CN202808558U

CN202808558U - 一种玄武岩纤维池窑

Info

Publication number: CN202808558U
Application number: CN 201220350253
Authority: CN
Inventors: 唐明
Original assignee: CHENGDU DIANSHI BASALT FIBER TECHNIQUE
Current assignee: SICHUAN DIANSHI BASALT FIBER TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2012-07-11
Publication date: 2013-03-20
Anticipated expiration: 2022-07-11

Abstract

本实用新型适用于综合性能优异的玄武岩纤维的规模化生产，属于新型无机非金属材料领域，具体为一种玄武岩纤维池窑。一种玄武岩纤维池窑，由炉体、熔化池、均化池、料道、加料口、燃烧器、排烟道、供料口、排料装置组成，其特征在于：熔化池均匀布置在均化池的两侧，熔化池与均化池连接采用涵洞联接，熔化池的溢流口连接均化池，加料口、燃烧器设置于熔化池上方，加料口与燃烧器烧嘴间隔设置，料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向设置。本专利有效解决了以上玄武岩连续纤维生产中存在的主要问题，实现了玄武岩连续纤维的池窑生产。

Description

一种玄武岩纤维池窑

技术领域

本实用新型适用于综合性能优异的玄武岩纤维的规模化生产，属于新型无机非金属材料领域，具体为一种玄武岩纤维池窑。

背景技术

玄武岩纤维是国家重点发展的功能性特种纤维之一，具有强度高、耐酸碱、高低温性能良好、防火性能优越等特点，可广泛应用于军工民品各领域，市场前景广阔。

国内玄武岩连续纤维研发自上世纪70年代起，先后有国家建筑材料科学研究院等单位断断续续地开展过相应的研究。上世纪60年代为了军事技术对材料的需要，前苏联加大了对玄武岩纤维的研发力量实现了玄武岩纤维的生产，其产品基本都应用于军事领域，其生产技术也作为军事机密对外保密。2000年以后乌克兰、俄罗斯等前苏联掌握玄武岩纤维生产技术的国家的生产技术逐步进入中国，在中外技术人人员的共同努力下和中国的机械技术融合后，我国也基本掌握了玄武岩纤维生产技术。目前四川成都、浙江横店、辽宁阜新、山西太原、河北邯郸等地已有数家企业在从事玄武岩纤维的生产，可以实现小规模生产，所采用的生产设备都是单元窑设备，一台窑炉带一块拉丝漏板，有的带两块漏板还不稳定，一台窑炉设备的年生产能力在50吨以下。这样的生产设备很难实现玄武岩纤维的大规模生产，也不能满足国家对玄武岩纤维的需求。

发明内容

玄武岩纤维的生产过程中，玄武岩在高温下熔化，其熔融液具有传热慢、温度梯度大、易析晶等特点，现有的生产技术存在玄武岩原料熔化速度慢，温度不均匀容易形成结晶影响纤维的正常生产，只能实现小规模生产，很难实现玄武岩纤维的产业化。本专利有效解决了以上玄武岩连续纤维生产中存在的主要问题，实现了玄武岩连续纤维的池窑生产，突破了制约玄武岩连续纤维产业化生产的瓶颈约束，为实现玄武岩纤维的产业化生产创造条件，本实用新型提供一种玄武岩纤维池窑。

本专利的具体技术方案如下：

一种玄武岩纤维池窑，由炉体、熔化池、均化池、料道、加料口、燃烧器、排烟道、供料口、排料装置组成，熔化池均匀布置在均化池的两侧，熔化池与均化池连接采用涵洞联接，熔化池的溢流口连接均化池，加料口、燃烧器设置于熔化池上方，加料口与燃烧器烧嘴间隔设置，料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向设置。

熔化池均匀布置在均化池的两侧，熔化池与均化池连接采用涵洞直接联接，熔化池内的玄武岩熔融体可以以溢流方式直接进入均化池。加料口布置于熔化池上方，在炉顶均匀分布，与燃烧器烧嘴间混布置。燃烧器布置采用顶部布置方式，同时燃烧器的选择采用小功率大面积分散布置，单台燃烧器的功率一般不大于300KW。均化池与料道连接采用涵洞直接联接，均化池内的玄武岩熔融体可以以溢流方式直接进入料道。输送玄武岩熔融体的料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向布置，缩短料道输送长度。

在均化池及料道内布置有排料装置，在长期运行后炉内聚集了杂质或需要更换玄武岩品种时，可以将炉内杂质或料液完全排放。

玄武岩纤维是以优质的玄武岩矿石为唯一原料，经高温熔化拉制而成的高性能纤维。其基本工艺为：玄武岩原料经破碎筛选后，加入熔化炉熔化，其熔融液经拉丝漏板喷出，经拉丝机緾绕拉制形成玄武岩连续纤维。

玄武岩矿石在熔化过程中熔化温度高、传热慢、温度梯度大、析晶温度高。因而在生产过程中，熔化池深度浅、熔化速度慢，容易产生结晶产物，如产生结晶产物则极不容易排除，将严重影响正常生产。本方案充分分析、考虑了玄武岩熔融液的特点，同时也考虑了本工艺采用单一的玄武岩原料的实质，很好地解决了玄武岩连续纤维生产过程中存在的问题，实现了单台设备可以供应12台以上拉丝机同时正常作业的玄武岩熔融液，且玄武岩熔融液熔化充分，质量和流量供应稳定。

本方案以天然气等气体燃料为熔化热源，炉体分为熔化池、均化池和料道，燃烧烧嘴垂直布置炉顶以强化热传递，在熔化区域烧嘴和进料管间隔布置，形成均匀进料、均匀加热的强熔化区域。均化池一端或两端分三个方向布置料道，在料道内分段布置燃烧烧嘴，保证料道内熔融体温度恒定。

本专利的优势要点如下：

1、整体布置方式：池窑设熔化池、均化池和输送料道，玄武岩矿石在熔化池内熔化后进入均化区池进一步充分熔化和均化，然后进入输送料道输送到各作业点，进行拉丝作业，熔化液在炉内流动加热的时间较单元窑更长，更有利于生产更高性能的纤维。输送料道分布置于均化池的一端或两端，分三个方向布置，以尽量缩短料液输送长度，提高玄武岩熔融液的质量并减少输送热量损失，也更有利于对液面进行有效控制。

2、区域间联接：本方案采用单一的玄武岩矿石作为生产原料，熔化后的熔融体是极为均匀的熔融体，熔化完全的熔融体就是优质的原料，由于玄武岩熔融体传热慢，温度梯度大，因而其表层的温度最高，熔化池和均化池，均化池和料道之间的联接过渡，采用涵洞直接联接，减少玄武岩熔融液的流动阻力，也玄武岩熔融液对耐火砖的冲刷，熔化液的上半部分品质较好料液也可以很好地进入均化池和输送料道。

3、燃烧设备布置：由于玄武岩熔融液的传热性能较差，燃烧器布置采用烟气搅拌较好的顶部布置方式，以加强烟气的拢动，增加对流换热效果。燃烧器的配置采用小功率大面积布置，单台燃烧器的功率一般不大于300KW。

4、杂质排放：由于玄武岩矿石存在少量杂质，运行时间长了后，会集存起来，达到影响拉丝的程度时应将其排放，以便设备能正常运转，在均化池尾内及料道尾部分别设置定期排料装置，在需要排放杂质或更换玄武岩矿石品种时，可以通过排料装置将炉内熔融液全部排放。

5、矿石原料的添加：原料加料口设置在熔化池顶部，矿石原料为颗粒料，利用其自身重力进入炉内，加料装置与熔化池密封连接，保持炉内和炉外封闭隔绝，减少空气和烟气对流，减小烟气对加料口的冲刷腐蚀，同时也减少了热量的损失。加料口在炉顶均匀分布，并与燃烧器间隔布置以强化传热有利原料的熔化。

本方案可以实现单台窑炉带动24块以上漏板，使单台设备可以实现年产玄武岩连续纤维达到1500吨以上，综合能耗降低到1.5吨标煤/吨原丝，可以实现玄武岩连续纤维的规模化生产，促进玄武岩连续纤维的产业化发展。

附图说明

图1为本专利的平面结构示意图

图2为小规模池窑结构示意图

其中：1——炉体，2——燃烧器烧嘴，3——加料口，4——输送料道，5——熔化池，6——均化池，7——排烟道。

具体实施方式

一种玄武岩纤维池窑，由炉体、熔化池、均化池、料道、加料口、燃烧器、排烟道、供料口、排料装置组成，熔化池均匀布置在均化池的两侧，熔化池与均化池连接采用涵洞联接，熔化池的溢流口连接均化池，加料口、燃烧器设置于熔化池上方，加料口与燃烧器烧嘴间隔设置，料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向设置。熔化池均匀布置在均化池的两侧，熔化池与均化池连接采用涵洞直接联接，熔化池内的玄武岩熔融体可以以溢流方式直接进入均化池。加料口布置于熔化池上方，在炉顶均匀分布，与燃烧器烧嘴间混布置。燃烧器布置采用顶部布置方式，同时燃烧器的选择采用小功率大面积分散布置，单台燃烧器的功率一般不大于300KW。均化池与料道连接采用涵洞直接联接，均化池内的玄武岩熔融体可以以溢流方式直接进入料道。输送玄武岩熔融体的料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向布置，缩短料道输送长度。单台燃烧器的功率一般不大于300KW。均化池与料道连接采用涵洞直接联接，均化池内的玄武岩熔融体可以以溢流方式直接进入料道。输送玄武岩熔融体的料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向布置，缩短料道输送长度。在均化池及料道内布置有排料装置，在长期运行后炉内聚集了杂质或需要更换玄武岩品种时，可以将炉内杂质或料液完全排放。以天然气等气体燃料为能源通过布置在熔化池顶部的烧嘴将熔化池加热到1500℃以上，加工成颗粒的玄武岩原料通过均匀布置在熔化池顶部的加料口加入熔化池，熔化后的玄武岩熔融体进入均化区进一步熔融均化，充分熔化的玄武岩熔液从均化池的一端或两端没三个方向进入料道，料道由布置在料道顶部的燃气烧嘴供热保持料道温度在1360℃以上，进入料道的玄武岩熔融液经供料口输送至漏板，由漏板喷出后经由下方的拉丝机拉制成玄武岩连续纤维。

每条料道可以布置4块以上漏板，一台池窑可布置24块以上漏板，本方案的熔化池和均化池可以充分满足漏板的需求，保证供料，实现单台窑炉达到年产玄武岩纤维1500吨以上。

Claims

1.一种玄武岩纤维池窑，由炉体、熔化池、均化池、料道、加料口、燃烧器、排烟道、供料口、排料装置组成，其特征在于：熔化池均匀布置在均化池的两侧，熔化池与均化池连接采用涵洞联接，熔化池的溢流口连接均化池，加料口、燃烧器设置于熔化池上方，加料口与燃烧器烧嘴间隔设置，料道在均化池的一端或两端分别沿三个方向设置。