[發明專利]一種利用冶金廢料和高爐熔渣生產的礦渣棉及其生產方法

在審

• 申請號: 201711307428.0
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108129031A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 王向鋒;馬光宇;劉常鵬;徐鵬飛;李衛東;張天賦;于淑娟;侯洪宇;楊大正;錢峰
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C03C13/06
• 分類號: C03C13/06;C03B37/04
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

本發明提供了一種利用冶金廢料和高爐熔渣生產的礦渣棉及其生產方法，所述礦渣棉是由高爐熔渣和冶金廢料附加劑按下述重量百分比配制而成：高爐熔渣80％～100％、冶金廢料附加劑0％～20％，高爐熔渣和冶金廢料附加劑的混合熔渣的酸度系數為0.94～1.5。所述冶金廢料附加劑采用磁選鐵尾礦或浮選鐵尾礦，其SiO₂+Al₂O₃≥70wt％。本發明一種利用冶金廢料和高爐熔渣生產的礦渣棉及其生產方法，克服現有技術存在的不足，避免使用焦炭、硅石等資源，從根本上解決礦渣棉生產過程污染大、能耗高等問題，綜合利用冶金企業現有廢棄物資源，明顯降低礦渣棉生產成本，同時減少鐵尾礦等廢棄物資源的處理處置費用。

技術領域

本發明涉及礦物棉技術領域，具體涉及一種利用冶金廢料和高爐熔渣生產的礦渣棉及其生產方法。

背景技術

熔融高爐渣是高爐的主要副產品之一。通常，每噸熔融高爐渣含有(126～188)×104kJ的顯熱，相當于30～40kg重油的能量，而且其具有較高的溫度，約1450～1600℃，屬于高品質的余熱資源，具有很高的回收利用價值。

目前國內主要采用沖天爐法生產礦渣棉，該方法以冷態高爐渣為原料，熔化后采用高速離心法或噴吹法等工藝制成的棉絲狀無機纖維，它具有質輕、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，所以在建筑物的填充絕熱、吸聲、隔聲、制氧機和冷庫保冷及各種熱力設備填充絕熱等方面大量的應用。

現有的礦渣棉生產工藝多數以慢冷塊狀高爐礦渣為原料，并配以硅石、白云石、玄武巖等作為輔料調整酸度系數，再配加一定量的焦炭后在沖天爐中熔化、調勻，然后使用四輥離心機系統制取礦渣棉。該工藝的主要缺點在于：1)必須消耗大量焦炭、煤等能源，每噸礦渣棉約需0.6～0.7噸焦炭等燃料，燃燒后粉塵污染嚴重，若配以煙氣處理系統則成本明顯升高；2)必須以慢冷高爐礦渣為原料，而現有大型鋼鐵企業高爐均為水沖渣系統，高爐渣全部變為粒化水淬渣，不能用于沖天爐系統，長期發展使得沖天爐法工藝高爐渣原料緊缺，而且硅石等天然資源的大量消耗，也造成環境破壞，增加了生產成本；3)必須將冷態高爐渣重熔，消耗大量能源，而高爐熔渣的大量顯熱未得到利用，能源浪費嚴重。

國內外也有一些以冶金廢料和高爐熔渣生產礦渣棉相關的專利和文獻，如中國專利申請號為201410663284.2、名為《用熔態高爐礦渣配以礦山尾礦生產礦棉的方法及裝置》的發明專利，其具體內容為：以熔態高爐礦渣為原料，以礦山尾礦為調質劑，采用兩級電爐加熱，并在爐底設置氮氣噴吹系統，經精細均化調質后的熔漿被離心機甩成3～5微米的礦棉細絲，經集棉機收集后得到礦棉產品。該發明存在以下問題：一是僅表述以礦山尾礦為附加劑，其原料水分等理化性質未明確，若尾礦粒度過粗、水分過高、化學成分不合理，將對生產礦渣棉的高爐渣熔融工藝有明顯影響，將導致產品質量降低，生產成本上升，甚至引起爆炸事故；二是在熔化爐向熔體噴吹氮氣將使熔體溫度快速下降，需要補充電極加熱，浪費大量能源。

又如中國專利申請號為201310055394.6、名為《一種鋼鐵熱態熔渣礦棉及其制備方法》，其具體內容為：通過渣槽將熱態高爐渣直接引入到熔渣爐的初熔區，調質料與熱態高爐渣一起同步進入到熔渣爐的初熔區中，初熔區中的熔體溫度保持在1400～1500℃，保溫時間為4～6h，之后進入主熔區，主熔區的熔體溫度保持在1420～1450℃，保溫時間為6～9h，之后進入出料區，再流到離心機的滾輪上，形成原棉。該發明存在以下問題：熔渣爐包括初熔區和主熔區，且并未分離，若高爐熔渣出現較長時間的斷流，整體生產流程需全部停止，能源浪費嚴重，生產效率較低。而且初熔區加料升溫工藝多變，主熔區保溫工藝穩定，將其置于同一電爐內時互相有干擾，導致電耗增加，生產成本較高，實際生產采用較少，實用性較差。控制系統

因此，現有技術中礦渣棉生產工藝存在原料費用高、能源消耗大、污染嚴重、電耗高等問題亟需解決。

發明內容