[发明专利]一种均化高温熔体的装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于熔体均化技术领域，具体涉及一种高温熔体均化的装置和方法，该装置和方法用于对硅酸盐熔体和固态调质剂进行高效搅拌混合。

背景技术

高温熔体的均化一直是一些工业过程中的重要步骤，如冶金，玻璃生产，矿棉加工等，要想获得高质量的上述工业产品，必须在高温的熔化状态，使各组分分布均匀。实现高温搅拌过程的难度较大，目前已有的方法有气力搅拌，磁力搅拌，机械搅拌等，都存在一定的局限性，如气力搅拌只能对熔体在粘度较低时有效，并且搅拌过程气体的溢出会带走大量的热量，使搅拌过程能耗增大，磁力搅拌只对有磁性的熔体有效，而机械搅拌的搅拌翅在高温时因为强度减小和被熔体高温腐蚀，因此其高温使用寿命大大缩短，还有采用贵金属的搅拌器只能搅拌少量玻璃熔体。另外，如果原料均化过程在配料时完成，那么高温时因配料颗粒较大，使靠浓度梯度驱动扩散的熔体组成均化过程缓慢，能耗增大，例如目前采用冲天炉生产矿棉就是一个能耗极大的过程。矿棉是一种优质的绝热、隔音材料，能广泛应用于建筑业和工业等领域的防火、保温、隔热及吸声。目前矿棉生产中的原料熔制，大多采用冲天炉去熔融冷态矿渣和冷态调质剂，其缺点是能耗大，焦炭消耗量在350kg/t以上，而且冲天炉为间歇式熔化，加工过程不连续，生产成本较高，且目前的年产量远不及建筑市场的年需求量，故限制了矿棉及其制品的广泛应用。如果将高炉热态熔渣直接和固态调质剂进行混合搅拌，一可以省掉冷态矿渣原料变成熔体所需热量，二可以将调质剂均匀地分散到熔体中，大幅度提升矿棉的保温、隔音、耐候性，同时使矿棉的加工成本大幅度降低。目前的搅拌方法使用到上述工艺上去时的难度较大，因此本发明将提供一种新的高温熔体均化搅拌方法和装置，以提高熔体的高温均化速度和降低搅拌成本，增大高温熔体搅拌过程的可靠性，同时该搅拌方法和装置也可以采用到其它工艺需求的高温熔体均化搅拌过程。

发明内容

本发明针对现有技术存在的技术问题，提供一种能强化高温熔体均化过程的装置和方法，具体地说就是一种高温熔体调质搅拌装置和高温熔体被强化搅拌的方法。

本发明所提出的一种均化高温熔体的装置由熔化池1、搅拌系统及加热系统三部分组成： 

所述熔化池1包括金属炉壳9、保温隔热炉衬10、气凝胶涂层11、工作炉衬12，熔化池1上部有炉盖4，熔化池1下部还有流口5，以及流口5中的阻头6；所述熔化池1由外向内依次为金属炉壳9、保温隔热炉衬10、气凝胶涂层11、工作炉衬12，其中气凝胶涂层11依附在工作炉衬12的背面；所述炉盖4位于熔化池1的上部，炉盖4由金属外壳13、保温隔热炉盖衬14构成，炉盖4的边侧留有加入原料的窗口15、接加热电极的窗口16，炉盖4的中部留有通过搅拌杆的窗口17；所述熔化池1的底部中间位置设有流口5与阻头6。

所述搅拌系统包括搅拌连杆3、传动部分18、中空搅拌杆19、中空搅拌叶片20；所述中空搅拌杆19位于熔化池1的中部，所述传动部分18通过搅拌连杆3与中空搅拌杆19连接；所述中空搅拌杆19和搅拌杆上的中空搅拌叶片20为整体连接，中空搅拌杆19和中空搅拌叶片20的空心部分连为一个整体，所述空心部分设置有进行气冷的进气管道21，进气管道21由主管道22和支管道23构成，其中所述支管道23的出口喷嘴24靠近搅拌叶片的端部；所述中空搅拌杆19的上部设有有排出换热后气体的出气口25及出气口25所接的出气管道26，所述出气管道26处设有安全阀27；所述中空搅拌叶片20的分布与加热系统的熔体电阻加热用的钼电极7在水平方向错开，具体错开位置以中空搅拌叶片20在垂直方向上的上下运动不影响加热系统的钼电极7为准，所述中空搅拌叶片20在中空搅拌杆上呈螺旋线分布，当中空搅拌叶片20上下运动时，可以使被混合对象在周向、轴向和径向上发生强对流运动，加快混合过程；所述中空搅拌杆19和中空搅拌叶片20的外表面在均化操作前涂有发泡涂层28。

所述加热系统包括加热电源8、导线2、钼电极7，所述加热电源8通过导线2与钼电极7连接。

本发明装置用于均化高温熔体的具体步骤如下：