专利名称：采用高炉热装熔炼生产矿棉纤维的方法
技术领域：
本发明涉及矿棉的生产。
背景技术：
自从1840年发明矿棉至今的160多年中，矿棉熔炼的主要设备是矿棉冲天炉，还有少量的池窑和电弧炉(电阻炉)。无论是其中的哪一种熔炉，都需要将矿棉原料从常温加热至一千多度的高温，在这一升温过程中，需要消耗大量以焦碳、燃油、天然气、电能等形式的能源。如以目前国内最常用的矿棉原料---块状高炉渣为例假设1吨块状高炉渣进入矿棉冲天炉后，高炉渣的温度由常温被加热至1400℃，所需要吸收的热量(包括熔化潜热)约为3204000KJ/t，当焦碳中的固定碳含量为85％时，其发热值约为28472KJ/kg，因此用于1吨高炉熔渣升温及熔化所消耗的焦碳量为112.5kg；当矿棉冲天炉的热效率为35％时，熔化1吨高炉渣的实际焦碳消耗量为321kg，如果折算成每1吨矿棉消耗的焦碳量则为400千克左右，这是一笔不小的能源消耗。但是，一百多年来矿棉熔炼消耗焦碳似乎已经是天经地义的事情了。如果对这一问题利用逆向思维来思考的话，你就会提出高炉渣是怎么来的呢？它是由炼铁高炉中的高温液态渣冷却后形成块状固体渣，再经破碎分级而成，在液态高炉渣的冷却过程中，大量的热能被白白地浪费掉了。当这些高炉渣被用做矿棉原料时，在矿棉冲天炉中又需要再一次地消耗大量的热能来熔化它们，这种先将液态高炉渣冷却为固态高炉渣，然后再将其加热为液态矿棉熔体的过程，显然是一个重复加热的过程。如果在未待高炉渣第一次冷却之前，即对其进行适当的成份调整(另加的用于调整成份的辅料需消耗一部分外加能源)，然后直接进行矿棉的成纤操作，就可以节省大量重复熔化的能耗。这就是利用液态高炉渣来直接生产矿棉纤维的主导思想。
发明内容
本发明人的研究发现用液态渣直接生产矿棉，其前提是其高炉熔渣的化学和物理性能必须接近或符合矿棉生产的要求。一般而言应符合以下条件(1)熔渣的化学成份必须符合矿棉化学成份的要求，或者是化学成份比较接近，通过调节手段可以达到矿棉成份的要求。如果其酸度系数在0.8～2.5的范围内，一般就有可能被利用；(2)在一段时间里熔渣的化学成份相对稳定在一定的范围内，波动不大，避免频繁改变调节配方。
本发明人考虑到，高炉的出渣不是连续的常流过程，而是一个间歇的过程，所以在高炉出渣系统与矿棉成纤设备之间必须设置一个缓冲工序，即设置熔渣调质炉，它须具有保温和加热的功能。因此本发明的技术方案如下一种采用高炉渣热装熔炼生产矿棉纤维的方法，其特征是将高炉熔渣从高炉经封闭出渣沟流入熔渣调质炉，同时从封闭出渣沟均匀加入酸性辅料或生石灰，酸性辅料可以是硅砂、砂石、硅石或贫铁矿等，以调节熔料的酸度系数(Mk)至1.09～1.20。
Mk＝(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)式中SiO2、Al2O3、CaO、MgO都为它们的重量百分比。熔渣调质炉有加热装置，保持熔渣调质炉中温度在1300～1450℃，加热装置可以是在熔渣调质炉顶盖上插入的电级，利用电极之间的电压降和高炉熔渣的导电性对炉渣和酸性辅料或生石灰加热，至使熔渣调质炉中物料熔融并混合均匀，均匀的矿棉纤维熔体经熔渣调质炉的流料口及活动流槽进入离心机，生产出矿棉纤维。
加入酸性辅料或生石灰调节熔料的酸度系数和配方，配方的组成可以为SiO238～45％Al2O38～13％CaO28～36％MgO9～14％Fe2O30.5～1.5％其他成份不多于上述成份总和的10％。若高炉熔渣本身的酸度系数已在1.09～1.20范围内，则不需加入其它原料。采用本发明方法生产矿棉纤维，如前所述，大大地降低了能耗、降低了成本，缩短了生产周期，生产出的矿棉质量同样优良。
具体实施例方式
实施例1某钢厂高炉，约每两小时出渣一次，高炉熔渣的温度为1400℃左右，酸度系数为0.87左右，且化学成份的波动范围较小。采用本发明的方法将高炉熔渣直接生产矿棉纤维。在高炉旁设置封闭出渣沟和熔渣调质炉，熔渣调质炉熔存面积为3.2m2，可储存高炉熔渣8.96t，熔渣调质炉的顶盖上设置三根电极。采用二台四辊离心机，每台四辊离心机的处理流量为3.5t/h，成纤率72～80％，总功率55KW。
将高炉熔渣经封闭出渣沟流入熔渣调质炉，同时在高炉熔渣流经封闭出渣沟过程中，均匀加入黄砂，每吨高炉熔渣加入酸性辅料黄砂150公斤左右，随同高炉熔渣一并流入熔渣调质炉，熔渣调质炉用三个电极通入电流加热，保持温度在1400℃左右，将熔融的矿棉纤维熔体经熔渣调质炉的流料口及活动流槽进入四辊离心机，立即生产出矿棉纤维，矿棉纤维直径6≤μm。
实施例2基本上同实施例1，只是酸性辅料改用硅砂，或者硅石，或者贫铁矿，或者它们的混合物，使酸度系数达到1.09～1.20范围，生产出的矿棉纤维质量与实施例1相似。
权利要求
1.一种采用高炉热装熔炼生产矿棉纤维的方法，其特征是将高炉熔渣从高炉径封闭出渣沟流入熔渣调质炉，同时从封闭出渣沟均匀加入计量的酸性辅料或生石灰，以调节熔料的酸度系数至1.09～1.20，熔渣储存池有加热装置，保持熔渣储存池中温度在1300～1450℃，高炉熔渣和加入的酸性辅料在熔渣调质炉中熔融、混合成均匀的矿棉纤维熔体，将矿棉纤维熔体经的流料口及活动流槽进入离心机，生产出矿棉纤维。
2.根据权利要求1所述的生产矿棉纤维的方法，其特征是酸性辅料是硅砂、砂石、硅石或贫铁矿。
3.根据权利要求1所述的生产矿棉纤维的方法，其特征是若高炉熔渣的酸度系数已在1.09～1.20范围内，则不需加入任何辅料。
4.根据权利要求1所述的生产矿棉纤维的方法，其特征是熔渣调质炉的加热装置为在熔渣调质炉顶盖插入的电极。
全文摘要
一种采用高炉热装熔炼生产辅助原料矿棉纤维的方法，它是将高炉熔渣从高炉经封闭出渣沟流入熔渣调质炉，加或不加辅助原料，使熔料的酸度系数至1.09～1.20之间，保持熔渣调质炉中温度在1400℃左右，使物料熔融并混合均匀，将熔融的物料经活动流槽进入离心机即生产出矿棉纤维。采用本发明的方法大大降低了能耗和成本，生产的矿棉纤维质量优良。
文档编号C03B37/00GK1400181SQ0213819
公开日2003年3月5日 申请日期2002年9月2日 优先权日2002年9月2日
发明者严煜, 曹宏, 张忠华, 孙廉洁, 黄锡生, 杨铧, 郭凤翔 申请人:严煜