CN204111593U - 一种生产安山岩连续纤维的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了生产安山岩连续纤维的设备，包括投料装置、换热装置、加热装置和池窑，池窑由前至后为熔化区、均化区、成型区和烟道，投料装置的出料口与熔化区连通，熔化区上半部分与均化区连通，成型区后方连接有烟道，池窑的后端顶部设置有换热装置，换热装置与烟道连通，均化区后方对称设置有至少两个成型区，成型区排列设置有至少两个漏板，加热装置包括熔化区底部的浸没式燃烧器、熔化区侧壁上的侧墙燃烧器和熔化区碹顶上设置有碹顶燃烧器。本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备结构简单、成本低、单位时间熔化玻璃液较多，有效提高安山岩连续纤维生产效率至少三倍以上，提高生产规模、节省能耗、实现连续纤维大规模生产。

Description

一种生产安山岩连续纤维的设备

技术领域

本实用新型涉及一种连续纤维生产设备，特别是涉及一种生产安山岩连续纤维的设备。

背景技术

安山岩矿石是一种火山浆体的主要矿石，具有很好的化学稳定性和热稳定性。安山岩熔化不同于玻璃生产中的配合料熔化过程，没有硅酸盐反应，均化澄清也和玻璃生产有比较大的区别。同一产地的安山岩的化学成分变化很小，杂质含量稍微有波动。由安山岩制成的纤维具有优良的性能：热稳定性好，使用临界温度大，耐腐蚀性能好，拉伸强度高，弹性模量高，绝缘性能好等。可以广泛应用于造船，汽车，航天，航空，建筑等诸多领域，应用前景广泛。我国具有丰富的安山岩矿石原料资源，但由于安山岩矿石是一种难熔料，熔体透热性差，玻璃料性比较短，粘度大等特点，目前仅仅是小规模的生产，一般都是电加热，而且加热器位于顶部，这样由于热量有限，且仅仅只加热局部，因此安山岩的熔化效率不高，进而使得安山岩连续纤维只能是小规模在小型池窑中生产，效率非常低，成本高。熔化区的深度比较浅，单位时间内熔化的玻璃液比较少，不能满足大批量生产安山岩连续纤维的要求。因此到目前为止生产安山岩连续纤维还没有大型的火焰池窑。

发明内容

本实用新型是为了解决现有技术中的不足而完成的，本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低、单位时间熔化玻璃液较多，有效提高安山岩连续纤维生产效率至少三倍以上，提高生产规模、节省能耗、实现连续纤维大规模生产的生产安山岩连续纤维的设备。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备，包括投料装置、换热装置、加热装置和设置于前方的投料装置与后方的所述换热装置之间的池窑，所述池窑由前至后为熔化区、均化区、成型区和烟道，所述投料装置的出料口与所述熔化区连通，所述熔化区上半部分与所述均化区连通，所述成型区后方连接有烟道，所述池窑的后端顶部设置有换热装置，所述换热装置与所述烟道连通，所述均化区后方对称设置有至少两个成型区，所述成型区排列设置有至少两个漏板，所述加热装置包括位于熔化区底部的浸没式燃烧器、位于所述熔化区侧壁上的侧墙燃烧器和位于所述熔化区碹顶上设置有朝向熔化区的碹顶燃烧器。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备还可以是：

所述浸没式燃烧器、侧墙燃烧器和碹顶燃烧器均为纯氧燃烧器。

每个所述成型区两侧壁上均匀排列布置有至少两个纯氧燃烧的燃气喷嘴，所述纯氧燃烧的燃气喷嘴位置高于所述成型区内熔液液面高度。

所述熔化区底部的浸没式燃烧器为纯氧浸没式天然气枪，所述熔化区中部设置有至少三个纯氧浸没式天然气枪，所述碹顶燃烧器为纯氧枪，所述侧墙燃烧器为纯氧天然气燃烧枪。

所述换热装置为金属换热器，所述金属换热器设置于所述烟道上方，所述金属换热器顶部设置有烟囱，所述烟囱顶部设置有调节板。

所述池窑内设置有窑坎，所述窑坎平铺设置所述均化区底部。

所述熔化区底部至少设置有一排鼓泡器，所述鼓泡器与所述浸没式燃烧器平行。

所述均化区与所述成型区之间通过通路连通，所述成型区分别对称位于所述通路两侧，所述成型区数目为偶数个。

所述均化区与所述成型区之间设置有玻璃分隔装置。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备，包括投料装置、换热装置、加热装置和设置于前方的投料装置与后方的所述换热装置之间的池窑，所述池窑由前至后为熔化区、均化区、成型区和烟道，所述投料装置的出料口与所述熔化区连通，所述熔化区上半部分与所述均化区连通，所述成型区后方连接有烟道，所述池窑的后端顶部设置有换热装置，所述换热装置与所述烟道连通，所述均化区后方对称设置有至少两个成型区，所述成型区排列设置有至少两个漏板，所述加热装置包括位于熔化区底部的浸没式燃烧器、位于所述熔化区侧壁上的侧墙燃烧器和位于所述熔化区碹顶上设置有朝向熔化区的碹顶燃烧器。这样，当将足量的安山岩用投料装置投入池窑中进入熔化区，碹顶燃烧器、侧墙燃烧器和底部浸没式燃烧器同时燃烧，同时发出热量，可以迅速并大量熔化安山岩，使得整体池窑深度可以很深，即投入熔化的安山岩量巨大，顶部侧部和底部全方位燃烧发热，使得巨大量的安山岩迅速熔化并进行均化，均化后的玻璃熔液进入对称设置在均化区后方的多个成型区内通过多个漏板拉丝制备安山岩连续纤维，由于单位时间产生的玻璃熔液的量比较大，因此相对于现有技术而言具有的优点是：其完全可以实现大规模成产，节省时间，降低成本，提高产出率，节省能耗。

本实用新型的另一目的是提供一种利用上述结构简单、成本低、单位时间熔化玻璃液较多，有效提高安山岩连续纤维生产效率至少三倍以上，提高生产规模、节省能耗、实现连续纤维大规模生产的生产安山岩连续纤维的设备生产连续纤维的方法。

附图说明

图1本实用新型一种生产安山岩连续纤维的设备实施例示意图。

图2本实用新型一种生产安山岩连续纤维的设备剖视图。

图号说明

1…投料装置        2…池窑             3…换热装置

4…熔化区          5…均化区           6…成型区

7…烟道            8…漏板             9…浸没式燃烧器

10…侧墙燃烧器     11…碹顶燃烧器      12…燃气喷嘴

13…烟囱           14…调节板          15…窑坎

16…鼓泡器         17…通路            18…玻璃分隔装置

具体实施方式

下面结合附图的图1至图2对本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备及利用该设备生产连续纤维的方法作进一步详细说明。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备，请参考图1至图2，包括投料装置1、换热装置3、加热装置和设置于前方的投料装置1与后方的所述换热装置3之间的池窑2，所述池窑2由前至后为熔化区4、均化区5和成型区6和烟道7，所述投料装置1的出料口与所述熔化区4连通，所述熔化区4上半部分与所述均化区5连通，所述成型区6后方连接有烟道7，所述池窑2的后端顶部设置有换热装置3，所述换热装置3与所述烟道7连通，所述均化区5后方对称设置有至少两个成型区6，所述成型区6排列设置有至少两个漏板8，所述加热装置包括位于熔化区4底部的浸没式燃烧器9、位于所述熔化区4侧壁上的侧墙燃烧器10和位于所述熔化区4碹顶上设置有朝向熔化区4的碹顶燃烧器11。具体而言，投料装置1用于向池窑2内投入安山岩原料，换热装置3则是将池窑2内的热量与外界换热避免池窑2产生的烟气温度过高，加热装置用于对熔化区4内的安山岩进行加热使得其熔化为玻璃熔液。池窑2为大型池窑2，尺寸比目前的连续纤维池窑2大很多。熔化区4用于熔化安山岩，均化区5用于均化熔化的安山岩玻璃熔液，成型区6的作用是成型拉丝形成连续纤维，熔化区4上半部分与均化区5连通，使得熔化后的玻璃熔液中比较清透的部分进入均化区5进行均化，均化后再进入成型区6成型，在成型区6后方连接的烟道7作用是将池窑2中熔化区4、均化区5和成型区6内的烟气排出。池窑2顶端的换热装置3用于降低排放烟气的温度，便于进行烟气处理，达到国家环保排放要求。这样，当将足量的安山岩用投料装置1投入池窑2中进入熔化区4，碹顶燃烧器11、侧墙燃烧器10和底部浸没式燃烧器9同时燃烧，同时发出热量，可以迅速并大量熔化安山岩，使得整体池窑2深度可以很深，即投入熔化的安山岩量巨大，顶部侧部和底部全方位燃烧发热，使得巨大量的安山岩迅速熔化并进行均化，均化后的玻璃熔液进入对称设置在均化区5后方的多个成型区6内通过多个漏板8拉丝制备安山岩连续纤维，由于单位时间产生的玻璃熔液的量比较大，因此相对于现有技术而言具有的优点是：其完全可以实现大规模成产，节省时间，降低成本，提高产出率，节省能耗。另外，漏板最优选为均匀排列布置在成型区底部，这样生产效率高，而且玻璃熔液流动性能好，连续纤维产品合格率高，均匀度好。而浸没式燃烧器、侧墙燃烧器以及碹顶燃烧器比较优选的是均匀排列分布在所述熔化区碹顶、熔化区侧壁和所述熔化区底部，或者等距离排列为多列或多排在熔化区碹顶、熔化区侧壁和所述熔化区底部。这样，燃烧后火焰覆盖面积大，火焰温度高，而且各处火焰温度相差不多，熔体表面可以均匀地被加热，连续纤维质量更好。成型区为长条矩形形状，所述漏板也为长条矩形形状。漏板沿成型区长度方向排列成排。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备，请参考图1至图2，在前面描述的技术方案的基础上具体可以是：所述浸没式燃烧器9、侧墙燃烧器10和碹顶燃烧器11均为纯氧燃烧器。这样在整个的生产安山岩连续纤维的设备中使用的所有燃烧器均为纯氧燃烧器，这样，不需要再考虑使用空气燃烧器的氮气排放的问题，因为空气中含有70％的氮气，该氮气在燃烧过程中不会消耗，需要排出，但是如果直接排出可能会有污染环境的问题，而使用纯氧燃烧器的优点是燃烧充分，发热量效率高，同时节能环保，对环境无害。进一步优选的技术方案为每个所述成型区6两侧壁上均匀排列布置有至少两个纯氧燃烧的燃气喷嘴12，所述纯氧燃烧的燃气喷嘴12位置高于所述成型区6内熔液液面高度。这样，在成型区6的玻璃熔液进一步被加热，避免因玻璃熔液在大型均化区5和成型区6内流动时间过长而凝固，进一步保证安山岩连续纤维的生产效率，提高成品率，保证拉丝安山岩连续纤维的温度要求。还可以是所述熔化区4底部的浸没式燃烧器9为纯氧浸没式天然气枪，所述熔化区4中部设置有至少三个纯氧浸没式天然气枪，所述碹顶燃烧器11为纯氧枪，所述侧墙燃烧器10为纯氧天然气燃烧枪。纯氧浸没式天然气枪为浸没式燃烧的，纯氧和天然气混合燃烧的天然气枪。而碹顶燃烧器11为纯氧枪，纯氧枪范围比较大，只要是纯氧燃烧的即可，其燃料可以是天然气也可以是重油或其他燃料。侧墙燃烧器10为纯氧天然气燃烧枪，其燃料为天然气。这样燃烧效率更高。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备，请参考图1至图2，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述换热装置3为金属换热器，所述金属换热器设置于所述烟道7上方，所述金属换热器顶部设置有烟囱13，所述烟囱13顶部设置有调节板14。烟囱13用于将所有的烟气排出，而调节板14用于调节烟囱13顶部的开口开度，进而调节烟气流出的速度，最终用于调节池窑2内的压力。

本实用新型的一种生产安山岩连续纤维的设备，请参考图1至图2，在前面描述的技术方案的基础上还可以是：所述池窑2内设置有窑坎15，所述窑坎15平铺设置所述均化区5底部。这样窑坎15使得均化区5均化效果更好，均化区5越上层均化效果更好，将均化效果最好的玻璃熔液输送至成型区6拉丝形成连续纤维。还可以是：所述熔化区4底部至少设置有一排鼓泡器16，所述鼓泡器16与所述浸没式燃烧器9平行。通过鼓泡器16向熔化区4鼓入压缩气体，一是起一定的搅拌作用，提高熔液的温度，强制熔化，二是加速消除熔液内的气泡，加速澄清的速度。还可以是所述均化区5与所述成型区6之间通过通路17连通，所述成型区6分别对称位于所述通路17两侧，所述成型区6数目为偶数个。这样均化区5均化澄清后的玻璃熔液通过各通路17同时分别进入各成型区6内，从每个成型区6内的多个漏板8漏下拉丝成型形成尽量多的连续纤维束，进而保证同时生产大量的连续纤维。当然成型区6可以是四个、六个、八个或者更多的偶数个，只要是偶数个对称地设置在均化区5后方即可。成型区6的数量越多，成产连续纤维的规模越大。还可以是所述均化区5与所述成型区6之间设置有玻璃分隔装置18。

本实用新型的利用前面描述的生产安山岩连续纤维的设备生产连续纤维的方法，请参考图1至图2，包括以下步骤：

A.进料：安山岩物料由投料装置1输送至池窑2内，落入熔化区4内；

B.加热熔化：开启位于熔化区4底部的浸没式燃烧器9、位于熔化区4侧壁上的侧墙燃烧器10和位于熔化区4碹顶上的碹顶燃烧器11，使得熔化区4内温度升高至高于安山岩的熔点，安山岩熔化为安山岩熔液；

C.均化：安山岩熔液流动至均化区5进行均化，并进入成型区6；

D.成型拉丝：均化后的安山岩熔液从成型区6内的漏板8漏下进行拉丝形成连续纤维；

E.卷绕出品:在漏板8下方设置有卷绕器将拉丝形成的连续纤维卷绕后出成品。

通过上述步骤并利用上述描述的安山岩连续纤维的设备，可以成本低、单位时间熔化玻璃液较多，有效提高安山岩连续纤维生产效率至少三倍以上，提高生产规模、节省能耗、实现连续纤维大规模生产。

上述仅对本实用新型中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本实用新型的保护范围，凡是依据本实用新型中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：包括投料装置、换热装置、加热装置和设置于前方的投料装置与后方的所述换热装置之间的池窑，所述池窑由前至后为熔化区、均化区、成型区和烟道，所述投料装置的出料口与所述熔化区连通，所述熔化区上半部分与所述均化区连通，所述成型区后方连接有烟道，所述池窑的后端顶部设置有换热装置，所述换热装置与所述烟道连通，所述均化区后方对称设置有至少两个成型区，所述成型区排列设置有至少两个漏板，所述加热装置包括位于熔化区底部的浸没式燃烧器、位于所述熔化区侧壁上的侧墙燃烧器和位于所述熔化区碹顶上设置有朝向熔化区的碹顶燃烧器。 

2.根据权利要求1所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述浸没式燃烧器、侧墙燃烧器和碹顶燃烧器均为纯氧燃烧器。 

3.根据权利要求2所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：每个所述成型区两侧壁上均匀排列布置有至少两个纯氧燃烧的燃气喷嘴，所述纯氧燃烧的燃气喷嘴位置高于所述成型区内熔液液面高度。 

4.根据权利要求2所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述熔化区底部的浸没式燃烧器为纯氧浸没式天然气枪，所述熔化区中部设置有至少三个纯氧浸没式天然气枪，所述碹顶燃烧器为纯氧枪，所述侧墙燃烧器为纯氧天然气燃烧枪。 

5.根据权利要求1所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述换热装置为金属换热器，所述金属换热器设置于所述烟道上方，所述金属换热器顶部设置有烟囱，所述烟囱顶部设置有调节板。 

6.根据权利要求1至5任意一权利要求所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述池窑内设置有窑坎，所述窑坎平铺设置所述均化区底部。 

7.根据权利要求1至5任意一权利要求所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述熔化区底部至少设置有一排鼓泡器，所述鼓泡器与所述浸没式燃烧器平行。 

8.根据权利要求1至5任意一权利要求所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述均化区与所述成型区之间通过通路连通，所述成型区分别对称位于所述通路两侧，所述成型区数目为偶数个。 

9.根据权利要求1至5任意一权利要求所述的一种生产安山岩连续纤维的设备，其特征在于：所述均化区与所述成型区之间设置有玻璃分隔装置。