一种液态高炉渣生产装饰材料的装置的制作方法

本发明属于废弃物资源化利用领域，涉及一种利用液态高炉渣综合利用技术，特别涉及到一种液态高炉渣生产装饰材料的装置。

背景技术：

随着现代建筑事业的发展，对装饰材料提出了高强、美观、多品种的要求。人造饰面石材就是在这种形势下出现的。它强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便、花纹图案可人为控制，是现代建筑理想的装饰材料。但价格相对较高、抗腐蚀性能较差，容易出现微裂纹，只适合于作板材。由于制作时采用的粘合剂材料等，甚至某些劣质产品会出现超标的苯、甲醛、铅、有机酸等。

液态高炉渣温度在1400℃以上，是良好的余热资源，每吨高炉熔渣蕴含的余热相当于60kg标准煤完全燃烧所产生的热量。针对高温液态高炉炉渣的熔融显热，开发高炉炉渣的高附加利用价值，直接将液态高炉炉渣利用起来，研究由液态高炉炉渣直接制备装饰材料，大大提高了经济效益，同时有效避免了高炉熔渣在水淬过程中释放出的硫氧化物。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种液态高炉渣生产装饰材料的装置，主要由：运渣罐（1）、中间渣罐（2）、交流电弧炉（3）、冷却箱（4）、和压延机（5）组成，运渣罐（1）由机车从高炉出渣口接取液态高炉渣运至位于交流电弧炉（3）上部的中间渣罐（2），中间渣罐（2）将液态高炉渣经进渣口（321）缓慢加入交流电弧炉（3），并由辅料入口（322）加入按照一定比例混合均匀的矿物原料如石英砂、纯碱、硼砂、石灰石、碳酸钾、磷酸二氢氨、锂辉石等，加热至1480℃~1550℃后流冷却箱（4），待熔体冷却至1000～1150℃时流出至压延机（5）进行成型，成型后进行退火退火温度为550～600℃，退火时间为2～3小时；所述交流电弧炉（3）主要由炉体（31）和炉盖（32）两部分组成，炉盖（32）位于炉体（31）顶部，设有进渣口（321）和辅料入口（322）；炉体（31）为圆筒状结构，其底部设有三相交流电极（33），三相交流电极（33）为三个扇形结构围成的一圆环状，三相之间由绝缘耐火材料（36）进行绝缘间隔，三相交流电极（33）的每个电极分别由金属电极（331）和耐火电极（332）两部分组成，金属电极（331）采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在扇形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，扇形铜板部分外露在炉体（31）外部；定位金属电极（331）后首先用绝缘耐火材料（36）分层捣固至炉底部分总厚度的1/3，然后在三相交流电极（33）位置采用导电耐火材料继续分层捣固，其余部分继续用绝缘耐火材料（36）分层捣固完成；炉体（31）侧面设有溢渣口（38），溢渣口（38）由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处连接冷却箱(4)；在溢渣口（38）的顶部内侧设有测温装置（381）。

三相交流电极（33）分别连接系统电源a\b\c三相电炉变低压侧。

所述耐火电极（332）为导电的镁碳质复合捣打材料，碳化后的电阻率≤3×10^-4ω·m，体积密度≥2.8g/cm³，耐压强度≥20mpa；极芯绝缘（35）和绝缘耐火材料（36）为绝缘的镁钙质复合捣打材料。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述；

附图1所示为本发明系统结构示意图

附图2所示为本发明电弧炉炉底部分俯视图

图中标注说明

1、运渣罐，2、中间渣罐，3、电弧炉，4、冷却箱，5、压延机，31、炉体，32、炉盖，33、三相交流电极，35、极芯绝缘，36、绝缘耐火材料，37、耐火砖，38、溢渣口，39、残渣口，321、进渣口，322、辅料入口，331、金属电极，332、耐火电极，381、测温装置。

具体实施方式

本发明一种液态高炉渣生产装饰材料的装置，主要由：运渣罐（1）、中间渣罐（2）、交流电弧炉（3）、冷却箱（4）、和压延机（5）组成，运渣罐（1）由机车从高炉出渣口接取液态高炉渣运至位于交流电弧炉（3）上部的中间渣罐（2），中间渣罐（2）将液态高炉渣经进渣口（321）缓慢加入交流电弧炉（3），并由辅料入口（322）加入按照一定比例混合均匀的矿物原料如石英砂、纯碱、硼砂、石灰石、碳酸钾、磷酸二氢氨、锂辉石等，加热至1480℃~1550℃后流冷却箱（4），待熔体冷却至1000～1150℃时流出至压延机（5）进行成型，成型后进行退火退火温度为550～600℃，退火时间为2～3小时；所述交流电弧炉（3）主要由炉体（31）和炉盖（32）两部分组成，炉盖（32）位于炉体（31）顶部，设有进渣口（321）和辅料入口（322）；炉体（31）为圆筒状结构，其底部设有三相交流电极（33），三相交流电极（33）为三个扇形结构围成的一圆环状，三相之间由绝缘耐火材料（36）进行绝缘间隔，三相交流电极（33）的每个电极分别由金属电极（331）和耐火电极（332）两部分组成，金属电极（331）采用多条铜棒做成的叉状电极焊接在扇形铜板上组成，叉状电极的长度为炉底厚度的2/3，扇形铜板部分外露在炉体（31）外部；定位金属电极（331）后首先用绝缘耐火材料（36）分层捣固至炉底部分总厚度的1/3，然后在三相交流电极（33）位置采用导电耐火材料继续分层捣固，其余部分继续用绝缘耐火材料（36）分层捣固完成；炉体（31）侧面设有溢渣口（38），溢渣口（38）由炉底侧面引出并向上方至炉体高度的1/5处连接冷却箱(4)；在溢渣口（38）的顶部内侧设有测温装置（381）。

三相交流电极（33）分别连接电炉变低压侧电源a\b\c三相。通电后在炉体内部形成固定方向的旋转磁场，在冶炼过程中同时起到对炉内电磁搅拌的作用。

所述耐火电极（332）为导电的镁碳质复合捣打材料，碳化后的电阻率≤3×10^-4ω·m，体积密度≥2.8g/cm³，耐压强度≥20mpa；极芯绝缘（35）和绝缘耐火材料（36）为绝缘的镁钙质复合捣打材料。

通过测温装置（381）实时监测电弧炉溢渣口（38）内液渣温度，在温度达到1480℃前，保持电弧炉炉内液面低于溢渣口（38），并加大电流进行冶炼，当在温度达到1480℃~1550℃后，中间渣罐（2）开始向进渣口（321）补充高炉液渣，使高温液渣通过溢渣口（38）溢出；并在补充高炉液渣的同时由辅料入口（322）加入辅料，通过调整电弧炉冶炼电流，控制高炉液渣的补充量和辅料的添加，使高温液渣源源不断的从溢渣口流出。当需要较长时间停炉或要对电弧炉检修时，需要打开残渣口（39）排除炉体内部残渣，以防冷却凝固；检修完成后采用耐火泥封堵残渣口（39）。

本发明采用原料为高炉热熔渣，解决了高炉渣作为固体废弃物的堆存问题，有效利用了熔融高炉渣的余热，实现对熔融高炉渣的资源化回收利用，提高了资源利用率；由于含有fe等着色离子，形成的即高炉熔渣熔体不同程度地显现为棕色或绿色；而辅料熔化则形成无色透明的辅料熔体，两者所得溶液由于组分不同，在表面张力、熔体黏度、流动性等方面有一定的差别；而利用熔融高炉熔渣与辅助调质原料在化学组成、化学性质、颜色上的差异，通过对这两种熔体的混熔过程中的条件进行控制，促使两种熔体在冷却箱内浓度场、温度场的作用下通过成分相互扩散、液相的大范围流动形成一定程度的熔合，使两者形成相互咬合、相互渗透的结构形式，形成色彩斑斓纹理自然的装饰性能，以及其丰富的矿物质通过高温熔炼整体力学性能优良。采用炉底溢渣方式提供高温液渣保证了连续为生产线提供稳定流量、温度、成分、粘度的熔渣原料，确保生产线产出高标准、高品质建筑装饰材料产品奠定基础，同时减少加料时对电弧炉耐材的冲刷，保证了耐材连续使用寿命。