[发明专利]热态高炉熔渣直接生产矿棉的工艺方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及矿棉生产领域，尤其涉及一种高炉熔渣直接生产矿棉的方法及装置。

背景技术

高炉熔渣是高炉炼铁生产中产生的高温副产物 ，温度约在1400℃~1600℃左右。一般而言，1吨熔渣带有1600~1800MJ热量，大约相当于55~61kg标准煤完全燃烧后所产生的热量。而传统的高炉渣处理要么热泼，冷却后的大块干渣供矿棉行业作熔制原料，要么水淬成细粒状水淬渣，作为水泥行业的原料或矿渣微粉原料，不论哪种工艺都产生大量的污染。

矿棉是一种优质的保温绝热材料，传统工艺都是以块状高炉干渣、焦炭和块状硅石等为原料，经过冲天炉熔制成高温熔体，再经高速离心或喷吹制成微米级纤维，根据需要经不同的设备加工成初级粒状棉或板、管、毡等最终产品。自1840年开始这方面的研究以来，矿棉的制造工艺和相关装备有了很大的进步，产品质量和品种也得到极大提升和丰富，基本上能够满足现代工业和建筑对保温材料的要求。但纵观整个生产过程，高炉熔渣需要先冷却、破碎、筛选，再加热熔化成高温熔体，不仅污染严重，炉渣前期的巨大热量被白白浪费掉，后期的熔制又要浪费大量能量。在建设节能型社会的今天，矿棉的这种制造工艺既不环保更不节能，需要变革。

现有技术中日本专利JP62263904A公开了一种将高炉熔渣从高炉转移到调质炉的方法：鉴于高炉周边空间的限制，矿棉生产线不能直接建在高炉边，需要有一定安全距离；又因高炉特别是现代化大高炉工作制度的限制，每批次排放高炉熔渣量比较大，远远超出矿棉产线的生产能力，高炉排渣速度1~5t/min，间歇出渣；矿棉离心机生产能力1~5t/h，连续作业，实际生产中需要用大容量渣包将高炉一个排渣周期中所排放的熔渣全部接收并运送到溶渣分装点，再从大渣包中分装到两个小型专用渣包后才分批注入调质炉。转运过程涉及的设备多，操作繁杂，且分装过程中散失的热量多，部分熔渣温度下降固化，不能再注入调质炉中，只能作冷弃处理；对注入调质炉内的熔渣补热所需的能耗也相应增加。如果高炉一个排渣周期中所排放的熔渣量达到几十乃至几百吨时，全部用大渣包接收也很困难。另外，在对熔渣进行调质的过程中，现有技术是利用熔渣落入容器时产生的冲击作用实现调质料与熔渣的搅拌混合；经过实际生产表明，仅靠高炉熔渣注入时产生的瞬时搅拌作用是无法达到熔渣和调质料充分混合的，影响了矿棉的产品质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的工艺方法及装置，渣包直接作为调质炉进行调质，减少了热量损失，利用均质炉使得熔体化学成份更稳定、均匀，最后通过离心制棉机制得矿棉纤维，提高了矿棉纤维的质量。

本发明是这样实现的：一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的装置，包括进渣溜槽、渣包、渣包车、渣包盖、倾翻机构、升降机构、均质炉和离心制棉机，所述渣包设置在渣包车上，渣包底部设有搅拌气进口，所述渣包盖上设有加料口、排气口和补热电极；所述渣包车具有取渣工位和调质工位，渣包车在取渣工位时渣包由进渣溜槽与高炉渣沟连通，渣包车在调质工位时渣包通过升降机构与倾翻机构相配合；所述均质炉上设有进料口，倾翻机构具有与渣包相配合的调质工位和与均质炉相配合的均质工位；所述均质炉底部设有残铁排放口，均质炉通过熔体流口与离心制棉机连通。

所述的均质炉由主腔室和副腔室两部分构成，主腔室与副腔室之间通过熔渣通道连通，主腔室容积大于副腔室，所述残铁排放口设置在主腔室底部，所述进料口设置在主腔室顶部，所述熔体流口设置在副腔室底部，熔体流口低于主腔室的底部。

一种热态高炉熔渣直接生产矿棉的工艺方法，包括以下步骤：

步骤一、配置熔渣，将高炉熔渣注入到渣包内，并将调质料倒入渣包中，利用高炉熔渣落入渣包时产生的冲击作用初步实现调质料与高炉熔渣的搅拌混合；

步骤二、调质，从渣包底部通入保护搅拌气体对调质料与高炉熔渣混合后的混合熔渣进行搅拌，并同时对混合熔渣补热至1460~1550℃，直至调质后的混合熔渣的酸度系数满足1.3～1.8；

步骤三、均质，将调质后的混合熔渣注入均质炉内均质2~5小时，均质温度保持在1460~1550℃，均质炉底部析出的残铁从残铁排放口排出炉体；

步骤四、制棉，均质后的熔体送入离心制棉机的高速离心辊上，甩制成矿棉纤维，完成矿棉纤维的生产。

所述步骤一中，调质料与高炉熔渣混合后的混合熔渣中，调质料的质量百分比含量为高炉熔渣的16~28%。

所述步骤一中，调质料为硅砂、粒度在10mm以下硅石、破碎后粒度在10mm以下的酸性废旧耐材中的任意一种或多种的混合物。