CN87102124A - 旋风炉液态渣直接制矿棉 - Google Patents
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Abstract
本发明是关于用旋风炉制造矿棉的方法。所叙述的方法是用旋风炉代替冲天炉生产矿棉。合理调节旋风炉工况参数和燃料配比,使其渣的组成符合矿棉成棉条件。本发明对燃煤动力旋风炉液态渣直接生产矿棉最为有利,它提高了矿棉的酸度系数,省去了矿棉生产熔化炉的投资,省去了放置熔化炉的厂房,省去了全部燃料焦炭,也省去了原料和燃料的运输与贮存,使矿棉原棉生产成本下降到冲天炉工艺的35~40%。
Description
本发明是关于用旋风炉制造矿棉的方法。所叙述的方法是用旋风炉代替冲天炉生产矿棉。合理调节旋风炉工况参数,合理调节燃料配比,使熔渣的组成符合矿棉成棉条件。本发明对燃煤动力旋风炉液态渣直接生产矿棉最为有利,可以利用旋风炉熔融废渣生产矿棉,节省了能源。
在矿棉生产中,熔化原料的设备普遍采用冲天炉,也有用池窑或电弧炉来熔化的〔1〕〔2〕。冲天炉用来熔化强度较高的块料,池窑用来熔化强度较低的粒度较小的块料。冲天炉是立式炉,顶部为加料段,经筛分的原料和燃料相间式投入炉内,预热后进入熔化段,熔融料靠重力下移到炉缸,熔化好的熔体从流料口流出经固定流槽、活动流槽到达离心机制成矿棉。冲天炉要求的原料是块状的高炉渣和玄武岩,辉绿岩等。但冲天炉的燃料是冶金焦,每吨原棉耗冶金焦400~500公斤。有人认为〔3〕,冶金焦在大型高炉中是作优质还原剂用的,而在冲天炉内仅仅作为熔化氧化性原料的燃料,这是冲天炉的明显缺点。该专利用等离子体产生的热量来代替冶金焦熔化原料,所有细粉都可利用。日本〔4〕认为,作为矿棉生产的原料高炉渣,在离开高炉时是熔融态的,冷却后再和其他物质混配进入冲天炉熔化,不如将其他物质直接加入到熔融的高炉渣中,从经济观点来说更为有利,是能源的节约。苏联〔5〕有人用电炉代替广泛使用的冲天炉,认为可以提高熔化设备的单位生产力,同时减少熔化炉有害物质的喷出量,又省去了原料和燃料的堆场和运输,并且电炉能制得高酸度系数的熔体,使酸度系数MK可达1.4以上,从而提高了矿棉的质量。又有人建议〔6〕,用发电厂烧过的煤灰添加一种物质可以生产矿棉,其原因是煤灰具有保温材料的化学与矿物学性能。
近年来,各国矿棉生产动向之一是提高矿棉酸度系数MK·苏联对MK的要求指标是1.2~1.5,可以到1.9〔1〕,MK是矿棉化学稳定性和耐久性的重要指标,提高酸度系数即是提高矿棉中的SiO2和Al2O3含量,降低CaO和MgO的含量,欲使酸度系数提高就相应地要提高熔化温度,增加焦炭用量,但这会使生产成本上升。
旋风炉是一种热工设备〔8〕,世界各国主要将它用作发电动力设备,用它作工艺炉的研究也有报导〔7〕。
煤是旋风炉的燃料,不同的煤种,灰份的酸度系数Mk= (SiO2+Al2O3)/(Cao+Mgo) 差很大。对同一煤种,MK也有较大的波动范围,例如河南新密煤,MK=3~7,这样的熔体不能满足矿棉成棉的要求,近年来,为了降低煤灰灰熔点,减少结焦,使熔渣易于流出炉外,在煤中增加一定量的含钙(或镁)的物质,如石灰、石灰石、白云石等等。增钙的结果,改变了液态渣的化学组成和高温料性,酸度系数和高温粘度大幅度下降。旋风炉未烧增钙渣时,液态渣是用水淬处理的,水淬渣或堆放或铺路。增钙后,液态渣仍然用水淬处理,温度高达1400℃的熔体水淬后热量全部损失,但水淬渣可作水泥填充料。发明者研究了增钙渣的化学组成和高温特性,认为有可能将熔融态的增钙渣直接生产矿棉,从而用旋风炉代替冲天炉。试验证明,增钙后的混合燃料发热量在3500大卡/公斤以上,灰份酸度系数在2以下,适当调节运行参数,就能使液态渣直接制成优质矿棉(岩棉)。附图是电站旋风炉液态渣制造矿棉工艺流程示意图。旋风炉出力20吨/时,旋风筒①是悬吊结构。顶部装有直径为φ696/φ514的轴向旋流燃烧器②,②以下70mm处设有两个二次风口③,风口高×宽=600×100mm,彼此相距1196mm,为了便于调节燃烧,二次风口又被分为上下二段,每段都装有风量与风速调节挡板,一次风带着煤粉从旋流器进入旋风筒内,两股高速二次风从割向喷吹入炉内,受强大动量矩的作用,炉内气粉强烈旋转,充分混合,迅速燃烧,炉镗温度高达1600℃以上,灰份熔化呈液态,受离心力作用打在水冷壁上,形成渣膜,顺壁而下,到渣栏④从渣口⑤流出炉外,高温烟气从旋风筒下部经渣栏进入捕渣管束⑦,进一步除渣后再去燃尽室⑧,过热器⑨,空气预热器⑩,省烟器(11),降温除尘后由烟囱排入大气。试验证明,减少一次风量,增加二次风速,旋风筒上部温度明显提高,渣口正压下降,燃烧稳定,流渣通畅。液态渣从渣口⑤流出,到稳流分流盘⑥,使需要的流股流向成棉装置,过多的熔体流入水淬池。
本发明用旋风炉代替冲天炉,旋风炉的强化燃烧,使炉内温度高达1600℃以上,物料混合充分,熔体均匀,用旋风炉熔化原料,可提高熔体酸度系数,从而提高矿棉(岩棉)的质量。用电站旋风炉增钙液态渣直接生产矿棉最具有节能效果,它省去了矿棉生产熔化炉的投资,省去了放置熔化炉的厂房,省去了全部燃料焦炭,也省去了原料和燃料的运输与贮存,使矿棉原棉生产成本下降到冲天炉工艺的35~40%。
实例一
本实例是用旋风炉水淬粒化渣干燥后在三相电弧炉中回熔,再用喷吹法制成矿棉的例子。是旋风炉液态渣直接制成矿棉的模拟例子。
旋风炉出力75吨/时,过热蒸汽压39kg/cm2,过热蒸汽温度400℃,炉镗温度1672℃,熔渣出口温度1350~1420℃,捕渣率70~80%,燃料混合料配比是:新密煤10份,石灰1.3份。熔渣水淬后捞出干燥,送电弧炉回熔。电弧炉高1.2米,内直径0.7米,保温层厚10厘米,熔料能力60~100公斤/时,三根石墨电极竖直插入炉内,每根电极直径100mm,电极间距约30mm,电极离炉底10厘米,二次工作电压60~70伏,工作电流2000安培。用46公斤干燥后的水淬渣为原料,不添加任何其他物料,在电弧炉中熔化后,用V字型喷咀吹成矿棉25.5公斤,压缩空气表压6kg/cm2,风量6m3/分。
燃料煤、石灰、原棉分析如下:
煤、煤灰和石灰分析(新密煤)
原棉理化性能测试数据
CaO% | 31.90 | 渣球含量 | (>0.5mm)<8% |
MgO% | 0.43 | ||
Al2O3% | 19.6 | 纤维直径 | <8μ |
Fe2O3% | 2.53 | 软化温度 | 620℃ |
SiO2% | 31.66 | 容重kg/m3 | <70 |
Mk | 1.61 |
实例二
本实例是用小型旋风炉直接制造矿棉的例子。试验用旋风炉出力20吨/时,发电3000千瓦,过热蒸汽温度430℃,过热蒸汽至39kg/cm2,炉镗温度1620℃,熔渣出口温度1410℃,一次风风压5-60mm水柱,风温380℃,二次风压250~350mm水柱,风温380℃,总风压700~740mm水柱,混合料投料量4.17吨/时,熔渣量1.4吨/时,混合料配比是:7份潞安煤,4份平顶山煤,3份碳化煤球渣,1.5份石灰石。熔渣出口安有盘式分流器,大部分熔体送入水淬槽,一小股熔体供制矿棉用,用21孔喷吹头对准熔体,压缩空气表压6kg/cm2,风量6m3/分,喷吹制成白绿色有光泽矿棉原棉。
燃煤、增钙物和原棉分析数据如下:
燃煤组分
煤灰、石灰石、碳化煤球渣组分%
原棉理化性能测试数据
CaO% | 30.74 | 渣球含量 | |
MgO% | 3.03 | 纤维直径 | |
Fe2O3% | 3.90 | 使用温度 | |
Al2O 3 % | 15.79 | 容量(kg/m3) | |
SiO2% | 37.03 | 水解度 | |
MK | 1.56 | 导热系数(大卡/米·时·度) | 0.035 |
引用文献
〔1〕“矿物纤维生产及应用”上册-南京玻璃纤维研究设计院杜寿全译1986年6月
〔2〕“矿物纤维保温材料选集”-南京玻璃纤维研究设计院技术情报室
〔3〕世界专刊82/00460“矿棉原料的熔化方法”-李雄华译《国外玻纤》1984年1月
〔4〕公开特许-昭56-37249
〔5〕苏联《建筑材料》-1985年(6)13-15
〔6〕CA102-11255
〔7〕“旋风炉制钙镁磷肥调查研究报告”-上海化工研究院1966年3月
〔8〕“论我国液态炉的发展”-何佩敖第一机械工业部1984年
Claims (3)
1、一种旋风炉制造矿棉的方法,其特征是调节旋风炉燃料组成和工况参数,将液态渣直接制成矿棉。
2、根据权利要求1的方法,其特征是旋风炉液态渣不经冷却、不经水淬。
3、根据权利要求1的方法,其特征是粉状原料进入旋风炉。
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---|---|---|---|
CN87102124A CN1009191B (zh) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 旋风炉液态渣直接制矿棉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CN87102124A CN1009191B (zh) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 旋风炉液态渣直接制矿棉 |
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CN87102124A true CN87102124A (zh) | 1988-10-12 |
CN1009191B CN1009191B (zh) | 1990-08-15 |
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ID=4813831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN87102124A Expired CN1009191B (zh) | 1987-03-25 | 1987-03-25 | 旋风炉液态渣直接制矿棉 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001068542A1 (fr) * | 2000-03-16 | 2001-09-20 | Shanmao Zhao | Fibre de roche obtenue a partir de residus liquides contenus dans le machefer des chaudieres et procede de fabrication de produits a base de cette fibre |
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-
1987
- 1987-03-25 CN CN87102124A patent/CN1009191B/zh not_active Expired
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CN101531454B (zh) * | 2009-04-17 | 2011-01-12 | 杨铧 | 直接利用粉粒状废渣和煤粉的矿棉沸腾熔炼方法 |
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CN103145342B (zh) * | 2013-02-21 | 2015-01-28 | 宝钢矿棉科技(宁波)有限公司 | 一种钢铁热态熔渣矿棉及其制备方法 |
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