专利名称：离心式超长丝矿渣棉的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种矿渣棉的生产方法，尤其是一种离心式超长丝矿渣棉的生产方法。
背景技术：
我国是世界第一的钢铁生产国，按年生铁产量5亿吨，每吨生铁产生300_350kg高炉渣计算，我国的高炉渣年产量至少可达1. 5亿吨。因此寻求高炉渣资源化利用的新途径和利用高炉渣开发高附加值产品，已成为国内目前研究的热点课题之一。岩棉和矿渣棉同属一类保温隔热材料，与其他无机纤维保温材料相比，它的生产量大，使用范围广，已发展成为我国国民经济建设中最重要的保温材料之一。岩棉和矿渣棉主要根据它们原料的不同进行区分。岩棉的原料为玄武岩、辉绿岩、白云岩等，经高温熔融、 喷吹或离心等方法制成无机纤维材料；矿渣棉是以工业废渣(主要为高沪渣、钢矿渣或铝矿渣〕为主要原料经上述成纤工序制得。岩棉和矿渣棉的特性和应用范围基本一致，因此通常将两者统称为岩矿棉或矿物棉。但是两者在化学成分、酸度系数、结晶区域、耐水性、耐热和耐腐蚀等方面有所不同，完全可以将两者的在配方上加以调整，取长补短，节约矿产资源，利用好高炉矿渣。高炉矿渣的一个重要使用途径便是作为矿渣棉或者岩棉的重要原料，国际上矿物棉制品的发展迄今已有160多年的历史了。1840年，英国首先发现熔化的矿渣喷吹后可以形成纤维，并开始生产矿渣棉。1880年，通过对矿渣棉性质和用途的研究，德国和美国开始生产矿渣棉，尔后在其它国家相继使用和生产。1930年-1950年，开始了矿物棉大规模的生产和应用。国外矿物棉技术发展的特点表现为1、生产规模大型化及市场需求大型规模化生产使得生产成本、经营费用大幅度降低，机械化和自动化程度不断提高，生产线的生产能力在2. 5-3万吨/年。2、成纤技术不断改进矿物棉的成纤技术在岩矿棉的生产中非常关键，它决定了纤维质量、生产效率等成纤工艺参数。自从西方国家开发出矿物棉后，就对成纤技术给予高度重视，不断投资进行研究开发。总部设在法国的圣戈班集团于上个世纪50年代发明并拥有专利的一整套矿棉离心生产工艺。该技术其主要特点是纤维更细、更均勻、更结实、与粘结剂的混合更均勻，无渣球、不分解有毒气体等。正是TEL工艺开创了品质优良的离心法玻璃棉生产工艺蓬勃发展的局面，并在此基础上派生出许多其他的离心法生产工艺。3、节能降耗、探索新的生产工艺矿物棉产品是一个节能保温产品，但其自身生产又是一个耗能产业。西方发达国家对矿物棉生产过程中的节能降耗不断研究。据报道，我国矿物棉生产的平均焦耗量 500Kg/吨棉。大中型企业此项指标比中小企业低50%以上。引进和消化吸收的大中型生产线原棉焦耗量为320-340吨/吨棉，而国内其他生产线的原棉焦耗量则高达600-900吨
3/吨棉。我国50年代末期开始生产矿棉，这期间的矿棉生产规模小，工艺装备落后，产品质量也较差，未形成气候。80年代初中国新型建材集团公司从瑞典容格公司引进的年产 1. 63万吨岩棉及制品生产线建成投产，经引进消化吸收，我国自行研制开发了不同规模的岩矿棉生产线.也相继在各地建成投产，其中年产3000吨以上的生产线约有70多条，如果计入各地小规模生产企业和加工企业，则我国岩矿棉行业的企业达几百家之多。目前，全国引进的矿棉生产线已达20余条。通过对引进设备的消化吸收，我国已能自行设计年产 IOOOOt的矿棉生产线。截止到2009年，全国已有矿岩棉生产企业约200家，设计年生产能力300万t，总投资约为80亿元。产品品种也由过去单一的散棉生产发展到矿棉板、矿棉缝毡、矿棉保温带、矿棉管套、矿棉吸音板等30余个品种，产品除满足国内使用外，还远销至东南亚、西亚等地区。目前国内主要采用冲天炉生产矿棉，该工艺采用冷态的水淬高炉渣，需要添加焦炭，调节酸度系数后，进行二次熔融后，离心成纤。该工艺存在自动化程度低，能耗大，污染重，产品质量不稳定的缺陷，特别是该工艺采用冷态高炉渣，需要进行二次熔融，高炉渣显热大量浪费，同时添加焦炭，浪费了宝贵的焦炭资源。目前国内外正在开展高炉渣显热回收方面的研究，我国在20世纪五六十年代以前采用炼钢熔融炉渣直接生产矿渣棉，此方法可节省二次熔融所需大量能耗，从而大幅度降低生产成本。那时在高炉渣沟的末端，以一根敲扁的钢管作为喷嘴，其中通以压缩空气或高压蒸汽作为喷吹介质，将未经任何调质、调温处理的高炉熔渣喷吹为矿渣棉纤维，有时还加人熔融浙青作为粘结剂。虽然这种矿渣棉的生产过程充分利用了高炉熔渣的显热，生产成本很低，价格便宜，但是它的纤维直径很粗(8-10微米)，生产过程和使用过程对环境污染严重，不为用户所欢迎。2005年左右，日本、德国、英国等国开始进行高炉熔渣显热回收技术的开发研究工作，其主要内容为熔渣的干式造粒和流动床热交换技术，其回收的热量可转换为蒸汽或作为高温热风使用，据介绍热量回收率最高可达70%左右，同时产生的粒状渣球仍可作为水泥掺合料或轻骨料使用。这一工艺在国内尚未见报道。尽管这种方法的热量回收率较高，但是它的副产品价值不高。生产矿渣棉是高炉渣资源化利用的主要途径之一，目前国内主要采用冲天炉生产矿渣棉，该方法以冷态高炉渣为原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维，它具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价廉、耐腐蚀、化学稳定性好、吸声性能好等特点，所以在建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充隔热等方面大量的应用。目前矿渣棉的生产设备一般采用的是压缩空气将熔融后的料液喷吹成丝，但是生产出来的矿渣棉长度一般都在5cm左右，保温性能不是很好，在生产成型时浪费了很多的时间，同时也损耗了大量的耗电量，因此有必要发明一种可生产较长纤维丝的离心式超长丝矿渣棉的生产设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种的可生产较长纤维丝的离心式超长丝矿渣棉的生产方法。本发明所设计的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，它包括采用矿渣、玄武石并将它们熔融成为液体混合物，其特征在于将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上， 液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型。作为优选，所述的矿渣采用高炉渣。作为优选，还包括采用焦炭；所述熔融成为液体混合物的过程是指将焦炭点燃， 使温度达到1300°C 1400°C，从而使矿渣和玄武石熔融形成液体混合物作为优选，所述矿渣为65重量份 75重量份；玄武石为5重量份 10重量份；焦炭为20重量份 25重量份。作为优选，所述矿渣为70重量份；所述玄武石为5重量份；所述焦炭为20重量份。
作为优选，所述离心辊数量采用四个，共分上下两组，每组中两个离心辊一高一低且呈相对转动，上下对应的离心辊同向转动；离心辊的外侧包围有由鼓风机形成的风幕，液体混合物被离心辊四次抛甩并在空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，纤维丝被甩出后由风幕收集成型。这样的结构，由于离心辊数量(四个)的增加，熔体经离心辊离心甩出的总行程也增加了，经吹风孔槽中的风吹出后，可以生产出长度在an左右的纤维丝，这样的纤维丝保温性能好，由于生产出的纤维丝比原来设备生产出的纤维丝长很多，大大提高了生产成型的时间，同时降低了耗电量。作为优选，离心机的转速在4500rad/min 5000rad/min，经实验所得，这样的转
速可获得最佳的离心抛甩效果。作为优选，离心甩制获得的纤维丝在鼓风机的作用下吹落在传送带上，在传送过程中采用负压使纤维均勻、稳固地分布在传送带上，并利用传送带端部的压辊将传送带上的纤维丝压制成所需厚度形成成品矿渣棉，这样可以进行良好平稳的输送并有效成型。本发明所得的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，通过在高炉渣内添加玄武岩成分，解决了现有矿渣棉产品酸度系数难控制、耐热度、耐腐蚀性和耐水性性能偏低的缺陷， 也解决了现有岩棉产品价格高的问题，使项目产品兼具有矿渣棉和玄武岩棉的特性，既有矿渣棉较低的生产成本，又有玄武岩棉性能好的优点。本发明所得的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，由于采用多辊离心机(四离心辊)，离心辊数量的增加，熔体经离心辊离心甩出的总行程也增加了，经吹风孔槽中的风吹出后，可以生产出长度在an左右的纤维丝。这样的纤维丝保温性能好，由于生产出的纤维丝比原来设备生产出的纤维丝长很多，大大提高了生产成型的时间，同时降低了耗电量。
图1是实施例1多辊离心机的示意图；图2是图1上A向视图中离心辊和吹风孔槽的结构示意图；图3是本发明生产方法的流程示意图；其中机座1、负压传送带2、压辊3、离心辊4、吹风孔槽5、鼓风机6、吸风机7、隔板8、熔体掉入口 9。
具体实施例方式下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1 如图3所示，本实施例所描述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，它包括采用70 重量份的矿渣、5重量份的玄武石，通过电熔使矿渣和玄武石熔融形成液体混合物，将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，离心辊数量采用四个(如图1、2所示)，共分上下两组，每组中两个离心辊一高一低且呈相对转动，上下对应的离心辊同向转动；离心辊的外侧包围有由鼓风机形成的风幕，液体混合物被离心辊四次抛甩并在空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，纤维丝被甩出后由风幕收集成型，其中，离心机的转速在4500rad/min 5000rad/min之间；离心甩制获得的纤维丝在鼓风机的作用下吹落在传送带上，在传送过程中采用负压使纤维均勻、稳固地分布在传送带上，并利用传送带端部的压辊将传送带上的纤维丝压制成所需厚度形成成品矿渣棉，这样可以进行良好平稳的输送并有效成型。本实施例所描述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，直接采用热装热态高炉渣为主要原料，选择合适比例的玄武岩添加配比生产超长丝矿渣棉，使产品兼具有矿渣棉成本低和玄武岩棉性能好的优点，解决了现有矿渣棉制品耐水性、耐高温能力偏低的缺陷，充分利用高炉渣显热，能耗小，成本低的优点，产品耐热、耐水性能得到大幅度提升，产品技术性能国内领先。上述工艺流程中，可对大量高炉渣原料进行回收处理，同时配比少量的玄武岩组分，制备了对人体无害的超长丝矿渣棉，根据客户不同的要求，采用不同的成型方式，获得所要求的厚度和密度的矿棉制品，达到利用高炉渣显热、生产高效化、清洁化的要求，既提高了生产效率，又消除了炉渣和炉渣棉对环境的污染，同时避免了二次熔化，降低了产品能耗与成本。对于提高冶金行业资源和天然矿产的利用效率，实现环保洁净生产，促进矿棉行业的可持续发展作出了贡献。目前利用冲天炉来生产矿渣棉，每生产It矿渣棉将会产生工业废气4000m3和烟尘近1kg，按我国每年100万t矿渣棉制品产量计算，将产生工业废气40亿m3和烟尘IOOOt 左右。利用天然岩石生产岩棉，每生产It岩棉一般需要2t天然岩石，熔制过程中也需要消耗大量的电能或煤炭。因此生产岩棉天然岩石资源利用率低，能耗大，并且污染环境。而本发明特点炉渣用量高；矿物资源玄武岩用量少；直接热装电熔融高炉渣制造，生产能耗少，熔融温度低，800°C 900°C ；全程封闭式，消除了炉渣和炉渣棉对环境的污染；矿渣棉长达ι-aii，避免了人体吸入纤维；性能指标基本与岩棉产品一致。因此本发明的开发，可大量减少矿棉生产过程中焦炭和天然岩石资源的使用，减少对环境的污染，降低成本。总之，本发明产品直接热装熔融高炉渣生产超长丝矿渣棉，符合我国目前大力倡导的节能减排政策，对于提高资源利用效率，实现环保，促进矿棉行业的可持续发展作出了贡献， 具有广泛的应用前景和优势。采用本实施例所描述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法生产的产品(以下简称本发明产品)与传统矿棉技术性能指标、成本比较表如下
权利要求
1.一种离心式超长丝矿渣棉的生产方法，它包括采用矿渣、玄武石并将它们熔融成为液体混合物，其特征在于将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型。
2.根据权利要求1所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于所述的矿渣采用高炉渣。
3.根据权利要求2所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于还包括采用焦炭；所述熔融成为液体混合物的过程是指将焦炭点燃，使温度达到1300°C 1400°C，从而使矿渣和玄武石熔融形成液体混合物。
4.根据权利要求3所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于所述矿渣为65 重量份 75重量份；玄武石为5重量份 10重量份；焦炭为20重量份 25重量份。
5.根据权利要求4所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于所述矿渣为70 重量份；所述玄武石为5重量份；所述焦炭为20重量份。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于所述离心辊数量采用四个，共分上下两组，每组中两个离心辊一高一低且呈相对转动，上下对应的离心辊同向转动；离心辊的外侧包围有由鼓风机形成的风幕，液体混合物被离心辊四次抛甩并在空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，纤维丝被甩出后由风幕收集成型。
7.根据权利要求6所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于离心机的转速在 4500rad/min 5000rad/mino
8.根据权利要求7所述的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，其特征在于离心甩制获得的纤维丝在鼓风机的作用下吹落在传送带上，在传送过程中采用负压使纤维均勻、稳固地分布在传送带上，并利用传送带端部的压辊将传送带上的纤维丝压制成所需厚度形成成品矿渣棉。
全文摘要
本发明公开的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，它包括采用矿渣、玄武石并将它们熔融成为液体混合物，其特征在于将液体混合物连续流入处于高速旋转的离心辊上，液体混合物在离心抛甩及空气冷却作用下凝结成丝状的纤维丝，在鼓风机的鼓风作用下将纤维丝收集成型。本发明所得的离心式超长丝矿渣棉的生产方法，由于采用多辊离心机(四离心辊)，离心辊数量的增加，熔体经离心辊离心甩出的总行程也增加了，经吹风孔槽中的风吹出后，可以生产出长度在2m左右的纤维丝。这样的纤维丝保温性能好，由于生产出的纤维丝比原来设备生产出的纤维丝长很多，大大提高了生产成型的时间，同时降低了耗电量。
文档编号C03B37/00GK102211861SQ201110116818
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月6日 优先权日2011年5月6日
发明者姚志刚 申请人:德清县延炜耐火材料厂