本发明涉及冶金渣处理的热态熔渣显能利用领域，尤其涉及一种热态炉渣制备矿棉的补热调质装置及工艺方法。
背景技术：
现有的热态渣生产矿棉的补热调质工艺，代表技术有两种：日本jfe纯电炉工艺以及采用玻璃电熔窑技术的池窑工艺。前者的缺陷是系统复杂庞大，投资大，运行成本高，导致矿棉制品缺乏竞争力；后者的缺陷是熔体均化效果差，耐材侵蚀严重，运行成本高，因此，需要寻求一种热态炉渣制备矿棉的补热调质工艺及实施装置，以弥补上述两种方法的不足和缺陷，达到工艺稳定，运行可靠，成本低的效果。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种热态炉渣制备矿棉的补热调质装置及工艺方法，弥补纯电炉工艺及电熔窑工艺的不足和缺陷，达到工艺稳定，运行可靠，成本低的效果。
本发明的技术方案是这样实现的：一种热态炉渣制备矿棉的补热调质装置及工艺方法，其包括供料系统及补热调质系统，供料系统由渣罐倾翻装置和调质料调配混匀系统组成，补热调质系统包括补热炉和均质炉以及配套的溜槽、补热炉控流阀及均质炉控流阀，通过渣罐倾翻装置对补热炉进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，当热态渣及调质料在补热炉中达到设定的加入量后，补热炉开始补热并搅拌，待调质料与热态渣形成均匀的熔体时，补热炉中的熔体通过补热炉控流阀、溜槽向均质炉放流，熔体在均质炉进一步均化和控温，当到达设定的控温温度范围时，均质炉开始启动均质炉控流阀向离心机放料，开始甩棉作业，在正常甩棉作业过程中，均质炉的温度和放流的流量被控制在规定的允许范围内。
熔体从补热炉至均质炉及离心机的放流控流方式采用下述三种之一：
①补热炉中的熔体通过补热炉控流阀、溜槽向均质炉放流，当均质炉到达设定的控温温度范围时，均质炉开始启动均质炉控流阀向离心机放料，并依据均质炉的液位高度，通过均质炉控流阀的闸板开口度大小自动控制向离心机放料的流量，使其控制在规定范围内，当均质炉到达设定的液位高度时，通过补热炉控流阀的闸板开口度大小自动控制均质炉的液位高度并保持在设定范围内，期间，当补热炉中的熔体下降至规定的液面时，按照设定的热态渣的加入量对补热炉再次进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，循环上述的热态渣、调质料的加入及补热炉控流阀、均质炉控流阀的控制过程。
②补热炉中的熔体通过补热炉控流阀、溜槽向均质炉放流，当均质炉到达设定的控温温度范围时，均质炉开始启动均质炉控流阀向离心机放料，并依据均质炉的液位高度，通过均质炉控流阀的闸板开口度大小自动控制向离心机放料的流量，使其控制在规定范围内，当补热炉中的熔体下降至规定的液面时，关闭补热炉控流阀，补热炉停止补热及搅拌，并按照设定的热态渣的加入量对补热炉再次进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，加料结束后，补热炉再次开始补热并搅拌，待调质料与热态渣形成均匀的熔体时，补热炉中的熔体再次通过补热炉控流阀、溜槽向均质炉放流，补热炉控流阀的闸板开口度大小按照规定控制，循环上述的热态渣、调质料的加入及补热炉控流阀的控制过程，并保持均质炉控流阀的控制状态。
③补热炉中的熔体通过补热炉控流阀、溜槽向均质炉放流，当均质炉到达设定的控温温度范围时，均质炉开始启动均质炉控流阀向离心机放料，并依据均质炉的液位高度，通过均质炉控流阀的闸板开口度大小自动控制向离心机放料的流量，使其控制在规定范围内，当补热炉中的熔体下降至规定的液面时，控制补热炉控流阀的闸板开口度处于较小状态，并按照设定的热态渣的加入量对补热炉再次进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，加料结束后，待调质料与热态渣形成均匀的熔体时，控制补热炉控流阀的闸板开口度再次处于规定状态，循环上述的热态渣、调质料的加入及补热炉控流阀的控制过程，并保持均质炉控流阀的控制状态。
所述渣罐倾翻装置，主要由翻转支座、翻转臂、翻转臂支座、翻转驱动机构及翻转控制系统组成，翻转驱动机构推动翻转臂并绕翻转臂支座转动，翻转臂推动装有热态炉渣的渣罐并绕翻转支座转动，从而使得渣罐翻转倒渣，翻转支座用于支撑渣罐的翻转耳轴并作为其翻转轴心。
所述翻转驱动机构是有两个液压缸组成，两个液压缸同步推动翻转臂并绕翻转臂支座转动，两个液压缸分别设置于翻转臂的两侧。
所述渣罐倾翻装置，其还包含一个渣罐揭盖装置，用于渣罐的揭盖及盖盖。
所述调质料调配混匀系统，是把一种或多种调质料按照规定工艺方式加入补热炉的过程，其加入补热炉的工艺方式采用下述四种之一：
①把一种或多种调质料存放于各自的放料料斗中，当在热态渣加入补热炉的同时，存放于各自的放料料斗中的一种或多种调质料按照各自与热态渣的调配比例通过中间料斗加入补热炉，并在热态渣的同一入口处与热态渣会合后同时进入补热炉。
②按照多种调质料之间的相互调配比例，把多种调质料在混匀装置中混匀，存放于放料料斗中，当在热态渣加入补热炉的同时，存放于放料料斗中的混匀的多种调质料按照与热态渣的调配比例加入补热炉，并在热态渣的同一入口处与热态渣会合后同时进入补热炉。
③把一种或多种调质料存放于各自的放料料斗中，按照其相互之间的调配比例，在熔化炉中进行熔化并达到规定的温度，当在热态渣加入补热炉的同时，熔化炉中达到规定温度的溶液，按照与热态渣的调配比例加入补热炉，并在热态渣的同一入口处与热态渣会合后同时进入补热炉。
④把一种或多种调质料存放于各自的放料料斗中，每当热态渣加入补热炉一次后，存放于各自的放料料斗中的一种或多种调质料按照各自与该次加入的热态渣的调配比例同时加入中间料斗，并用强力吸送装置通过插入补热炉内的热态渣熔体的液面下方的输送管道喷吹调质料于热态渣熔体内。
所述补热炉，其由补热炉炉壳、补热炉炉盖、补热炉加热系统、气体搅拌系统、热态渣入口、补热炉熔体放料口、补热炉残铁放流口及补热炉称重装置组成，补热炉炉壳为圆柱形，内砌耐材，补热炉残铁放流口设置于补热炉炉壳底部的侧面，补热炉熔体放料口设置于靠近补热炉炉壳底部的稍高于补热炉残铁放流口的另一侧面，热态渣入口设置于补热炉炉盖上方，热态渣入口包含有调质料与热态渣会合入口，补热炉称重装置设置于补热炉炉壳的下方，所述气体搅拌系统，其采用氮气或空气，采用顶吹或底吹方式。
所述均质炉，其由均质炉炉壳、均质炉炉盖、均质炉加热系统、均质炉熔体入口、均质炉熔体放料口、均质炉残铁放流口及均质炉称重装置组成，均质炉炉壳为圆柱形，内砌耐材，均质炉残铁放流口设置于均质炉炉壳底部的侧面，均质炉熔体放料口设置于靠近均质炉炉壳底部的稍高于均质炉残铁放流口的另一侧面，均质炉熔体入口设置于均质炉炉盖上方，均质炉称重装置设置于均质炉炉壳的下方。
所述补热炉或均质炉的加热系统，其采用钼电极电阻加热系统或三电极埋弧电弧加热系统。
所述钼电极电阻加热系统，其电极采用侧插或底插，电极带冷却水套，外接电源。
所述三电极埋弧电弧加热系统，其三根电极成正三角布置，穿过炉盖上插入于炉体内的熔体。
进一步地，补热炉及均质炉的加热系统的组合方式采用下述组合之一：
①补热炉为钼电极电阻加热系统，均质炉为钼电极电阻加热系统；
②补热炉为三电极埋弧电弧加热系统，均质炉为钼电极电阻加热系统；
③补热炉为三电极埋弧电弧加热系统，均质炉为三电极埋弧电弧加热系统。
进一步地，均质炉设置有液位计，通常为激光液位计。
进一步地，在均质炉熔体放料口处外接均质炉溜槽，均质炉溜槽可摆动，分别对接离心机或事故渣罐放料。
进一步地，补热炉与均质炉之间的溜槽，通常为凹字型，内砌耐材。
进一步地，补热炉与均质炉之间的溜槽，也可附加预热保温系统。
所述补热炉控流阀，其设置于补热炉熔体放料口，其闸板采用水冷结构。
所述均质炉控流阀，其设置于均质炉熔体放料口，其闸板采用水冷结构。
附图说明
图1为本发明的一种热态炉渣制备矿棉的补热调质装置及工艺方法的示意图。
图2为本发明中的渣罐倾翻装置的结构示意图。
图3为图2的俯视结构示意图。
图4为本发明中的渣罐揭盖装置的结构示意图。
图5为本发明中的调质料调配混匀系统的工艺方式之一的示意图。
图6为本发明中的调质料调配混匀系统的工艺方式之二的示意图。
图7为本发明中的调质料调配混匀系统的工艺方式之三的示意图。
图8为本发明中的调质料调配混匀系统的工艺方式之四的示意图。
图9为本发明中的采用钼电极电阻加热系统的补热炉的结构示意图。
图10为本发明中的采用三电极埋弧电弧加热系统的补热炉的结构示意图。
图11为本发明中的采用钼电极电阻加热系统的均质炉的结构示意图。
图12为本发明中的采用三电极埋弧电弧加热系统的均质炉的结构示意图。
图13为本发明中的补热调质系统中的溜槽的剖面结构示意图。
图14为本发明中的补热调质系统中的附有预热保温系统的溜槽结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明的一种热态炉渣制备矿棉的补热调质装置及工艺方法，其包括供料系统及补热调质系统，供料系统由渣罐倾翻装置（11）和调质料调配混匀系统（1）组成，补热调质系统包括补热炉（2）和均质炉（5）以及配套的溜槽（4）、补热炉控流阀（3）及均质炉控流阀（6），通过渣罐倾翻装置（11）对补热炉（2）进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，当热态渣及调质料在补热炉（2）中达到设定的加入量后，补热炉（2）开始补热并搅拌，待调质料与热态渣形成均匀的熔体时，补热炉（2）中的熔体通过补热炉控流阀（3）、溜槽（4）向均质炉（5）放流，熔体在均质炉（5）进一步均化和控温，当到达设定的控温温度范围时，均质炉（5）开始启动均质炉控流阀（6）向离心机（10）放料，开始甩棉作业，在正常甩棉作业过程中，均质炉（5）的温度和放流的流量被控制在规定的允许范围内。
参见图2、图3、图4，本发明中的渣罐倾翻装置（11），主要由翻转支座（11-6）、翻转臂（11-3）、翻转臂支座（11-2）、翻转驱动机构及翻转控制系统组成，翻转驱动机构推动翻转臂（11-3）并绕翻转臂支座（11-2）转动，翻转臂（11-3）推动装有热态炉渣的渣罐（11-1）并绕翻转支座（11-6）转动，从而使得渣罐（11-1）翻转倒渣，翻转支座（11-6）用于支撑渣罐（11-1）的翻转耳轴（11-7）并作为其翻转轴心，翻转驱动机构是有两个液压缸（11-5）组成，两个液压缸同步推动翻转臂（11-3）并绕翻转臂支座（11-2）转动，两个液压缸分别设置于翻转臂（11-3）的两侧，由液压缸支座（11-4）支撑，渣罐倾翻装置（11）还包含一个渣罐揭盖装置（11-9），用于渣罐（11-1）揭下盖（11-8）及盖上盖（11-8）。
参见图1，配合参见图9、图10、图11、图12，本发明中的均质炉溜槽（7），其可绕回转轴（7-2）摆动，其出口（7-1）分别对接过渡漏斗（9）从而离心机（10）或事故渣罐（8）放料，本发明中的补热炉控流阀（3），其设置于补热炉熔体放料口（2-1），其闸板采用水冷结构，本发明中的均质炉控流阀（6），其设置于均质炉熔体放料口（5-2），其闸板采用水冷结构。
以下实施例均为上述实施方式基础上所列举的其中四种组合应用。
实施例一
参见图5，配合参见图1，本发明中的调质料调配混匀系统为：把五种调质料存放于各自的放料料斗（1-1、1-2、1-3、1-4、1-5）中，当在热态渣加入补热炉（2）的同时，存放于各自的放料料斗（1-1、1-2、1-3、1-4、1-5）中的五种调质料按照各自与热态渣的调配比例通过中间料斗（1-6）加入补热炉（2），并在热态渣的同一入口即补热炉的热态渣入口（2-3）处与热态渣会合后同时进入补热炉（2）。
参见图9，配合参见图1，本发明中的补热炉（2），其由补热炉炉壳（2-12）、补热炉炉盖（2-5）、补热炉加热系统、气体搅拌系统、热态渣入口（2-3）、补热炉熔体放料口（2-1）、补热炉残铁放流口（2-2）及补热炉称重装置（2-4）组成，补热炉炉壳（2-12）为圆柱形，内砌耐材（2-9），补热炉残铁放流口（2-2）设置于补热炉炉壳（2-12）底部的侧面，补热炉熔体放料口（2-1）设置于靠近补热炉炉壳（2-12）底部的稍高于补热炉残铁放流口（2-2）的另一侧面，热态渣入口（2-3）设置于补热炉炉盖（2-5）上方，热态渣入口（2-3）包含有调质料与热态渣会合入口，补热炉称重装置（2-4）设置于补热炉炉壳（2-12）的下方，采用顶吹氮气搅拌系统，其吹气枪（2-10）的头部应处于补热炉熔体液面（2-7）之下，采用侧插钼电极电阻加热系统，其钼电极（2-6）应处于补热炉熔体（2-8）之内。
参见图11，配合参见图1，本发明中的均质炉（5），其由均质炉炉壳（5-11）、均质炉炉盖（5-5）、均质炉加热系统、均质炉熔体入口（5-4）、均质炉熔体放料口（5-2）、均质炉残铁放流口（5-1）及均质炉称重装置（5-3）组成，均质炉炉壳（5-11）为圆柱形，内砌耐材（5-8），均质炉残铁放流口（5-1）设置于均质炉炉壳（5-11）底部的侧面，均质炉熔体放料口（5-2）设置于靠近均质炉炉壳（5-11）底部的稍高于均质炉残铁放流口（5-1）的另一侧面，均质炉熔体入口（5-4）设置于均质炉炉盖（5-5）上方，均质炉称重装置（5-3）设置于均质炉炉壳（5-11）的下方，采用侧插钼电极电阻加热系统，其侧插钼电极（5-6）应处于均质炉熔体（5-9）之内。
参见图1，配合参见图11、图13，本发明中的熔体从补热炉（2）至均质炉（5）及离心机（10）的放流控流方式为：补热炉（2）中的熔体通过补热炉控流阀（3）、溜槽（4）向均质炉（5）放流，溜槽（4）的断面为凹字形，内砌有耐材（4-1），当均质炉（5）到达设定的控温温度范围时，均质炉（5）开始启动均质炉控流阀（6）向离心机（10）放料，并依据均质炉（5）的熔体液位（5-7）高度，通过均质炉控流阀（6）的闸板开口度大小自动控制向离心机（10）放料的流量，使其控制在规定范围内，当均质炉（5）到达设定的液位高度时，通过补热炉控流阀（2）的闸板开口度大小自动控制均质炉（5）的液位高度并保持在设定范围内，期间，当补热炉（2）中的熔体下降至规定的液面时，按照设定的热态渣的加入量对补热炉（2）再次进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，循环上述的热态渣、调质料的加入及补热炉控流阀（3）、均质炉控流阀（5）的控制过程。
实施例二
参见图6，配合参见图1，本发明中的调质料调配混匀系统为：按照五种调质料之间的相互调配比例，把五种调质料在混匀装置（1-11）中混匀，存放于放料料斗（1-12）中，当在热态渣加入补热炉（2）的同时，存放于放料料斗（1-12）中的混匀的五种调质料按照与热态渣的调配比例通过管道（1-13）加入补热炉（2），并在热态渣的同一入口即补热炉（2）的热态渣入口（2-3）处与热态渣会合后同时进入补热炉（2）。
参见图10，配合参见图1，本发明中的补热炉（2），其由补热炉炉壳（2-12）、补热炉炉盖（2-5）、补热炉加热系统、气体搅拌系统、热态渣入口（2-3）、补热炉熔体放料口（2-1）、补热炉残铁放流口（2-2）及补热炉称重装置（2-4）组成，补热炉炉壳（2-12）为圆柱形，内砌耐材（2-9），补热炉残铁放流口（2-2）设置于补热炉炉壳（2-12）底部的侧面，补热炉熔体放料口（2-1）设置于靠近补热炉炉壳（2-12）底部的稍高于补热炉残铁放流口（2-2）的另一侧面，热态渣入口（2-3）设置于补热炉炉盖（2-5）上方，热态渣入口（2-3）包含有调质料与热态渣会合入口，补热炉称重装置（2-4）设置于补热炉炉壳（2-12）的下方，采用顶吹氮气搅拌系统，其吹气枪（2-10）的头部应处于补热炉熔体液面（2-7）之下，采用三电极埋弧电弧加热系统，其三根电极（2-11）成正三角布置，穿过炉盖上插入于补热炉熔体（2-8）内。
参见图11，配合参见图1，本发明中的均质炉（5），其与“实施例一”中的均质炉相同。
参见图1，配合参见图11，本发明中的熔体从补热炉（2）至均质炉（5）及离心机（10）的放流控流方式为：补热炉（2）中的熔体通过补热炉控流阀（3）、溜槽（4）向均质炉（5）放流，当均质炉（5）到达设定的控温温度范围时，均质炉（5）开始启动均质炉控流阀（6）向离心机（10）放料，并依据均质炉（5）的液位高度，通过均质炉控流阀（6）的闸板开口度大小自动控制向离心机（10）放料的流量，使其控制在规定范围内，当补热炉（2）中的熔体下降至规定的液面时，关闭补热炉控流阀（3），补热炉（2）停止补热及搅拌，并按照设定的热态渣的加入量对补热炉（2）再次进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，加料结束后，补热炉（2）再次开始补热并搅拌，待调质料与热态渣形成均匀的熔体时，补热炉（2）中的熔体再次通过补热炉控流阀（3）、溜槽（4）向均质炉（5）放流，补热炉控流阀（3）的闸板开口度大小按照规定控制，循环上述的热态渣、调质料的加入及补热炉控流阀（3）的控制过程，并保持均质炉控流阀（6）的控制状态。
实施例三
参见图7，配合参见图1，本发明中的调质料调配混匀系统为：把一种或多种调质料存放于各自的放料料斗中，按照其相互之间的调配比例，在熔化炉（1-14）中进行熔化并达到规定的温度，当在热态渣加入补热炉（2）的同时，熔化炉（1-14）中达到规定温度的溶液，按照与热态渣的调配比例通过熔化炉出口（1-15）、接料漏斗（1-16）及熔液管道（1-17）加入补热炉（2），并在热态渣的同一入口即补热炉（2）的热态渣入口（2-3）处与热态渣会合后同时进入补热炉（2）。
参见图9，配合参见图1，本发明中的补热炉（2），其与“实施例一”中的补热炉相同。
参见图11，配合参见图1，本发明中的均质炉（5），其与“实施例一”中的均质炉相同。
参见图1，配合参见图11、图13，本发明中的熔体从补热炉（2）至均质炉（5）及离心机（10）的放流控流方式与“实施例一”中的熔体从补热炉至均质炉及离心机的放流控流方式相同。
实施例四
参见图8，配合参见图1，本发明中的调质料调配混匀系统为：把五种调质料存放于各自的放料料斗（1-1、1-2、1-3、1-4、1-5）中，每当热态渣加入补热炉（2）一次后，存放于各自的放料料斗（1-1、1-2、1-3、1-4、1-5）中的五种调质料按照各自与该次加入的热态渣的调配比例同时加入中间料斗（1-6），并用强力吸送装置（1-7）通过插入补热炉（2）内的热态渣熔体的液面下方的输送管道（1-8）及喷吹枪（1-10）喷吹调质料于热态渣熔体内。
参见图10，配合参见图1、图8，本发明中的补热炉（2），其由补热炉炉壳（2-12）、补热炉炉盖（2-5）、补热炉加热系统、气体搅拌系统、热态渣入口（2-3）、补热炉熔体放料口（2-1）、补热炉残铁放流口（2-2）及补热炉称重装置（2-4）组成，补热炉炉壳（2-12）为圆柱形，内砌耐材（2-9），补热炉残铁放流口（2-2）设置于补热炉炉壳（2-12）底部的侧面，补热炉熔体放料口（2-1）设置于靠近补热炉炉壳（2-12）底部的稍高于补热炉残铁放流口（2-2）的另一侧面，热态渣入口（2-3）设置于补热炉炉盖（2-5）上方，热态渣入口（2-3）包含有调质料与热态渣会合入口，补热炉称重装置（2-4）设置于补热炉炉壳（2-12）的下方，采用顶吹氮气搅拌系统，顶吹氮气搅拌系统与调质料调配混匀系统统一，其喷吹枪（1-10）的头部应处于补热炉熔体液面（2-7）之下，从而进行喷吹调质料于热态渣熔体内及氮气搅拌，采用三电极埋弧电弧加热系统，其三根电极（2-11）成正三角布置，穿过炉盖上插入于补热炉熔体（2-8）内。
参见图12，配合参见图1，本发明中的均质炉（5），其由均质炉炉壳（5-11）、均质炉炉盖（5-5）、均质炉加热系统、均质炉熔体入口（5-4）、均质炉熔体放料口（5-2）、均质炉残铁放流口（5-1）及均质炉称重装置（5-3）组成，均质炉炉壳（5-11）为圆柱形，内砌耐材（5-8），均质炉残铁放流口（5-1）设置于均质炉炉壳（5-11）底部的侧面，均质炉熔体放料口（5-2）设置于靠近均质炉炉壳（5-11）底部的稍高于均质炉残铁放流口（5-1）的另一侧面，均质炉熔体入口（5-4）设置于均质炉炉盖（5-5）上方，均质炉称重装置（5-3）设置于均质炉炉壳（5-11）的下方，采用三电极埋弧电弧加热系统，其三根电极（,5-10）成正三角布置，穿过炉盖上插入于均质炉熔体（5-9）内。
参见图1，配合参见图14，本发明中的熔体从补热炉（2）至均质炉（5）及离心机（10）的放流控流方式为：补热炉（2）中的熔体通过补热炉控流阀（3）、溜槽（4）向均质炉（5）放流，溜槽（4）配有预热保温系统（4-2），当均质炉（5）到达设定的控温温度范围时，均质炉（5）开始启动均质炉控流阀（6）向离心机（10）放料，并依据均质炉（5）的液位高度，通过均质炉控流阀（6）的闸板开口度大小自动控制向离心机（10）放料的流量，使其控制在规定范围内，当补热炉（2）中的熔体下降至规定的液面时，控制补热炉控流阀（3）的闸板开口度处于较小状态，并按照设定的热态渣的加入量对补热炉（2）再次进行热态渣供料，并随供料过程，按规定的比例同步加入调质料，加料结束后，待调质料与热态渣形成均匀的熔体时，控制补热炉控流阀（3）的闸板开口度再次处于规定状态，循环上述的热态渣、调质料的加入及补热炉控流阀（3）的控制过程，并保持均质炉控流阀（6）的控制状态。