一种利用热态熔渣制备矿棉板或毡的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁冶金中利用热态熔渣制备矿棉板或矿棉毡的工艺技术，属于钢铁冶金领域的固废综合利用及熔渣显热回收的节能减排技术。
[0002]
【背景技术】
[0003]炼铁、炼钢及铁合金生产是钢铁生产的重要工艺单元，生产过程中将产生大量的高炉渣、钢渣、铁合金渣等钢铁冶金渣，是钢铁联合企业的第一固体废物大户，国内冶金渣的总量已经超过3亿吨。国家发展改革委和工信部在“十二五”相关规划中，对冶金渣的利用率分别制定了 70%和75%的目标值；中国钢协把推进钢铁渣的深度开发、高效利用作为行业管理的一项重要任务，多年来在组织机构设定和信息平台的服务都把钢铁渣开发利用放在重要的地位。实现冶金渣的“零排放”，是钢铁行业发展循环经济、低碳经济，实现节能减排的一项重大而紧迫的任务。
[0004]目前，钢铁企业处理冶金渣中的高炉渣和铁合金渣均是将其从高温的热态熔体(1400°C以上)水淬冷却至颗粒状固体，钢渣则采用热泼、闷罐、滚筒等技术将高温热态钢渣进行处理，1400°C以上的高温热能均未得到利益，同时消耗大量的水资源，并污染环境。
[0005]目前国内知名的研宄院所均在开展相关的研宄，尤其是对热态熔渣的综合利用技术的研发成为了热点，如高炉熔渣直接矿棉化制备成粒状棉等，但与国家的“十二五”规划的目标要求仍存在明显的差距。冶金熔渣直接制备成粒状棉，仅是熔渣显热回收的初级利用，且制成品的市场容量不大。
[0006]
【发明内容】
[0007]本发明提供一种利用热态熔渣制备矿棉板或毡的系统及方法。
[0008]本发明的技术方案如下:
一种利用热态熔渣制备矿棉板或毡的系统，其主要包括:
加热熔化调质系统，用于对热态熔渣进行补热、调质、澄清，使其达到制矿棉板的要求，成为制棉的合格熔体；所述合格熔体可以采用例如一设置的溜槽系统导至下述离心成纤机的受料辊；
成纤系统，由离心成纤机和集棉机组成；其中，所述离心成纤机用于在该离心成纤机的离心辊产生的离心力和该离心成纤机的风环喷出的高速气流的复合作用下将高温的所述合格熔体甩制成纤维，并采用雾化方式将粘接剂均匀地施加到所述纤维表面；所述集棉机用于在负压风抽吸作用下使所述纤维均匀沉降到高速运行的集棉机的集棉网带上形成初棉层，同时将未成纤的渣球分离出去；同时，集棉机配套设置一干式除尘系统，用于处理从集棉机中抽出的含纤维的气体，具体地，干式除尘系统可以通过其中设置的过滤室实现纤维与空气的分离，将废气净化； 摆锤机，用于将所述初棉层通过摆锤的往复摆动作用形成多层折叠结构形式的均匀棉毡；
成型输送机，用于将形成的多层折叠结构形式的均匀棉毡向后续设备输送，并对棉毡外形进行初步处理，包括两侧及上下表面成型处理；
称量输送机，用于通过称量调节矿棉板生产线的速度以保证产品的密度，使产品密度可在20-250Kg/m3范围内进行设定；
打褶机，该打褶机分为三段，通过调节该设备本身的各段之间运行的速度差使棉毡纤维分布结构发生变化，使棉毡层产生波纹，以提高制品强度；
固化炉，用于使用其中设置的上下网板加压定型上步工艺输送来的未固化棉毡，同时鼓入热风使其穿过矿棉板层，使矿棉板层中的粘接剂固化并形成具有指定厚度和强度的连续板；
冷却输送机:用于将从固化炉出来的矿棉板进行冷却并输送，使矿棉板冷却至常温；测量装置，用于测量矿棉板的运行长度，运行至指定长度时给下述的横切装置发出信号使其进行横向切割；
纵切装置:用于对连续矿棉板进行纵向切割，并将两侧不规则废边缘切除；
横切输送机和/或横切装置:其中，横切输送机用于对连续矿棉板进行横向切割；而当生产低熔重矿板时，产线运行速度较快，横切输送机无法有效工作时，停止横切输送机，使用横切装置如横切铡刀机对连续板进行横切；此外，横切输送机和横切装置也可同时设置；
包装机，用于将产品包装入库。
[0009]优选地，进一步包括接收站，用于将切好的块状矿棉板进行堆叠，以便进行包装；所述接收站按照工序设置在所述包装机之前。
[0010]优选地，所述固化炉和所述冷却输送机之间还设有过渡输送机例如传送带等。
[0011]优选地，所述集棉机和所述摆锤机之间还设有第二过渡输送机，用于将所述集棉机制得的所述初棉层运输至摆锤机。
[0012]优选地，所述纵切装置和所述横切输送机和/或横切装置之间设有输送机。
[0013]优选地，所述横切输送机和/或横切装置与所述包装机之间设有第二输送机。
[0014]所述加热熔化调质系统为电炉系统或电熔窑系统，所述电熔窑系统可以用电的方式加热，也可用气体燃烧加热，也可用电和气体燃烧混合加热方式。
[0015]所述加热熔化调质系统配套有上料系统，用于添加辅助料，辅助料可以为调质料或调质料与助熔料的混合料。
[0016]所述离心成纤机为四辊离心成纤机。优选地，该四辊离心成纤机离心辊的直径在300-450mm之间，线速度为达125m/s以上。
[0017]集棉机可采用三角网集棉机或鼓式集棉机，所述集棉机还包括集棉室，用于将分离出的渣球从集棉室下部排出。
[0018]优选地，进一步包括互相连接的碎边输送机和边料回收系统，所述碎边输送机与所述纵切装置相连接，所述边料回收系统与所述集棉机相连接。
[0019]优选地，所述冷却输送机连接一冷却风机，所述固化炉连接一热风炉，所述冷却风机对所述冷却输送机上的矿棉板进行抽风冷却，并将抽出的含有树脂的冷却废气输送至所述热风炉作为助燃风，同时也实现了将废气处理掉的目的。
[0020]本发明同时还提供一种使用上述系统将热态熔渣制备矿棉板或毡的方法，其主要包括以下步骤:
将冶金热态熔渣作为主要原料，热态熔渣使用重量占80-90%，热态熔渣导入加热熔化调质系统，例如通过渣沟直接流入加热熔化调质系统，或通过罐倒入加热熔化调质系统；将辅助料通过上料系统添加，辅助料为调质料或调质料和助熔料混合物(即，助熔料可不使用)，辅助料使用重量占10-20% ;加热熔化调质系统通过控制加热、保温温度和时间以及合理使用辅助料对熔渣进行调质，使其达到制矿棉板的合格熔体；加热熔化调质系统控制保温温度和时间分别为1450 °C -1600 °C和6-24小时；
将上述合格熔体导入成纤系统，例如经溜槽系统导入；所述成纤系统由离心成纤机和集棉机组成；在所述成纤系统中，高温的所述合格熔体在该离心成纤机的离心辊产生的离心力和该离心成纤机的风环喷出的高速气流的复合作用下被甩制成纤维，并采用雾化方式将粘接剂均匀地施加到所述纤维表面；之后纤维在所述集棉机的负压风抽吸作用下被吸入集棉机，同时纤维在飞越过程中，利用其与渣球的速度差将未成纤的渣球分离出去，纤维在集棉机的负压风抽吸作用下均匀沉降到高速运行的集棉机的集棉网带上，形成很薄的初棉层，分离出的渣球从集棉机的集棉室下部排出；同时，使集棉机抽取的含有矿棉纤维的气体进入所述干式除尘系统实现纤维与空气的分离，经过滤后的空气排入大气；具体地，所述集棉机可以通过抽风机提供负压风抽吸作用；集棉机抽取的含有矿棉纤维的气体可经过管路进入所述干式除尘系统；所述干式除尘系统可以通过其设置的过滤室实现纤维与空气的分离；所述过滤净化后的空气经过排气筒排入大气；
所述初棉层送入摆锤机，例如通过过渡输送机输送，并在摆锤往复摆动作用下形成多层折叠结构形式的均匀棉毡；可以根据不同产品的要求如产品密度要求为20-250Kg/m3，由技术人员设定集棉网带速度、摆锤机摆速、后续产线运行速度；
均匀棉毡通过成型输送机往后道产线输送，出口接称量输送机，通过称量矿棉板重量调节矿棉板生产线的速度以保证产品的密度；
称量输送机处理后棉毡输送至打褶机，打褶机有打褶和加压作用，打褶机分为三段，通过调节该设备本身三段之间的运行速度差使棉毡纤维分布结构发生变化，使棉毡层产生波纹，以提尚制品强度；
然后，上述处理后的未固化棉毡进入固化炉，毡层在固化炉内被上下网板加压定型，同时鼓入热风，穿过矿棉板层，使矿棉板层中粘接剂固化并形成具有指定厚度和强度的连续板；
从固化炉出来的矿棉板经冷却输送机输送、纵切装置如纵切输送机进行纵向切割并将两侧不规则废边缘切除、横切输送机和/或横切装置进行横向切割、接收站接收成为矿岩棉板成品；
矿岩棉板产品通过包装机自动包装并入库。
[0021]所述调质料和助熔料等辅助料添加可通过上料系统冷态直接加入加热熔化调质系统，或与热态熔渣混合后一起加入加热熔化调质系统中，也可将辅助料熔化后