CN106396340A - 一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉 - Google Patents

一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉 Download PDF

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Abstract

一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：它包括窑炉盖、窑炉、加料装置、电力供给装置、电熔控制装置、电极组件和热电偶组件，窑炉盖和加料装置位于窑炉的上部，窑炉盖和加料装置的底部连接，电力供给装置与电熔控制装置连接，电熔控制装置与电极组件和热电偶组件相连，电极组件和热电偶组件固定连接在窑炉中。本发明有益效果是：本发明采用多孔加料装置，且窑炉深度为0.6～1.5m，窑炉体积大大提高，使得一次融化玄武岩石料的量增大，单台设备日产量，工作效率显著提高，实现了大规模生产；窑炉顶部设置有炉顶，能够防止炉内热量散失，节省了能量；窑炉固定安装有电极组件，实现了玄武岩石料熔化均匀，提高了玄武石纤维的拉丝质量。

Description

一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉
技术领域
本发明涉及一种连续玄武石纤维生产设备领域，具体涉及一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉。
背景技术
连续玄武石纤维是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450～1500 ℃熔融后，通过拉丝漏板制成的连续纤维。它与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等其它高科技纤维相比，具有很多独特的优点，如力学性能佳，耐高温性能好，可在－269～650 ℃范围内连续工作，耐酸耐碱，抗紫外线性能强，吸湿性低，有更好的耐环境性能，此外，还有绝缘性能好，高温过滤性佳、抗辐射、良好的透波性能等优点。以连续玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于消防、环保、航空航天、化工、风电、军工、汽车船舶制造、工程塑料、建筑等领域，军工、民用领域。
目前采用电加热生产连续玄武石纤维的企业采用窑炉多为实验研究用，所以产量较小，且传统单元炉一般比较浅，为小规模生产，玄武石纤维质量不均匀，工作效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，该窑炉采用多层电极加热以及深液面电熔池窑，使玄武岩熔融液熔体均匀，能够实现大规模生产。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，该窑炉包括窑炉盖、窑炉、加料装置、电力供给装置、电熔控制装置、电极组件和热电偶组件，窑炉盖和加料装置位于窑炉的上部，窑炉盖和加料装置的底部通过连接杆连接，电力供给装置和电熔控制装置连接，电熔控制装置与电极组件和热电偶组件相连，电极组件和热电偶组件固定连接在窑炉中。
所述的窑炉由炉底和两个相对的炉壁组成，炉底和炉壁是耐火材料制成的多层墙体。
所述的窑炉的高度为0.6m-1.5m。
所述的窑炉的炉壁是采用耐热材料制成多层墙体结构，选用的耐火材料从内到外是烙砖、莫来石、高铝砖、粘土砖和轻质保温砖。
所述的窑炉的炉底是采用耐热材料制成多层墙体结构，采用的耐火材料从内到外是铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、石棉板、捣打料和轻质保温砖。
所述的窑炉盖外面包裹钢板，钢板内填充的耐火材料是铬砖、氧化铝空心球、莫来石、高铝砖、耐火泥和轻质保温砖中的一种或几种。
所述的电极组件包括多个电极组件，每个电极组件由4～8根电极构成，每两根电极的极性是相异的，或每三根电极的极性是相异的。
在水平方向上，相邻两个电极之间的距离为0.55～1.5m，在竖直方向上，相邻两个电极之间的距离为0.3～0.45m。
所述的电极组件在窑炉中是多层的，层数为3～9层。
所述的电极组件安装在窑炉相对的两个炉壁上，每层固定连接有热电阻组件。
所述电力供给装置包括进线电源为一用一备，分别接至开关柜Ⅰ和开关柜Ⅱ，开关柜Ⅰ和开关柜Ⅱ分别与高压柜Ⅰ和高压柜Ⅱ连接；开关柜Ⅰ和开关柜Ⅱ与进线柜相连，进线柜连接补偿柜，补偿柜连接到馈线柜，馈线柜将电源送至个用电设备。
所述电熔控制装置连接电极组件，电极组件与隔离变压器连接，使电极升温将玄武岩熔融成高温液体；隔离变压器通过调频器与控制柜相连。
所述热电偶组件包括热电偶组，热电偶组由多个热电偶组成，热电偶组件与控制柜连接，控制柜根据测得的窑炉的温度信息，调节变频器，进而通过控制隔离变压器，调节电极组件的功率，使窑炉温度保持在1400～1700℃。
所述的加料装置是多孔加料装置，加料孔个数为4个。
一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉的加热方法，该加热方法包括以下步骤：
第一：烤炉：向窑炉中加入添炉料，添炉料不是玄武岩，而是普通玻璃纤维，达到导通电流后，向电极组件通电；
第二：通过多孔加料装置向窑炉中加入玄武岩石料， 然后移开加料装置，将炉顶移到熔化炉上面，窑炉盖与加料箱的固定连接，保证了加料后窑炉盖可以立即合上，避免了加料造成的窑炉热量大量散失；
第三：根据热电偶组件反馈的窑炉各处的温度信息，调节电极的功率，使窑炉温度达到玄武岩石料的热点，保持在1400～1700℃，使玄武岩石料充分熔融成均匀的熔体。
相对于现有技术，本发明有益效果是：本发明采用多孔加料装置，且窑炉深度为0.6～1.5m，窑炉体积大大提高，使得一次融化玄武岩石料的量增大，单台设备日产量，工作效率显著提高，实现了大规模生产；窑炉顶部设置有炉顶，能够防止炉内热量散失，节省了能量；窑炉固定安装有电极组件，电极组件在窑炉中是多层的，层数为3～9层，实现了玄武岩石料熔化均匀，提高了玄武石纤维的拉丝质量。
附图说明
图1是本发明的结构示意图一；
图2是本发明的结构示意图二。
其中，1是窑炉盖 ；2是窑炉；3是连接杆；4是加料装置；5是炉壁；6是电极；7是炉底；8是热电偶；9是电熔控制装置；10是电力供给装置；901是控制柜；902是调频器；903是隔离变压器；101是高压柜Ⅰ；102是开关柜Ⅰ；103是高压柜Ⅱ；104是开关柜Ⅱ；105是进线柜；106是补偿柜；107是馈线柜。
具体实施方式
下面结合附图1和附图2，对本发明的技术方案进行详细说明。
如附图1和和附图2所示，本发明的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，该窑炉包括窑炉盖1、窑炉2、加料装置4、电力供给装置10、电熔控制装置9、电极组件和热电偶组件，炉顶1和加料装置4位于窑炉2的上部，炉顶1和加料装置4通过连接杆3连接，电力供给装置10和电熔控制装置9连接，电熔控制装置9与电极组件和热电偶组件相连，电极组件和热电偶组件固定连接在窑炉2中。
上述结构的窑炉的工作过程是：首先进行烤炉，移开炉顶1，加料装置4移动到窑炉的上面，向窑炉2加入添炉料，添炉料不是玄武岩，而是普通玻璃纤维，达到导通电流后，向电极组件通电；然后加入玄武岩石料，完成加料后，移开加料装置4，窑炉盖1移动到窑炉的顶部；玄武岩料在窑炉2中经过电极组件加热到1500℃左右，熔融形成均匀的熔体。
进一步地，窑炉盖1与窑炉2是分开的，向窑炉2加玄武岩石料时，移开窑炉盖1，完成加料后，窑炉盖1再次移动到窑炉2的顶部，能够防止热量的散失，节能省电。
进一步地，所述的窑炉2由两个相对的炉壁5和炉底7组成，炉壁5和炉底7是耐火材料制成的多层墙体。
所述的窑炉的高度为0.6m-1.5m。
所述炉壁5是采用耐热材料制成多层墙体结构，所述的炉壁5选用的耐火材料从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖和轻质保温砖。所述的炉底7是采用耐热材料制成多层墙体结构，所述的炉底7从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、石棉板、捣打料和轻质保温砖。所述窑炉盖1采用多层墙体结构，窑炉盖1从内到外依次为铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、氧化铝空心球、耐火泥和轻质保温砖。
进一步地，电极组件固定连接在窑炉2中，采用全电极加热，使玄武岩石料充分熔融，熔体成分均匀，提高连续玄武石纤维质量。
进一步地，热电偶组件固定连接在窑炉2中，检测窑炉2的温度，使窑炉2内部温度均匀，在工艺控制范围内温度波动仅3-5℃。
进一步地，所述的电极组件包括多个电极组件，每个电极组件由4～8根电极6构成，每两根电极6的极性是相异的，或每三根电极6的极性是相异的。在水平方向上，相邻两个电极6之间的距离为0.55～1.5m，在竖直方向上，相邻两个电极6之间的距离为0.3～0.45m。
进一步地，所述的电极组件在窑炉2中是多层的，层数为3～9层。
进一步地，所述的电极组件安装在窑炉2相对的两个炉壁5上，每层固定连接有热电阻组件。
所述电力供给装置10包括进线电源为一用一备，分别接至开关柜Ⅰ102和开关柜Ⅱ104，开关柜Ⅰ104和开关柜Ⅱ104分别与高压柜Ⅰ101和高压柜Ⅱ103连接；开关柜Ⅰ102和开关柜Ⅱ104与进线柜105相连，进线柜105连接补偿柜106，补偿柜106连接到馈线柜107，馈线柜107将电源送至个用电设备。
所述电熔控制装置9连接电极组件，电极组件与隔离变压器903连接，使电极6升温将玄武岩熔融成高温液体；隔离变压器903通过调频器902与控制柜901相连。
所述热电偶组件包括热电偶组，热电偶组由多个热电偶8组成；热电偶组件与控制柜901连接，控制柜901根据测得的窑炉2的温度信息，调节变频器902，进而通过控制隔离变压器903，调节电极组件的功率，使窑炉2温度保持在1400～1700℃。
所述的加料装置4是多孔加料装置，加料孔个数为4个。
一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉的加热方法，该加热方法包括以下步骤：
第一：烤炉：向窑炉2中加入添炉料，添炉料不是玄武岩，而是普通玻璃纤维，达到导通电流后，向电极组件通电；
第二：通过加料装置4向窑炉中加入玄武岩石料， 然后移开加料装置4，将炉顶1移到熔化炉2上面，防止熔化炉2热量散失；
第三：控制柜901根据热电偶组件反馈的窑炉2的温度信息，通过变频器902调节隔离变压器903改变电极组件的功率，使窑炉2温度保持在1400～1700℃，使玄武岩石料充分熔融成均匀的熔体。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：它包括窑炉盖（1）、窑炉（2）、加料装置（4）、电力供给装置（10）、电熔控制装置（9）、电极组件和热电偶组件，窑炉盖（1）和加料装置（4）位于窑炉（2）的上部，窑炉盖（1）和加料装置（4）的底部连接，电力供给装置与电熔控制装置连接，电熔控制装置与电极组件和热电偶组件相连，电极组件和热电偶组件固定连接在窑炉（2）中。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的窑炉（2）由炉底（7）和两个相对的炉壁（5）组成，炉底（7）和炉壁（5）是耐火材料制成的多层墙体；所述的窑炉（2）的高度为0.6～1.5m。
3.根据权利要求2所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的窑炉（2）的炉壁是（5）采用耐热材料制成多层墙体结构，选用的耐火材料从内到外是烙砖、莫来石、高铝砖、粘土砖和轻质保温砖。
4.根据权利要求2所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的窑炉的炉底（7）是采用耐热材料制成多层墙体结构，采用的耐火材料从内到外是铬砖、莫来石砖、高铝砖、粘土砖、石棉板、捣打料和轻质保温砖。
5.根据权利要求1所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的窑炉盖（1）采用多层墙体结构，外层包裹钢板，钢板内填充的耐火材料是铬砖、氧化铝空心球、莫来石、高铝砖、耐火泥和轻质保温砖中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的电极组件包括多个电极组件，电极组件由4～8根电极（6）构成，每两根电极（6）的极性是相异的，或每三根电极（6）的极性是相异的。
7.根据权利要求6所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：在水平方向上，相邻两个电极（6）之间的距离为0.55～1.5m，在竖直方向上，相邻两个电极（6）之间的距离为0.3～0.45m。
8.根据权利要求1所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的电极组件在窑炉（2）中是多层的，层数为3～9层。
9.根据权利要求1所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的电极组件安装在窑炉（2）相对的两个炉壁（5）上，每层固定连接有热电阻组件。
10.根据权利要求1所述的一种用于生产连续玄武石纤维的电熔窑炉，其特征是：所述的加料装置（4）是多孔加料装置，加料孔个数为4个。
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