31)与冷却钢板(32)通过连接件(33)相联为一个整体板式结构，冷却铜板(31)作为冷却定型器内壁，冷却钢板(32)作为冷却定型器外壁；
所述冷却铜板(31)水平方向上开设有润滑口(37)，润滑口与水平面向下有0～60度的夹角；所述冷却钢板(32)上开设有润滑油孔(36)并与润滑口(37)一一对应；对应每条冷却钢板(32)上的润滑油孔(36)在垂直于冷却钢板(32)的方向上设有进油孔(35)，进油孔(35)与润滑油孔(36)相通，用以从外部供耐高温润滑油，润滑油孔(36)与润滑口(37)相连通，润滑口(37)溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑；在冷却钢板(32)的外表面上焊接有水冷管(38)，循环水通过水冷管(38)使冷却定型器(3)快速冷却。
4.如权利要求2或3所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，其特征在于，所述的多边形为三角形或矩形。
5.如权利要求1所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，其特征在于，所述冷却定型器(3)的长度缩短到0％～50％，冷却定型器(3)被缩短的50％～100％部分用水雾喷淋器(39)替代，用以快速冷却矿渣泡沫材料(4)。
6.如权利要求1所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，其特征在于，所述热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备还包括牵引机(5)、定尺分断机(6)、输送辊道(7)和退火炉(8)，牵引机(5)、定尺分断机(6)、输送辊道(7)和退火炉(8)在冷却定型器(3)的后面依次排列；
所述牵引机(5)有1～4台，每台由一对牵引辊和和牵引电机组成，主要作用是牵拉矿渣泡沫材料；
牵引机(5)后面是定尺分断机(6)，所述定尺分断机(6)是砂轮切割机，或是圆钢锯，或是高压水切割机，作用是将矿渣泡沫材料按照规定尺寸进行切割分断；
定尺分断机(6)后面是输送辊道(7)，作用是将尺寸切割分断矿渣泡沫材料送入退火炉(8)。
7.如权利要求1～3、5、6任一项所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，其特征在于，调整炉(1)保持竖式结构，其它设备均采用与水平地面保持0～90度角度的安装结构。
8.一种热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的方法，使用权利要求1所述的热熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的设备，包括如下步骤：
1)调整炉(1)生产之前，引导板(18)安装在耐材内炉壁(12)内的底部位置使调整炉(1)形成一个底部封闭的熔渣池；
2)1400～1550℃的热熔矿渣由流渣槽(17)连续流入调整炉(1)；
3)调整炉(1)内连续喷入调整剂和煤氧,使热熔矿渣形成泡沫矿渣；
4)引导板(18)在牵引机(5)的拉动之下，向下进入初凝器(2)和冷却定型器(3)；
5)泡沫矿渣随同引导板(18)连续注入初凝器(2)和冷却定型器(3)被快速冷却生产出矿渣泡沫材料(4)；
6)在初凝器(2)内泡沫矿渣(15)表面被快速冷却形成矿渣泡沫材料的外壳，初凝器(2)内的初凝器润滑口(27)溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的外壳起到润滑作用；
7)在冷却定型器(3)内泡沫矿渣(15)被快速冷却到心部，生产出矿渣泡沫材料，冷却定型器(3)内的润滑口(37)溢出的耐高温润滑油对矿渣泡沫材料的表面进行润滑；
8)矿渣泡沫材料由牵引机(5)匀速拉出；
9)矿渣泡沫材料由定尺分断机(6)切割；
10)定尺切割好的矿渣泡沫材料由输送辊道(7)送往退火炉(8)在500～700℃进行热处理，生产出矿渣泡沫材料产品。
9.如权利要求8所述的熔矿渣直接生产矿渣泡沫材料的方法，其特征在于，步骤3)所述的调整剂是由助剂和稳泡剂组成，按照热熔矿渣：助剂：稳泡剂＝6～8：1.5～3.7：0.3～0.5，重量比，进行调整配比喷入；
所述助剂选自矿物或工业废渣，其成分中含有SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O和/或CaF2中的的一种或几种；所述稳泡剂选自矿物或工业废渣，含其成分中有磷酸纳或磷酸镁；
所述煤氧是由煤氧喷枪(14)的喷煤粉管和氧气管道同时喷入，所述煤粉是由氮气做载体喷入，喷入煤粉与氧气的质量比例为35～55：65～45。
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