CN211255707U - 一种利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置，其特征在于：包括，熔融段和成型段。本实用新型中的装置通过将熔融段分设为回旋熔融部和二次熔融部两个部分，回旋熔融部利用快速回旋能够更好更快的进行物料熔融；而二次熔融部能够使得初融物料获得必要的温度、停留时间和气体氛围环境，从而获得更好的均质化和脱泡、成核等处理。同时，通过在成型段本体设置热交换介质的通路，从而能够在玻璃化过程中熔融物的温度和冷却速度得以精确控制，以避免遭受热冲击而导致裂纹等缺陷的产生，特别是通过气体等热交换介质来精确控制成型过程中熔融物上下面的温度差在较小的范围。
Description
技术领域
本发明涉及冶金能源回收及固体废弃物高附加值利用技术领域，具体是一种利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置。
背景技术
利用粉煤灰、冶金尘泥、废玻璃、冶金炉渣等固体废弃物，再通过适当的成分调整制造微晶玻璃已经得到了大量的研究。通常，所使用的废弃物类型不同，所得到的微晶玻璃的主晶相也不同，进而其物理化学性能和机械性能也差别很大。
冶金炉渣，例如高炉渣，其主要成分足氧化钙、二氧化硅、氧化铝和氧化镁等氧化物，是制作微晶玻璃的良好原材料。早在上世纪60年代，英国钢铁研究协会就开始尝试制备高炉渣微晶玻璃。
在利用冶金渣制备微晶玻璃的装置中，主要包括熔融设备、成型设备和结晶化设备等等。其中，作为熔融设备而言，由于冶金渣中含有大量的强腐蚀性成分，对于熔融设备提出了极高的要求。
同时，在结晶化设备中进行微晶玻璃的烧结成型和结晶化操作时，往往长时间使用辊道窑或者隧道窑这种大型设备，会导致空间占用和设备制造维护成本极高、能耗和环境污染极大等等问题。
另外，与通常的玻璃在达到700℃到800℃的温度时柔软性、成形性良好不同，制备微晶玻璃的熔融物在900℃以下则具有固态的性质，因此在制造微晶玻璃的成形品时，成形物的表面与内部的温度差大时将导致玻璃化时会产生裂纹和变形残留，为了抑制在结晶化阶段产生裂纹的问题，需要在成形玻璃化的阶段进行冷却速度的控制，而传统的玻璃化成型方法，很难有效进行温度的控制。
实用新型内容
本实用新型的目的即在于提供一种能够利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置，其特征在于：包括，熔融段和成型段；
其中，所述熔融段分设回旋熔融部和二次熔融部；所述回旋熔融部设有进料口、出料口、进气口、排气口和第一加热器；所述二次熔融部设置有第二加热器，所述二次熔融部的顶壁在第二加热器的上游侧设有隔板以将二次熔融部分割为上游室和下游室；所述二次熔融部的上游室设有与回旋熔融部的出料口连通的进料口，所述二次熔融部的下游室设置设有出料口；所述出料口与所述成型段的进料口相连通；
所述成型段包括成型段本体和设置在成型段本体的中部下方的成型模具；在所述成型模具的上方和下方均设置有热交换介质的通路；所述成型段本体上方设置有开闭阀以打开或关闭二次熔融部和成型段之间的连通通路；所述成型段还包括结晶炉，所述成型段本体通过输送机构与结晶炉连通。
作为优选的，还包括空气循环设备，所述空气循环设备包括空气预热器和空气温度控制器，其中所述空气温度控制器的进气口通过空气管路与所述回旋熔融部的排气口相连通，所述空气温度控制器还包括两个排气口，一个排气口通过空气管路与所述空气预热器的进气口相连通，另一个排气口用于将尾气导出到外部；所述空气预热器的排气口与回旋熔融部的进气口相连通。
作为优选的，所述空气预热器还包括鼓风机。
作为优选的，所述第一加热器为重油燃烧器，所述第二加热器为等离子体燃烧器。
作为优选的，所述热交换介质的通路包括设置在成型段本体周壁上的上下各一组热交换介质导入口和导出口，所述导入口通过管路与热交换介质存储设备相连通。
作为优选的，所述热交换介质存储设备包括储气箱和气体温度控制器。
作为优选的，所述二次熔融部还包括第三加热器，所述第三加热器设置在所述上游室处。
本实用新型中的利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置具有以下的优点：
第一，通过将熔融段分设为回旋熔融部和二次熔融部两个部分，回旋熔融部利用快速回旋能够更好更快的进行物料熔融；而二次熔融部能够使得初融物料获得必要的温度、停留时间和气体氛围环境，从而获得更好的均质化和脱泡、成核等处理。
第二，通过在成型段本体设置热交换介质的通路，从而能够在玻璃化过程中熔融物的温度和冷却速度得以精确控制，以避免遭受热冲击而导致裂纹等缺陷的产生，特别是通过气体等热交换介质来精确控制成型过程中熔融物上下面的温度差在较小的范围。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
附图1为本实用新型利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置的结构示意图；
附图2为本实用新型中成型段的局部放大剖面图。
具体实施方式
本实用新型的一种能够利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置，其主要包括，熔融段100和成型段200；
其中，所述熔融段100分设回旋熔融部101和二次熔融部102；所述回旋熔融部102设有进料口103、出料口、进气口104、排气口105和第一加热器106；所述二次熔融部102设置有第二加热器107，所述二次熔融部的顶壁在第二加热器107的上游侧设有隔板108以将二次熔融部102分割为上游室和下游室；所述二次熔融部102的上游室设有与回旋熔融部的出料口连通的进料口，所述二次熔融部的下游室设置设有出料口；所述出料口与所述成型段的进料口相连通。
如此，通过将熔融段100分设为回旋熔融部101和二次熔融部102两个部分，回旋熔融部101利用快速的离心回旋能够将从进料口103导入的物料甩向周壁从而更好更快的进行物料熔融；而二次熔融部102能够使得初融物料获得必要的温度、停留时间和气体氛围环境，从而获得更好的均质化和脱泡、成核等处理。其中隔板108能够将二次熔融部102分割为上游室和下游室，从而更好的将从回旋熔融部101刚投入的新的初融物料与正在进行均质化和脱泡、成核等处理的熔融物料有效分离，从而使得待处理的熔融物料获得更好的均质化和脱泡、成核等处理效果。同时，为了进一步优化各部分物料的温度控制，本实施方式在所述二次熔融部102的上游室还设置了第三加热器109。为了更好更快速的加热，第一加热器106优选采用重油燃烧器；而为了获得更高的加热温度和集中的热量，以及避免可能给物料带来的氧化和还原反应等，优选第二加热器107为等离子体加热器。
所述成型段200包括成型段本体201和设置在成型段本体201的中部下方的成型模具202，所述成型模具202与目标微晶玻璃板的尺寸、形状等相符合一致；在所述成型模具202的上方和下方均设置有热交换介质的通路，在本实施方式中，所述热交换介质的通路包括设置在成型段本体周壁上的上下各一组热交换介质导入口和导出口，所述导入口204通过管路与热交换介质存储设备205相连通，优选所述热交换介质为气体，所述热交换介质存储设备205将热交换气体存储在储气箱中，储气箱内设置有气体温度控制器，以对热交换用气体进行精确的温度控制；所述成型段本体201上方设置有开闭阀203以打开或关闭二次熔融部102和成型段200之间的连通通路；所述成型段200还包括结晶炉(未图示)，所述成型段本体201通过输送机构与结晶炉连通。
通过在成型段本体201设置热交换介质的通路，从而能够在玻璃化过程中使熔融物的温度和冷却速度得以精确控制，以避免遭受热冲击而导致裂纹等缺陷的产生，特别是通过气体等热交换介质来精确控制成型过程中熔融物上下面的温度差在较小的范围。
同时，为了更好的利用工作气体和体系热量，本实施方式的装置中还包括空气循环设备300，所述空气循环设备包括空气预热器301和空气温度控制器302，其中所述空气温度控制器302的进气口通过空气管路与所述回旋熔融部101的排气口105相连通，所述空气温度控制器302还包括两个排气口，一个排气口通过空气管路与所述空气预热器301的进气口相连通，另一个排气口用于将尾气导出到外部；所述空气预热器301的排气口与回旋熔融部101的进气口104相连通。为了获得更好的预热温度控制效果，所述空气预热器301还包括鼓风机303。
通过以上阐释可以看出，本实用新型中的利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置能够获得更好的均质化、脱泡成核等微晶玻璃板的处理效果，同时能够有效解决在微晶玻璃板制备过程中产生裂纹等缺陷的问题。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种利用冶金炉渣制备微晶玻璃板的装置，其特征在于：
包括，熔融段和成型段；
其中，所述熔融段分设回旋熔融部和二次熔融部；所述回旋熔融部设有进料口、出料口、进气口、排气口和第一加热器；所述二次熔融部设置有第二加热器，所述二次熔融部的顶壁在第二加热器的上游侧设有隔板以将二次熔融部分割为上游室和下游室；所述二次熔融部的上游室设有与回旋熔融部的出料口连通的进料口，所述二次熔融部的下游室设置设有出料口；所述出料口与所述成型段的进料口相连通；
所述成型段包括成型段本体和设置在成型段本体的中部下方的成型模具；在所述成型模具的上方和下方均设置有热交换介质的通路；所述成型段本体上方设置有开闭阀以打开或关闭二次熔融部和成型段之间的连通通路；所述成型段还包括结晶炉，所述成型段本体通过通过输送机构与结晶炉连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
还包括空气循环设备，所述空气循环设备包括空气预热器和空气温度控制器，其中所述空气温度控制器的进气口通过空气管路与所述回旋熔融部的排气口相连通，所述空气温度控制器还包括两个排气口，一个排气口通过空气管路与所述空气预热器的进气口相连通，另一个排气口用于将尾气导出到外部；所述空气预热器的排气口与回旋熔融部的进气口相连通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：
所述空气预热器还包括鼓风机。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述第一加热器为重油燃烧器，所述第二加热器为等离子体加热器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述热交换介质的通路包括设置在成型段本体周壁上的上下各一组热交换介质导入口和导出口，所述导入口通过管路与热交换介质存储设备相连通。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：
所述热交换介质存储设备包括储气箱和气体温度控制器。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述二次熔融部还包括第三加热器，所述第三加热器设置在所述上游室处。
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