CN104326660B - 一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，旨在提供一种不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率及品质的节能型矿棉制备系统。它包括熔渣炉及至少两台离心机，熔渣炉依次包括加料池，均化池,熔化池,净化池及至少两条料道，加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，加料池底部与均化池底部之间通过第一流液通道相连接，均化池底部与熔化池底部之间通过第二流液通道相连通，所述净化池与熔化池之间通过第三流液通道相连通，各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭，且各料道的底部设有出料口。

Description

一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统

技术领域

本发明涉及矿棉生产领域，具体涉及一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统。

背景技术

矿棉是利用工业废料矿渣(高炉矿渣等)为主要原料，矿渣经熔化、调质后的合格熔体（1400～1500度）导入离心机内，并落在离心辊表面上，从而在高速离心辊产生的离心力的作用下被甩制成矿棉纤维；同时配合离心机内的风环喷出的高速气流将矿棉纤维吹入集棉机内（风环喷出的高速气流在离心辊轴向上，沿离心辊表面高速流动）。集棉机内的矿棉纤维在负压风抽吸作用下聚集在集棉机网带上形成矿棉毡。矿棉具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点，因而在建筑物的填充绝热、吸声、隔声及各种热力设备填充隔热等方面有大量的应用。

矿棉传统制作工艺为冲天炉工艺。 冲天炉的工作过程为：先将一定量的煤炭装入炉内作为底焦，它的高度一般在一米以上。点火后，将底焦加至规定高度，从风口至底焦的顶面为底焦高度。然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热，这一过程称为过热。随着底焦的烧失和金属炉料的熔化，料层逐渐下降。每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是碱性氧化物，它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上。在冲天炉内，同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应 3个重要过程。

传统冲天炉工艺的制备过程中生产一吨矿棉制品平均需要消耗能源约550公斤标准煤（包括焦、电等）。能耗费用占工厂成本的30%以上，致使矿棉制品的销售价格高居不下，一般都在2500-3200元/吨以上，成为矿棉制品难以进入建筑市场最为突出的瓶颈问题之一。欲降低矿棉制品的销售价格的关键之一是降低其能耗。虽然通过在传统工艺上采用一些新技术（如加热送风、富氧送风等）也能达到节能的目的，但降耗的幅度有限。

而高炉热态熔渣本身具有很高的温度(1400-1600℃)，其平均热焓约为1670MJ/t，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。由于高炉熔渣用途很广，因此熔渣能量的回收原则是不仅要回收其余热资源，而且要便于炉渣的再利用，在充分利用废渣显热的同时，生产出矿棉、矿渣微晶玻璃等具有较高附加值的建材产品；但目前，国内外高炉熔渣多以水淬法为主，热量无法回收利用。因此，采用高炉热态熔渣直接制备矿棉有利于解决上述技术领域中各自存在的问题，实现了矿棉制备过程中的节能降耗和高炉热态熔渣热量再利用的有机统一，充分利用了高炉热态熔渣的热量，是当今研究的热点技术之一。

另一方面，离心机也是矿棉生产过程中的关键设备，它是决定矿棉产量和质量的重要因素，目前矿棉生产过程中较为成熟、先进的离心机是四辊离心机，其离心辊为四个，包括自上而下依次分布的一号离心辊、二号离心辊、三号离心辊和四号离心辊。各离心辊外侧布置风环，将被高速离心辊被甩制成的矿棉纤维吹入集棉机内。目前的用于生产矿棉的离心机的离心辊的外表面均为光滑的圆弧面；由于离心辊的外表面为光滑的圆弧面，当熔体落在离心辊的外表面上后，熔体位于离心辊表面上，并且熔体与离心辊的外表面之间的附着力不佳，这使得附着在离心辊表面上的部分熔体容易被风环喷出的高速气流直接吹离，而被吹离的熔体与离心辊分离后将快速冷却、硬化形成渣球，而无法在高速离心辊产生的离心力作用下被甩制成矿棉纤维，因而导致离心机的成纤率降低（目前离心机的成纤率通常在60%至70%之间）。更重要的是，由于离心辊的外表面为光滑的圆弧面，这不仅使得熔体与离心辊的外表面之间的附着力不佳，而且附着在离心辊表面上的熔体将连成一片，因而在高速离心辊产生的离心力作用下，附着在离心辊表面上的熔体容易被甩出，且被甩出的熔体颗粒偏大、均一性不佳，造成离心辊甩制得到的矿棉纤维粗而短（纤维直径大、纤维长度短，目前离心机制得的矿棉纤维的平均直径通常在9微米以下），影响矿棉品质。

例如，中国专利公开号CN103787574A，公开日2014年5月14日，发明创造的名称为一种用于岩棉生产的直联式四辊离心机，包括四个离心辊、电机和喷胶装置。该申请案的离心辊的外表面同样为光滑的圆弧面，其同样存在上述不足。

例如，中国专利公开号CN203602500U，公开日2014年5月21日，发明创造的名称为一种用于岩棉生产的四辊离心机，包括熔融流体出口、一号离心辊、二号离心辊、三号离心辊、四号离心辊、风环和中心喷胶装置。该申请案的离心辊的外表面同样为光滑的圆弧面，其同样存在上述不足。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

本发明在第一目的基础上的另一目的是为了克服现有技术中的制备矿棉的离心机的成纤率较低，而且制得的矿棉纤维粗短、影响矿棉品质的问题，提供一种不仅能够提高离心机的成纤率，而且制得的矿棉纤维细长，可有效提高矿棉的品质及性能的利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统。

本发明的技术方案是：

一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，包括熔渣炉及至少两台离心机，所述熔渣炉依次包括加料池，均化池,熔化池,净化池及至少两条料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与均化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述均化池底部与熔化池底部之间通过第二流液通道相连通，所述净化池与熔化池之间通过第三流液通道相连通，各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭，且各料道的底部设有出料口；所述第一流液通道处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置，第二流液通道处设有用于控制第二流液通道的流量的第二控流闸板装置，所述第三流液通道处设有用于控制第三流液通道的流量的第三控流闸板装置；各离心机分别包括离心机外壳，设置在离心机外壳顶部的熔体入料口及设置在离心机外壳内、位于熔体入料口下方的离心辊；各离心机内的离心辊的外表面上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。

本方案直接将高炉热态熔渣由熔渣流入口引入加料池内，并且在高炉热态熔渣流入加料池的同时，将调质料通过主调质料加料口进入加料池内，使调质料均匀的混合在高炉热态熔渣内；接着，熔体（即混合调质料的高炉热态熔渣）由第一流液通道进入均化池进行进一步的均化，进一步使调质料均匀的混合在熔体中；再接着，熔体由第二流液通道进入熔化池，使熔体进一步澄清和均化，促进其玻璃化的形成，获取良好、均匀的熔体；最后，熔体由第三流液通道进入净化池，并由料道的出料口流出，供给离心机进行制棉。熔体在净化池内消除熔体内的混合的气泡及熔体内应力，达到净化熔体的目的。本方案充分利用高炉热态熔渣本身的热量，并配合调质料降低熔渣的熔点、使其高温粘度和高温电阻降低，强化熔渣的澄清和均化过程，促进其玻璃化的形成，有利于实现矿棉所需熔体的顺利熔化、均匀，提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

另一方面，由于本方案中的离心辊表面上设有环绕离心辊的螺旋槽；当熔体由出料口流出，并由熔体入料口流入离心机后，落在离心辊外表面上的熔体将被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上，从而有效增大熔体与离心辊表面的接触面积，提高熔体与离心辊的外表面之间的附着力，并且熔体被容纳在螺旋槽内；这样就可以有效避免附着在离心辊表面上的熔体被风环喷出的高速气流吹离、形成渣球；因而可有效改善附着在离心辊表面上的熔体直接被风环喷出的高速气流直接吹离，形成渣球、导致离心机的成纤率降低的问题，有效提高离心机的成纤率。在实际生产过程中本发明的离心机的成纤率可达到85%以上。

更重要的是，由于熔体落在离心辊的外表面上后，熔体被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上；这样不仅有效提高熔体与离心辊的外表面之间的附着力，而且使得附着在离心辊的外表面上的熔体沿螺旋槽被分隔成若干细长条状的、且相互间较为独立的熔体（被螺旋槽分隔成若干细长条状的、且相互间较为独立的熔体），这样在高速离心辊产生的离心力作用下，被甩出的熔体颗粒细小、均一性佳，从而使离心辊甩制得到的纤维细长（纤维直径小、纤维长度长），均匀，有效提高矿棉的品质及性能。

作为优选，螺旋槽为多头螺旋槽，该多头螺旋槽由相互平行的第一及第二两条螺旋槽构成，且第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度。

当熔体落在本方案离心辊的外表面上后，熔体将被容纳在第一及第二螺旋槽内，并沿第一及第二螺旋槽延展、附着在第一及第二螺旋槽表面上；而由于本方案中多头螺旋槽的第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度，使得容纳在第一与第二螺旋槽内的熔体与离心辊表面的附着力不同，螺旋槽的槽口宽度越大，则处于螺旋槽的槽口处的熔体的附着力越小，越容易被离心辊甩出，且被甩出的熔体颗粒也相应的越大，相应的制得的纤维的直径也越大；因而，本方案中由第一螺旋槽甩出制得的纤维的直径要大于第二螺旋槽甩出制得的纤维的直径，这样可以制得由两种不同丝径的纤维均匀的混合在一起、形成矿棉。该矿棉中丝径较大的纤维具有更强的韧性、弹性及恢复性能，保证矿棉具有良好的强度、弹性及恢复性能；而丝径细小的纤维则均匀的包裹在丝径较大的纤维上，丝径细小的纤维具有优异的柔软性及密实性，从而使矿棉具有良好的强度、弹性及恢复性能的同时，还使矿棉具有良好的柔韧性，密实性，孔隙复杂性及空隙度；有效提高矿棉的各种性能、品质。

作为优选，第一及第二螺旋槽的横截面均呈V形，第一及第二螺旋槽的槽深在0.2至0.6毫米之间，且第一螺旋槽的槽深大于第二螺旋槽的槽深。

作为优选，加料池底部设有加料池出液口，所述熔化池底部设有熔化池进液口，所述均化池的侧面底部设有均化池进液口及均化池出液口，且均化池出液口与均化池进液口位于均化池的相对两侧面上；所述第一流液通道连接加料池出液口与均化池进液口，第二流液通道连接均化池出液口与熔化池进液口；所述均化池的底面上由均化池进液口往均化池出液口方向并排设有若干下竖直隔板，各下竖直隔板的上端与均化池顶面之间留有空隙，且各下竖直隔板的高度由均化池进液口往均化池出液口方向逐渐减小；所述均化池顶面上、位于相邻两下竖直隔板之间分别设有上竖直隔板，上竖直隔板的下端靠近均化池底面，且上竖直隔板的下端与均化池底面之间留有空隙；所述均化池进液口所在的均化池侧壁与均化池进液口相邻的下竖直隔板之间形成上升均化流道，所述均化池出液口所在的均化池侧壁与均化池出液口相邻的下竖直隔板之间形成下降均化流道，所述下竖直隔板与该下竖直隔板相邻的上竖直隔板之间形成上升均化流道或下降均化流道；所述加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间，所述的下竖直隔板中、与均化池进液口相邻的下竖直隔板的上端位于加料池下液位线的下方；所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述的下竖直隔板中、与均化池出液口相邻的下竖直隔板的上端位于熔化池液位线的上方；所述均化池顶面上、位于各上升均化流道的上方分别设有副调质料加料口，所述各下竖直隔板的上端分别设有往均化池出液口方向延伸的导流板；所述均化池底面上、位于各上升均化流道或下降均化流道内分别设有若干均化池底插电极。

在矿棉制作过程中，调质料通常都是一次性加入加料池内的；而由于加料池的容积大（加料池的容积通常为5到20立方米之间），其内熔体的总量极大，而调质料的总量相对较小；这使得调质料往往难以均匀的混合到加料池内各个部位的熔渣内，造成熔体熔化不匀、玻璃化程度不佳，是造成矿棉成纤率低的主要原因之一；因而，本方案除了在加料池顶部设置主调质料加料口外，并在各上升均化流道上方的均化池顶部设置副调质料加料口，其中大部分的调质料由主调质料加料口加入加料池内，小部分的调质料分别由各副调质料加料口加入均化池内，将调质料分步逐次投放；而由于加料池内的熔体进入熔化池需要经过均化池，而熔体流经均化池的路径为：熔体由均化池进液口进入均化池，接着由熔体上升均化流道不断上涌，再由下降均化流道不断下沉；如此循环反复，使熔体不断的上涌、下沉，从而使熔体内的调质料与熔渣均匀混合，以及熔体内的高熔点物质熔化，促使熔体玻璃化程度均匀；最后由均化池出液口进入熔化池。

更重要的是，由于各下竖直隔板的高度由均化池进液口往均化池出液口方向逐渐减小，并且与均化池出液口相邻的下竖直隔板的上端位于熔化池液位线的上方，熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；因而各下降均化流道内的熔体液面将位于构成该下降均化流道的下竖直隔板上端的下方，这样当熔体由上升均化流道的上端流入下降均化流道内时，会产生一个落差，从而使漂浮在上升均化流道液面上的调质料在落入下降均化流道内后会被卷入下降均化流道内的熔体中，从而进一步使调质料及熔渣均匀混合，有利于使熔体玻璃化程度均匀，提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

作为优选，加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间，所述加料池的侧面设有若干加料池侧插电极，加料池的底面设有若干加料池底插电极,各加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方；所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池液位线位于加料池下液位线下方，所述熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述熔化池的侧面设有若干熔化池侧插电极，熔化池的底面设有若干熔化池底插电极；各熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方；净化池位于熔化池底面上方，所述料道底面与净化池底面齐平，净化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；净化池的上部空间内设有若干净化池侧插电极，净化池侧插电极为二氧化锡电极，净化池侧插电极位于熔化池液位线的上方，且各净化池侧插电极的两端均位于净化池外侧；所述净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方。

为了使加料池与熔化池内的熔体澄清、均化，提高矿棉的成纤率，工艺要求加料池与熔化池内的熔体温度较高（1500摄氏度左右），并且加料池与熔化池内各部位的熔体温度均匀；因而本方案在加料池及熔化池的熔体液面下方设置电极，利用耐高温电极直接内对熔体进行加温，保证加料池与熔化池内的熔体温度的要求；

而为了使由出料口流出的熔体粘度满足离心机的成纤要求，由料道的出料口流出的熔体的温度不能太高（在1400度左右，温度过高则导致熔体的粘度偏低，温度过低则导致熔体的粘度偏高，粘度偏高或者偏低都不能满足四辊高速离心机的成纤要求）；因而为了满足净化池及料道的熔体温度要求，本方案将净化池内的电极设置在净化池的熔体液面的上方，避免电极直接加热净化池及料道内的熔体，使料道的熔体温度偏高；但由于普通的电极材料本身在高温的氧化环境下极易氧化，而净化池内的电极需要设置在净化池的熔体液面的上方（位于空气中），这使得净化池内的电极不能采用普通的电极；因而本方案在净化池空间的上部设置二氧化锡电极，通过二氧化锡电极来使净化池及料道的熔体温度符合要求，同时又避免了净化池内的电极暴露在空气中被氧化的问题。进一步的，由于二氧化锡在高温环境下易挥发，为了避免净化池内的熔体液面发生波动时，将二氧化锡电极浸渍在熔体内，导致二氧化锡挥发；因而本发明将净化池侧插电极设置在熔化池液位线的上方，并在净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方；从而保证净化池内的熔体液面发生波动时，多余的熔体将由溢料口排出，避免熔体漫过二氧化锡电极。

作为优选，加料池呈正八边形结构，且加料池的五个侧面上分别设有三根所述的加料池侧插电极，且各加料池侧面上的三根加料池侧插电极呈上、中、下等距分布；所述加料池底插电极为六根；所述熔化池的前、后两侧侧面上分别设置有四根所述的熔化池侧插电极，所述熔化池底插电极为十根；所述净化池侧插电极的数量为五根。

作为优选，各加料池侧插电极上、与加料池侧壁相对应的部位分别套设有电极冷却水套，各加料池底插电极上、与加料池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套，各熔化池侧插电极上、与熔化池侧壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套，各熔化池底插电极上、与熔化池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。

作为优选，净化池顶部设有用于消除净化池熔体内的气泡及熔体内应力的搅拌装置，该搅拌装置包括可转动设置在净化池顶部的搅拌轴，设置在净化池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，至少两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆及设置在搅拌杆末端的搅拌球，所述搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。本方案的熔渣炉搅拌器的拌搅球整体位于高炉热态熔渣内部，通过搅拌球对高炉热态熔渣进行搅拌，从而破坏熔体内的气泡，将熔体内的气泡排出；同时消除熔体内的条纹，进而有效的消除熔体内应力，提高熔体均匀性。

作为优选，加料池顶部设有进料混合管道，且进料混合管道的上端往上延伸，并位于加料池上方；所述的熔渣流入口设置在进料混合管道的侧面上，且熔渣流入口位于加料池上方，加料池上方还设有斜向下延伸的熔渣流道，且熔渣流道的下端口与熔渣流入口相连通；取渣沟的一端与取渣缺口相连通，另一端与熔渣流道的上端口相连通；所述主调质料加料口设置在进料混合管道的顶部，且主调质料加料口位于熔渣流入口上方。由于高炉热态熔渣与调质料在进料混合管道内相遇、混合，然后再由进料混合管道落入加料池内；这样可以有效避免调质料大量的漂浮于高温液态熔渣表面，并使熔渣与调质料的快速均匀混合，有利于促进其玻璃化的形成、均匀，提高矿棉的成纤率。

作为优选，第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置，所述第二控流闸板装置包括竖直插设在第二流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置；所述第三控流闸板装置包括竖直插设在第三流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降闸板的闸板升降直行装置。

作为优选，加料池，均化池，熔化池，净化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层及外层耐火材料层组成，且加料池，均化池，熔化池，净化池及料道的侧壁外还设有冷却水隔层，冷却水隔层上设有进水口及出水口；加料池，均化池，熔化池，净化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。

作为优选，螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致。由于螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致，在离心辊旋转过程中容纳在螺旋槽内的熔体将绕螺旋槽延展或延伸前进；这样在离心辊旋转过程中，有利于使容纳在螺旋槽内的熔体绕螺旋槽延展或延伸，从而有利于熔体被甩制成纤维，提高离心机的成纤率。

作为优选，离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形；所述螺旋槽的螺距为0.58至2.54毫米之间；螺旋槽的螺旋升角为2.8至12度之间。由于离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形，这样有利于使落在本方案离心辊的外表面上的熔体被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上。

本发明的有益效果是：

其一，能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；

其二，混合效率较高，混合均匀，调质料不会漂浮于高温液态熔渣表面，有利于熔渣的快速均化；

其三，熔体玻璃化均匀，质量好、效率高、成本低，能有效的提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

其四，不仅能够提高离心机的成纤率，而且制得的矿棉纤维细长，可有效提高矿棉的品质及性能。

附图说明

图1是本发明的利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统的一种结构示意图。

图2是本发明的熔渣炉的一种结构示意图。

图3是本发明的熔渣炉的一种俯视图。

图4是本发明的均化池处的一种结构示意图。

图5是本发明的离心机的一种结构示意图。

图6是本发明的离心辊的一种结构示意图。

图7是图6中A处的局部放大图。

图中：加料池1，进料混合管道11，主调质料加料口12，熔渣流入口13，熔渣流道14，加料池上液位线15，加料池下液位线16，加料池侧插电极17，加料池底插电极18，电极冷却水套19；均化池2，下竖直隔板21，上竖直隔板22，副调质料加料口23，导流板24，上升均化流道25，下降均化流道26，均化池底插电极27；熔化池3，熔化池液位线31，熔化池侧插电极32，熔化池底插电极33；净化池4，溢料口41，净化池侧插电极42，搅拌轴43，搅拌杆44，搅拌球45；料道5，出料口51；第一控流闸板装置61，第二控流闸板装置62，第三控流闸板装置63；第一流液通道相连接7，均化池进液口71；第二流液通道相连通8，均化池出液口81；第三流液通道9；内衬耐火材料层101，外层耐火材料层102；冷却水隔层103；

离心机1a，离心机外壳2a，离心辊3a，风环4a，多头螺旋槽5a，第一螺旋槽5a1，第二螺旋槽5a2。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1、图2、图3所示，一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统包括熔渣炉及两台或三台或四台离心机；本实施例中的离心机为两台。熔渣炉依次包括加料池1，均化池2，熔化池3，净化池4及两条或三条或四条料道5。本实施例中的料道为两条。离心机的数量与料道数量相对应（即相同）。加料池底部与均化池底部之间通过第一流液通道7相连接。均化池底部与熔化池底部之间通过第二流液通道8相连通。净化池与熔化池之间通过第三流液通道9相连通。各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭。加料池底部设有加料池出液口。熔化池底部设有熔化池进液口。均化池的侧面底部设有均化池进液口71及均化池出液口81，且均化池出液口与均化池进液口位于均化池的相对两侧面上。第一流液通道连接加料池出液口与均化池进液口。第二流液通道连接均化池出液口与熔化池进液口。加料池上部设有熔渣流入口13及主调质料加料口12，具体说是，加料池顶部设有进料混合管道11，且进料混合管道的上端往上延伸，并位于加料池上方；熔渣流入口设置在进料混合管道的侧面上，且熔渣流入口位于加料池上方；主调质料加料口设置在进料混合管道的顶部，且主调质料加料口位于熔渣流入口上方。加料池上方还设有斜向下延伸的熔渣流道14，且熔渣流道的下端口与熔渣流入口相连通。

加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线15及加料池下液位线16，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间。加料池呈正八边形结构。加料池1的侧面设有若干加料池侧插电极17，具体说是，加料池的五个侧面上分别设有三根所述的加料池侧插电极，且各加料池侧面上的三根加料池侧插电极呈上、中、下等距分布。加料池的底面设有六根加料池底插电极18。加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方。各加料池侧插电极上、与加料池侧壁相对应的部位分别套设有电极冷却水套19，各加料池底插电极上、与加料池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。

如图2、图4所示，均化池2的底面上、由均化池进液口71往均化池出液口81方向并排设有三块下竖直隔板21。各下竖直隔板的上端与均化池顶面之间留有空隙，且各下竖直隔板的高度由均化池进液口往均化池出液口方向逐渐减小。均化池顶面上、位于相邻两下竖直隔板之间分别设有上竖直隔板22。上竖直隔板的下端靠近均化池底面，且上竖直隔板的下端与均化池底面之间留有空隙。均化池进液口所在的均化池侧壁与均化池进液口相邻的下竖直隔板之间形成上升均化流道25。均化池出液口所在的均化池侧壁与均化池出液口相邻的下竖直隔板之间形成下降均化流道26。下竖直隔板与该下竖直隔板相邻的上竖直隔板之间形成上升均化流道或下降均化流道。均化池顶面上、位于各上升均化流道的上方分别设有副调质料加料口23。各下竖直隔板的上端分别设有往均化池出液口方向延伸的导流板24。均化池底面上、位于各上升均化流道或下降均化流道内分别设有若干均化池底插电极27。

熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线31，且熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方。熔化池液位线位于加料池下液位线下方。下竖直隔板中、与均化池进液口71相邻的下竖直隔板21的上端位于加料池下液位线18的下方。下竖直隔板中、与均化池出液口81相邻的下竖直隔板21的上端位于熔化池液位线31的上方。

熔化池3的侧面设有若干熔化池侧插电极32，具体说是，熔化池的前、后两侧侧面上分别设置有四根熔化池侧插电极。熔化池底面设有十根熔化池底插电极33。各熔化池侧插电极及熔化池底插电极位于熔化池液位线的下方。各熔化池侧插电极上、与熔化池侧壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。各熔化池底插电极上、与熔化池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。

净化池及料道位于熔化池底面上方。料道底面与净化池底面齐平。净化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方。净化池的上部空间内设有五根净化池侧插电极42。净化池侧插电极为二氧化锡电极。净化池侧插电极位于熔化池液位线的上方。各净化池侧插电极的两端均位于净化池外侧。各料道侧插电极两端中的一端接正极电源，另一端接负极电源。净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口41，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方。

净化池顶部设有用于消除净化池熔体内的气泡及熔体内应力的搅拌装置。该搅拌装置包括可转动设置在净化池顶部的搅拌轴43，设置在净化池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆44及设置在搅拌杆末端的搅拌球45。搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。

料道内的熔体液面位于熔化池液位线31下方。各料道的底部设有出料口51，且出料口靠近料道的封闭端。出料口为圆形。出料口处设置有出料口金属衬托，并且在出料口金属衬托四周设置有出料口耐火材料。各料道的出料口下方与对应的一套离心机之间分别设有合格熔体导流槽，该合格熔体导流槽将由出料口51流出的合格熔体引入对应的一套离心机内，进行制棉。由于本实施例中有两条料道，具有两个出料口；因而可以实现产品的多样化，同时为两套制棉设备提供合格熔体；例如一个出料口流出的熔体用于制备粒状棉，另外一个出料口流出的熔体用于制备矿棉板等。

第一流液通道7处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置61。第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。第二流液通道8处设有用于控制第二流液通道的流量的第二控流闸板装置62。第二控流闸板装置包括竖直插设在第二流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。第三流液通道9处设有用于控制第三流液通道的流量的第三控流闸板装置63。第三控流闸板装置包括竖直插设在第三流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。

各闸板升降直行装置分别包括固定在控流闸板上部的竖直齿条，设置在熔渣炉顶部的执行电机及齿轮。竖直齿条的上端往上延伸，齿轮的转轴与执行电机的输出轴相连接，且齿轮与齿条相啮合。本实施例中的闸板升降直行装置还可以由气缸或油缸构成，通过气缸或油缸来升降闸板。

本实施例的熔渣炉的炉壁和炉底自内到外依次由内衬耐火材料层101及外层耐火材料层102组成，炉顶由炉顶耐火材料层组成；具体说是，加料池，均化池，熔化池，净化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层及外层耐火材料层组成，且加料池，均化池，熔化池，净化池及料道的侧壁外还设有冷却水隔层103。冷却水隔层上设有进水口及出水口。加料池，均化池，熔化池，净化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。内衬耐火材料层由锆英石构成，外层耐火材料层由高铝质构成。炉顶耐火材料层由刚玉构成。

如图1、图5所示，离心机5位于料道的出料口下方，且各料道的出料口下方分别设有一台离心机1a。各离心机分别包括离心机外壳2a，设置在离心机外壳顶部的熔体入料口，设置在离心机外壳的侧面上的出棉风口及设置在离心机外壳内、位于熔体入料口下方的离心辊3a。本实施例中的离心机为四辊离心机，其具有四个离心辊。离心机外壳内，位于各离心辊外侧分别设有风环4a，且风环的气流出口朝向出棉风口。风环喷出的高速气流沿离心辊轴向流动。本实施例中：各料道的出料口与对应的离心机的熔体入料口之间分别设有导流槽，导流槽将出料口处流出的熔体由熔体入料口引入对应的离心机中。

如图6、图7所示，各离心机内的离心辊的外表面（即离心辊的圆柱面）上分别设有环绕离心辊的螺旋槽；具体说是，各四辊离心机中的四个离心辊外表面上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致，即该离心辊在离心机上的旋向为顺时针旋转，则该离心辊上的螺旋槽为左旋螺旋槽；该离心辊在离心机上的旋向为逆时针旋转，则该离心辊上的螺旋槽为右旋螺旋槽。该螺旋槽可以设置为单头螺旋槽（即该螺旋槽由一条螺旋槽构成）；该螺旋槽还可以设置为多头螺旋槽（即该螺旋槽由两条或两条以上的螺旋槽构成）。本实施例中的螺旋槽为多头螺旋槽5a，且多头螺旋槽由第一及第二两条螺旋槽5a1、5a2构成，且第一螺旋槽5a1与第二螺旋槽5a2相互平行。第一及第二螺旋槽的横截面均呈V形。离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形。第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度。第一螺旋槽的槽口宽度为第二螺旋槽的槽口宽度的两倍。第一螺旋槽的槽深大于第二螺旋槽的槽深。第一及第二螺旋槽的槽深在0.2至0.6毫米之间。螺旋槽的螺旋升角为2.8至12度之间。螺旋槽的螺距为0.58至2.54毫米之间，具体说是，第一及第二螺旋槽的螺距均为0.58至2.54毫米之间。本实施例中第一及第二螺旋槽的螺距为0.58毫米或1.2毫米或1.8毫米或2.54毫米。

本发明的利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统的具体工作过程中如下：

首先，直接将高炉热态熔渣由熔渣流入口引入加料池内，并且在高炉热态熔渣流入加料池的同时，将调质料由主调质料加料口进入加料池内，使调质料均匀的混合在高炉热态熔渣内；同时，通过第一控流闸板装置控制熔体在加料池内的保持的时间；

接着，第一及第二控流闸板装置的第一及第二控流闸板上升，开启第一及第二流液通道；从而使加料池内的熔体（即混合调质料的高炉热态熔渣）依次通过第一流液通道，均化池及第二流液通道流入熔化池内；其中第二控流闸板装置用于控制熔化池内的熔体液面高度，保证熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；即当熔化池内的熔体液面靠近熔化池液位线时，第二控流闸板装置关闭第二流液通道，同时第一控流闸板装置也关闭第一流液通道（关闭第一流液通道的目的是为了使各下降均化流道内的熔体液面将位于构成该下降均化流道的下竖直隔板上端的下方）。

当熔体流经均化池时，调质料分别由各副调质料加料口加入均化池内。由于熔体流经均化池的路径为：熔体由均化池进液口进入均化池，接着由熔体上升均化流道不断上涌，再由下降均化流道不断下沉；如此循环反复，使熔体不断的上涌、下沉，从而使熔体内的调质料及熔渣均匀混合，以及熔体内的熔质均化（熔体玻璃化均匀）；最后由均化池出液口进入熔化池。熔体进一步在熔化池内澄清和均化，促进其玻璃化的形成，获取良好、均匀的熔体；同时，通过料道控流闸板装置控制熔体在熔化池内的保持的时间。

再接着，第三控流闸板装置的闸板上升，开启第三流液通道；从而使熔体流入净化池，并由各料道的出料口流出。各出料口流出的熔体分别通过导流槽由熔体入料口引入对应的离心机中，进行制棉。熔体流入离心机内后自上而下依次经过四个离心辊；在四个离心辊的离心力和风环喷出的高速气流共同作用下甩制成纤维，并分别通过现有的集棉机收集该纤维、制得矿棉。由于本实施例中有两条料道，具有两个出料口；因而可以实现产品的多样化，同时为两套制棉设备提供合格熔体；例如一个出料口流出的熔体用于制备粒状棉，另外一个出料口流出的熔体用于制备矿棉板等。

Claims (10)

1.一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，包括熔渣炉及至少两台离心机，其特征是，所述熔渣炉依次包括加料池，均化池,熔化池,净化池及至少两条料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与均化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述均化池底部与熔化池底部之间通过第二流液通道相连通，所述净化池与熔化池之间通过第三流液通道相连通，各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭，且各料道的底部设有出料口；所述第一流液通道处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置，第二流液通道处设有用于控制第二流液通道的流量的第二控流闸板装置，所述第三流液通道处设有用于控制第三流液通道的流量的第三控流闸板装置；

各离心机分别包括离心机外壳，设置在离心机外壳顶部的熔体入料口及设置在离心机外壳内、位于熔体入料口下方的离心辊；各离心机内的离心辊的外表面上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述螺旋槽为多头螺旋槽，该多头螺旋槽由相互平行的第一及第二两条螺旋槽构成，且第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度。

3.根据权利要求2所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述第一及第二螺旋槽的横截面均呈V形，第一及第二螺旋槽的槽深在0.2至0.6毫米之间，且第一螺旋槽的槽深大于第二螺旋槽的槽深。

4.根据权利要求1所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述加料池底部设有加料池出液口，所述熔化池底部设有熔化池进液口，所述均化池的侧面底部设有均化池进液口及均化池出液口，且均化池出液口与均化池进液口位于均化池的相对两侧面上；所述第一流液通道连接加料池出液口与均化池进液口，第二流液通道连接均化池出液口与熔化池进液口；

所述均化池的底面上由均化池进液口往均化池出液口方向并排设有若干下竖直隔板，各下竖直隔板的上端与均化池顶面之间留有空隙，且各下竖直隔板的高度由均化池进液口往均化池出液口方向逐渐减小；所述均化池顶面上、位于相邻两下竖直隔板之间分别设有上竖直隔板，上竖直隔板的下端靠近均化池底面，且上竖直隔板的下端与均化池底面之间留有空隙；所述均化池进液口所在的均化池侧壁与均化池进液口相邻的下竖直隔板之间形成上升均化流道，所述均化池出液口所在的均化池侧壁与均化池出液口相邻的下竖直隔板之间形成下降均化流道，所述下竖直隔板与该下竖直隔板相邻的上竖直隔板之间形成上升均化流道或下降均化流道；

所述加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间，所述的下竖直隔板中、与均化池进液口相邻的下竖直隔板的上端位于加料池下液位线的下方；

所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述的下竖直隔板中、与均化池出液口相邻的下竖直隔板的上端位于熔化池液位线的上方；

所述均化池顶面上、位于各上升均化流道的上方分别设有副调质料加料口，所述各下竖直隔板的上端分别设有往均化池出液口方向延伸的导流板；所述均化池底面上、位于各上升均化流道或下降均化流道内分别设有若干均化池底插电极。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间，所述加料池的侧面设有若干加料池侧插电极，加料池的底面设有若干加料池底插电极,各加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方；

所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池液位线位于加料池下液位线下方，所述熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述熔化池的侧面设有若干熔化池侧插电极，熔化池的底面设有若干熔化池底插电极；各熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方；

所述净化池位于熔化池底面上方，所述料道底面与净化池底面齐平，净化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；净化池的上部空间内设有若干净化池侧插电极，净化池侧插电极为二氧化锡电极，净化池侧插电极位于熔化池液位线的上方，且各净化池侧插电极的两端均位于净化池外侧；所述净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述净化池顶部设有用于消除净化池熔体内的气泡及熔体内应力的搅拌装置，该搅拌装置包括可转动设置在净化池顶部的搅拌轴，设置在净化池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，至少两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆及设置在搅拌杆末端的搅拌球，所述搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述加料池顶部设有进料混合管道，且进料混合管道的上端往上延伸，并位于加料池上方；所述的熔渣流入口设置在进料混合管道的侧面上，且熔渣流入口位于加料池上方，加料池上方还设有斜向下延伸的熔渣流道，且熔渣流道的下端口与熔渣流入口相连通；取渣沟的一端与取渣缺口相连通，另一端与熔渣流道的上端口相连通；所述主调质料加料口设置在进料混合管道的顶部，且主调质料加料口位于熔渣流入口上方。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置，所述第二控流闸板装置包括竖直插设在第二流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置；所述第三控流闸板装置包括竖直插设在第三流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降闸板的闸板升降直行装置。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种利用热态熔渣的节能型矿棉制备系统，其特征是，所述离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形；所述螺旋槽的螺距为0.58至2.54毫米之间；螺旋槽的螺旋升角为2.8至12度之间。