一种粒状棉生产设备的制作方法

一种粒状棉生产设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种粒状棉生产设备，旨在提供一种不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率及品质的粒状棉生产设备。它包括用于导流高炉热态熔渣的高炉渣沟，熔渣炉及离心机，所述熔渣炉依次包括加料池，熔化池及料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述料道的一端与熔化池相连通，另一端封闭，料道的下部设有出料口。
【专利说明】一种粒状棉生产设备

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿棉生产领域，具体涉及一种利用高炉热态熔渣为原料的粒状棉生产设备。

【背景技术】
[0002]随着全球经济的快速发展，能源紧缺的问题愈加严重，节能减排技术成为世界各国的研究热点。当前，我国能源形势严峻，产品能耗指标过高，主要用能产品的单位产品能耗比发达国家高25-90% (加权平均高40%左右)；其次产值能耗高，我国的产品产值能耗是世界上最高的国家之一，例如每千克油当量的能源，日本企业平均可以创造出10.2美元的产值，中国只能创造出0.7美元，仅为日本的1/15 ;我国单位能源使用产生的GDP，目前只有发达国家平均水平的1/5?1/16左右。与此同时，我国矿产资源和能源的利用率都很低，我国矿产资源总回收率仅为30-50%，比世界平均水平低10-20个百分点；单位产品产值能耗为世界平均水平的2.3倍。这些是造成我国产品生产成本高、企业经济效益差的重要原因之一。
[0003]无机材料电熔技术是利用无机材料在高温下的离子导电特性施以交变电场产生焦耳热来熔制无机材料的一种技术。该技术具有节能、环保、产品高品质、劳动强度低等诸多优点，故在发达国家普遍被采用。随着国内环保意识的增强和生产产品的品质提升，无机材料电熔技术在国内得到了快速的发展。
[0004]作为“环境协调材料”的矿棉制品，其传统生产工艺为冲天炉工艺。冲天炉的工作过程为:先将一定量的煤炭装入炉内作为底焦，它的高度一般在一米以上。点火后，将底焦加至规定高度，从风口至底焦的顶面为底焦高度。然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热，这一过程称为过热。随着底焦的烧失和金属炉料的熔化，料层逐渐下降。每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是碱性氧化物，它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上。在冲天炉内，同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应3个重要过程。
[0005]传统冲天炉工艺的制备过程中生产一吨矿棉制品平均需要消耗能源约550公斤标准煤(包括焦、电等)。能耗费用占工厂成本的30%以上，致使矿棉制品的销售价格高居不下，一般都在2500-3200元/吨以上，成为矿棉制品难以进入建筑市场最为突出的瓶颈问题之一。欲降低矿棉制品的销售价格的关键之一是降低其能耗。虽然通过在传统工艺上采用一些新技术(如加热送风、富氧送风等)也能达到节能的目的，但降耗的幅度有限。
[0006]而高炉热态熔渣本身具有很高的温度(1400-160(TC )，其平均热焓约为1670MJ/t，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。由于高炉熔渣用途很广，因此熔渣能量的回收原则是不仅要回收其余热资源，而且要便于炉渣的再利用，在充分利用废渣显热的同时，生产出矿棉、矿渣微晶玻璃等具有较高附加值的建材产品；但目前，国内外高炉熔渣多以水淬法为主，热量无法回收利用。因此，采用高炉热态熔渣直接制备矿棉有利于解决上述【技术领域】中各自存在的问题，实现了矿棉制备过程中的节能降耗和高炉热态熔渣热量再利用的有机统一，充分利用了高炉热态熔渣的热量，是当今研究的热点技术之一。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种粒状棉生产设备，其不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率，提高矿棉产量。
[0008]本实用新型的技术方案是:
[0009]一种粒状棉生产设备，包括用于导流高炉热态熔渣的高炉渣沟，熔渣炉及离心机，所述熔渣炉依次包括加料池，熔化池及料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述料道的一端与熔化池相连通，另一端封闭，料道的下部设有出料口 ；所述第一流液通道处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置；所述料道处设有用于控制料道的流量的料道控流闸板装置，且料道控流闸板装置位于熔化池与出料口之间；所述高炉渣沟包括引流渣沟，水渣沟及取渣沟，所述引流渣沟的侧面设有取渣缺口，所述取渣沟的一端与取渣缺口相连通，另一端与熔渣炉的熔渣流入口相连通；所述水渣沟一端与引流渣沟的高炉热态熔渣出口端相连通，水渣沟的另一端的下方设有水淬箱；所述取渣缺口处设有热态熔渣截取装置，该热态熔渣截取装置包括插设在取渣缺口内的截流闸板；所述水渣沟内设有分流闸板装置，该分流闸板装置包括插设在水渣沟内的分流闸板。
[0010]由于本方案熔渣炉在结构上，尤其是原料的引入方式上与无机材料行业的电熔炉存在着巨大的差异；传统无机材料行业电熔炉采用冷态粉料连续加入；而本方案熔渣炉则采用高炉热态炉渣间歇式加入的方式。针对本方案熔渣炉在利用高炉热态熔渣时采用间歇式加入的方式将高炉热态熔渣引入熔渣炉的特点，本方案专门设计了新的高炉渣沟将由高炉中排出的高炉热态熔渣引入熔渣炉中:
[0011]当熔渣炉需要引入高炉热态熔渣时:将分流闸板插入水渣沟内，同时将取渣沟内的截流闸板提起；从而使高炉渣沟内的高炉热态熔渣由取渣缺口及取渣沟引入熔渣炉内；
[0012]当熔渣炉不需要引入高炉热态熔渣时:将分流闸板由水渣沟内提起，同时将截流闸板插入取渣沟内；从而使高炉渣沟内的高炉热态熔渣由水渣沟排出到水淬箱内冷却、硬化；如此能够在高炉生产过程中根据矿棉制作工艺的实际需要，直接在高炉渣沟中在线截取高炉热态熔渣。
[0013]在高炉热态熔渣流入加料池的同时，将调质料通过调质料加料口进入加料池内，使调质料均匀的混合在高炉热态熔渣内；然后，熔体(即混合调质料的高炉热态熔渣)由第一流液通道进入熔化池，使熔体进一步澄清和均化，促进其玻璃化的形成，获取良好、均匀的熔体；最后，熔体由料道的出料口流出，供给离心机进行制棉。本方案熔渣炉直接将高炉热态熔渣(1400-1600°C )通过熔渣流入口引入加料池内，充分利用高炉热态熔渣本身的热量，并配合调质料降低熔渣的熔点、使其高温粘度和高温电阻降低，强化熔渣的澄清和均化过程，促进其玻璃化的形成，有利于实现矿棉所需熔体的顺利熔化、均匀，提高矿棉的成纤率，提高矿棉产量。
[0014]作为优选，熔渣流入口设置在加料池侧面上部，熔渣由熔渣流道及熔渣流入口流入到加料池内，且由熔渣流入口流入到加料池内的熔渣的轨迹为抛物线轨迹；所述主调质料加料口设置在加料池顶面上，并且由主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由熔渣流入口进入加料池的熔渣的抛物线轨迹上。
[0015]由于由调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由熔渣流入口进入加料池的热态熔渣的抛物线轨迹上，这样可以有效避免调质料大量的漂浮于高温液态熔渣表面，并使熔渣与调质料的快速均匀混合，有利于促进其玻璃化的形成、均匀，提高矿棉的成纤率。
[0016]作为优选，分流闸板及截流闸板内分别设有冷却水通道，且分流闸板及截流闸板顶面上分别设有与冷却水通道相通的进水口及出水口 ；所述分流闸板装置及热态熔渣截取装置分别包括机架，连接座，可转动设置在连接座上的竖直连接杆，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动分流闸板或截流闸板的闸板摆转装置；所述连接座包括上连接板，位于上连接板下方的下连接板及连接上、下连接板的连接件；所述升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸或竖直油缸，设置在机架上的竖直导套及设置在竖直导套内的导杆，导杆下端与上连接板相连接，所述竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上；所述下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套，所述竖直连接杆呈圆柱状，竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，且竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块；所述闸板摆转装置分别包括套设在竖直连接杆上的连接套，固定设置在连接套外侧面上的摆杆及设置在机架与摆杆之间的摆动气缸，所述竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽，连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块，所述摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上；所述分流闸板装置的机架设置在水渣沟一侧，分流闸板装置的连接座及竖直连接杆位于水渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在分流闸板顶部；所述热态熔渣截取装置的机架设置在取渣沟一侧，热态熔渣截取装置的连接座及竖直连接杆位于取渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在截流闸板顶部。
[0017]由于高炉热态熔渣具有很高的温度(1400?1600°C )，因而本方案的分流闸板及截流闸板内分别设有冷却水通道，通过冷却水进行冷却，延长闸板使用寿命；但这样一来分流闸板及截流闸板将处于冷态(相对于高炉热态熔渣)，而高炉渣沟内的高炉热态熔渣中又具有一定量的铁水，由于分流闸板及截流闸板处于冷态，这使得渗入闸板与渣沟表面之间的铁水等炉渣熔体容易被冷却固化，进而使闸板与高炉渣沟表面之间被冷却的铁水等炉渣熔体粘连在一起，导致分流闸板或截流闸板难以由渣沟中提起；这不仅使得在线截取高炉热态熔渣失败；而且还会造成高温熔渣溢出高炉渣沟，破坏周边设备，甚至对周围工作人员造成伤害；
[0018]为了解决上述不足本方案在分流闸板装置及热态熔渣截取装置上均设置了闸板摆转装置；由于闸板摆转装置的设置，当分流闸板或截流闸板需要由渣沟中提起时，先通过闸板摆转装置带动分流闸板或截流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，从而使分流闸板或截流闸板松动，避免闸板与渣沟表面之间粘连在一起；从而保证闸板能够顺利的由渣沟中提起。
[0019]进一步的，当竖直气缸或竖直油缸带动连接座下行时，竖直连接杆和分流闸板或截流闸板则是在自重作用下随连接座下行，插入水渣沟或取渣沟内，并且当闸板插入渣沟的沟底，竖直气缸或竖直油缸停止下行后；由于限位挡块位于上、下连接板之间，且限位挡块与上连接板之间也具有一定间距，上连接板不会紧压在限位挡块上，这样竖直气缸或竖直油缸不会将闸板紧压在渣沟内；因而当闸板需要由渣沟中提起时，可以先通过闸板摆转装置顺利的带动分流闸板或截流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，使闸板松动；而不会因竖直气缸或竖直油缸的作用使闸板紧紧的抵压在渣沟内，导致闸板摆转装置无法带动闸板摆转，使闸板摆转装置失效。
[0020]作为优选，取渣缺口的底边位于引流渣沟的底面上方；所述分流闸板底边处设有排渣缺口，分流闸板中部设有溢流口，且溢流口的宽度自下而上逐渐增大。
[0021]由于高炉热态熔渣中具有一定量的铁水及高熔点固态矿渣，但铁水及高熔点固态矿渣不能被利用于制备矿棉，故我们希望这部分铁水及高熔点固态矿渣尽量不被取渣沟引入熔渣炉中；
[0022]更重要的是，由于高炉排出的高炉热态熔渣的流量大小是不确定，流量经常会产生波动；而由取渣沟引入熔渣炉中的高炉热态熔渣的流量却是根据需要进行控制的(是一个固定流量)；因而当分流闸板插入水渣沟内后，出现高炉排出的高炉热态熔渣的流量过大时，高炉热态熔渣将在高炉渣沟内聚集，可能造成高温熔渣溢出高炉渣沟，破坏周边设备，甚至对周围工作人员造成伤害；
[0023]为了解决上述不足本方案将取渣缺口的底边位于高炉渣沟的底面上方，并在分流闸板底边处设有排渣缺口 ；由于高炉热态熔渣中的铁水及高熔点固态矿渣的比重大往往位于渣沟的底部；因而当分流闸板插设在水渣沟内，使高炉热态熔渣由取渣沟引入熔渣炉中时；水渣沟底部的铁水及高熔点固态矿渣仍就可以通过排渣缺口排出，从而能够避免大部分的铁水及高熔点固态矿渣不被取渣沟弓I入熔渣炉中；
[0024]为了解决上述不足本方案在分流闸板中部设有溢流口 ；当高炉中排出的高炉热态熔渣的流量大于取渣沟设定的流量值时，高炉渣沟中多余的熔渣将从溢流口中排出，保证高炉中的高炉热态熔渣能够顺利的排出；避免高炉热态熔渣溢出高炉渣沟，损坏周边设备。
[0025]作为优选，加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线,且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间,所述加料池的侧面设有若干加料池侧插电极，加料池的底面设有若干加料池底插电极，各加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方；所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线,且熔化池液位线位于加料池下液位线下方,所述熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方,所述熔化池的侧面设有若干熔化池侧插电极；各熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方；所述料道位于熔化池底面上方，料道内的熔体液面位于熔化池液位线下方；所述料道的上部空间内设有若干料道侧插电极，料道侧插电极为二氧化锡电极，料道侧插电极位于熔化池液位线的上方，各料道侧插电极的两端均位于料道外侧；所述料道封闭端的端面上设有溢料口，该溢料口位于料道底面上方，且溢料口的底面位于料道侧插电极的下方。
[0026]为了使加料池与熔化池内的熔体澄清、均化，提高矿棉的成纤率，工艺要求加料池与熔化池内的熔体温度较高(1500摄氏度左右)，并且加料池与熔化池内各部位的熔体温度均匀；因而本方案在加料池及熔化池的熔体液面下方设置电极，利用耐高温电极直接内对熔体进行加温，保证加料池与熔化池内的熔体温度的要求；
[0027]而为了使由出料口流出的熔体粘度满足离心机的成纤要求，由料道的出料口流出的熔体的温度不能太高(在1400度左右，温度过高则导致熔体的粘度偏低，温度过低则导致熔体的粘度偏高，粘度偏高或者偏低都不能满足四辊高速离心机的成纤要求)；因而为了满足料道的熔体温度要求，本方案将料道内的电极设置在料道的熔体液面的上方，避免电极直接加热料道内的熔体，使料道的熔体温度偏高；但由于普通的电极材料本身在高温的氧化环境下极易氧化，而料道内的电极需要设置在料道的熔体液面的上方(位于空气中)，这使得料道内的电极不能采用普通的电极；因而本方案在料道空间的上部设置二氧化锡电极，通过二氧化锡电极来使料道的熔体温度符合要求，同时又避免了料道内的电极暴露在空气中被氧化的问题。进一步的，由于二氧化锡在高温环境下易挥发，为了避免料道内的熔体液面发生波动时，将二氧化锡电极浸溃在熔体内，导致二氧化锡挥发；因而本实用新型在料道封闭端的端面上设置溢料口，且溢料口的底面位于料道侧插电极的下方；从而保证在料道内的熔体液面发生波动时，多余的熔体将由溢料口排出，避免熔体漫过二氧化锡电极。
[0028]作为优选，加料池顶部设有至少一套搅拌装置，该搅拌装置包括可转动设置在加料池顶部的搅拌轴，设置在加料池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，至少两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆及设置在搅拌杆末端的搅拌球，所述搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。
[0029]作为优选，第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道处的第一控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降第一控流闸板的闸板升降直行装置，所述料道控流闸板装置包括竖直插设在料道内的料道闸板及设在熔渣炉顶部用于升降料道闸板的闸板升降直行装置。
[0030]作为优选，加料池，熔化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层，中层耐火材料层及外层耐火材料层组成；加料池，熔化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。
[0031]本实用新型的有益效果是:不仅能够充分利用高炉热态熔渣中的余热资源，节能环保；而且熔渣炉内的熔体熔化均匀、玻璃化程度高，可有效提高矿棉的成纤率，提高矿棉产量。

【专利附图】

【附图说明】
[0032]图1是本实用新型的一种粒状棉生产设备的一种结构示意图。
[0033]图2是图1中A-A处的一种剖面结构示意图。
[0034]图3是图2中C-C处的一种剖面结构示意图。
[0035]图4是图1中B-B处的一种剖面结构示意图。
[0036]图5是本实用新型的熔渣炉的一种结构示意图。
[0037]图6是本实用新型的熔化池及料道处的一种俯视图。
[0038]图中:引流渣沟la ;取渣沟lb ;水渣沟lc ;水淬箱Id ;截流闸板2a ;分流闸板2b，冷却水通道2bl，溢流口 2b2，排渣缺口 2b3 ;机架3a;连接座4a，上连接板41a，连接件42a，下连接板43a ;竖直导套5a ;导杆6a ;竖直气缸7a ;限位挡块8a ;轴套9a ;竖直连接杆10a ；竖直限位槽11a ;摆杆12a ;连接套13a，限位凸块13al ;限位导套14a ;摆动气缸15a ;第一定位块16a，第二定位块17a ；
[0039]加料池1，熔渣流入口 11，主调质料加料口 12，搅拌轴13，搅拌杆14，搅拌球15，搅拌装置16，加料池上液位线17，加料池下液位线18，加料池侧插电极19，加料池底插电极110，电极冷却水套111 ;
[0040]熔化池3，熔化池液位线31，熔化池侧插电极32 ;料道4，料道侧插电极41，出料口42，出料口金属衬托43，出料口耐火材料44，溢料口 45 ;离心机5 ;第一控流闸板装置61，料道控流闸板装置63 ;第一流液通道相连接7 ;内衬耐火材料91，中层耐火材料92，外层耐火材料93，炉顶耐火材料94。

【具体实施方式】
[0041]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0042]如图1、图5所示，一种粒状棉生产设备包括用于导流高炉热态熔渣的高炉渣沟，熔渣炉，离心机5，集棉机及造粒机，其中离心机，集棉机及造粒机为现有技术中常见的设备。熔渣炉依次包括加料池1，熔化池3及料道4。加料池上部设有熔渣流入口 11及主调质料加料口 12。
[0043]高炉渣沟包括引流渣沟la，水渣沟lc及取渣沟lb。引流渣沟的侧面设有取渣缺口。取渣缺口靠近引流渣沟的高炉热态熔渣出口端，该高炉热态熔渣出口端指的是引流渣沟中的高炉热态熔渣的流出口。取渣缺口的底边位于高炉渣沟的底面上方。取渣沟的一端与取渣缺口相连通，另一端与熔渣炉的熔渣流入口相连通。水渣沟一端与引流渣沟的高炉热态熔渣出口端相连通，该高炉热态熔渣出口端指的是引流渣沟中的高炉热态熔渣的流出口 ；水渣沟的另一端的下方设有水淬箱Id。
[0044]如图1、图2、图3所示,水洛沟lc内设有分流闸板装置。该分流闸板装置包括机架3a，第一冷却水进水管道，第一冷却水出水管道，插设在水渣沟内的分流闸板2b，连接座4a，可转动设置在连接座上的竖直连接杆10a，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动分流闸板的闸板摆转装置。分流闸板装置的机架设置在水渣沟一侧。分流闸板装置的连接座及竖直连接杆位于水渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在分流闸板顶部。
[0045]分流闸板竖直设置。分流闸板底边处设有排渣缺口 2b3。分流闸板中部设有溢流口 2b2。溢流口的宽度自下而上逐渐增大。分流闸板内设有冷却水通道2b 1,且该冷却水通道环绕溢流口设置。分流闸板顶面上设有与其冷却水通道相通的进水口及出水口。第一冷却水进水管道的一端与分流闸板的进水口相连接，且该第一冷却水进水管道中至少有部分管道为软管；第一冷却水出水管道一端与分流闸板上出水口相连接，且该第一冷却水出水管道中也至少有部分管道为软管。
[0046]分流闸板装置的连接座包括上连接板41a，位于上连接板下方的下连接板43a及连接上、下连接板的连接件42a。升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸7a或竖直油缸，两个设置在机架上的竖直导套5a及分别设置在两竖直导套内的导杆6a。两导杆下端与上连接板相连接。竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上。竖直连接杆呈圆柱状。竖直连接杆可转动设置在连接座上，具体说是，下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套9a ;竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，竖直连接杆可相对于轴套转动。竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块8a，且限位挡块抵靠在轴套上。竖直连接杆通过限位挡块挂置在轴套上。竖直连接杆上、位于连接套下方还套设有限位导套14a，且竖直连接杆可相对于限位导套转动。限位导套固定在机架上。
[0047]分流闸板装置上的闸板摆转装置包括套设在竖直连接杆上的连接套13a，固定设置在连接套外侧面上的摆杆12a，设置在机架与摆杆之间的摆动气缸15a及设置在机架上用于限制所述摆杆的转动角度的第一定位块16a和第二定位块17a。竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽11a。连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块13al。连接套的下端抵靠在限位导套上。摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上。摆杆水平设置，且摆杆沿连接套径向延伸。第一定位块及第二定位块位于摆杆的相对两侧。
[0048]如图1、图4所示，取渣缺口处设有热态熔渣截取装置。热态熔渣截取装置包括机架3a，第二冷却水进水管道，第二冷却水出水管道，插设在取渣缺口内的截流闸板2a，连接座4a，可转动设置在连接座上的竖直连接杆10a，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动截流闸板的闸板摆转装置。热态熔渣截取装置的机架设置在取渣沟一侧。热态熔渣截取装置的连接座及竖直连接杆位于取渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在截流闸板顶部。
[0049]截流闸板竖直设置。截流闸板内设有冷却水通道。截流闸板顶面上设有与其冷却水通道相通的进水口及出水口。第二冷却水进水管道的一端与截流闸板的进水口相连接，且该第二冷却水进水管道中至少有部分管道为软管。第二冷却水出水管道一端与截流闸板上出水口相连接，且该第二冷却水出水管道中也至少有部分管道为软管。热态熔渣截取装置的连接座包括上连接板41a，位于上连接板下方的下连接板43a及连接上、下连接板的连接件42a。升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸7或竖直油缸，两个设置在机架上的竖直导套5a及分别设置在两竖直导套内的导杆6a。两导杆下端与上连接板相连接。竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上。竖直连接杆呈圆柱状。竖直连接杆可转动设置在连接座上，具体说是，下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套9a ;竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，竖直连接杆可相对于轴套转动。竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块8a，且限位挡块抵靠在轴套上。竖直连接杆通过限位挡块挂置在轴套上。竖直连接杆上、位于连接套下方还套设有限位导套14a，且竖直连接杆可相对于限位导套转动。限位导套固定在机架上。
[0050]热态熔渣截取装置上的闸板摆转装置包括套设在竖直连接杆上的连接套13a，固定设置在连接套外侧面上的摆杆12a，设置在机架与摆杆之间的摆动气缸15a及设置在机架上用于限制所述摆杆的转动角度的第一定位块和第二定位块。竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽11a。连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块13al。连接套的下端抵靠在限位导套上。摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上。摆杆水平设置，且摆杆沿连接套径向延伸。第一定位块及第二定位块位于摆杆的相对两侧。
[0051]如图1、如5、图6所示，加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道7相连接。料道的一端与熔化池相连通，另一端封闭。熔渣流入口设置在加料池侧面上部。熔渣(即高炉热态熔渣)由熔渣流道及熔渣流入口流入到加料池内，且由熔渣流入口流入到加料池内的熔渣的轨迹为抛物线轨迹。主调质料加料口设置在加料池顶面上，并且由主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由熔渣流入口进入加料池的熔渣的抛物线轨迹上。加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线17及加料池下液位线18，且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间。
[0052]加料池1的侧面设有若干加料池侧插电极19，具体说是，加料池的前、后两侧面上分别设置有四根所述的加料池侧插电极，且前、后两侧面上的四根加料池侧插电极分别由两根上部侧插电极及两根下部侧插电极构成，且上部侧插电极位于下部侧插电极的上方。加料池的底面设有四根加料池底插电极110。加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方。各加料池侧插电极上、与加料池侧壁相对应的部位分别套设有电极冷却水套111，各加料池底插电极上、与加料池底壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。
[0053]加料池顶部设有两套搅拌装置16。搅拌装置包括可转动设置在加料池顶部的搅拌轴13，设置在加料池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，三根设置在搅拌轴下端的搅拌杆14及设置在搅拌杆末端的搅拌球15。搅拌杆绕搅拌轴周向均布，且各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。
[0054]熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线31，且熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方。熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方。熔化池3的侧面设有若干熔化池侧插电极32，具体说是，熔化池的前、后两侧侧面上分别设置有六根所述的熔化池侧插电极。各熔化池侧插电极上、与熔化池侧壁相对应的部位也分别套设有电极冷却水套。
[0055]料道4位于熔化池底面上方。料道内的熔体液面位于熔化池液位线31下方或与熔化池液位线齐平。料道的下部设有出料口 42，且出料口靠近料道的封闭端。出料口为圆形。出料口处设置有出料口金属衬托43，并且在出料口金属衬托四周设置有出料口耐火材料44。料道封闭端的端面上设有溢料口 45。该溢料口位于料道底面上方，且溢料口的底面位于料道侧插电极的下方。料道的上部空间内设有七根料道侧插电极41。料道侧插电极为二氧化锡电极。料道侧插电极位于熔化池液位线31上方。各料道侧插电极的两端均位于料道外侧。各料道侧插电极两端中的一端接正极电源，另一端接负极电源。
[0056]第一流液通道7处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置61。第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道内的第一控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降第一控流闸板的闸板升降直行装置。该闸板升降直行装置包括固定在第一控流闸板上部的竖直齿条，设置在熔渣炉顶部的执行电机及齿轮。竖直齿条的上端往上延伸，齿轮的转轴与执行电机的输出轴相连接，且齿轮与齿条相啮合。本实施例中的闸板升降直行装置还可以由气缸或油缸构成，通过气缸或油缸来升降第一控流闸板。
[0057]料道处设有用于控制料道的流量的料道控流闸板装置63。料道控流闸板装置位于熔化池与出料口之间，且料道控流闸板装置靠近熔化池。料道控流闸板装置包括竖直插设在料道内的料道闸板及设在熔渣炉顶部用于升降料道闸板的闸板升降直行装置。该闸板升降直行装置包括固定在料道闸板上部的竖直齿条，设置在熔渣炉顶部的执行电机及齿轮。竖直齿条的上端往上延伸，齿轮的转轴与执行电机的输出轴相连接，且齿轮与齿条相啮合。本实施例中的闸板升降直行装置还可以由气缸或油缸构成，通过气缸或油缸来升降料道闸板。
[0058]本实施例的熔渣炉的炉壁和炉底自内到外依次由内衬耐火材料层91，中层耐火材料层92及外层耐火材料层93组成，炉顶由炉顶耐火材料层94组成；具体说是，加料池，熔化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层，中层耐火材料层及外层耐火材料层组成；加料池，熔化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。内衬耐火材料层由锆英石构成，中层耐火材料层由锆刚玉构成，外层耐火材料层由高铝质构成。炉顶耐火材料层由刚玉构成。
[0059]本实用新型的一种粒状棉生产设备的具体工作过程中如下:
[0060]高炉中排出的高炉热态熔渣通过弓I流渣沟进行导流。
[0061]当熔渣炉不需要引入高炉热态熔渣时:
[0062]首先，分流闸板装置的闸板摆转装置通过摆动气缸的活塞杆伸出/收缩，从而通过摆杆、连接套、限位凸块及竖直限位槽带动竖直连接杆转动；其中，摆杆利用了杠杆原理，有效增大了连接套带动竖直连接杆的摆动力矩，进而保证能够带动分流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，使闸板松动，避免分流闸板与高炉渣沟表面之间粘连在一起；
[0063]接着，将分流闸板装置的分流闸板由水渣沟内提起，同时将截流闸板插入取渣沟内；从而使引流渣沟内的高炉热态熔渣由水渣沟排出到水淬箱内冷却、硬化。
[0064]当熔渣炉需要引入高炉热态熔渣时:
[0065]首先，热态熔渣截取装置的闸板摆转装置通过摆动气缸的活塞杆伸出/收缩，从而通过摆杆、连接套、限位凸块及竖直限位槽带动竖直连接杆转动；其中，摆杆利用了杠杆原理，有效增大了连接套带动竖直连接杆的摆动力矩，进而保证能够带动截流闸板绕竖直连接杆的转轴来回摆转，使闸板松动，避免截流闸板与高炉渣沟表面之间粘连在一起；
[0066]接着，将取渣沟内的截流闸板提起，同时将分流闸板装置的分流闸板插入水渣沟内；从而使引流渣沟内的高炉热态熔渣由取渣缺口及取渣沟弓I入熔渣炉内，实现在高炉生产过程中根据矿棉制作工艺的实际需要，直接在高炉渣沟中在线截取高炉热态熔渣。
[0067]当高炉热态熔渣流入加料池的同时，将调质料由主调质料加料口进入加料池内，使调质料均匀的混合在高炉热态熔渣内；同时，通过第一控流闸板装置控制熔体在加料池内的保持的时间；
[0068]接着，第一控流闸板装置的第一控流闸板上升，开启第一流液通道；从而使加料池内的熔体(即混合调质料的高炉热态熔渣)通过第一流液通道流入熔化池内；其中第一控流闸板装置用于控制熔化池内的熔体液面高度，保证熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方；即当熔化池内的熔体液面靠近熔化池液位线齐时，第一控流闸板装置关闭第一流液通道。熔体进一步在熔化池内澄清和均化，促进其玻璃化的形成，获取良好、均匀的熔体；同时，通过料道控流闸板装置控制熔体在熔化池内的保持的时间；
[0069]再接着，料道控流闸板装置开启料道闸板，合格熔体由料道的出料口流出，供给离心机进行制棉；合格熔体在离心机的高速离心辊产生的离心力和高速气流的复合作用下被甩制成纤维，并通过集棉机收集该纤维、制得矿棉；然后通过造粒机进行造粒、制得粒状棉。
【权利要求】
1.一种粒状棉生产设备，包括用于导流高炉热态熔渣的高炉渣沟，熔渣炉及离心机，其特征是，所述熔渣炉依次包括加料池，熔化池及料道，所述加料池上部设有熔渣流入口及主调质料加料口，所述加料池底部与熔化池底部之间通过第一流液通道相连接，所述料道的一端与熔化池相连通，另一端封闭，料道的下部设有出料口 ；所述第一流液通道处设有用于控制第一流液通道的流量的第一控流闸板装置；所述料道处设有用于控制料道的流量的料道控流闸板装置，且料道控流闸板装置位于熔化池与出料口之间； 所述高炉渣沟包括引流渣沟，水渣沟及取渣沟，所述引流渣沟的侧面设有取渣缺口，所述取渣沟的一端与取渣缺口相连通，另一端与熔渣炉的熔渣流入口相连通；所述水渣沟一端与引流渣沟的高炉热态熔渣出口端相连通，水渣沟的另一端的下方设有水淬箱；所述取渣缺口处设有热态熔渣截取装置，该热态熔渣截取装置包括插设在取渣缺口内的截流闸板；所述水渣沟内设有分流闸板装置，该分流闸板装置包括插设在水渣沟内的分流闸板。
2.根据权利要求1所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述熔渣流入口设置在加料池侧面上部；熔渣由熔渣流道及熔渣流入口流入到加料池内，且由熔渣流入口流入到加料池内的熔渣的轨迹为抛物线轨迹；所述主调质料加料口设置在加料池顶面上，并且由主调质料加料口进入加料池的调质料的落点位于由熔渣流入口进入加料池的熔渣的抛物线轨迹上。
3.根据权利要求1所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述分流闸板及截流闸板内分别设有冷却水通道，且分流闸板及截流闸板顶面上分别设有与冷却水通道相通的进水口及出水口 ；所述分流闸板装置及热态熔渣截取装置还分别包括机架，连接座，可转动设置在连接座上的竖直连接杆，设置在机架上用于升降连接座的升降执行装置及设置在机架上用于转动分流闸板或截流闸板的闸板摆转装置； 所述连接座包括上连接板，位于上连接板下方的下连接板及连接上、下连接板的连接件；所述升降执行装置包括设置在机架上的竖直气缸或竖直油缸，设置在机架上的竖直导套及设置在竖直导套内的导杆，导杆下端与上连接板相连接，所述竖直气缸或竖直油缸的活塞杆往下伸出，并固定在上连接板上；所述下连接板中部设有连接通孔，且该连接通孔内固定的设有轴套，所述竖直连接杆呈圆柱状，竖直连接杆的上端往上延伸，并穿过轴套，且竖直连接杆的上端、位于上、下连接板之间设有限位挡块； 所述闸板摆转装置分别包括套设在竖直连接杆上的连接套，固定设置在连接套外侧面上的摆杆及设置在机架与摆杆之间的摆动气缸，所述竖直连接杆外侧面上设有沿竖直连接杆延伸的竖直限位槽，连接套内侧面上设有与竖直限位槽相适配的限位凸块，所述摆动气缸的缸体端部铰接在机架上，摆动气缸的活塞杆端部铰接在摆杆上； 所述分流闸板装置的机架设置在水渣沟一侧，分流闸板装置的连接座及竖直连接杆位于水渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在分流闸板顶部； 所述热态熔渣截取装置的机架设置在取渣沟一侧，热态熔渣截取装置的连接座及竖直连接杆位于取渣沟上方，且该竖直连接杆的下端往下延伸，并固定在截流闸板顶部。
4.根据权利要求1所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述取渣缺口的底边位于引流渣沟的底面上方；所述分流闸板底边处设有排渣缺口，分流闸板中部设有溢流口，且溢流口的宽度自下而上逐渐增大。
5.根据权利要求1所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述加料池的侧面上部、位于熔渣流入口下方设有加料池上液位线及加料池下液位线,且加料池内的熔体液面位于加料池上液位线与加料池下液位线之间,所述加料池的侧面设有若干加料池侧插电极,加料池的底面设有若干加料池底插电极，各加料池侧插电极及加料池底插电极均位于加料池下液位线的下方； 所述熔化池的内侧面上部设有熔化池液位线，且熔化池液位线位于加料池下液位线下方，所述熔化池内的熔体液面位于熔化池液位线下方，所述熔化池的侧面设有若干熔化池侧插电极；各熔化池侧插电极位于熔化池液位线的下方； 所述料道位于熔化池底面上方，料道内的熔体液面位于熔化池液位线下方；所述料道的上部空间内设有若干料道侧插电极，料道侧插电极为二氧化锡电极，料道侧插电极位于熔化池液位线的上方，各料道侧插电极的两端均位于料道外侧；所述料道封闭端的端面上设有溢料口，该溢料口位于料道底面上方，且溢料口的底面位于料道侧插电极的下方。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述加料池顶部设有至少一套搅拌装置，该搅拌装置包括可转动设置在加料池顶部的搅拌轴，设置在加料池外顶面上用于驱动搅拌轴旋转的旋转驱动装置，至少两根设置在搅拌轴下端的搅拌杆及设置在搅拌杆末端的搅拌球，所述搅拌杆绕搅拌轴周向均布，各搅拌杆沿搅拌轴的径向斜向下延伸。
7.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述第一控流闸板装置包括竖直插设在第一流液通道处的第一控流闸板及设在熔渣炉顶部用于升降第一控流闸板的闸板升降直行装置，所述料道控流闸板装置包括竖直插设在料道内的料道闸板及设在熔渣炉顶部用于升降料道闸板的闸板升降直行装置。
8.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种粒状棉生产设备，其特征是，所述加料池，熔化池及料道的侧壁和底面自内到外依次由内衬耐火材料层，中层耐火材料层及外层耐火材料层组成；加料池，熔化池及料道的顶面由炉顶耐火材料层组成。
【文档编号】C03B37/005GK204125360SQ201420407128
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】陈铁军, 王品益, 朱春江, 李胜春, 沈健, 高晓骏 申请人:宝钢矿棉科技（宁波）有限公司