CN104567428A

CN104567428A - 高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口

Info

Publication number: CN104567428A
Application number: CN201410839379.5A
Authority: CN
Inventors: 朱兴发; 李亚逸; 黄森根; 陈志强
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-04-29

Abstract

本发明是高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口，其特征是一个等静压石墨材质的水口内衬套，该衬套内中部端面设三个均布的流渣口，每次仅用一孔，两个备用流渣口中填堵有相同的等静压石墨，流渣口的流量由其上端部的塞棒微调升降控制。本发明的优点：1）提高了高温液态矿渣流量控制流口的使用寿命，使其与石墨坩埚使用寿命同步，减少了更换次数。2）有效防止液态矿渣流堵塞，可靠，使用寿命长，有效降底运行成本。3）满足短流程矿棉生产工艺。4）更有利于适应矿物棉及其制品大发展远景的市场需求。

Description

高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口

技术领域

本发明涉及的是一种用以满足短流程生产矿棉的高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口。属于矿渣熔融装备技术领域。

背景技术

“十二五”规划提出了节能减排的战略目标,建设资源节约型、环境友好型社会成为工业化、现代化发展战略的首要任务。钢铁行业作为工业化进程中的主力军同样面临着机遇与挑战。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%的玄武岩、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。

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%的玄武石、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保温炉中确保矿渣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。

需要解决的技术问题是如何提高高温液态矿渣流量控制流口的使用寿命，设想与石墨坩埚使用寿命同步，减少更换次数。

熔融调质热渣熔炉，由电磁感应炉体(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。

短流程生产矿棉的工艺是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%的玄武石等进行调质升温到大约1500度左右（加入玄武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。

发明内容

本发明提出的是一种用以满足短流程生产矿棉的高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口，其目的旨在提高高温液态矿渣流量控制流口的使用寿命，使其与石墨坩埚使用寿命同步，减少更换次数。

本发明的技术解决方案：用以满足短流程生产矿棉的高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口，其特征是有一个等静压石墨材质的水口内衬套，该水口内衬套内的中部端面上设三个均布的流渣口，其中一个流渣口为当前使用孔，其余两个流渣口孔是备用的流渣口，在该备用的流渣口中填堵有相同的等静压石墨，流渣口的上端部设微调升降控制的塞棒。

本发明的优点：

1）提高了高温液态矿渣流量控制流口的使用寿命，使其与石墨坩埚使用寿命同步，减少了更换次数。

2）有效防止液态矿渣流堵塞，可靠，使用寿命长，有效降底运行成本。

3）满足短流程矿棉生产工艺。

4）更有利于适应矿物棉及其制品大发展远景的市场需求。

附图说明

附图1是高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口的结构示意图。

图中的1是塞杆、2是水口内衬套、3是水口外衬套、4是炉底砖、5是固定板、6是固定螺栓。

具体实施方式

如附图1所示，用以满足短流程生产矿棉的高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口，其特征是有一个等静压石墨材质的水口内衬套，该水口内衬套内中部端面设三个均布的流渣口，其中一个流渣口为当前使用孔，其余两个流渣口孔是备用的流渣口，在该备用的流渣口中填堵有相同的等静压石墨，流渣口的上端部设微调升降控制的塞棒。

工作时，当前使用孔在使用一段时间，因孔径被加大不能使用被堵塞后，第二个流渣口将被钻通进行使用，待第二孔在使用一段时间，因孔径被加大不能使用被堵塞后，第三个流渣口将被钻通进行使用，待第三孔在使用一段时间，因孔径被加大不能使用后，整个水口内衬套与石墨坩埚同时被更换。

所述的水口内衬套2长度为500mm-700mm，口径为200mm-250mm。

Claims

1.高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口，其特征是有一个等静压石墨材质的水口内衬套，该水口内衬套内的中部端面上设三个均布的流渣口，其中一个流渣口为当前使用孔，其余两个流渣口孔是备用的流渣口，在该备用的流渣口中填堵有相同的等静压石墨，流渣口的上端部设微调升降控制的塞棒。

2.如权利要求1所述的高温液态矿渣流量可控的三孔均布式流口，其特征是所述的一个等静压石墨材质的水口内衬套的长度为500mm-700mm，口径为200mm-250mm。