CN213416646U - 一种玄武岩钢纤维生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种玄武岩钢纤维生产设备，包括炼钢炉、玄武岩熔化炉和混合抽丝炉，炼钢炉的钢液出口和玄武岩熔化炉的岩浆出口与所述混合抽丝炉相连，混合抽丝炉的炉体底部设置有混合炉出丝孔，混合抽丝炉内设置有被搅拌装置动力机构驱动的混合搅拌装置，玄武岩熔化炉包括上下布置的一级加热腔和二级熔融炉，一级加热腔内设置有旋转加热筒，炼钢炉的外围设置有炼钢炉保温层，炼钢炉保温层通过热气管与所述一级加热腔相连。通过混合搅拌装置搅拌均匀后，然后通过混合炉出丝孔抽出玄武岩钢纤维，利用炼钢炉熔化钢铁过程中产生的热量对一级加热腔内的玄武岩进行预加热，可以有效的减少二级熔融炉所需的能耗，降低生产成本。

Description

一种玄武岩钢纤维生产设备

技术领域

本实用新型涉及一种混凝土增强材料制备领域中的玄武岩钢纤维生产设备。

背景技术

玄武岩纤维是一种增强型材料，对沥青有“吸附”和“加筋”作用，将玄武岩纤维加入沥青混合料后，在高温条件下可以减少路面的泛油和剪切变形，改善了混合料的耐高温性能；当处于低温环境时，玄武岩纤维可以分散荷载作用力，同时也可以分散温度应力，混合料的柔性也得到提升，因此沥青混合料的低温性能也得到了提高；当处于常温环境情况下，玄武岩纤维所具有的桥接作用可以使混合料的耐疲劳性能得到改善，沥青的增加使得沥青膜加厚，也可以增强混合料的耐水损害性能。

但与钢纤维相比，玄武岩纤维强度较低，与玄武岩纤维相比，钢纤维的强度高、韧性好，但是钢纤维比重大，与混凝土一起搅拌时易离析且易腐蚀、寿命短。在玄武岩材料中加入10~30%的废钢可制成玄武岩钢纤维，玄武岩钢纤维集玄武岩纤维和钢纤维的优点，具有强度高、韧性好、比重小、易搅拌、寿命长、成本低、无污染等优点，但是目前市场上还没有成套的玄武岩钢纤维生产设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以生产玄武岩钢纤维的生产设备。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

玄武岩钢纤维生产设备，包括炼钢炉、玄武岩熔化炉和混合抽丝炉，炼钢炉的钢液出口和玄武岩熔化炉的岩浆出口与所述混合抽丝炉相连，混合抽丝炉的炉体底部设置有混合炉出丝孔，混合抽丝炉内设置有被搅拌装置动力机构驱动的混合搅拌装置，玄武岩熔化炉包括上下布置的一级加热腔和二级熔融炉，一级加热腔内设置有旋转加热筒，炼钢炉的外围设置有炼钢炉保温层，炼钢炉保温层通过热气管与所述一级加热腔相连。

所述混合搅拌装置包括竖向布置的搅拌轴，搅拌轴的底部设置有搅拌叶片，混合炉出丝孔位于混合抽丝炉的炉体侧壁上，搅拌叶片包括靠近所述混合炉出丝孔设置的搅拌桨板和连接于搅拌桨板与搅拌轴之间的连接杆，搅拌桨板的竖向高度大于连接杆的竖向高度。

混合抽丝炉上于对应混合炉出丝孔的外侧设置有冷却室，冷却室的室壁上开设有与混合炉出丝孔相对应的冷却室出丝孔。

混合抽丝炉的上端设置有惰性气体进口，惰性气体进口上连接有惰性气体气源。

玄武岩钢纤维生产设备还包括缠锭机构，缠锭机构包括旋转台，旋转台上设置有用于缠锭轴，缠锭机构还包括主动齿轮和与主动齿轮咬合传动的齿板，齿板上固设有导向杆，导向杆上设置有供相应玄武岩钢纤维导向穿过的导环。

玄武岩钢纤维生产设备还包括玄武岩破碎装置，玄武岩破碎装置包括沿玄武岩输送方向顺次设置的鄂破机、重锤反击破碎机和齿轮式破碎机。

齿轮式破碎机包括齿轮破碎腔，破碎腔中设置有定齿轮和通过浮动弹簧可沿定齿轮径向浮动的动齿轮，定齿轮与动齿轮之间形成供玄武岩通过的玄武岩通道，齿轮破碎腔中于所述定齿轮、动齿轮的下侧设置有倾斜布置的振动筛，齿轮式破碎机还包括用于将振动筛低端上侧的玄武岩输送至玄武岩通道上侧的输送机构，输送机构包括竖向提升机和横向输送机。

竖向提升机置于所述齿轮破碎腔的外侧。

本实用新型的有益效果为：工作时，炼钢炉熔化钢铁，玄武岩熔化炉熔化玄武岩，熔化后的钢液和岩浆进入到混合抽丝炉内，通过混合搅拌装置搅拌均匀后，然后通过混合炉出丝孔抽出玄武岩钢纤维，利用炼钢炉熔化钢铁过程中产生的热量对一级加热腔内的玄武岩进行预加热，可以有效的减少二级熔融炉所需的能耗，降低生产成本。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；

图2是图1中齿轮破碎机的结构示意图；

图3是图2中定齿轮、动齿轮的配合示意图；

图4是图1中缠锭机构的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中玄武岩钢纤维生产设备的实施例如图1~4所示：包括玄武岩破碎装置、炼钢炉、玄武岩熔化炉、混合抽丝炉、缠锭机构、动力系统和控制系统。

玄武岩破碎装置包括由上至下顺次设置的鄂破机1、重锤反击破碎机53和齿轮式破碎机3，鄂破机和重锤反击破碎机均属于现有技术，在此不再详述。齿轮式破碎机包括齿轮破碎腔55，破碎腔中设置有定齿轮50和通过浮动弹簧67可沿定齿轮径向浮动的动齿轮51，定齿轮50与动齿轮511之间形成供玄武岩通过的玄武岩通道，齿轮破碎腔中于所述定齿轮、动齿轮的下侧设置有倾斜布置的振动筛49，齿轮式破碎机还包括用于将振动筛49低端上侧的玄武岩输送至玄武岩通道上侧的输送机构，输送机构包括竖向提升机和横向输送机。定齿轮只能转动，动齿轮则既能转动又能在左右方向上往复浮动。本实施例中，竖向提升机包括上下布置的回料皮带轮47及被回料皮带轮47驱动的回料皮带48，回料皮带48上设置有刮板62，图中项61表示罩设于回料皮带外围的回料密封罩。

横向输送机为一个螺旋输料器2，其包括螺旋输送轴及设置于螺旋输送轴外围的螺旋输料管。振动筛49对玄武岩粉进行筛选过滤，符合尺寸要求的玄武岩粉进入振动筛的下侧，颗粒较大的玄武岩粉则留在振动筛的上侧并运动至振动筛右端的较低位置，然后经竖向提升机和横向输送机输送至玄武岩通道上侧，重新被定齿轮和动齿轮打碎。

鄂破机形成对玄武岩的一级破碎，重锤反击破碎机形成对玄武岩的二级破碎，齿轮式破碎机形成对玄武岩的三级破碎，一级破碎的作用是将开采的大尺寸（边长大于0.5m）玄武岩岩石破碎成中等尺寸（边长小于0.1m）的玄武岩石料；二级破碎的作用是将一级破碎加工成的中等尺寸（边长小于0.1m）的玄武岩石料破碎成小尺寸（边长5~30mm）的玄武岩石料；三级破碎的作用是将二级破碎加工成的小尺寸（边长5~30mm）的玄武岩石料破碎成玄武岩石粉（小于20目）。

齿轮式破碎机包括破碎腔55、进料口52、动齿轮轴65、定齿轮轴56、动齿轮51、定齿轮50、轴承71、滑槽66、顶推板64、液压顶推杆58、液压缸59、顶推弹簧67、振动筛49、储存箱70、出料口69，回料出口60、回料皮带48、回料皮带轮47、刮板62、回料密封罩61、回料入口63、螺旋输料器2、螺旋输料管57。

进料口位于破碎腔顶部，动齿轮轴、定齿轮轴、动齿轮、定齿轮位于破碎腔中，齿轮式破碎装置分别有若干个动齿轮和定齿轮，动齿轮、定齿轮采用高强合金钢加工而成并分别通过花键安装在动齿轮轴、定齿轮轴上，动齿轮轴、定齿轮轴两端通过轴承安装在破碎腔壁上。定齿轮轴为固定轴，动齿轮轴为活动轴。破碎腔壁上开有滑槽，通过顶推板、液压顶推杆、顶推弹簧可调整动齿轮轴在滑槽中水平运动，实现动齿轮、定齿轮的间隙可调。振动筛位于破碎腔底部，振动筛与水平方向的夹角为10-30度（夹角可调），振动筛下部连接破回料出口，回料出口位于碎腔底部、回料入口位于碎腔顶部，回料皮带下部连接回料出口、上部连接回料入口。回料皮带轮上设置有刮板，通过刮板提升回料。螺旋输料器位于螺旋输料管内，螺旋输料管一端连接回料入口、另一端连接进料口。

齿轮式破碎装置的工作原理：对应的液压泵驱动动齿轮轴、定齿轮轴逆向转动，带动定齿轮、动齿轮逆向转动，二级破碎后的玄武岩石料从进料口进入破碎腔，旋转的齿轮齿对玄武岩石料进行撞击、挤压、切削、研磨综合作用，将玄武岩石料加工成粉和小颗粒，进入振动筛筛分，符合目数要求的通过振动筛进入储存箱，不符合目数要求的经回料出口、回料皮带，经回料皮带上的刮板提升至回料入口，螺旋输料器将回料二次输送到破碎腔破碎。通过顶推板调整动齿轮轴和定齿轮轴的相对位置来调整动齿轮和定齿轮的间隙，实现玄武岩目数的调整。

炼钢炉7采用标准的电弧炼钢炉，电弧炼钢炉的炉体外增设炼钢炉保温层4，炼钢炉保温层与电弧炼钢炉的炉体之间形成保温腔6。图中项5表示电弧炼钢炉的进料口。

玄武岩熔化炉包括上下布置的一级加热腔45和二级熔融腔39，一级加热腔内设置有旋转加热筒44，炼钢炉保温层通过热气管54与一级加热腔45相连，旋转加热炉由左至右的高度逐渐降低，旋转加热筒的出粉口40与二级熔融腔39的进口相连。也就是说本实用新型中一级加热腔的热量来源于电弧炼钢炉的余热，对应的液压泵驱动主动齿轮42旋转，主动齿轮42带动齿轮筒43旋转，齿轮筒43带动旋转加热筒44转动，玄武岩粉在旋转加热筒内的旋转，保证了对玄武岩粉加热的均匀性，一级加热可以将玄武岩粉加热到400~600℃，一级加热后的玄武岩粉从旋转加热筒进入二级熔融腔的电加热炉，通过电加热炉将玄武岩粉加热到1400~1800℃，使玄武岩粉熔化成岩浆。

混合抽丝炉27内设有被搅拌装置动力机构驱动的混合搅拌装置混合搅拌装置包括竖向布置的搅拌轴16，搅拌轴的底部设置有搅拌叶片17，混合抽丝炉的炉体侧壁上开设有混合炉出丝孔21，搅拌叶片17包括靠近混合炉出丝孔设置的搅拌桨板和连接于搅拌桨板与搅拌轴之间的连接杆，搅拌桨板的竖向高度大于连接杆的竖向高度。混合抽丝炉上于对应混合炉出丝孔的外侧设置有冷却室19，冷却室的室壁上开设有与混合炉出丝孔相对应的冷却室出丝孔。冷却室包括制冷机18，制冷机产生冷气，冷气经冷气管进入到冷却室内，将高温的玄武岩钢纤维22冷却导常温。

混合抽丝炉27的上端设置有惰性气体进口，惰性气体进口上连接有惰性气体气源。惰性气体气源包括惰性气体储存箱12和气体压缩机14，惰性气体储存箱内的惰性气体经气体压缩机作用形成高压惰性气体，惰性气体经进气管15、进气口进入炉体，使炉体内形成高压。液压泵驱动搅拌轴带动搅拌叶片转动，搅拌叶片转动有两个作用，一个作用是经搅拌叶片转动，充分混合岩浆和钢液，第二个作用是经搅拌叶片使岩浆和钢液的混合液旋转形成离心力，岩浆和钢液的混合液在离心力和惰性气体高压的作用下，通过混合炉出丝孔形成玄武岩钢纤维，竖向高度较高的搅拌桨板可以在竖向上对应多个混合炉出丝孔，提高出丝效率，此外还可以提高岩浆和钢液的混合离心力。图1中项8表示流量计；项9表示开关；项10表示钢液进口；项11表示混合抽丝炉的保温层；项13表示岩浆进口；项20表示冷气进气口；项36表示连接玄武岩熔化炉和混合抽丝炉的岩浆管。

缠锭机构23包括旋转台24，旋转台上设置有用于缠锭轴25，缠锭机构还包括主动齿轮79和与主动齿轮79咬合传动的齿板76，齿板76上固设有导向杆72，导向杆72上设置有供相应玄武岩钢纤维导向穿过的导环73。图中项78表示与主动齿轮同轴线固定连接的主动齿轮轴，主动齿轮轴在对应的液压泵驱动下顺时针转动，项77表示与齿板76同轴线固定连接的齿板轴。由于齿板与主动齿轮啮合，齿板逆时针转动，使导向杆端部向上转动，带动导环向上运动，液压泵驱动主动齿轮轴逆时针转动时，齿板顺时针转动，使导向杆向右下侧转动，带动导环向下运动，从而使经过导环的玄武岩钢纤维22可以自下而上或自上而下一层一层的缠绕于玄武岩钢纤维空锭74上。

动力系统由电动机32、变速箱31、分动箱30、液压马达29、液压泵28组成，玄武岩破碎装置、炼钢炉、玄武岩熔化炉、混合抽丝炉、缠锭机构的动力均由动力系统提供。控制系统33由控制元件、控制软件和操作开关等组成，通过控制系统可以调整玄武岩破碎速度，调整玄武岩粉的粗细、控制玄武岩熔化炉的温度和进粉量、控制钢熔化炉的温度和进钢量、控制岩浆和钢液的混合比例，控制混合抽丝炉内的气压、搅拌叶片的转速、缠锭速度等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.玄武岩钢纤维生产设备，其特征在于：包括炼钢炉、玄武岩熔化炉和混合抽丝炉，炼钢炉的钢液出口和玄武岩熔化炉的岩浆出口与所述混合抽丝炉相连，混合抽丝炉的炉体底部设置有混合炉出丝孔，混合抽丝炉内设置有被搅拌装置动力机构驱动的混合搅拌装置，玄武岩熔化炉包括上下布置的一级加热腔和二级熔融炉，一级加热腔内设置有旋转加热筒，炼钢炉的外围设置有炼钢炉保温层，炼钢炉保温层通过热气管与所述一级加热腔相连。

2.根据权利要求1所述的玄武岩钢纤维生产设备，其特征在于：所述混合搅拌装置包括竖向布置的搅拌轴，搅拌轴的底部设置有搅拌叶片，混合炉出丝孔位于混合抽丝炉的炉体侧壁上，搅拌叶片包括靠近所述混合炉出丝孔设置的搅拌桨板和连接于搅拌桨板与搅拌轴之间的连接杆，搅拌桨板的竖向高度大于连接杆的竖向高度。

3.根据权利要求1所述的玄武岩钢纤维生产设备，其特征在于：玄武岩钢纤维生产设备还包括缠锭机构，缠锭机构包括旋转台，旋转台上设置有用于缠锭轴，缠锭机构还包括主动齿轮和与主动齿轮咬合传动的齿板，齿板上固设有导向杆，导向杆上设置有供相应玄武岩钢纤维导向穿过的导环。

4.根据权利要求1~3任意一项所述的玄武岩钢纤维生产设备，其特征在于：玄武岩钢纤维生产设备还包括玄武岩破碎装置，玄武岩破碎装置包括沿玄武岩输送方向顺次设置的鄂破机、重锤反击破碎机和齿轮式破碎机。

5.根据权利要求4所述的玄武岩钢纤维生产设备，其特征在于：齿轮式破碎机包括齿轮破碎腔，破碎腔中设置有定齿轮和通过浮动弹簧可沿定齿轮径向浮动的动齿轮，定齿轮与动齿轮之间形成供玄武岩通过的玄武岩通道，齿轮破碎腔中于所述定齿轮、动齿轮的下侧设置有倾斜布置的振动筛，齿轮式破碎机还包括用于将振动筛低端上侧的玄武岩输送至玄武岩通道上侧的输送机构，输送机构包括竖向提升机和横向输送机。

6.根据权利要求5所述的玄武岩钢纤维生产设备，其特征在于：竖向提升机置于所述齿轮破碎腔的外侧。

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