CN107032643B - 液态高炉渣制作饰面石材的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液态高炉渣生产装饰材料的装置,主要由:运渣罐(1)、中间渣罐(2)、直流电弧炉(3)、冷却箱(4)、和压延机(5)组成,有效利用了熔融高炉渣的余热,实现对熔融高炉渣的资源化回收利用,提高了资源利用率;利用熔融高炉熔渣与辅助调质原料在化学组成、化学性质、颜色上的差异,通过对这两种熔体的混熔过程中的条件进行控制,形成色彩斑斓纹理自然的装饰性能,以及其丰富的矿物质通过高温熔炼整体力学性能优良。采用炉底溢渣方式提供高温液渣保证了连续为生产线提供稳定流量、温度、成分、粘度的熔渣原料,确保生产线产出高标准、高品质建筑装饰材料产品奠定基础,同时减少加料时对电弧炉耐材的冲刷,保证了耐材连续使用寿命。

Description

液态高炉渣制作饰面石材的装置
技术领域
本发明属于废弃物资源化利用领域,涉及一种利用液态高炉渣综合利用技术,特别涉及到一种液态高炉渣制作饰面石材的装置。
背景技术
随着现代建筑事业的发展,对装饰材料提出了高强、美观、多品种的要求。人造饰面石材就是在这种形势下出现的。它强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便、花纹图案可人为控制,是现代建筑理想的装饰材料。但价格相对较高、抗腐蚀性能较差,容易出现微裂纹,只适合于作板材。由于制作时采用的粘合剂材料等,甚至某些劣质产品会出现超标的苯、甲醛、铅、有机酸等。
液态高炉渣温度在1400℃以上,是良好的余热资源,每吨高炉熔渣蕴含的余热相当于60Kg标准煤完全燃烧所产生的热量。针对高温液态高炉炉渣的熔融显热,开发高炉炉渣的高附加利用价值,直接将液态高炉炉渣利用起来,研究由液态高炉炉渣直接制备人造饰面石材,大大提高了经济效益,同时有效避免了高炉熔渣在水淬过程中释放出的硫氧化物。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种液态高炉渣制作饰面石材的装置,主要由:运渣罐1、中间渣罐2、直流电弧炉3、冷却箱4、和压延机5组成,运渣罐1由机车从高炉出渣口接取液态高炉渣运至位于直流电弧炉3上部的中间渣罐2,中间渣罐2将液态高炉渣经进渣口321缓慢加入直流电弧炉3,并由辅料入口322加入按照一定比例混合均匀的矿物原料如石英砂、纯碱、硼砂、石灰石、碳酸钾、磷酸二氢氨、锂辉石等,加热至1480℃~1550℃后流冷却箱4,待熔体冷却至1000~1150℃时流出至压延机5进行成型,成型后进行退火,退火温度为550~600℃,退火时间为2~3小时;所述直流电弧炉3主要由炉体31和炉盖32两部分组成,炉盖32位于炉体31顶部,设有进渣口321和辅料入口322,中间部位留有电极插入孔,对应电极插入孔位置设有石墨电极34;炉体31为圆筒状结构,其底部设有环形电极33,环形电极33由金属电极331和耐火电极332两部分,金属电极331采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在一环形铜板上组成,叉状电极的长度为炉底厚度的2/3,环形铜板部分外露在炉体31外部;定位金属电极331后首先用绝缘耐火材料36分层捣固至炉底部分总厚度的1/3,然后在环形电极33位置采用导电耐火材料继续分层捣固,其余部分继续用绝缘耐火材料36分层捣固完成,在环形电极33中间形成一极芯绝缘35,其直径为石墨电极直径的2~2.5倍,环形电极33面积为炉底总面积的1/2;炉体31侧面设有溢渣口38,溢渣口38由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处连接冷却箱4;在溢渣口38的顶部内侧设有测温装置381。
环形电极33连接系统直流电源正极,石墨电极34连接系统直流电源负极。
所述耐火电极332为导电的镁碳质复合捣打材料,碳化后的电阻率≤3×10-4Ω·m,体积密度≥2.8g/cm3,耐压强度≥20Mpa;极芯绝缘35和绝缘耐火材料36为绝缘的镁钙质复合捣打材料。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述;
附图1 所示为本发明系统结构示意图
附图2 所示为本发明电弧炉炉底部分俯视图
图中标注说明
1、运渣罐,2、中间渣罐,3、电弧炉,4、冷却箱,5、压延机,31、炉体,32、炉盖,33、环形电极,34、石墨电极,35、极芯绝缘,36、绝缘耐火材料,37、耐火砖,38、溢渣口,39、残渣口,321、进渣口,322、辅料入口,331、金属电极,332、耐火电极,381、测温装置。
具体实施方式
本发明一种液态高炉渣生产装饰材料的装置,主要由:运渣罐1、中间渣罐2、直流电弧炉3、冷却箱4、和压延机5组成,运渣罐1由机车从高炉出渣口接取液态高炉渣运至位于直流电弧炉3上部的中间渣罐2,中间渣罐2将液态高炉渣经进渣口321缓慢加入直流电弧炉3,并由辅料入口322加入按照一定比例混合均匀的矿物原料如石英砂、纯碱、硼砂、石灰石、碳酸钾、磷酸二氢氨、锂辉石等,加热至1480℃~1550℃后流冷却箱4,待熔体冷却至1000~1150℃时流出至压延机5进行成型,成型后进行退火,退火温度为550~600℃,退火时间为2~3小时;所述直流电弧炉3主要由炉体31和炉盖32两部分组成,炉盖32位于炉体31顶部,设有进渣口321和辅料入口322,中间部位留有电极插入孔,对应电极插入孔位置设有石墨电极34;炉体31为圆筒状结构,其底部设有环形电极33,环形电极33由金属电极331和耐火电极332两部分,金属电极331采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在一环形铜板上组成,叉状电极的长度为炉底厚度的2/3,环形铜板部分外露在炉体31外部;定位金属电极331后首先用绝缘耐火材料36分层捣固至炉底部分总厚度的1/3,然后在环形电极33位置采用导电耐火材料继续分层捣固,其余部分继续用绝缘耐火材料36分层捣固完成,在环形电极33中间形成一极芯绝缘35,其直径为石墨电极直径的2~2.5倍,环形电极33面积为炉底总面积的1/2;炉体31侧面设有溢渣口38,溢渣口38由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处连接冷却箱4;在溢渣口38的顶部内侧设有测温装置381。
环形电极33连接系统直流电源正极,石墨电极34连接系统直流电源负极。
所述耐火电极332为导电的镁碳质复合捣打材料,碳化后的电阻率≤3×10-4Ω·m,体积密度≥2.8g/cm3,耐压强度≥20Mpa;极芯绝缘35和绝缘耐火材料36为绝缘的镁钙质复合捣打材料。
通过测温装置381实时监测电弧炉溢渣口38内液渣温度,在温度达到1480℃前,保持电弧炉炉内液面低于溢渣口38,并加大电流进行冶炼,当在温度达到1480℃~1550℃后,中间渣罐2开始向进渣口321补充高炉液渣,使高温液渣通过溢渣口38溢出;并在补充高炉液渣的同时由辅料入口322加入辅料,通过调整电弧炉冶炼电流,控制高炉液渣的补充量和辅料的添加,使高温液渣源源不断的从溢渣口流出。当需要较长时间停炉或要对电弧炉检修时,需要打开残渣口39排除炉体内部残渣,以防冷却凝固;检修完成后采用耐火泥封堵残渣口39。
本发明采用原料为高炉热熔渣,解决了高炉渣作为固体废弃物的堆存问题,有效利用了熔融高炉渣的余热,实现对熔融高炉渣的资源化回收利用,提高了资源利用率;由于含有Fe等着色离子,形成的即高炉熔渣熔体不同程度地显现为棕色或绿色;而辅料熔化则形成无色透明的辅料熔体,两者所得溶液由于组分不同,在表面张力、熔体黏度、流动性等方面有一定的差别;而利用熔融高炉熔渣与辅助调质原料在化学组成、化学性质、颜色上的差异,通过对这两种熔体的混熔过程中的条件进行控制,促使两种熔体在冷却箱内浓度场、温度场的作用下通过成分相互扩散、液相的大范围流动形成一定程度的熔合,使两者形成相互咬合、相互渗透的结构形式,形成色彩斑斓纹理自然的装饰性能,以及其丰富的矿物质通过高温熔炼整体力学性能优良。采用炉底溢渣方式提供高温液渣保证了连续为生产线提供稳定流量、温度、成分、粘度的熔渣原料,确保生产线产出高标准、高品质建筑装饰材料产品奠定基础,同时减少加料时对电弧炉耐材的冲刷,保证了耐材连续使用寿命。

Claims (4)

1.液态高炉渣制作饰面石材的装置,由:运渣罐(1)、中间渣罐(2)、直流电弧炉(3)、冷却箱(4)、和压延机(5)组成,其特征在于:运渣罐(1)由机车从高炉出渣口接取液态高炉渣运至位于直流电弧炉(3)上部的中间渣罐(2),中间渣罐(2)将液态高炉渣经进渣口(321)缓慢加入直流电弧炉(3),并由辅料入口(322)加入按照一定比例混合均匀的矿物原料:石英砂、纯碱、硼砂、石灰石、碳酸钾、磷酸二氢氨、锂辉石,加热至1480℃~1550℃后流冷却箱(4),待熔体冷却至1000~1150℃时流出至压延机(5)进行成型,成型后进行退火,退火温度为550~600℃,退火时间为2~3小时;
所述直流电弧炉(3)主要由炉体(31)和炉盖(32)两部分组成,炉盖(32)位于炉体(31)顶部,设有进渣口(321)和辅料入口(322),中间部位留有电极插入孔,对应电极插入孔位置设有石墨电极(34);炉体(31)为圆筒状结构,其底部设有环形电极(33),环形电极(33)由金属电极(331)和耐火电极(332)两部分,金属电极(331)采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在一环形铜板上组成,叉状电极的长度为炉底厚度的2/3,环形铜板部分外露在炉体(31)外部;定位金属电极(331)后首先用绝缘耐火材料(36)分层捣固至炉底部分总厚度的1/3,然后在环形电极(33)位置采用导电耐火材料继续分层捣固,其余部分继续用绝缘耐火材料(36)分层捣固完成,在环形电极(33)中间形成一极芯绝缘(35),其直径为石墨电极直径的2~2.5倍,环形电极(33)面积为炉底总面积的1/2;炉体(31)侧面设有溢渣口(38),溢渣口(38)由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处连接冷却箱(4);在溢渣口(38)的顶部内侧设有测温装置(381)。
2.根据权利要求1所述的液态高炉渣制作饰面石材的装置,其特征在于:所述环形电极(33)连接系统直流电源正极,石墨电极(34)连接系统直流电源负极。
3.根据权利要求1所述的液态高炉渣制作饰面石材的装置,其特征在于:所述耐火电极(332)为导电的镁碳质复合捣打材料,碳化后的电阻率≤3×10-4Ω·m,体积密度≥2.8g/cm3,耐压强度≥20Mpa;极芯绝缘(35)和绝缘耐火材料(36)为绝缘的镁钙质复合捣打材料。
4.根据权利要求1所述的液态高炉渣制作饰面石材的装置,其特征在于:所述测温装置(381)实时监测电弧炉溢渣口(38)内液渣温度,在温度达到1480℃前,保持电弧炉炉内液面低于溢渣口(38),并加大电流进行冶炼,当在温度达到1480℃~1550℃后,中间渣罐(2)开始向进渣口(321)补充高炉液渣,使高温液渣通过溢渣口(38)溢出;并在补充高炉液渣的同时由辅料入口(322)加入辅料,通过调整电弧炉冶炼电流,控制高炉液渣的补充量和辅料的添加,使高温液渣源源不断的从溢渣口流出。
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