離心式超長絲礦渣棉的生產方法
2023-05-06 18:47:21
專利名稱：離心式超長絲礦渣棉的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種礦渣棉的生產方法，尤其是一種離心式超長絲礦渣棉的生產方法。
背景技術：
我國是世界第一的鋼鐵生產國，按年生鐵產量5億噸，每噸生鐵產生300_350kg高爐渣計算，我國的高爐渣年產量至少可達1. 5億噸。因此尋求高爐渣資源化利用的新途徑和利用高爐渣開發高附加值產品，已成為國內目前研究的熱點課題之一。巖棉和礦渣棉同屬一類保溫隔熱材料，與其他無機纖維保溫材料相比，它的生產量大，使用範圍廣，已發展成為我國國民經濟建設中最重要的保溫材料之一。巖棉和礦渣棉主要根據它們原料的不同進行區分。巖棉的原料為玄武巖、輝綠巖、白雲巖等，經高溫熔融、 噴吹或離心等方法製成無機纖維材料；礦渣棉是以工業廢渣(主要為高滬渣、鋼礦渣或鋁礦渣〕為主要原料經上述成纖工序製得。巖棉和礦渣棉的特性和應用範圍基本一致，因此通常將兩者統稱為巖礦棉或礦物棉。但是兩者在化學成分、酸度係數、結晶區域、耐水性、耐熱和耐腐蝕等方面有所不同，完全可以將兩者的在配方上加以調整，取長補短，節約礦產資源，利用好高爐礦渣。高爐礦渣的一個重要使用途徑便是作為礦渣棉或者巖棉的重要原料，國際上礦物棉製品的發展迄今已有160多年的歷史了。1840年，英國首先發現熔化的礦渣噴吹後可以形成纖維，並開始生產礦渣棉。1880年，通過對礦渣棉性質和用途的研究，德國和美國開始生產礦渣棉，爾後在其它國家相繼使用和生產。1930年-1950年，開始了礦物棉大規模的生產和應用。國外礦物棉技術發展的特點表現為1、生產規模大型化及市場需求大型規模化生產使得生產成本、經營費用大幅度降低，機械化和自動化程度不斷提高，生產線的生產能力在2. 5-3萬噸/年。2、成纖技術不斷改進礦物棉的成纖技術在巖礦棉的生產中非常關鍵，它決定了纖維質量、生產效率等成纖工藝參數。自從西方國家開發出礦物棉後，就對成纖技術給予高度重視，不斷投資進行研究開發。總部設在法國的聖戈班集團於上個世紀50年代發明並擁有專利的一整套礦棉離心生產工藝。該技術其主要特點是纖維更細、更均勻、更結實、與粘結劑的混合更均勻，無渣球、不分解有毒氣體等。正是TEL工藝開創了品質優良的離心法玻璃棉生產工藝蓬勃發展的局面，並在此基礎上派生出許多其他的離心法生產工藝。3、節能降耗、探索新的生產工藝礦物棉產品是一個節能保溫產品，但其自身生產又是一個耗能產業。西方發達國家對礦物棉生產過程中的節能降耗不斷研究。據報導，我國礦物棉生產的平均焦耗量 500Kg/噸棉。大中型企業此項指標比中小企業低50%以上。引進和消化吸收的大中型生產線原棉焦耗量為320-340噸/噸棉，而國內其他生產線的原棉焦耗量則高達600-900噸
3/噸棉。我國50年代末期開始生產礦棉，這期間的礦棉生產規模小，工藝裝備落後，產品質量也較差，未形成氣候。80年代初中國新型建材集團公司從瑞典容格公司引進的年產 1. 63萬噸巖棉及製品生產線建成投產，經引進消化吸收，我國自行研製開發了不同規模的巖礦棉生產線.也相繼在各地建成投產，其中年產3000噸以上的生產線約有70多條，如果計入各地小規模生產企業和加工企業，則我國巖礦棉行業的企業達幾百家之多。目前，全國引進的礦棉生產線已達20餘條。通過對引進設備的消化吸收，我國已能自行設計年產 IOOOOt的礦棉生產線。截止到2009年，全國已有礦巖棉生產企業約200家，設計年生產能力300萬t，總投資約為80億元。產品品種也由過去單一的散棉生產發展到礦棉板、礦棉縫氈、礦棉保溫帶、礦棉管套、礦棉吸音板等30餘個品種，產品除滿足國內使用外，還遠銷至東南亞、西亞等地區。目前國內主要採用沖天爐生產礦棉，該工藝採用冷態的水淬高爐渣，需要添加焦炭，調節酸度係數後，進行二次熔融後，離心成纖。該工藝存在自動化程度低，能耗大，汙染重，產品質量不穩定的缺陷，特別是該工藝採用冷態高爐渣，需要進行二次熔融，高爐渣顯熱大量浪費，同時添加焦炭，浪費了寶貴的焦炭資源。目前國內外正在開展高爐渣顯熱回收方面的研究，我國在20世紀五六十年代以前採用煉鋼熔融爐渣直接生產礦渣棉，此方法可節省二次熔融所需大量能耗，從而大幅度降低生產成本。那時在高爐渣溝的末端，以一根敲扁的鋼管作為噴嘴，其中通以壓縮空氣或高壓蒸汽作為噴吹介質，將未經任何調質、調溫處理的高爐熔渣噴吹為礦渣棉纖維，有時還加人熔融浙青作為粘結劑。雖然這種礦渣棉的生產過程充分利用了高爐熔渣的顯熱，生產成本很低，價格便宜，但是它的纖維直徑很粗(8-10微米)，生產過程和使用過程對環境汙染嚴重，不為用戶所歡迎。2005年左右，日本、德國、英國等國開始進行高爐熔渣顯熱回收技術的開發研究工作，其主要內容為熔渣的乾式造粒和流動床熱交換技術，其回收的熱量可轉換為蒸汽或作為高溫熱風使用，據介紹熱量回收率最高可達70%左右，同時產生的粒狀渣球仍可作為水泥摻合料或輕骨料使用。這一工藝在國內尚未見報導。儘管這種方法的熱量回收率較高，但是它的副產品價值不高。生產礦渣棉是高爐渣資源化利用的主要途徑之一，目前國內主要採用沖天爐生產礦渣棉，該方法以冷態高爐渣為原料，經熔化、採用高速離心法或噴吹法等工藝製成的棉絲狀無機纖維，它具有質輕、導熱係數小、不燃燒、防蛀、價廉、耐腐蝕、化學穩定性好、吸聲性能好等特點，所以在建築物的填充絕熱、吸聲、隔聲、制氧機和冷庫保冷及各種熱力設備填充隔熱等方面大量的應用。目前礦渣棉的生產設備一般採用的是壓縮空氣將熔融後的料液噴吹成絲，但是生產出來的礦渣棉長度一般都在5cm左右，保溫性能不是很好，在生產成型時浪費了很多的時間，同時也損耗了大量的耗電量，因此有必要發明一種可生產較長纖維絲的離心式超長絲礦渣棉的生產設備。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而設計的一種的可生產較長纖維絲的離心式超長絲礦渣棉的生產方法。本發明所設計的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，它包括採用礦渣、玄武石並將它們熔融成為液體混合物，其特徵在於將液體混合物連續流入處於高速旋轉的離心輥上， 液體混合物在離心拋甩及空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，在鼓風機的鼓風作用下將纖維絲收集成型。作為優選，所述的礦渣採用高爐渣。作為優選，還包括採用焦炭；所述熔融成為液體混合物的過程是指將焦炭點燃， 使溫度達到1300°C 1400°C，從而使礦渣和玄武石熔融形成液體混合物作為優選，所述礦渣為65重量份 75重量份；玄武石為5重量份 10重量份；焦炭為20重量份 25重量份。作為優選，所述礦渣為70重量份；所述玄武石為5重量份；所述焦炭為20重量份。
作為優選，所述離心輥數量採用四個，共分上下兩組，每組中兩個離心輥一高一低且呈相對轉動，上下對應的離心輥同向轉動；離心輥的外側包圍有由鼓風機形成的風幕，液體混合物被離心輥四次拋甩並在空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，纖維絲被甩出後由風幕收集成型。這樣的結構，由於離心輥數量(四個)的增加，熔體經離心輥離心甩出的總行程也增加了，經吹風孔槽中的風吹出後，可以生產出長度在an左右的纖維絲，這樣的纖維絲保溫性能好，由於生產出的纖維絲比原來設備生產出的纖維絲長很多，大大提高了生產成型的時間，同時降低了耗電量。作為優選，離心機的轉速在4500rad/min 5000rad/min，經實驗所得，這樣的轉
速可獲得最佳的離心拋甩效果。作為優選，離心甩制獲得的纖維絲在鼓風機的作用下吹落在傳送帶上，在傳送過程中採用負壓使纖維均勻、穩固地分布在傳送帶上，並利用傳送帶端部的壓輥將傳送帶上的纖維絲壓製成所需厚度形成成品礦渣棉，這樣可以進行良好平穩的輸送並有效成型。本發明所得的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，通過在高爐渣內添加玄武巖成分，解決了現有礦渣棉產品酸度係數難控制、耐熱度、耐腐蝕性和耐水性性能偏低的缺陷， 也解決了現有巖棉產品價格高的問題，使項目產品兼具有礦渣棉和玄武巖棉的特性，既有礦渣棉較低的生產成本，又有玄武巖棉性能好的優點。本發明所得的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，由於採用多輥離心機(四離心輥)，離心輥數量的增加，熔體經離心輥離心甩出的總行程也增加了，經吹風孔槽中的風吹出後，可以生產出長度在an左右的纖維絲。這樣的纖維絲保溫性能好，由於生產出的纖維絲比原來設備生產出的纖維絲長很多，大大提高了生產成型的時間，同時降低了耗電量。
圖1是實施例1多輥離心機的示意圖；圖2是圖1上A向視圖中離心輥和吹風孔槽的結構示意圖；圖3是本發明生產方法的流程示意圖；其中機座1、負壓傳送帶2、壓輥3、離心輥4、吹風孔槽5、鼓風機6、吸風機7、隔板8、熔體掉入口 9。
具體實施例方式下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
實施例1 如圖3所示，本實施例所描述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，它包括採用70 重量份的礦渣、5重量份的玄武石，通過電熔使礦渣和玄武石熔融形成液體混合物，將液體混合物連續流入處於高速旋轉的離心輥上，離心輥數量採用四個(如圖1、2所示)，共分上下兩組，每組中兩個離心輥一高一低且呈相對轉動，上下對應的離心輥同向轉動；離心輥的外側包圍有由鼓風機形成的風幕，液體混合物被離心輥四次拋甩並在空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，纖維絲被甩出後由風幕收集成型，其中，離心機的轉速在4500rad/min 5000rad/min之間；離心甩制獲得的纖維絲在鼓風機的作用下吹落在傳送帶上，在傳送過程中採用負壓使纖維均勻、穩固地分布在傳送帶上，並利用傳送帶端部的壓輥將傳送帶上的纖維絲壓製成所需厚度形成成品礦渣棉，這樣可以進行良好平穩的輸送並有效成型。本實施例所描述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，直接採用熱裝熱態高爐渣為主要原料，選擇合適比例的玄武巖添加配比生產超長絲礦渣棉，使產品兼具有礦渣棉成本低和玄武巖棉性能好的優點，解決了現有礦渣棉製品耐水性、耐高溫能力偏低的缺陷，充分利用高爐渣顯熱，能耗小，成本低的優點，產品耐熱、耐水性能得到大幅度提升，產品技術性能國內領先。上述工藝流程中，可對大量高爐渣原料進行回收處理，同時配比少量的玄武巖組分，製備了對人體無害的超長絲礦渣棉，根據客戶不同的要求，採用不同的成型方式，獲得所要求的厚度和密度的礦棉製品，達到利用高爐渣顯熱、生產高效化、清潔化的要求，既提高了生產效率，又消除了爐渣和爐渣棉對環境的汙染，同時避免了二次熔化，降低了產品能耗與成本。對於提高冶金行業資源和天然礦產的利用效率，實現環保潔淨生產，促進礦棉行業的可持續發展作出了貢獻。目前利用沖天爐來生產礦渣棉，每生產It礦渣棉將會產生工業廢氣4000m3和煙塵近1kg，按我國每年100萬t礦渣棉製品產量計算，將產生工業廢氣40億m3和煙塵IOOOt 左右。利用天然巖石生產巖棉，每生產It巖棉一般需要2t天然巖石，熔制過程中也需要消耗大量的電能或煤炭。因此生產巖棉天然巖石資源利用率低，能耗大，並且汙染環境。而本發明特點爐渣用量高；礦物資源玄武巖用量少；直接熱裝電熔融高爐渣製造，生產能耗少，熔融溫度低，800°C 900°C ；全程封閉式，消除了爐渣和爐渣棉對環境的汙染；礦渣棉長達ι-aii，避免了人體吸入纖維；性能指標基本與巖棉產品一致。因此本發明的開發，可大量減少礦棉生產過程中焦炭和天然巖石資源的使用，減少對環境的汙染，降低成本。總之，本發明產品直接熱裝熔融高爐渣生產超長絲礦渣棉，符合我國目前大力倡導的節能減排政策，對於提高資源利用效率，實現環保，促進礦棉行業的可持續發展作出了貢獻， 具有廣泛的應用前景和優勢。採用本實施例所描述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法生產的產品(以下簡稱本發明產品)與傳統礦棉技術性能指標、成本比較表如下
權利要求
1.一種離心式超長絲礦渣棉的生產方法，它包括採用礦渣、玄武石並將它們熔融成為液體混合物，其特徵在於將液體混合物連續流入處於高速旋轉的離心輥上，液體混合物在離心拋甩及空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，在鼓風機的鼓風作用下將纖維絲收集成型。
2.根據權利要求1所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於所述的礦渣採用高爐渣。
3.根據權利要求2所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於還包括採用焦炭；所述熔融成為液體混合物的過程是指將焦炭點燃，使溫度達到1300°C 1400°C，從而使礦渣和玄武石熔融形成液體混合物。
4.根據權利要求3所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於所述礦渣為65 重量份 75重量份；玄武石為5重量份 10重量份；焦炭為20重量份 25重量份。
5.根據權利要求4所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於所述礦渣為70 重量份；所述玄武石為5重量份；所述焦炭為20重量份。
6.根據權利要求1至5任意一項所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於所述離心輥數量採用四個，共分上下兩組，每組中兩個離心輥一高一低且呈相對轉動，上下對應的離心輥同向轉動；離心輥的外側包圍有由鼓風機形成的風幕，液體混合物被離心輥四次拋甩並在空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，纖維絲被甩出後由風幕收集成型。
7.根據權利要求6所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於離心機的轉速在 4500rad/min 5000rad/mino
8.根據權利要求7所述的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，其特徵在於離心甩制獲得的纖維絲在鼓風機的作用下吹落在傳送帶上，在傳送過程中採用負壓使纖維均勻、穩固地分布在傳送帶上，並利用傳送帶端部的壓輥將傳送帶上的纖維絲壓製成所需厚度形成成品礦渣棉。
全文摘要
本發明公開的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，它包括採用礦渣、玄武石並將它們熔融成為液體混合物，其特徵在於將液體混合物連續流入處於高速旋轉的離心輥上，液體混合物在離心拋甩及空氣冷卻作用下凝結成絲狀的纖維絲，在鼓風機的鼓風作用下將纖維絲收集成型。本發明所得的離心式超長絲礦渣棉的生產方法，由於採用多輥離心機(四離心輥)，離心輥數量的增加，熔體經離心輥離心甩出的總行程也增加了，經吹風孔槽中的風吹出後，可以生產出長度在2m左右的纖維絲。這樣的纖維絲保溫性能好，由於生產出的纖維絲比原來設備生產出的纖維絲長很多，大大提高了生產成型的時間，同時降低了耗電量。
文檔編號C03B37/00GK102211861SQ201110116818
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月6日 優先權日2011年5月6日
發明者姚志剛 申請人:德清縣延煒耐火材料廠