高溫爐渣調(diào)質(zhì)及礦渣棉生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利屬于鋼鐵、鎳鐵、錳鐵、銅等冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是高溫爐渣的調(diào)質(zhì)及礦渣棉的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]礦渣棉是利用高爐、鎳鐵、錳鐵、銅等冶金渣為主要原料，添加部分調(diào)質(zhì)劑，經(jīng)熔化后采用高速離心噴吹法等工藝制成的絲狀無機(jī)纖維。主要分為三種制備方式:以專利《一種礦渣棉及其生產(chǎn)方法》(申請?zhí)?01410696242.9)為代表的冷態(tài)高爐渣等，配加硅石等調(diào)質(zhì)材料，混合均勻后投入熔化爐內(nèi)加熱，直至離心吹出礦渣棉；以專利《一種礦渣加工方法》(申請?zhí)?01210085131.5)為代表的直接利用熱態(tài)爐渣作為原料，倒入熔化爐(電爐)，配加硅石等調(diào)質(zhì)材料，直至離心吹出礦渣棉；以專利《利用煉鐵爐渣生產(chǎn)礦渣棉的設(shè)備和方法》(申請?zhí)?01010211387.7)為代表的直接利用熱態(tài)爐渣作為原料，在渣溝倒入硅石等調(diào)質(zhì)材料，經(jīng)過吹氧加熱化學(xué)加熱或者進(jìn)入均化爐電加熱，直接離心吹出礦渣棉。It高爐渣含有顯熱1675MJ，大致相當(dāng)于57Kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒放出的熱量，第一種方式浪費了這部分顯熱，不節(jié)能。后兩種方式可以直接利用爐渣顯熱，降低礦渣棉生產(chǎn)能耗。
[0003]礦渣棉是利用高爐、鎳鐵、錳鐵、銅等冶金渣為主要原料，添加部分調(diào)質(zhì)劑，經(jīng)熔化后采用高速離心噴吹法等工藝制成的絲狀無機(jī)纖維，主要分為三種制備方式:以專利《一種礦渣棉及其生產(chǎn)方法》(申請?zhí)?01410696242.9)為代表的冷態(tài)高爐渣等，配加硅石等調(diào)質(zhì)材料，混合均勻后投入熔化爐內(nèi)加熱，直至離心吹出礦渣棉；以專利《一種礦渣加工方法》(申請?zhí)?01210085131.5)為代表的直接利用熱態(tài)爐渣作為原料，倒入熔化爐(電爐)，配加硅石等調(diào)質(zhì)材料，直至離心吹出礦渣棉；以專利《利用煉鐵爐渣生產(chǎn)礦渣棉的設(shè)備和方法》(申請?zhí)?01010211387.7)為代表的直接利用熱態(tài)爐渣作為原料，在渣溝倒入硅石等調(diào)質(zhì)材料，經(jīng)過吹氧加熱化學(xué)加熱或者進(jìn)入均化爐電加熱，直接離心吹出礦渣棉，It高爐渣含有顯熱1675MJ，大致相當(dāng)于57Kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒放出的熱量，第一種方式浪費了這部分顯熱，不節(jié)能，后兩種方式可以直接利用爐渣顯熱，降低礦渣棉生產(chǎn)能耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所解決的第一個技術(shù)問題是提供一種高溫爐渣調(diào)質(zhì)的方法，采用耐熱噴槍噴吹粉煤灰、白云石、鋁灰等進(jìn)行調(diào)質(zhì)的工藝，并使用發(fā)熱劑、吹氧進(jìn)行加溫，且利用熱渣澆入渣灌的動力學(xué)充足的條件，所使用的設(shè)備包括粉料噴吹系統(tǒng)和供氧系統(tǒng)，根據(jù)熔渣的成分，噴入相應(yīng)的調(diào)質(zhì)劑進(jìn)入熔渣，并加入鋁灰等發(fā)熱劑與氧氣反應(yīng)，再利用熔渣澆入渣灌時的流動性，促進(jìn)調(diào)質(zhì)劑與爐渣充分混合，快速形成硅酸鹽系，發(fā)熱劑的加入使?fàn)t渣溫度不降低，并加蓋爐渣罐蓋，減少熱損失，從而將成分調(diào)成適合成棉的吹棉渣，其溫度合適，黏度l~3Pa.S，解決了爐渣難與調(diào)質(zhì)劑混合，并產(chǎn)生溫降問題，不需要熔化爐(電爐)加熱二次加熱，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，該方法包括以下步驟:
爐渣成分配比計算，根據(jù)爐渣成分、可成棉爐渣成分，判別加入調(diào)質(zhì)劑，調(diào)質(zhì)劑可為玄武巖、白云石、SiC廢料、硅石、石灰石、粉煤灰、煤渣等的一種或多種，調(diào)質(zhì)劑占爐渣重量的1-30%,依據(jù)調(diào)質(zhì)劑的重量，計算出其加入熱爐渣的吸熱量，也就是發(fā)熱劑與氧氣反應(yīng)的放熱量，從而得出發(fā)熱劑的重量，氧氣流量，發(fā)熱劑依據(jù)爐渣變?yōu)榇得拊背煞诌M(jìn)行選取，發(fā)熱劑可為AL灰、SiC廢料、碳質(zhì)等的一種或多種，發(fā)熱劑占爐渣重量的1~30%。
[0005]爐渣進(jìn)入渣灌，熱爐渣通過渣溝直接流入經(jīng)過烘烤后的并加頂蓋的渣灌。
[0006]調(diào)質(zhì)劑噴吹系統(tǒng)，所述的噴吹系統(tǒng)由氣力輸送裝置、儲料倉、計量噴吹罐、流化室、助推器、噴槍、儀表、閥門和管道組成，噴吹用的調(diào)質(zhì)劑的運料運輸及上料由槽車采用氣力輸送完成；調(diào)質(zhì)劑儲料倉用于儲存調(diào)質(zhì)劑，能存儲滿足I天所需的用量；計量噴吹罐用于定量穩(wěn)定連續(xù)向渣灌內(nèi)通過噴槍噴入調(diào)質(zhì)劑，并依靠流化室、助推器對噴吹速度進(jìn)行調(diào)整。
[0007]噴吹載氣為氮氣或壓縮空氣，噴吹壓力0.2-0.5Mpa，噴粉速度控制在30~500Kg/
mino
[0008]發(fā)熱劑噴吹系統(tǒng)，有兩種形式:一是與調(diào)質(zhì)劑噴吹系統(tǒng)相同；二是發(fā)熱劑儲存在儲料倉，通過稱重卸料閥連續(xù)穩(wěn)定直接進(jìn)入溜管，溜至爐渣表面。
[0009]氧氣系統(tǒng)，氧氣系統(tǒng)采用氧氣調(diào)節(jié)控制回路，與發(fā)熱劑噴入量匹配，氧氣壓力控制在 0.2-1.0MPa。
[0010]噴槍系統(tǒng)，噴槍設(shè)計有兩種形式，一是:調(diào)質(zhì)劑使用一根噴槍，外澆注耐火材料，可插入渣液面內(nèi)部，發(fā)熱劑使用另一根噴槍或用溜管，使其布于渣液表面，氧氣使用一根噴槍，吹氧進(jìn)入渣液，二是:噴槍設(shè)計成四層管結(jié)構(gòu)，可滿足單獨吹氧、單獨噴吹、同時吹氧與噴吹三種操作模式，噴吹管位于氧槍內(nèi)管中，用于噴吹調(diào)質(zhì)劑、發(fā)熱劑，載氣為壓縮空氣、氮氣，材質(zhì)為不銹鋼。
[0011]調(diào)質(zhì)冶煉，當(dāng)熔渣進(jìn)入渣灌后，噴槍系統(tǒng)開始工作，將調(diào)質(zhì)劑噴入熔渣內(nèi)部，發(fā)熱劑布于熔渣表面，并吹氧，調(diào)質(zhì)劑噴入熔池中，較高的溫度促進(jìn)其分解，并與熔渣形成硅酸鹽系，發(fā)熱劑及氧氣反應(yīng)，放出大量的熱量，保證了熔渣溫度穩(wěn)定，同時促進(jìn)調(diào)質(zhì)劑分解，伴隨著熔渣澆入的動能，使熔池攪拌，提高熔渣與調(diào)質(zhì)劑形成硅酸鹽系的反應(yīng)能力，加快調(diào)質(zhì)的進(jìn)行，冶煉結(jié)束前，測溫取樣，結(jié)束冶煉，渣灌運至礦渣棉生產(chǎn)車間，最終將熔渣調(diào)整為適合成棉渣的范圍。
[0012]本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供上述生產(chǎn)方法制備得到的礦渣棉。
[0013]本發(fā)明方法采用調(diào)質(zhì)后的熔渣為原料，制備礦渣棉，不僅解決了熔融爐渣與調(diào)質(zhì)料混合的困難，又取消了爐渣在均化爐(電爐)等的二次加溫，是實現(xiàn)爐渣制取礦渣棉最經(jīng)濟(jì)有效的方法，并且制備的礦渣棉性能優(yōu)良，具體的工藝流程為:
爐渣的調(diào)制:按照上述生產(chǎn)方法調(diào)制出的熔渣流體，四元酸度在1.2-2.0，粘度系數(shù)1-1.3，溫度 1300~1450°C，黏度 l_3Pa.S。
[0014]礦渣棉的制備:蓋頂蓋的渣灌送至礦渣棉車間，行車將其運至澆注位，再用卷揚機(jī)將其傾翻，控制熔渣流體固定量從渣灌上口進(jìn)入密閉經(jīng)加熱的噴吹槽，熔渣流體固定量從渣灌上口進(jìn)入密閉經(jīng)加熱的噴吹槽，解決了礦渣棉生產(chǎn)中，罐底出熔渣方式，因渣灌液面高度不同，壓力不同，渣流體量不穩(wěn)問題；以及渣溫降低堵塞底出熔渣方式的噴吹槽問題。
[0015]然后流體經(jīng)空氣吹制成礦渣棉，吹出的礦渣棉纖維直徑6um，渣球含量〈8%，常溫導(dǎo)熱系數(shù)0.04w/m ko
【附圖說明】
[0016]圖1高溫爐渣調(diào)質(zhì)工藝流程圖，其中，圖中:1為高爐(電爐等)、2為渣溝、3為蓋爐蓋的渣灌、4為發(fā)熱劑料倉、5為噴槍、6為金屬軟管、7為提升裝置、8為氧氣管道、9為儲料倉(調(diào)質(zhì)劑)、10為計量噴吹罐、11為流化室、12為槽車、13為氣體及輸灰管路。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0018]爐渣的調(diào)質(zhì)準(zhǔn)備:從高爐(電爐等)I爐前流出的渣鐵經(jīng)過渣鐵分離器分離出的熔渣為1400°C左右的高溫流體，高爐渣的流動性較好，酸度〈1，但其成分、酸度范圍、硅酸鹽區(qū)均不在礦渣棉成棉要求區(qū)域(四元酸度在1.2~2.0，粘度系數(shù)1~1.3，溫度1300~1450°C，黏度l-3Pa.s的熔渣