CN204211645U - 一种高炉热态熔渣矿棉制备系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，旨在提供一种不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率及品质的高炉热态熔渣矿棉制备系统。它包括用于导流高炉热态熔渣的取渣沟，熔渣炉及至少两台离心机，熔渣炉依次包括加料池，熔化池,净化池及至少两条料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述净化池与熔化池之间通过第二流液通道相连通，各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭，且各料道的底部设有出料口。

Description

一种高炉热态熔渣矿棉制备系统

技术领域

本实用新型涉及矿棉生产领域，具体涉及一种高炉热态熔渣矿棉制备系统。

背景技术

矿棉是利用工业废料矿渣(高炉矿渣等)为主要原料，矿渣经熔化、调质后的合格熔体（1400～1500度）导入离心机内，并落在离心辊表面上，从而在高速离心辊产生的离心力的作用下被甩制成矿棉纤维；同时配合离心机内的风环喷出的高速气流将矿棉纤维吹入集棉机内（风环喷出的高速气流在离心辊轴向上，沿离心辊表面高速流动）。集棉机内的矿棉纤维在负压风抽吸作用下聚集在集棉机网带上形成矿棉毡。矿棉具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点，因而在建筑物的填充绝热、吸声、隔声及各种热力设备填充隔热等方面有大量的应用。

矿棉传统制作工艺为冲天炉工艺。 冲天炉的工作过程为：先将一定量的煤炭装入炉内作为底焦，它的高度一般在一米以上。点火后，将底焦加至规定高度，从风口至底焦的顶面为底焦高度。然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热，这一过程称为过热。随着底焦的烧失和金属炉料的熔化，料层逐渐下降。每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是碱性氧化物，它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上。在冲天炉内，同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应 3个重要过程。

传统冲天炉工艺的制备过程中生产一吨矿棉制品平均需要消耗能源约550公斤标准煤（包括焦、电等）。能耗费用占工厂成本的30%以上，致使矿棉制品的销售价格高居不下，一般都在2500-3200元/吨以上，成为矿棉制品难以进入建筑市场最为突出的瓶颈问题之一。欲降低矿棉制品的销售价格的关键之一是降低其能耗。虽然通过在传统工艺上采用一些新技术（如加热送风、富氧送风等）也能达到节能的目的，但降耗的幅度有限。

而高炉热态熔渣本身具有很高的温度(1400-1600℃)，其平均热焓约为1670MJ/t，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。由于高炉熔渣用途很广，因此熔渣能量的回收原则是不仅要回收其余热资源，而且要便于炉渣的再利用，在充分利用废渣显热的同时，生产出矿棉、矿渣微晶玻璃等具有较高附加值的建材产品；但目前，国内外高炉熔渣多以水淬法为主，热量无法回收利用。因此，采用高炉热态熔渣直接制备矿棉有利于解决上述技术领域中各自存在的问题，实现了矿棉制备过程中的节能降耗和高炉热态熔渣热量再利用的有机统一，充分利用了高炉热态熔渣的热量，是当今研究的热点技术之一。

另一方面，离心机也是矿棉生产过程中的关键设备，它是决定矿棉产量和质量的重要因素，目前矿棉生产过程中较为成熟、先进的离心机是四辊离心机，其离心辊为四个，包括自上而下依次分布的一号离心辊、二号离心辊、三号离心辊和四号离心辊。各离心辊外侧布置风环，将被高速离心辊被甩制成的矿棉纤维吹入集棉机内。目前的用于生产矿棉的离心机的离心辊的外表面均为光滑的圆弧面；由于离心辊的外表面为光滑的圆弧面，当熔体落在离心辊的外表面上后，熔体位于离心辊表面上，并且熔体与离心辊的外表面之间的附着力不佳，这使得附着在离心辊表面上的部分熔体容易被风环喷出的高速气流直接吹离，而被吹离的熔体与离心辊分离后将快速冷却、硬化形成渣球，而无法在高速离心辊产生的离心力作用下被甩制成矿棉纤维，因而导致离心机的成纤率降低（目前离心机的成纤率通常在60%至70%之间）。更重要的是，由于离心辊的外表面为光滑的圆弧面，这不仅使得熔体与离心辊的外表面之间的附着力不佳，而且附着在离心辊表面上的熔体将连成一片，因而在高速离心辊产生的离心力作用下，附着在离心辊表面上的熔体容易被甩出，且被甩出的熔体颗粒偏大、均一性不佳，造成离心辊甩制得到的矿棉纤维粗而短（纤维直径大、纤维长度短，目前离心机制得的矿棉纤维的平均直径通常在9微米以下），影响矿棉品质。

例如，中国专利公开号CN103787574A，公开日2014年5月14日，实用新型创造的名称为一种用于岩棉生产的直联式四辊离心机，包括四个离心辊、电机和喷胶装置。该申请案的离心辊的外表面同样为光滑的圆弧面，其同样存在上述不足。

例如，中国专利公开号CN203602500U，公开日2014年5月21日，实用新型创造的名称为一种用于岩棉生产的四辊离心机，包括熔融流体出口、一号离心辊、二号离心辊、三号离心辊、四号离心辊、风环和中心喷胶装置。该申请案的离心辊的外表面同样为光滑的圆弧面，其同样存在上述不足。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

本实用新型在第一目的基础上的另一目的是为了克服现有技术中的制备矿棉的离心机的成纤率较低，而且制得的矿棉纤维粗短、影响矿棉品质的问题，提供一种不仅能够提高离心机的成纤率，而且制得的矿棉纤维细长，可有效提高矿棉的品质及性能的高炉热态熔渣矿棉制备系统。

本实用新型的技术方案是：

一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，包括用于导流高炉热态熔渣的取渣沟，熔渣炉及至少两台离心机，所述熔渣炉依次包括加料池，熔化池,净化池及至少两条料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述净化池与熔化池之间通过第二流液通道相连通，各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭，且各料道的底部设有出料口；所述第一流液通道处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置，第二流液通道处设有用于控制第二流液通道的流量的第二控流闸板装置；所述取渣沟的出料端由熔渣炉入料口伸入熔渣炉内，取渣沟处设有热态熔渣截取装置，该热态熔渣截取装置包括插设在取渣沟内的截流闸板；各离心机分别包括离心机外壳，设置在离心机外壳顶部的熔体入料口及设置在离心机外壳内、位于熔体入料口下方的离心辊；各离心机内的离心辊的外表面上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。

当熔渣炉需要引入高炉热态熔渣时：将取渣沟内的截流闸板提起；从而使高炉热态熔渣由取渣沟引入熔渣炉内；当熔渣炉不需要引入高炉热态熔渣时：将截流闸板插入取渣沟内，关闭取渣沟。在高炉热态熔渣流入加料池的同时，将调质料通过主调质料加料口进入加料池内，使调质料均匀的混合在高炉热态熔渣内；接着，熔体（即混合调质料的高炉热态熔渣）由第一流液通道进入熔化池，使熔体进一步澄清和均化，促进其玻璃化的形成，获取良好、均匀的熔体；再接着，熔体由第二流液通道进入净化池，并由料道的出料口流出，供给离心机进行制棉。熔体在净化池内消除熔体内的混合的气泡及熔体内应力，达到净化熔体的目的。本方案充分利用高炉热态熔渣本身的热量，并配合调质料降低熔渣的熔点、使其高温粘度和高温电阻降低，强化熔渣的澄清和均化过程，促进其玻璃化的形成，有利于实现矿棉所需熔体的顺利熔化、均匀，提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

另一方面，由于本方案中的离心辊表面上设有环绕离心辊的螺旋槽；当熔体由出料口流出，并由熔体入料口流入离心机后，落在离心辊外表面上的熔体将被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上，从而有效增大熔体与离心辊表面的接触面积，提高熔体与离心辊的外表面之间的附着力，并且熔体被容纳在螺旋槽内；这样就可以有效避免附着在离心辊表面上的熔体被风环喷出的高速气流吹离、形成渣球；因而可有效改善附着在离心辊表面上的熔体直接被风环喷出的高速气流直接吹离，形成渣球、导致离心机的成纤率降低的问题，有效提高离心机的成纤率。在实际生产过程中本发明的离心机的成纤率可达到85%以上。

更重要的是，由于熔体落在离心辊的外表面上后，熔体被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上；这样不仅有效提高熔体与离心辊的外表面之间的附着力，而且使得附着在离心辊的外表面上的熔体沿螺旋槽被分隔成若干细长条状的、且相互间较为独立的熔体（被螺旋槽分隔成若干细长条状的、且相互间较为独立的熔体），这样在高速离心辊产生的离心力作用下，被甩出的熔体颗粒细小、均一性佳，从而使离心辊甩制得到的纤维细长（纤维直径小、纤维长度长），均匀，有效提高矿棉的品质及性能。

作为优选，螺旋槽为多头螺旋槽，该多头螺旋槽由相互平行的第一及第二两条螺旋槽构成，且第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度。

当熔体落在离心辊的外表面上后，熔体将被容纳在第一及第二螺旋槽内，并沿第一及第二螺旋槽延展、附着在第一及第二螺旋槽表面上；而由于本方案中多头螺旋槽的第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度，从而使容纳在第一与第二螺旋槽内的熔体与离心辊表面的附着力不同，螺旋槽的槽口宽度越大，则处于螺旋槽的槽口处的熔体的附着力越小，越容易被离心辊甩出，且被甩出的熔体颗粒也相应的越大，制得的纤维的直径也越大；因而，本方案中由第一螺旋槽甩出制得的纤维的直径要大于第二螺旋槽甩出制得的纤维的直径，这样可以制得由两种不同丝径的纤维均匀的混合在一起、形成矿棉。该矿棉中丝径较大的纤维具有更强的韧性、弹性及恢复性能，保证矿棉具有良好的强度、弹性及恢复性能；而丝径细小的纤维则均匀的包裹在丝径较大的纤维上，丝径细小的纤维具有优异的柔软性及密实性，从而使矿棉具有良好的强度、弹性及恢复性能的同时，还使矿棉具有良好的柔韧性，密实性，孔隙复杂性及空隙度；有效提高矿棉的各种性能、品质。

作为优选，熔渣流入口设置在加料池侧面上部，熔渣由取渣沟的出料端流入到加料池内，且由取渣沟的出料端流入到加料池内的熔渣的轨迹为抛物线轨迹；所述主调质料加料口设置在加料池顶面上，并且由主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由取渣沟的出料端流入到加料池内的熔渣的抛物线轨迹上。

由于主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由取渣沟的出料端流入到加料池的熔渣的抛物线轨迹上，这样可以有效避免调质料大量的漂浮于高温液态熔渣表面，并使熔渣与调质料的快速均匀混合，有利于促进其玻璃化的形成、均匀，提高矿棉的成纤率及质量。

作为优选，所述截流闸板内分别设有冷却水通道，且截流闸板顶面上设有与冷却水通道相通的进水口及出水口；所述热态熔渣截取装置还包括机架，连接座，可转动设置在连接座上的竖直连接杆，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动截流闸板的闸板摆转装置；所述热态熔渣截取装置的机架设置在取渣沟一侧，热态熔渣截取装置的连接座及竖直连接杆位于取渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在截流闸板顶部；所述连接座包括上连接板，位于上连接板下方的下连接板及连接上、下连接板的连接件；所述升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸或竖直油缸，设置在机架上的竖直导套及设置在竖直导套内的导杆，导杆下端与上连接板相连接，所述竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上；所述下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套，所述竖直连接杆呈圆柱状，竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，且竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块；所述闸板摆转装置包括套设在竖直连接杆上的连接套，固定设置在连接套外侧面上的摆杆及设置在机架与摆杆之间的摆动气缸，所述竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽，连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块，所述摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上。

由于高炉热态熔渣具有很高的温度(1400～1600℃)，因而本方案的截流闸板内分别设有冷却水通道，通过冷却水进行冷却，延长闸板使用寿命；但这样一来截流闸板将处于冷态（相对于高炉热态熔渣），而高炉渣沟内的高炉热态熔渣中又具有一定量的铁水；由于截流闸板处于冷态，而闸板与渣沟表面之间存在间隙（由于渣沟被高炉热态熔渣腐蚀等原因闸板与渣沟间不可避免的存在间隙），这使得渗入闸板与渣沟表面之间的铁水等炉渣熔体容易被冷却固化，进而使闸板与高炉渣沟表面之间被冷却的铁水等炉渣熔体粘连在一起，导致截流闸板难以由渣沟中提起；这不仅导致截取高炉热态熔渣时失败；而且还会造成高温熔渣溢出渣沟，破坏周边设备，甚至对周围工作人员造成伤害；

为了解决上述不足本方案在热态熔渣截取装置上设置了闸板摆转装置；由于闸板摆转装置的设置，当截流闸板需要由取渣沟中提起时，先通过闸板摆转装置带动截流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，从而使截流闸板松动，避免闸板与渣沟表面之间粘连在一起；从而保证闸板能够顺利的由渣沟中提起。

进一步的，当竖直气缸或竖直油缸带动连接座下行时，竖直连接杆和截流闸板则是在自重作用下随连接座下行，插入取渣沟内，并且当闸板插入渣沟的沟底，竖直气缸或竖直油缸停止下行后；由于限位挡块位于上、下连接板之间，且限位挡块与上连接板之间也具有一定间距，上连接板不会紧压在限位挡块上，这样竖直气缸或竖直油缸不会将闸板紧压在渣沟内；因而当闸板需要由渣沟中提起时，可以先通过闸板摆转装置顺利的带动截流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，使闸板松动；而不会因竖直气缸或竖直油缸的作用使闸板紧紧的抵压在渣沟内，导致闸板摆转装置无法带动闸板摆转，使闸板摆转装置失效。

作为优选，加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间，所述加料池的侧面设有若干加料池侧插电极，加料池的底面设有若干加料池底插电极,各加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方；所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池液位线位于加料池下液位线下方，所述熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述熔化池的侧面设有若干熔化池侧插电极，熔化池的底面设有若干熔化池底插电极；各熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方；净化池位于熔化池底面上方，所述料道底面与净化池底面齐平，净化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；净化池的上部空间内设有若干净化池侧插电极，净化池侧插电极为二氧化锡电极，净化池侧插电极位于熔化池液位线的上方，且各净化池侧插电极的两端均位于净化池外侧；所述净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方。

为了使加料池与熔化池内的熔体澄清、均化，提高矿棉的成纤率，工艺要求加料池与熔化池内的熔体温度较高（1500摄氏度左右），并且加料池与熔化池内各部位的熔体温度均匀；因而本方案在加料池及熔化池的熔体液面下方设置电极，利用耐高温电极直接内对熔体进行加温，保证加料池与熔化池内的熔体温度的要求；

而为了使由出料口流出的熔体粘度满足离心机的成纤要求，由料道的出料口流出的熔体的温度不能太高（在1400度左右，温度过高则导致熔体的粘度偏低，温度过低则导致熔体的粘度偏高，粘度偏高或者偏低都不能满足四辊高速离心机的成纤要求）；因而为了满足净化池及料道的熔体温度要求，本方案将净化池内的电极设置在净化池的熔体液面的上方，避免电极直接加热净化池及料道内的熔体，使料道的熔体温度偏高；但由于普通的电极材料本身在高温的氧化环境下极易氧化，而净化池内的电极需要设置在净化池的熔体液面的上方（位于空气中），这使得净化池内的电极不能采用普通的电极；因而本方案在净化池空间的上部设置二氧化锡电极，通过二氧化锡电极来使净化池及料道的熔体温度符合要求，同时又避免了净化池内的电极暴露在空气中被氧化的问题。进一步的，由于二氧化锡在高温环境下易挥发，为了避免净化池内的熔体液面发生波动时，将二氧化锡电极浸渍在熔体内，导致二氧化锡挥发；因而本实用新型将净化池侧插电极设置在熔化池液位线的上方，并在净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方；从而保证净化池内的熔体液面发生波动时，多余的熔体将由溢料口排出，避免熔体漫过二氧化锡电极。

作为优选，加料池呈正八边形结构，且加料池的五个侧面上分别设有三根所述的加料池侧插电极，且各加料池侧面上的三根加料池侧插电极呈上、中、下等距分布；所述加料池底插电极为六根；所述熔化池的前、后两侧侧面上分别设置有四根所述的熔化池侧插电极，所述熔化池底插电极为十根；所述净化池侧插电极的数量为五根。

作为优选，各加料池侧插电极上、与加料池侧壁相对应的部位分别套设有电极冷却水套，各加料池底插电极上、与加料池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套，各熔化池侧插电极上、与熔化池侧壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套，各熔化池底插电极上、与熔化池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。

作为优选，净化池顶部设有用于消除净化池熔体内的气泡及熔体内应力的搅拌装置，该搅拌装置包括可转动设置在净化池顶部的搅拌轴，设置在净化池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，至少两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆及设置在搅拌杆末端的搅拌球，所述搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。本方案的熔渣炉搅拌器的搅拌球整体位于高炉热态熔渣内部，通过搅拌球对高炉热态熔渣进行搅拌，从而破坏熔体内的气泡，将熔体内的气泡排出；同时消除熔体内的条纹，进而有效的消除熔体内应力，提高熔体均匀性。

作为优选，第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置，所述第二控流闸板装置包括竖直插设在第二流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。

作为优选，加料池，熔化池，净化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层及外层耐火材料层组成，且加料池，熔化池，净化池及料道的侧壁外还设有冷却水隔层，冷却水隔层上设有进水口及出水口；加料池，熔化池，净化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。

作为优选，螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致。由于螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致，在离心辊旋转过程中容纳在螺旋槽内的熔体将绕螺旋槽延展或延伸前进；这样在离心辊旋转过程中，有利于使容纳在螺旋槽内的熔体绕螺旋槽延展或延伸，从而有利于熔体被甩制成纤维，提高离心机的成纤率及品质。

作为优选，所述螺旋槽的横截面均呈V形，所述离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形；所述螺旋槽的螺距为0.58至2.49毫米之间；螺旋槽的螺旋升角为2.8至10.2度之间。

由于离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形，这样有利于使落在本方案离心辊的外表面上的熔体被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上；而本方案中螺旋槽的螺距及螺旋升角的设定可保证螺旋槽能够细密的分布在离心辊表面上，从而使熔体落在本方案离心辊的外表面上后，可以顺利的被容纳在螺旋槽内，并沿螺旋槽延展、附着在螺旋槽表面上。

本实用新型的有益效果是：

其一，能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；

其二，混合效率较高，混合均匀，调质料不会漂浮于高温液态熔渣表面，有利于熔渣的快速均化；

其三，熔体玻璃化均匀，质量好、效率高、成本低，能有效的提高矿棉的成纤率及品质，提高矿棉产量。

其四，不仅能够提高离心机的成纤率，而且制得的矿棉纤维细长，可有效提高矿棉的品质及性能。

附图说明

图1是本实用新型的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统的一种结构示意图。

图2是本实用新型的熔渣炉的一种结构示意图。

图3是本实用新型的熔渣炉的一种俯视图。

图4是图1中A-A处的一种剖面结构示意图。

图5是图4中B-B处的一种剖面结构示意图。

图6是本发明的离心机的一种结构示意图。

图7是本发明的离心辊的一种结构示意图。

图8是图7中C处的局部放大图。

图中：加料池1，主调质料加料口11，熔渣流入口12，加料池上液位线15，加料池下液位线16，加料池侧插电极17，加料池底插电极18，电极冷却水套19；熔化池3，熔化池液位线31，熔化池侧插电极32，熔化池底插电极33；净化池4，溢料口41，净化池侧插电极42，搅拌轴43，搅拌杆44，搅拌球45；料道5，出料口51；第一控流闸板装置61，第二控流闸板装置62，第一流液通道相连接7；第二流液通道8；内衬耐火材料层101，外层耐火材料层102；冷却水隔层103；

取渣沟1a；截流闸板2a；冷却水通道2a1，机架3a；连接座4a，上连接板41a，连接件42a，下连接板43a；竖直导套5a；导杆6a；竖直气缸7a；限位挡块8a；轴套9a；竖直连接杆10a；竖直限位槽11a；摆杆12a；连接套13a，限位凸块13a1；限位导套14a；摆动气缸15a；第一定位块16a，第二定位块17a；

离心机1b,离心机外壳2b,离心辊3b,风环4b,多头螺旋槽5b,第一螺旋槽5b1,第二螺旋槽5b2。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1所示，一种高炉热态熔渣矿棉制备系统包括用于导流高炉热态熔渣的取渣沟1a，熔渣炉及两台或三台或四台离心机。本实施例中的离心机为两台。

如图1、图2、图3所示，熔渣炉依次包括加料池1，熔化池3，净化池4及两条或三条或四条料道5。本实施例中的料道为两条。离心机的数量与料道数量相对应（即相同）。加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道7相连接。净化池与熔化池之间通过第二流液通道8相连通。各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭。加料池底部设有加料池出液口。

加料池上部设有熔渣流入口12及主调质料加料口11。熔渣流入口设置在加料池侧面上部。取渣沟的出料端由熔渣炉入料口伸入熔渣炉内，其中“取渣沟的出料端”指的是取渣沟内的高炉热态熔渣的流出端口。熔渣由取渣沟的出料端流入到加料池内，且由取渣沟的出料端流入到加料池内的熔渣的轨迹为抛物线轨迹。主调质料加料口设置在加料池顶面上，并且由主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由取渣沟的出料端流入到加料池内的熔渣的抛物线轨迹上。

加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线15及加料池下液位线16，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间。加料池呈正八边形结构。加料池1的侧面设有若干加料池侧插电极17，具体说是，加料池的五个侧面上分别设有三根所述的加料池侧插电极，且各加料池侧面上的三根加料池侧插电极呈上、中、下等距分布。加料池的底面设有六根加料池底插电极18。加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方。各加料池侧插电极上、与加料池侧壁相对应的部位分别套设有电极冷却水套19，各加料池底插电极上、与加料池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。

熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线31，且熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方。熔化池液位线位于加料池下液位线下方。熔化池3的侧面设有若干熔化池侧插电极32，具体说是，熔化池的前、后两侧侧面上分别设置有四根熔化池侧插电极。熔化池底面设有十根熔化池底插电极33。各熔化池侧插电极及熔化池底插电极位于熔化池液位线的下方。各熔化池侧插电极上、与熔化池侧壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。各熔化池底插电极上、与熔化池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。

净化池及料道位于熔化池底面上方。料道底面与净化池底面齐平。净化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方。净化池的上部空间内设有五根净化池侧插电极42。净化池侧插电极为二氧化锡电极。净化池侧插电极位于熔化池液位线的上方。各净化池侧插电极的两端均位于净化池外侧。各料道侧插电极两端中的一端接正极电源，另一端接负极电源。净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口41，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方。

净化池顶部设有用于消除净化池熔体内的气泡及熔体内应力的搅拌装置。该搅拌装置包括可转动设置在净化池顶部的搅拌轴43，设置在净化池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆44及设置在搅拌杆末端的搅拌球45。搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。

料道内的熔体液面位于熔化池液位线31下方。各料道的底部设有出料口51，且出料口靠近料道的封闭端。出料口为圆形。出料口处设置有出料口金属衬托，并且在出料口金属衬托四周设置有出料口耐火材料。各料道的出料口下方与对应的一套离心机之间分别设有合格熔体导流槽，该合格熔体导流槽将由出料口51流出的合格熔体引入对应的一套离心机内，进行制棉。由于本实施例中有两条料道，具有两个出料口；因而可以实现产品的多样化，同时为两套制棉设备提供合格熔体；例如一个出料口流出的熔体用于制备粒状棉，另外一个出料口流出的熔体用于制备矿棉板等。

第一流液通道7处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置61。第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。第二流液通道8处设有用于控制第二流液通道的流量的第二控流闸板装置62。第二控流闸板装置包括竖直插设在第二流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。

各闸板升降直行装置分别包括固定在控流闸板上部的竖直齿条，设置在熔渣炉顶部的执行电机及齿轮。竖直齿条的上端往上延伸，齿轮的转轴与执行电机的输出轴相连接，且齿轮与齿条相啮合。本实施例中的闸板升降直行装置还可以由气缸或油缸构成，通过气缸或油缸来升降闸板。

本实施例的熔渣炉的炉壁和炉底自内到外依次由内衬耐火材料层101及外层耐火材料层102组成，炉顶由炉顶耐火材料层组成；具体说是，加料池，熔化池，净化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层及外层耐火材料层组成，且加料池，熔化池，净化池及料道的侧壁外还设有冷却水隔层103。冷却水隔层上设有进水接口及出水接口。加料池，熔化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。内衬耐火材料层由锆英石构成，外层耐火材料层由高铝质构成。炉顶耐火材料层由刚玉构成。

如图1、图4、图5所示，取渣沟处设有热态熔渣截取装置。热态熔渣截取装置包括机架3a，第二冷却水进水管道，第二冷却水出水管道,插设在取渣沟内的截流闸板2a，连接座4a，可转动设置在连接座上的竖直连接杆10a，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动截流闸板的闸板摆转装置。热态熔渣截取装置的机架设置在取渣沟一侧。热态熔渣截取装置的连接座及竖直连接杆位于取渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在截流闸板顶部。

截流闸板竖直设置。截流闸板呈矩形。截流闸板内设有冷却水通道2a1。截流闸板顶面上设有与其冷却水通道相通的进水口及出水口。第二冷却水进水管道的一端与截流闸板的进水口相连接，且该第二冷却水进水管道中至少有部分管道为软管。第二冷却水出水管道一端与截流闸板上出水口相连接，且该第二冷却水出水管道中也至少有部分管道为软管。

连接座包括上连接板41a，位于上连接板下方的下连接板43a及连接上、下连接板的连接件42a。升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸7a或竖直油缸，两个设置在机架上的竖直导套5a及分别设置在两竖直导套内的导杆6a。两导杆下端与上连接板相连接。竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上。竖直连接杆呈圆柱状。竖直连接杆可转动设置在连接座上，具体说是，下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套9a；竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，竖直连接杆可相对于轴套转动。竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块8a，且限位挡块抵靠在轴套上。竖直连接杆通过限位挡块挂置在轴套上。竖直连接杆上、位于连接套下方还套设有限位导套14a，且竖直连接杆可相对于限位导套转动。限位导套固定在机架上。

闸板摆转装置包括套设在竖直连接杆上的连接套13a，固定设置在连接套外侧面上的摆杆12a，设置在机架与摆杆之间的摆动气缸15a及设置在机架上用于限制所述摆杆的转动角度的第一定位块16a和第二定位块17a。竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽11a。连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块13a1。连接套的下端抵靠在限位导套上。摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上。摆杆水平设置，且摆杆沿连接套径向延伸。第一定位块及第二定位块位于摆杆的相对两侧。

如图1、图6所示，离心机1b位于料道的出料口下方，且各料道的出料口下方分别设有一台离心机1b。各离心机分别包括离心机外壳2b，设置在离心机外壳顶部的熔体入料口，设置在离心机外壳的侧面上的出棉风口及设置在离心机外壳内、位于熔体入料口下方的离心辊3b。本实施例中的离心机为四辊离心机，其具有四个离心辊。离心机外壳内，位于各离心辊外侧分别设有风环4b，且风环的气流出口朝向出棉风口。风环喷出的高速气流沿离心辊轴向流动。本实施例中：各料道的出料口与对应的离心机的熔体入料口之间分别设有导流槽，导流槽将出料口处流出的熔体由熔体入料口引入对应的离心机中。

如图7、图8所示，各离心机内的离心辊的外表面（即离心辊的圆柱面）上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。具体说是，各四辊离心机中的四个离心辊外表面上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致，即该离心辊在离心机上的旋向为顺时针旋转，则该离心辊上的螺旋槽为左旋螺旋槽；该离心辊在离心机上的旋向为逆时针旋转，则该离心辊上的螺旋槽为右旋螺旋槽。该螺旋槽可以设置为单头螺旋槽（即该螺旋槽由一条螺旋槽构成）；该螺旋槽还可以设置为多头螺旋槽（即该螺旋槽由两条或两条以上的螺旋槽构成）。本实施例中的螺旋槽为多头螺旋槽5b，且多头螺旋槽由第一及第二两条螺旋槽5b1、5b2构成，且第一螺旋槽5b1与第二螺旋槽5b2相互平行。第一及第二螺旋槽的横截面均呈V形。离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形。第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度。第一螺旋槽的槽口宽度为第二螺旋槽的槽口宽度的两倍。第一螺旋槽的槽深大于第二螺旋槽的槽深。第一及第二螺旋槽的槽深在0.2至0.61毫米之间。螺旋槽的螺旋升角为2.8至10.2度之间。螺旋槽的螺距为0.58至2.49毫米之间，具体说是，第一及第二螺旋槽的螺距均为0.58至2.49毫米之间。本实施例中第一及第二螺旋槽的螺距为0.58毫米或1.21毫米或1.81毫米或2.49毫米。

玉

本实用新型的高炉热态熔渣矿棉制备系统的具体工作过程中如下：

当熔渣炉不需要引入高炉热态熔渣时：将截流闸板插入取渣沟内,关闭取渣沟；此时，熔渣炉不引入高炉热态熔渣，高炉热态熔渣可以通过另外的渣沟引流处理。

当熔渣炉需要引入高炉热态熔渣时：

首先，热态熔渣截取装置的闸板摆转装置通过摆动气缸的活塞杆伸出/收缩，从而通过摆杆、连接套、限位凸块及竖直限位槽带动竖直连接杆转动；其中，摆杆利用了杠杆原理，有效增大了连接套带动竖直连接杆的摆动力矩，进而保证能够带动截流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，使闸板松动，避免截流闸板与高炉渣沟表面之间粘连在一起；

接着，将取渣沟内的截流闸板提起，从而使高炉热态熔渣由取渣沟引入熔渣炉内，实现在高炉生产过程中根据矿棉制作工艺的实际需要，直接在高炉渣沟中在线截取高炉热态熔渣。另外，还可以根据控流闸板提起的高度来控制取渣沟的开度，从而控制取熔渣量的多少。取熔渣量的多少可以根据控流闸板底边与取渣沟底面之间的截面积（即熔渣过流面积）与流速来计量，从而实现熔渣的计量化截取（国内首次），满足工艺需求。

当高炉热态熔渣流入加料池的同时，将调质料由主调质料加料口进入加料池内，使调质料均匀的混合在高炉热态熔渣内；同时，通过第一控流闸板装置控制熔体在加料池内的保持的时间；

接着，第一控流闸板装置的控流闸板上升，开启第一流液通道；从而使加料池内的熔体（即混合调质料的高炉热态熔渣）通过第一流液通道入熔化池内；熔体进一步在熔化池内澄清和均化，促进其玻璃化的形成，获取良好、均匀的熔体；其中第一控流闸板装置用于控制熔化池内的熔体液面高度，保证熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；即当熔化池内的熔体液面靠近熔化池液位线时，第一控流闸板装置也关闭第一流液通道。

再接着，第二控流闸板装置的控流闸板上升，开启第二流液通道；从而使熔体流入净化池，并由各料道的出料口流出。

各出料口流出的熔体分别通过导流槽由熔体入料口引入对应的离心机中，进行制棉。熔体流入离心机内后自上而下依次经过四个离心辊；在四个离心辊的离心力和风环喷出的高速气流共同作用下甩制成纤维，并分别通过现有的集棉机收集该纤维、制得矿棉。由于本实施例中有两条料道，具有两个出料口；因而可以实现产品的多样化，同时为两套制棉设备提供合格熔体；例如一个出料口流出的熔体用于制备粒状棉，另外一个出料口流出的熔体用于制备矿棉板等。

Claims (10)

1.一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，包括用于导流高炉热态熔渣的取渣沟，熔渣炉及至少两台离心机，其特征是，所述熔渣炉依次包括加料池，熔化池,净化池及至少两条料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述净化池与熔化池之间通过第二流液通道相连通，各料道的一端与净化池相连通，另一端封闭，且各料道的底部设有出料口；所述第一流液通道处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置，第二流液通道处设有用于控制第二流液通道的流量的第二控流闸板装置；

所述取渣沟的出料端由熔渣炉入料口伸入熔渣炉内，取渣沟处设有热态熔渣截取装置，该热态熔渣截取装置包括插设在取渣沟内的截流闸板；

各离心机分别包括离心机外壳，设置在离心机外壳顶部的熔体入料口及设置在离心机外壳内、位于熔体入料口下方的离心辊；各离心机内的离心辊的外表面上分别设有环绕离心辊的螺旋槽。

2.根据权利要求1所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述螺旋槽为多头螺旋槽，该多头螺旋槽由相互平行的第一及第二两条螺旋槽构成，且第一螺旋槽的槽口宽度大于第二螺旋槽的槽口宽度。

3.根据权利要求1所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述熔渣流入口设置在加料池侧面上部，熔渣由取渣沟的出料端流入到加料池内，且由取渣沟的出料端流入到加料池内的熔渣的轨迹为抛物线轨迹；所述主调质料加料口设置在加料池顶面上，并且由主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由取渣沟的出料端流入到加料池内的熔渣的抛物线轨迹上。

4.根据权利要求1所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述截流闸板内分别设有冷却水通道，且截流闸板顶面上设有与冷却水通道相通的进水口及出水口；所述热态熔渣截取装置还包括机架，连接座，可转动设置在连接座上的竖直连接杆，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动截流闸板的闸板摆转装置；所述热态熔渣截取装置的机架设置在取渣沟一侧，热态熔渣截取装置的连接座及竖直连接杆位于取渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在截流闸板顶部；

    所述连接座包括上连接板，位于上连接板下方的下连接板及连接上、下连接板的连接件；所述升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸或竖直油缸，设置在机架上的竖直导套及设置在竖直导套内的导杆，导杆下端与上连接板相连接，所述竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上；所述下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套，所述竖直连接杆呈圆柱状，竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，且竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块；

所述闸板摆转装置包括套设在竖直连接杆上的连接套，固定设置在连接套外侧面上的摆杆及设置在机架与摆杆之间的摆动气缸，所述竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽，连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块，所述摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间，所述加料池的侧面设有若干加料池侧插电极，加料池的底面设有若干加料池底插电极,各加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方；

   所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池液位线位于加料池下液位线下方，所述熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述熔化池的侧面设有若干熔化池侧插电极，熔化池的底面设有若干熔化池底插电极；各熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方；

所述净化池位于熔化池底面上方，所述料道底面与净化池底面齐平，净化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；净化池的上部空间内设有若干净化池侧插电极，净化池侧插电极为二氧化锡电极，净化池侧插电极位于熔化池液位线的上方，且各净化池侧插电极的两端均位于净化池外侧；所述净化池侧面上、位于熔化池液位线上方设有溢料口，且该溢料口的底面位于净化池侧插电极的下方。

6.根据权利要求5所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述加料池呈正八边形结构，且加料池的五个侧面上分别设有三根所述的加料池侧插电极，且各加料池侧面上的三根加料池侧插电极呈上、中、下等距分布；所述加料池底插电极为六根；所述熔化池的前、后两侧侧面上分别设置有四根所述的熔化池侧插电极，所述熔化池底插电极为十根；所述净化池侧插电极的数量为五根。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述净化池顶部设有用于消除净化池熔体内的气泡及熔体内应力的搅拌装置，该搅拌装置包括可转动设置在净化池顶部的搅拌轴，设置在净化池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，至少两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆及设置在搅拌杆末端的搅拌球，所述搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置，所述第二控流闸板装置包括竖直插设在第二流液通道上的控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降控流闸板的闸板升降直行装置。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述螺旋槽的旋向与该螺旋槽所在的离心辊的旋向一致。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种高炉热态熔渣矿棉制备系统，其特征是，所述螺旋槽的横截面均呈V形，所述离心辊上、位于相邻两螺旋槽间的凸起的横截面呈三角形；所述螺旋槽的螺距为0.58至2.49毫米之间；螺旋槽的螺旋升角为2.8至10.2度之间。