專利名稱：采用高爐熱裝熔煉生產(chǎn)礦棉纖維的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及礦棉的生產(chǎn)。
背景技術：
自從1840年發(fā)明礦棉至今的160多年中，礦棉熔煉的主要設備是礦棉沖天爐，還有少量的池窯和電弧爐(電阻爐)。無論是其中的哪一種熔爐，都需要將礦棉原料從常溫加熱至一千多度的高溫，在這一升溫過程中，需要消耗大量以焦碳、燃油、天然氣、電能等形式的能源。如以目前國內(nèi)最常用的礦棉原料---塊狀高爐渣為例假設1噸塊狀高爐渣進入礦棉沖天爐后，高爐渣的溫度由常溫被加熱至1400℃，所需要吸收的熱量(包括熔化潛熱)約為3204000KJ/t，當焦碳中的固定碳含量為85％時，其發(fā)熱值約為28472KJ/kg，因此用于1噸高爐熔渣升溫及熔化所消耗的焦碳量為112.5kg；當?shù)V棉沖天爐的熱效率為35％時，熔化1噸高爐渣的實際焦碳消耗量為321kg，如果折算成每1噸礦棉消耗的焦碳量則為400千克左右，這是一筆不小的能源消耗。但是，一百多年來礦棉熔煉消耗焦碳似乎已經(jīng)是天經(jīng)地義的事情了。如果對這一問題利用逆向思維來思考的話，你就會提出高爐渣是怎么來的呢？它是由煉鐵高爐中的高溫液態(tài)渣冷卻后形成塊狀固體渣，再經(jīng)破碎分級而成，在液態(tài)高爐渣的冷卻過程中，大量的熱能被白白地浪費掉了。當這些高爐渣被用做礦棉原料時，在礦棉沖天爐中又需要再一次地消耗大量的熱能來熔化它們，這種先將液態(tài)高爐渣冷卻為固態(tài)高爐渣，然后再將其加熱為液態(tài)礦棉熔體的過程，顯然是一個重復加熱的過程。如果在未待高爐渣第一次冷卻之前，即對其進行適當?shù)某煞菡{(diào)整(另加的用于調(diào)整成份的輔料需消耗一部分外加能源)，然后直接進行礦棉的成纖操作，就可以節(jié)省大量重復熔化的能耗。這就是利用液態(tài)高爐渣來直接生產(chǎn)礦棉纖維的主導思想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)用液態(tài)渣直接生產(chǎn)礦棉，其前提是其高爐熔渣的化學和物理性能必須接近或符合礦棉生產(chǎn)的要求。一般而言應符合以下條件(1)熔渣的化學成份必須符合礦棉化學成份的要求，或者是化學成份比較接近，通過調(diào)節(jié)手段可以達到礦棉成份的要求。如果其酸度系數(shù)在0.8～2.5的范圍內(nèi)，一般就有可能被利用；(2)在一段時間里熔渣的化學成份相對穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，波動不大，避免頻繁改變調(diào)節(jié)配方。
本發(fā)明人考慮到，高爐的出渣不是連續(xù)的常流過程，而是一個間歇的過程，所以在高爐出渣系統(tǒng)與礦棉成纖設備之間必須設置一個緩沖工序，即設置熔渣調(diào)質(zhì)爐，它須具有保溫和加熱的功能。因此本發(fā)明的技術方案如下一種采用高爐渣熱裝熔煉生產(chǎn)礦棉纖維的方法，其特征是將高爐熔渣從高爐經(jīng)封閉出渣溝流入熔渣調(diào)質(zhì)爐，同時從封閉出渣溝均勻加入酸性輔料或生石灰，酸性輔料可以是硅砂、砂石、硅石或貧鐵礦等，以調(diào)節(jié)熔料的酸度系數(shù)(Mk)至1.09～1.20。
Mk＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)式中SiO2、Al2O3、CaO、MgO都為它們的重量百分比。熔渣調(diào)質(zhì)爐有加熱裝置，保持熔渣調(diào)質(zhì)爐中溫度在1300～1450℃，加熱裝置可以是在熔渣調(diào)質(zhì)爐頂蓋上插入的電級，利用電極之間的電壓降和高爐熔渣的導電性對爐渣和酸性輔料或生石灰加熱，至使熔渣調(diào)質(zhì)爐中物料熔融并混合均勻，均勻的礦棉纖維熔體經(jīng)熔渣調(diào)質(zhì)爐的流料口及活動流槽進入離心機，生產(chǎn)出礦棉纖維。
加入酸性輔料或生石灰調(diào)節(jié)熔料的酸度系數(shù)和配方，配方的組成可以為SiO238～45％Al2O38～13％CaO28～36％MgO9～14％Fe2O30.5～1.5％其他成份不多于上述成份總和的10％。若高爐熔渣本身的酸度系數(shù)已在1.09～1.20范圍內(nèi)，則不需加入其它原料。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)礦棉纖維，如前所述，大大地降低了能耗、降低了成本，縮短了生產(chǎn)周期，生產(chǎn)出的礦棉質(zhì)量同樣優(yōu)良。
具體實施例方式
實施例1某鋼廠高爐，約每兩小時出渣一次，高爐熔渣的溫度為1400℃左右，酸度系數(shù)為0.87左右，且化學成份的波動范圍較小。采用本發(fā)明的方法將高爐熔渣直接生產(chǎn)礦棉纖維。在高爐旁設置封閉出渣溝和熔渣調(diào)質(zhì)爐，熔渣調(diào)質(zhì)爐熔存面積為3.2m2，可儲存高爐熔渣8.96t，熔渣調(diào)質(zhì)爐的頂蓋上設置三根電極。采用二臺四輥離心機，每臺四輥離心機的處理流量為3.5t/h，成纖率72～80％，總功率55KW。
將高爐熔渣經(jīng)封閉出渣溝流入熔渣調(diào)質(zhì)爐，同時在高爐熔渣流經(jīng)封閉出渣溝過程中，均勻加入黃砂，每噸高爐熔渣加入酸性輔料黃砂150公斤左右，隨同高爐熔渣一并流入熔渣調(diào)質(zhì)爐，熔渣調(diào)質(zhì)爐用三個電極通入電流加熱，保持溫度在1400℃左右，將熔融的礦棉纖維熔體經(jīng)熔渣調(diào)質(zhì)爐的流料口及活動流槽進入四輥離心機，立即生產(chǎn)出礦棉纖維，礦棉纖維直徑6≤μm。
實施例2基本上同實施例1，只是酸性輔料改用硅砂，或者硅石，或者貧鐵礦，或者它們的混合物，使酸度系數(shù)達到1.09～1.20范圍，生產(chǎn)出的礦棉纖維質(zhì)量與實施例1相似。
權(quán)利要求
1.一種采用高爐熱裝熔煉生產(chǎn)礦棉纖維的方法，其特征是將高爐熔渣從高爐徑封閉出渣溝流入熔渣調(diào)質(zhì)爐，同時從封閉出渣溝均勻加入計量的酸性輔料或生石灰，以調(diào)節(jié)熔料的酸度系數(shù)至1.09～1.20，熔渣儲存池有加熱裝置，保持熔渣儲存池中溫度在1300～1450℃，高爐熔渣和加入的酸性輔料在熔渣調(diào)質(zhì)爐中熔融、混合成均勻的礦棉纖維熔體，將礦棉纖維熔體經(jīng)的流料口及活動流槽進入離心機，生產(chǎn)出礦棉纖維。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)礦棉纖維的方法，其特征是酸性輔料是硅砂、砂石、硅石或貧鐵礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)礦棉纖維的方法，其特征是若高爐熔渣的酸度系數(shù)已在1.09～1.20范圍內(nèi)，則不需加入任何輔料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)礦棉纖維的方法，其特征是熔渣調(diào)質(zhì)爐的加熱裝置為在熔渣調(diào)質(zhì)爐頂蓋插入的電極。
全文摘要
一種采用高爐熱裝熔煉生產(chǎn)輔助原料礦棉纖維的方法，它是將高爐熔渣從高爐經(jīng)封閉出渣溝流入熔渣調(diào)質(zhì)爐，加或不加輔助原料，使熔料的酸度系數(shù)至1.09～1.20之間，保持熔渣調(diào)質(zhì)爐中溫度在1400℃左右，使物料熔融并混合均勻，將熔融的物料經(jīng)活動流槽進入離心機即生產(chǎn)出礦棉纖維。采用本發(fā)明的方法大大降低了能耗和成本，生產(chǎn)的礦棉纖維質(zhì)量優(yōu)良。
文檔編號C03B37/00GK1400181SQ0213819
公開日2003年3月5日 申請日期2002年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月2日
發(fā)明者嚴煜, 曹宏, 張忠華, 孫廉潔, 黃錫生, 楊鏵, 郭鳳翔 申請人:嚴煜