CN214991118U - 一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，涉及无机非金属材料加工领域，包括：作业通路以及设置在作业通路两侧的多个单元窑，作业通路中设有通路燃烧器以及多个漏板，通路燃烧器设置在作业通路的侧壁上，单元窑通过澄清通道连通作业通路，澄清通道包括侧插电极和爬坡砖，侧插电极设置在澄清通道的侧壁上，爬坡砖设置在澄清通道与作业通路的连接处，其中，单元窑用于加热熔融玄武岩原料，澄清通道和作业通路用于输送熔融状态的玄武岩，以使多个单元窑产出的熔融料汇聚至漏板处，漏板用于制备纯玄武岩纤维。针对玄武岩熔融料透热性差的特点，改进熔融方式，提高生产效率，通过分布式单元窑设计，降低设备维护难度，降低投资成本。

Description

一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑

技术领域

本实用新型涉及无机非金属材料加工领域，具体而言，涉及一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑。

背景技术

目前玄武岩纤维生产普遍以坩埚法生产作业方式进行，部分企业为了提高生产效率、节约生产能耗，尝试做了较多了池窑化试验，但由于天然玄武岩矿石的不均匀性以及玄武岩熔融料所对应的拉丝温度高且易析晶，同时玄武岩熔融料具有透热性极差的特点，若需要扩大生产规模则需要建设大型池窑，以满足充分熔融的要求，而大型窑不具备中途停产更换熔化部的要求，如果窑炉停产，整个生产线停产，所以必须选择昂贵的材料和系统来支撑。导致了目前较多生产企业仍存在着池窑投资成本高、成品率低、纤维性能不稳定等状况，现有的生产技术与工艺，还有很大的提升空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决上述现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，提供了一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，针对玄武岩熔融料透热性差的特点，改进熔融方式，提高生产效率，通过分布式单元窑设计，降低设备维护难度，降低投资成本。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，包括：作业通路以及设置在作业通路两侧的多个单元窑，作业通路中设有通路燃烧器以及多个漏板，通路燃烧器设置在作业通路的侧壁上，单元窑通过澄清通道连通作业通路，澄清通道包括侧插电极和爬坡砖，侧插电极设置在澄清通道的侧壁上，爬坡砖设置在澄清通道与作业通路的连接处，其中，单元窑用于加热熔融玄武岩原料，澄清通道和作业通路用于输送熔融状态的玄武岩，以使多个单元窑产出的熔融料汇聚至漏板处，漏板用于制备纯玄武岩纤维。

在该技术方案中，多窑频出熔融材料和多漏板相配合，提高生产效率，多窑汇聚路径上进行熔融材料的调温、澄清和除杂、并通过通路燃烧器进行火焰控温，保证了纤维性能优异。具体地，每个单元窑负责熔融的玄武岩体量较小，便于提高原材料熔融质量并保持熔融状态，克服武岩熔融料透热性差的缺陷，多个小型单元窑的熔融总量明显高于大型的单体窑炉，多个分布式窑炉(单元窑)配合多漏板的工作通路协同工作实现了产量的提升。分布式窑炉能够实现多窑频出熔融材料，生产过程中可以单独更换其中一个熔化部，所以选材一般都是一些廉价材料。但是大型单元窑不具备中途停产更换熔化部的要求。如果窑炉停产，整个生产线停产，所以必须选择昂贵的材料和系统来支撑。另外一点是窑炉一旦大来以后，就没办法用一些低廉的材料来保证使用。但是小的窑炉对材料使用要求没那么高。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，单元窑具体包括：熔化部、熔化部盖板、加料口、燃烧器和底插电极，其中，熔化部盖板覆盖熔化部，加料口设置在熔化部盖板上并连通熔化部，燃烧器的喷焰口设置在熔化部内部，以对熔化部内部空间进行加热，底插电极设置在熔化部底部，以便于对熔融料进行加热。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，燃烧器连接纯氧和天然气预混系统，底插电极为棒状钼电极，底插电极连接三相斯考特变压器。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，根据熔融料电流密度、变压器型号以及熔化部的熔化能力确定底插电极的数量，至少三根底插电极均匀分布在熔化部底部，三根底插电极为一组，连接斯考特变压器，相邻的两组之间公用一根底插电极。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，作业通路和澄清通道均为耐火材料围成的长方体管路结构，澄清通道的内径大于作业通路的内径。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，多个侧插电极分布在澄清通道的侧壁上，侧插电极之间间距280mm，多个侧插电极的功率依序降低。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，第一组侧插电极功率被配置为2.5kW，第二组侧插电极功率被配置为2.2kW，第三组侧插电极功率被配置为2.0kW，第四组侧插电极功率被配置为1.9kW，第五组侧插电极功率被配置为1.8kW。

根据本实用新型提供的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，优选地，单元窑共有6个，两两对称设置在作业通路两侧。

本实用新型取得的有益效果至少包括：采用创新的工艺布局，以单体的玄武岩窑炉为基础，通过在共用作业通路的两边布置多个单体窑炉，来满足玄武岩矿石充分熔化的要求，并配备合理的熔融料爬坡料道从而充分使熔融料达到均化澄清的要求，保证进入共用作业通路的熔融料达到拉丝要求，而共用的拉丝料道采用纯氧燃烧技术保证通道内温度均匀，熔融料质量稳定，以此来解决玄武岩纤维生产多漏板的瓶颈，间接为低能耗生产高性能玄武岩纤维提供基础条件，并且为玄武岩纤维产业化解决了重要的技术瓶颈。该池窑还具备料道使用寿命长、单元窑可随时关停维修、可根据要求调整熔化率等优点。

附图说明

图1示出了根据本实用新型一个实施例的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑的俯视结构示意图。

图2示出了根据本实用新型一个实施例的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑的正面结构示意图。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑的左侧结构示意图。

图4示出了根据本实用新型一个实施例的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑的底插电极结构示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，本实用新型公开的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑的一种具体实施方式为：每个单元窑炉设置了多个加料口1，其主要设置在熔化部盖板2相对中心位置，玄武岩矿石通过自动加料机到达加料口1下方，熔化部盖板2下方设置了多支燃烧器3，燃烧器3采用纯氧与天然气预混系统作为介质将整个熔化火焰空间4进行加热，由熔化火焰空间4的辐射热量将进入窑炉的玄武岩矿石进行初步熔融，以液面高度5为界限，其下半部分采用底插电极6对玻璃液进行加热，本实用新型装置将熔化区部分布置了10根棒状钼电极，通过三相斯考特变压器供电方式，对玻璃液进行有效地加热。熔化部通过火焰熔化空间4辐射热量与底插电极6加热的玻璃液流经澄清通道7，澄清通道7内预设了10根侧插电极8，侧插电极8的每组电极使用单相降压变压器供电方式，将来自熔化部以及初步熔融的玻璃液进行有序地调节温度，使之达到玻璃液澄清效果，经过澄清后的玻璃液流向爬坡砖9并最终进入作业通路10内，爬坡砖9的作用主要是阻挡初步熔融和澄清过程中可能残留的底部杂质，玻璃液在进入作业通路10以后，由通路盖板11下方设置的通路燃烧器12对通路火焰空间13进行有效加热，并且保持稳定的温度以便玻璃液顺利进入漏板14，并保持稳定拉丝作业状态。

液面高度5的确定是根据作业通路内玻璃液面的高度，(比如400毫米)，然后倒推回来，加上爬坡高度，比如100毫米。这样就可以确定，整个液面高度是300毫米。而电极插入玻璃液的深度则是比总的液面高度低5毫米(295毫米)，以便于充分熔融矿石。

底插电极6的布置有很严格的要求，一个是根据窑炉内玻璃液(熔融料)电流密度，第二是根据使用变压器型号布置电极数量及距离。第三是根据整个熔化部熔化能力来布置。(三根电极为1组，使用斯考特变压器，相邻公用，公用电极40的位置如图4所示)。总体以均匀布置在熔化部，使熔化部得以充分熔化。侧插电极间距280毫米为最佳状态，小于280毫米，能耗高(相同距离下就要多布置电极数量)，大于280毫米时，带来不利影响，因为玻璃液降温严重，又需要重新加热保持合适的温度。每根侧插电极的输出功率被配置为依序降低，例如：对称设置的第一组侧插电极为2.5kw，第二组侧插电极为2.2kw，第三组侧插电极为2.0kw，第四组侧插电极为1.9kw，第五组侧插电极为1.8kw。

玻璃液(熔融料)是否澄清，可按照如下方法确定：如果拉丝作业稳定，说明玻璃液澄清效果达到了。实验室用log2.5对对数来测定玻璃液温度与粘度的关系来证明是否达到来澄清效果。然后在本案中，我们用多组侧插电极的参数以及玻璃液的温度变化来说明以及达到澄清效果了：侧插电极达到设定参数后稳定，无出现较大电压波动。

在该实施例中，单元窑负责满足熔融要求，且根据漏板14的合计出料量可以在保持熔液质量的前提下调节熔化效率。共用的作业通路使用优质耐火材料，确保5年以上的使用寿命，单元窑选用一般耐火材料，可以根据产能安排，随时关停某个单元窑，从而达到降低产能的灵活要求。单元窑在出现故障时可以关停其中任何一个，达到检修单元窑，而适当降低作业通路出料量且不停产的效果。

经实验可得：单元窑电功率约75Kw/H，天然气使用约8.5M³/H，作业通路使用天然气约27M³/H，漏板14电功率约10.5Kw/H出料量约32KG/H。满筒率约70％，拉丝成品率约85％，较普通工艺方案提升约15％。本实用新型实施例中，共安装12快800孔漏板，日产量约9.2吨，总功率约576Kw/H，天然气总量约78M³/H，折算标煤为0.85吨煤/吨纱，较普通工艺方案能源降低约35％。

综上所述，本实用新型通过组建多个电气混合熔化窑及一个共用作业料道来实现多漏板池窑稳定作业的要求。根据国内外对于纤维生产池窑的设计，结合玄武岩玻璃熔体的特性，本实用新型采用一种创新的工艺布局，以单体的玄武岩窑炉为基础，通过在共用作业料道的两边布置多个单体窑炉，来解决充分熔化的要求，并配备合理的熔液爬坡料道从而充分使熔液达到均化澄清的要求，保证进入共用作业料道的熔液达到拉丝要求，而共用的拉丝料道采用纯氧燃烧技术保证通道内温度均匀，熔液(熔融材料)质量稳定，以此来解决玄武岩纤维生产多漏板的瓶颈。间接为低能耗生产高性能玄武岩纤维提供基础条件，并且为玄武岩纤维产业化解决了重要的技术瓶颈。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，包括：作业通路以及设置在所述作业通路两侧的多个单元窑，所述作业通路中设有通路燃烧器以及多个漏板，所述通路燃烧器设置在所述作业通路的侧壁上，所述单元窑通过澄清通道连通所述作业通路，所述澄清通道包括侧插电极和爬坡砖，所述侧插电极设置在所述澄清通道的侧壁上，所述爬坡砖设置在所述澄清通道与所述作业通路的连接处，其中，所述单元窑用于加热熔融玄武岩原料，所述澄清通道和所述作业通路用于输送熔融状态的玄武岩，以使多个所述单元窑产出的熔融料汇聚至漏板处，所述漏板用于制备纯玄武岩纤维。

2.根据权利要求1所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，所述单元窑具体包括：熔化部、熔化部盖板、加料口、燃烧器和底插电极，其中，所述熔化部盖板覆盖所述熔化部，所述加料口设置在所述熔化部盖板上并连通所述熔化部，所述燃烧器的喷焰口设置在所述熔化部内部，以对熔化部内部空间进行加热，所述底插电极设置在所述熔化部底部，以便于对熔融料进行加热。

3.根据权利要求2所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，所述燃烧器连接纯氧和天然气预混系统，所述底插电极为棒状钼电极，所述底插电极连接三相斯考特变压器。

4.根据权利要求3所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，至少三根所述底插电极均匀分布在所述熔化部底部，三根底插电极为一组，连接斯考特变压器，相邻的两组之间公用一根底插电极。

5.根据权利要求1所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，所述作业通路和所述澄清通道均为耐火材料围成的长方体管路结构，所述澄清通道的内径大于所述作业通路的内径。

6.根据权利要求1所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，多个所述侧插电极分布在所述澄清通道的侧壁上，侧插电极之间间距280mm，多个侧插电极的功率依序降低。

7.根据权利要求6所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，所述依序降低具体包括：

第一组侧插电极功率被配置为2.5kW，第二组侧插电极功率被配置为2.2kW，第三组侧插电极功率被配置为2.0kW，第四组侧插电极功率被配置为1.9kW，第五组侧插电极功率被配置为1.8kW。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的生产纯玄武岩纤维专用多漏板池窑，其特征在于，所述单元窑共有6个，两两对称设置在所述作业通路两侧。

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