一种电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬的制作方法
【专利摘要】本实用新型是电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬，其结构包括石墨砖侧炉衬、石墨砖底炉衬；其中石墨砖底炉衬固定在炉底衬上，石墨砖侧炉衬固定在炉衬外侧。优点：与冲天炉岩棉工艺相比，每吨可节约能耗60％以上；对环境没有二次污染；电磁感应高炉渣熔炉功率因数高，能耗低，升温速度快；底漏出渣水口确保流量准确；炉料结构适应面更大，炉料成分可任意调节；渣池温度上限达到1700度可适应各种品质熔体的要求不用焦炭；磁力搅拌加机械搅拌确保熔体成分均匀；熔炉不仅升温、调温、保温、调质性能优越，而且装载容量大；炉衬及电磁感应石墨质发热体寿命长为规模生产奠定了良好基础。
【专利说明】一种电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是一种电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬，属于矿渣熔融装备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]炉炼铁的工序能耗约占钢铁工业总能耗的60%，是钢铁工业的能耗大户，其节能减排潜力巨大。高炉渣是高炉炼铁排放出的一种固体废弃物，其处理过程中不仅消耗大量的能源，同时也排出大量的有害物质。因此，开展高炉渣回收利用方面的研究十分必要，高炉渣一种工业固体废物。高炉炼铁过程中排出的渣，又称高炉矿渣，可分为炼钢生铁渣、铸造生铁渣、锰铁矿渣等。中国和苏联等国一些地区使用钛磁铁矿炼铁，排出钒钛高炉渣。依矿石品位不同，每炼I吨铁排出0.3?I吨渣，矿石品位越低，排渣量越大。中国目前每年约排放2000多万吨。矿渣弃置不用会占用土地，浪费资源，污染环境。1589年德国即开始利用高炉渣。20世纪中期以后，高炉渣综合利用迅速发展。目前美国、英国、加拿大、法国、德意志联邦共和国、瑞典、比利时等许多国家都已做到当年排渣，当年用完，全部实现了资源化。日本1980年利用率为85%，苏联1979年利用率在70%以上，中国1981年利用率为83%。
[0003]高炉渣是冶炼生铁时从高炉中排出的废物，当炉温达到1400— 1600°C时，炉料熔融，矿石中的脉石、焦炭中的灰分和助溶剂和其他不能进入生铁中的杂质形成以硅酸盐和铝酸盐为主浮在铁水上面的熔渣。高炉矿渣中主要的化学成分是SiO2, Al2O3, CaO, MgO, MnO,FeO，S等。此外，有些矿渣还含有微量的TiO2, V2O5, Na2O, BaO，P2O5, Cr2O3等。在高炉矿渣中CaO, SiO2, Al2O3占重量的90%以上。
[0004]矿渣棉用压缩空气或高压蒸汽喷吹纤细的熔渣流，可制取矿渣棉，矿渣棉可用作保温材料、吸音材料和防火材料等，由它加工的成品有保温板、保温毡、保温筒、保温带、吸音板、窄毡条、吸音带、耐火板及耐热纤维等。矿渣棉广泛用于冶金、机械、建筑、化工和交通等部门。
[0005]直接喷吹高炉熔渣，工艺简单，投资较少，但渣棉质量难以保证。以矿渣为主要原料，加入硅石、玄武岩、安山岩，有时还可加入石灰等调剂成分，再熔化后吹制，可得到优质矿渣棉。许多国家都在生产矿渣棉。此外，高炉渣还可作为铸石、微晶玻璃、肥料、搪瓷、陶瓷等的原料。
[0006]生产矿渣棉的方法有喷吹法和离心法两种。原料在熔炉中熔化后流出，即用蒸汽或压缩空气喷吹成矿渣棉的方法叫做喷吹法。原料在熔炉中熔化后落在回转的圆盘上，用离心力制成矿渣棉的方法叫做离心法。
[0007]矿渣棉的主要原料是高炉矿渣，约占80%?90%，还有10%?20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等，生产矿渣棉的燃料是焦炭。生产分配料、熔化喷吹、包装3个工序。
[0008]通常喷吹法生产矿渣棉的工艺流程如图1所示。
[0009]矿渣棉熔制设备通常由熔炉(冲天炉或燃气池炉等)、上料机、四辊离心机等组成。[0010]通常生产矿渣棉的工艺均为干矿渣熔融成液态渣其方法如下:
[0011]1、将粉末燃料和原料在螺旋状湍流气体中燃烧，生成硅酸盐熔体，然后再将硅酸盐熔体成形为矿棉纤维。原料粉灰或矿渣是喷射入燃烧气体最高温度区的。原料配比是:每100份粉煤，50—300份矿棉原料，除此外矿棉原料还添加了 3 — 9%的细粉状酸度。
[0012]2、焦炭熔炉(冲天炉)。
[0013]3、燃气池炉，池炉用耐火材料砌筑，由喷枪将然气喷入池内熔化渣料。
[0014]4、金属电极电弧熔化渣料(小型)。
[0015]将约占80%?90%的高炉热渣直接装人电磁感应矿渣熔炉(7t/h)，还有10%?20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等矿石料作为添加料，加热升温到1550度左右调整矿渣成分及确保矿渣恒温为下属工序提供恒定流量的熔渣流。需要解决的技术问题:
[0016]电磁感应矿渣熔炉的炉衬寿命及发热体电极的损耗率是生产高质量低成本岩棉的关键。
【发明内容】
[0017]本实用新型提出的是一种电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬，其目的旨在解决电磁感应矿渣熔炉常用耐材炉衬受酸性高炉渣侵蚀快、暴露在空气中的电磁感应发热体石墨质电极氧化烧损快的难题，为生产高质量低成本岩棉提供更优质的电磁感应矿渣熔炉。
[0018]本实用新型的技术解决方案:电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬，其结构包括石墨砖侧炉衬、石墨砖底炉衬；其中石墨砖底炉衬固定在炉底衬
[0019]上，石墨砖侧炉衬固定在炉衬外侧。
[0020]本实用新型的优点:(配有埋入熔渣式石墨砖炉衬的电磁感应矿渣熔炉)
[0021]I)与冲天炉岩棉工艺相比，每吨可节约能耗60%以上；2)属纯清洁生产，对环境没有二次污染；3)电磁感应高炉渣熔炉功率因数高，能耗低，升温速度快；4)底漏出渣水口特有设计，确保流量准确，可随意开关，不浪费熔体；5)炉料结构适应面更大，炉料成分可任意调节；6)渣池温度上限达到1700度可适应各种品质熔体的要求不用焦炭，无入炉灰分等杂质污染；7)、磁力搅拌加机械搅拌确保熔体成分均匀；8)熔炉不仅升温、调温、保温、调质性能优越，而且装载容量大；9)炉衬及电磁感应石墨质发热体寿命长为规模生产奠定了良好基础。热装高炉渣熔融工艺更有利于适应矿物棉及其制品大发展远景的市场需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是通常喷吹法生产矿渣棉的工艺流程图。
[0023]图2是短流程生产矿渣棉的工艺流程图。
[0024]图3是一种电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬的结构示意图。
[0025]图中的I是石墨砖侧炉衬、2是石墨砖底炉衬。
【具体实施方式】
[0026]对照附图3，电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬，其结构是包括一组石墨砖侧炉衬1、一组石墨砖底炉衬2 ;其中一组石墨砖底炉衬2固定在炉底衬上，一石墨砖侧炉衬I固定在炉衬外侧。
[0027]工作过程:筑炉时,石墨砖底炉衬2固定在炉底衬上,石墨砖侧炉衬I固定在炉衬外侧一感应线圈通电一石墨砖侧炉衬I和石墨砖底炉衬2感应发热一矿渣熔化。由于石墨砖侧炉衬I和石墨砖底炉衬2在全程加热熔化矿渣过程中，其位置一直处于渣液面以下，故被氧化损耗小。
[0028]熔融调质热渣熔炉，由运炉小车、电磁感应炉体(3t60t)、变频电源(100020000kw),可升降、旋转的炉盖、可升降、旋转的感应电极、计算计、pic控制系统
等组成。
[0029]如图2所示，短流程生产矿渣棉的工艺流程。
[0030]短流程生产矿棉的工艺是将高炉热渣直接或转运热渣包车装入熔融调质热渣熔炉，(热渣装入节能效果显著)，高炉热渣约1500度左右，装入熔融调质热渣熔炉后会降温到大约1200度左右，通过熔融调质热渣熔炉的电磁感应升温到大约1500度左右，再在80%?90%的高炉热渣中添加10%?20%的石英石等进行调质升温到大约1500度左右(加入石英石的目的是调质提高渣棉的品位，将高炉渣棉变为质量高的矿棉，)。
[0031]调质升温到大约1500度左右的熔融矿渣，通过流槽将热矿渣流装入矿渣恒温保温炉，矿渣恒温保温炉有二个可控制流量的液渣流嘴，热渣流嘴流出的矿渣流进入下一道制棉设备制成矿棉(有二种已有的制棉法喷吹法和离心法)。
[0032]高炉渣的组成包括化学组成和矿物组成。
[0033]化学组成高炉渣中通常含15种以上的化学成分。高炉渣全分析的项目为Si02、Al203、Ca0、Mg0、Mn0、Fe203、S。一些特殊的矿渣还分析 Ti02、V205、P205、Na20、Ba0、Cr203、Ni203等。所有这些化学成分中，Ca0、Si02、Al203、Mg0四种成分是主要的，它们约占总重量的95%。SiO2和Al2O3来自矿石中的脉石和焦炭中的灰分，CaO和MgO主要来自熔剂，高炉渣主要就是由这四种氧化物组成的硅酸盐和铝酸盐。
实施例
[0034]熔融保温热高炉渣熔炉，按规定尺设计石墨砖，用该石墨砖砌成电磁感应矿渣熔炉的内炉衬，该内炉衬约炉衬高度的2/3，使加入的高炉热渣淹没石墨砖炉衬，使石墨砖炉衬代替电磁感应矿渣熔炉的炉衬及电磁感应发热体石墨电极，解决电磁感应矿渣熔炉常用耐材炉衬受酸性高炉渣侵蚀快、暴露在空气中的电磁感应发热体石墨质电极氧化烧损快的难题。
[0035]熔炉装载容量大、热效率高、可较方便地调整熔体的成分、熔渣温度、性能优越、炉衬及电磁感应石墨质发热体寿命长、是短流程生产矿棉的理想熔炉。
[0036]短流程生产矿棉的工艺是将高炉热渣直接或转运热渣包车装入熔融调质热渣熔炉。熔炉采用变频电源，可利用熔炉中的电磁感应特制发热体石墨电极产生的高温，熔融矿渣。将高炉热渣约占80%?90%，还有10%?20%的白云石、萤石或其他如红砖头、卵石等矿石料，加热升温到1550度左右，调整矿渣成分将热渣作升温调质处理，后通过流糟流人矿渣恒温熔炉，并为下属工序提供恒定温度、可控流量的熔渣流。
[0037]本实用新型解决了现有技术所存在电磁感应矿渣熔炉常用耐材炉衬受酸性高炉渣侵蚀快、暴露在空气中的电磁感应发热体石墨质电极氧化烧损快的难题。同时提高了熔炉炉的热效率和短流程生产的灵活性，熔炉不仅升温、调温、保温、调质性能优越，而且装载容量大，炉衬及电磁感应石墨质发热体寿命长为规模生产奠定了良好基础。热装高炉渣熔融工艺更有利于适应矿物棉及其制品大发展远景的市场需求。电磁感应高炉渣熔炉功率因数高，能耗低，升温速度快，属纯清洁生产，对环境没有二次污染。为规模生产奠定了良好基础。热装高炉渣熔融工艺更有利于适应矿物棉及其制品大发展远景的市场需求。
【权利要求】
1.电磁感应矿渣熔炉埋入熔渣式石墨砖炉衬，其特征是包括石墨砖侧炉衬、石墨砖底炉衬；其中石墨砖底炉衬固定在炉底衬上，石墨砖侧炉衬固定在炉衬外侧。
【文档编号】F27D1/00GK203478980SQ201320450167
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】朱兴发, 李亚逸, 黄森根, 陈志强, 冯坤荣 申请人:朱兴发