[發明專利]一種利用熱態熔渣的節能型礦棉制備系統

有效

• 申請號: 201410398932.6
• 申請日: 2014-08-14
• 公開（公告）號: CN104326660A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 朱春江;李勝春;陳鐵軍;王品益;高曉駿;沈健
• 申請（專利權）人: 寶鋼礦棉科技（寧波）有限公司
• 主分類號: C03B37/005
• 分類號: C03B37/005
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及礦棉生產領域，具體涉及一種利用熱態熔渣的節能型礦棉制備系統。

背景技術

礦棉是利用工業廢料礦渣(高爐礦渣等)為主要原料，礦渣經熔化、調質后的合格熔體（1400～1500度）導入離心機內，并落在離心輥表面上，從而在高速離心輥產生的離心力的作用下被甩制成礦棉纖維；同時配合離心機內的風環噴出的高速氣流將礦棉纖維吹入集棉機內（風環噴出的高速氣流在離心輥軸向上，沿離心輥表面高速流動）。集棉機內的礦棉纖維在負壓風抽吸作用下聚集在集棉機網帶上形成礦棉氈。礦棉具有質輕、導熱系數小、不燃燒、防蛀、價廉、耐腐蝕、化學穩定性好、吸聲性能好等特點，因而在建筑物的填充絕熱、吸聲、隔聲及各種熱力設備填充隔熱等方面有大量的應用。

礦棉傳統制作工藝為沖天爐工藝。?沖天爐的工作過程為：先將一定量的煤炭裝入爐內作為底焦，它的高度一般在一米以上。點火后，將底焦加至規定高度，從風口至底焦的頂面為底焦高度。然后按爐子的熔化率將配好的石灰石、金屬爐料和層焦按次序分批地從加料口加入。在整個開爐過程中保持爐料頂面在加料口下沿。經風口鼓入爐內的空氣同底焦發生燃燒反應，生成的高溫爐氣向上流動，對爐料加熱，并使底焦頂面上的第一批金屬爐料熔化。熔化后的鐵滴在下落到爐缸的過程中，被高溫爐氣和熾熱的焦炭進一步加熱，這一過程稱為過熱。隨著底焦的燒失和金屬爐料的熔化，料層逐漸下降。每批爐料熔化后，燃料由外加的層焦補充，使底焦高度基本上保持不變，整個熔化過程連續進行。爐料中的石灰石在高溫爐氣的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是堿性氧化物，它能和焦炭中的灰分和爐料中的雜質、金屬氧化物等酸性物質結合成熔點較低的爐渣。熔化的爐渣也下落到爐缸，并浮在鐵水上。在沖天爐內，同時進行著底焦的燃燒、熱量的傳遞和冶金反應?3個重要過程。

傳統沖天爐工藝的制備過程中生產一噸礦棉制品平均需要消耗能源約550公斤標準煤（包括焦、電等）。能耗費用占工廠成本的30%以上，致使礦棉制品的銷售價格高居不下，一般都在2500-3200元/噸以上，成為礦棉制品難以進入建筑市場最為突出的瓶頸問題之一。欲降低礦棉制品的銷售價格的關鍵之一是降低其能耗。雖然通過在傳統工藝上采用一些新技術（如加熱送風、富氧送風等）也能達到節能的目的，但降耗的幅度有限。

而高爐熱態熔渣本身具有很高的溫度(1400-1600℃)，其平均熱焓約為1670MJ/t，屬于高品質的余熱資源，具有很高的回收價值。由于高爐熔渣用途很廣，因此熔渣能量的回收原則是不僅要回收其余熱資源，而且要便于爐渣的再利用，在充分利用廢渣顯熱的同時，生產出礦棉、礦渣微晶玻璃等具有較高附加值的建材產品；但目前，國內外高爐熔渣多以水淬法為主，熱量無法回收利用。因此，采用高爐熱態熔渣直接制備礦棉有利于解決上述技術領域中各自存在的問題，實現了礦棉制備過程中的節能降耗和高爐熱態熔渣熱量再利用的有機統一，充分利用了高爐熱態熔渣的熱量，是當今研究的熱點技術之一。

另一方面，離心機也是礦棉生產過程中的關鍵設備，它是決定礦棉產量和質量的重要因素，目前礦棉生產過程中較為成熟、先進的離心機是四輥離心機，其離心輥為四個，包括自上而下依次分布的一號離心輥、二號離心輥、三號離心輥和四號離心輥。各離心輥外側布置風環，將被高速離心輥被甩制成的礦棉纖維吹入集棉機內。目前的用于生產礦棉的離心機的離心輥的外表面均為光滑的圓弧面；由于離心輥的外表面為光滑的圓弧面，當熔體落在離心輥的外表面上后，熔體位于離心輥表面上，并且熔體與離心輥的外表面之間的附著力不佳，這使得附著在離心輥表面上的部分熔體容易被風環噴出的高速氣流直接吹離，而被吹離的熔體與離心輥分離后將快速冷卻、硬化形成渣球，而無法在高速離心輥產生的離心力作用下被甩制成礦棉纖維，因而導致離心機的成纖率降低（目前離心機的成纖率通常在60%至70%之間）。更重要的是，由于離心輥的外表面為光滑的圓弧面，這不僅使得熔體與離心輥的外表面之間的附著力不佳，而且附著在離心輥表面上的熔體將連成一片，因而在高速離心輥產生的離心力作用下，附著在離心輥表面上的熔體容易被甩出，且被甩出的熔體顆粒偏大、均一性不佳，造成離心輥甩制得到的礦棉纖維粗而短（纖維直徑大、纖維長度短，目前離心機制得的礦棉纖維的平均直徑通常在9微米以下），影響礦棉品質。

例如，中國專利公開號CN103787574A，公開日2014年5月14日，發明創造的名稱為一種用于巖棉生產的直聯式四輥離心機，包括四個離心輥、電機和噴膠裝置。該申請案的離心輥的外表面同樣為光滑的圓弧面，其同樣存在上述不足。