专利名称：一步法生产高品质矿棉的工艺及其所采用的设备的制作方法
技术领域：
本发明属矿棉生产领域，尤其涉及一种利用高温液态渣一步法生产高品质矿棉的工艺及其所采用的设备。
背景技术：
利用高温液态渣(立式旋风炉炉渣、电炉渣、铜渣、镍铁渣、锰铁渣、黄磷渣或高炉渣)生产矿棉与冲天炉生产矿岩棉相比可节约能源30 70%。生产一吨矿岩棉少排5 15%的CO,即IOOkg左右/t棉，25%的CO2,即300_350kg/t棉，粉尘量25 kg/t棉，由此可见，利用高温液态渣生产矿棉项目具有较高的环保效能。
目前在矿棉实际生产过程中尚存在如下问题。一、渣液成份均匀度不高。利用本人201110158806. X专利申请，对加入电弧炉中的冷料进行酸度系数调整，在实际生产中发现渣液成份不均匀，在电弧炉内熔化困难。出现上述问题一般可根据主体生产工艺要求的不同，在不影响主体生产产品质量的情况下，通过调整主体生产工艺原料配比或进行成份重组加以解决，如立式旋风炉，在不影响锅炉出力，运行稳定，能源合理的条件下，选择煤的灰粉熔点ht2较低的煤种，同时调整加入石灰石的比例，可使矿棉酸度系数达到I. 6 2. O之间，再加上优良的产棉设备，即可产出高级优质矿棉。矿热炉生产镍铁，红土矿烧结混料调整粘结剂配方，使渣成份满足矿棉酸度系数的要求，但条件是不能影响镍铁的质量、产量及矿热炉炉体的使用寿命。值得注意的是，有的主体生产工艺，无法改变原料配比，如高炉炼铁，产生的高温液态渣为碱性，就需要在炼铁排渣后，在生产矿棉工艺中调整酸度系数，在实际生产中遇到加入酸性冷料难熔，沉底，渣液成份不均匀等问题。二、流股不稳定。由于主体生产工艺不同而排渣工艺也各异，如立式旋风炉，黄磷渣是连续均匀排渣，流股就无需控制，而高炉炼铁排渣，炼镍铁排渣为间断工艺，时隔I 6小时不等。为达到生产矿棉连续性工艺的要求，必须在四辊离心机上道工序上安装调质炉，该调质炉可作为高温液态渣的储罐，而该储罐的储量、形状、功率大小及渣的调质参数系根据现场条件进行设计。由于调质炉的渣存量较大，渣的液面高度在变动，这势必会弓I起调质炉液态渣流口流量的变化。三、不能对渣液的温度环境进行动态控制。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种渣液成份均匀，流股稳定，温控精准的一步法生产高品质矿棉的工艺及其所采用的设备。为解决上述技术问题，本发明是这样实现的。一步法生产高品质矿棉的工艺，可包括如下步骤(I)改变冷料的理化性能，依据液态渣进入调质炉的方式不同，选择改性调质剂的加入点；a、当液态渣经流槽流入调质炉时，在液态渣出口处加入改性调质剂使其一并流入调质炉内；b、当液态渣经渣包转运至调质炉时，在渣包的液面上加入改性调质剂；(2)依据液态渣测试粘度曲线，找出粘度系数在O. 5 2. 5 PaS间的温度系数，采集调质炉内液态渣的温度信号，对调质炉内的温度实施动态控制。作为一种优选方案，本发明使调质炉中的电极作相对匀速运动，利用电极周边产生的电磁、电弧搅拌液态渣。作为另一种优选方案，本发明可对调质炉出渣口的流量进行控制。进一步地，本发明所述改性调质剂包括二氧化硅及綳。更进一步地，本发明所述二氧化硅与綳的重量比为80 99 :1 20 ;细度为200 500 目。
上述一步法生产高品质矿棉工艺所需设备，它包括调质炉壳、电极、导电臂及立柱；所述导电臂一端与电极固定相接，其另一端与立柱纵向滑动相接；所述立柱与水平移动机构相接。作为一种优选方案，本发明所述电极为3根、5根或6根。作为另一种优选方案，本发明所述调质炉壳的横截面为圆形、矩形或正方形。本发明在工艺路线上，通过采取改变冷料的理化性能，S卩加入改性调质剂降低液态渣的熔点温度，使其达到快熔，易熔的目的。在调质炉的结构设计上，使电极在调质炉内作相对匀速运动，从而达到搅拌改性调质剂的目的。调质炉电源变压器设计为高、低输出电压模式，功率恒定，电极上下纵向调节运动，利用电极周边产生的电磁，电弧搅拌液态渣使其成份均匀。在加入改性调质剂的方式上，于高温液态渣出口处加入适量改性调质剂并随液态渣一并流入调质炉内，这样可将加入的改性调质剂预热，同时可降低渣面的热损失；在渣液进入渣包后，于渣包液面上加入一层改性调质剂，其不但预热了改性调质剂，同时也降低了渣面的热损失。在稳定流股的设计方面，在调质炉的出渣流口上，安装闸阀与炉体对接，采取手动与电动双功能模式控制闸阀开启大小，控制流股稳定，在延长炉体使用寿命的同时，也可提高了渣的成棉率及棉的质量。在渣液温度环境控制方面，采用直接接触式测温或非接触式测温方式调整炉内的输入功率大小进行温度控制，从而达到炉内理想的粘度系数。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。图I为本发明的炉体俯视图。图2为本发明的炉体主视图。图中1、调质炉壳；2、电极；3、导电臂；4、立柱；5、电缆；6、水平移动机构；7、渣流出口。
具体实施方式
如图所示,一步法生产高品质矿棉的工艺,包括如下步骤。(I)改变冷料的理化性能，依据液态渣进入调质炉的方式不同，选择改性调质剂的加入点；a、当液态渣经流槽流入调质炉时，在液态渣出口处加入改性调质剂使其一并流入调质炉内山、当液态渣经渣包转运至调质炉时，在渣包的液面上加入改性调质剂；(2)依据液态渣测试粘度曲线，找出粘度系数在O. 5 2. 5 PaS间的温度系数，采集调质炉内液态渣的温度信号，对调质炉内的温度实施动态控制。(3)调质炉中的电极作相对匀速运动，利用电极周边产生的电磁、电弧搅拌液态渣。(4)调质炉出渣口的流量进行控制。本发明所述改性调质剂包括二氧化硅及綳。本发明所述二氧化硅与綳的重量比为97 3 ;细度为400目。上述一步法生产高品质矿棉工艺所需设备，它包括调质炉壳I、电极2、导电臂3及立柱4 ;所述导电臂3 —端与电极2固定相接，其另一端与立柱4纵向滑动相接；所述立柱4与水平移动机构6相接。 本发明所述电极2为3根、5根或6根。参见图1，由6根电极形成A、B、C3组电极，在水平移动机构6的作用下，A、B、C3组电极可作相对匀速运动。水平移动机构6可采用滑道式结构，立柱4通过驱动电机进行驱动。当然也可采用其它结构形式。本发明所述调质炉壳I的横截面为圆形、矩形或正方形。本发明在工艺上采取改变冷料的理化性能，即加入配制的400目改性调质剂，成分包括SiO2及綳；其中SiO2与綳的重量比为97 :3，达到降低熔点温度，快熔，易熔的目的。在发明人201110158806. X专利申请中电弧炉的结构，炉体可采用横截面为圆形或矩形；电极可采用3根、5根或6根的布置方式。其中优选6根。电弧炉的结构及运行设计电弧炉立柱，导电臂、电极对调质炉壳设计为可相对匀速运动的结构(由调速电机驱动)如图I所示，从而达到搅拌加入改性调质剂的作用。电弧炉电源变压器设计为高、低输出电压，功率恒定，电极上下调节运动，利用电极周边产生的电磁，电弧搅拌渣液，使其成份均匀。加入改性调质剂的方式、位置、时间及加入量可依据液渣进入调质炉的方式不同而定(1)高温渣通过流槽流入调质炉内，可在高温液态渣出口处加入适量改性调质剂一并流入调质炉内，这样可将改性调质剂预热，同时降低渣面的热损失。(2)由于主体生产工艺环境的不同，需将高温液态渣用渣包运到较近地方，倒入调质炉进行矿棉的生产工艺，在渣液进入渣包后，于渣包液面上加上一层改性调质剂，这样不但预热了改性调质剂同时也降低了渣面的热损。由于主体生产工艺不同而排渣工艺也各异，如立式旋风炉，黄磷渣是连续均匀排渣，流股就无需控制，而高炉炼铁排渣，炼镍铁排渣为间断工艺，时隔I 6小时不等。为达到生产矿棉的连续性工艺要求，必须在四辊离心机上道工序上安装调质炉，即也是储存高温液态渣的储罐，而该储罐的储量、形状、功率大小及渣的调质参数系根据现场条件进行设计。由于调质炉的渣存量较大，渣的液面高度在变动，这势必会引起调质炉液态渣流口流量的变化。为控制流股稳定，必须在调质炉的出渣流口上，安装特制的闸阀与炉体对接，采取手动与电动双功能模式控制闸阀开启大小，控制流股稳定，延长炉体使用寿命，同时也可提高渣的成棉率及棉的质量。
生产高品质矿棉对矿棉的纤维直径，长度，棉中的渣球含量都有国标数据要求,如要生产较高品质的矿棉，除采取上述技术措施外，温控标准也是非常重要的条件。渣液的粘度直接影响棉的质量，而粘度与渣液的温度密不可分，由温度高低决定粘度系数小大程度。可根据预先对液态渣测试的粘度曲线找出粘度系数在O. 5 2. 5PaS间的温度系数，采用(I)直接接触式连续测温或间断测温(技术要求条件较高)；(2)非接触式测温(精度较低)，这样就可调整对炉内的输入功率大小进行温度控制，从而达到较理想的粘度系数进行生产。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于 本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一歩法生产高品质矿棉的エ艺，其特征在于，包括如下步骤 (1)改变冷料的理化性能，依据液态渣进入调质炉的方式不同，选择改性调质剂的加入点； a、当液态渣经流槽流入调质炉时，在液态渣出口处加入改性调质剂使其一井流入调质炉内； b、当液态渣经渣包转运至调质炉时，在渣包的液面上加入改性调质剂； (2)依据液态渣测试粘度曲线，找出粘度系数在O.5 2. 5 PaS间的温度系数，采集调质炉内液态渣的温度信号，对调质炉内的温度实施动态控制。
2.根据权利要求I所述的ー步法生产高品质矿棉的エ艺,其特征在于使调质炉中的电极作相对匀速运动，利用电极周边产生的电磁、电弧搅拌液态渣。
3.根据权利要求2所述的ー步法生产高品质矿棉的エ艺，其特征在于对调质炉出渣ロ的流量进行控制。
4.根据权利要求3所述的ー步法生产高品质矿棉的エ艺，其特征在于所述改性调质剂包括ニ氧化硅及綳。
5.根据权利要求4所述的一歩法生产高品质矿棉的エ艺，其特征在于所述ニ氧化硅与綳的重量比为80 99 :1 20 ;细度为200 500目。
6.根据权利要求I 5之任一所述ー步法生产高品质矿棉エ艺所需设备，其特征在于包括调质炉壳(I)、电极(2)、导电臂(3)及立柱(4);所述导电臂(3)—端与电极(2)固定相接，其另一端与立柱(4 )纵向滑动相接；所述立柱(4 )与水平移动机构(6 )相接。
7.根据权利要求6所述ー步法生产高品质矿棉エ艺所需设备，其特征在于所述电极(2)为3根、5根或6根。
8.根据权利要求7所述ー步法生产高品质矿棉エ艺所需设备，其特征在于所述调质炉壳(I)的横截面为圆形、矩形或正方形。
全文摘要
本发明属矿棉生产领域，尤其涉及一种利用高温液态渣一步法生产高品质矿棉的工艺及其所采用的设备，包括如下步骤(1)改变冷料的理化性能，依据液态渣进入调质炉的方式不同，选择改性调质剂的加入点；a、当液态渣经流槽流入调质炉时，在液态渣出口处加入改性调质剂使其一并流入调质炉内；b、当液态渣经渣包转运至调质炉时，在渣包的液面上加入改性调质剂；2)依据液态渣测试粘度曲线，找出粘度系数在0.5～2.5PaS间的温度系数，采集调质炉内液态渣的温度信号，对调质炉内的温度实施动态控制。本发明渣液成份均匀，流股稳定，温控精准，终端产品的品质高。
文档编号C03B37/01GK102674680SQ201110302690
公开日2012年9月19日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者郭俊铭, 郭凤翔, 郭永强 申请人:郭俊铭, 郭永强