一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法及其设备技术

本发明专利技术属于冶金和无机非金属材料领域，提供一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃的方法。该方法步骤如下：(1)高炉熔渣转移至成分调质搅拌池，加入改质剂，搅拌均匀，保证熔渣温度；(2)熔渣转移至澄清池，加入澄清试剂，搅拌均匀，保持熔渣温度；(3)熔渣进入水淬池，被水淬成微晶粒料；(4)微晶粒料烘干研磨后，筛分出粒度大小不同的微晶粒料；(5)合格微晶粒料中加入发泡剂，并搅拌均匀；(6)微晶粒料铺在棚板上，进入核化区保温一段时间；(7)进入晶化区保温一段时间；(8)进入降温区冷却，得到成品泡沫微晶玻璃。本发明专利技术充分利用了高炉熔渣和固体废弃物资源，以及高炉熔渣的能量，产品强度高，密度小，耐腐蚀，隔热，隔音。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于冶金和无机非金属材料领域，尤其涉及一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法及其设备。
技术介绍
根据世界钢铁协会公布的数据显示，2012年全世界的生铁产量是11亿吨，其中产量最高的国家是中国，2012年一年的产量高达6.5亿吨。在高炉冶炼过程中，即使按照300Kg的渣比来计算，高炉炉渣的产量也高达近两亿吨。如何高效地利用这些高温炉渣已逐渐成为人们关注的热点。现阶段的高炉炉渣处理工艺基本上都采用的是水冲渣工艺，得到的产品基本用于水泥生产，并且用作水泥生产原料的高炉水渣几乎毫无利润可言。同时每淬冷1t温度在1450～1550℃的高温炉渣需要消耗新水1.2t，并且产生大量废水、腐蚀性热蒸汽且热量不能回收，同时大量使用的水资源不能被循环重复利用，高温炉渣中存在的大量显热和潜热很难得到有效的回收利用。 泡沫微晶玻璃由玻璃相、晶体和气孔三部分组成，在均匀分布着大量气孔的玻璃相基体中，分布着大量的微小晶体，使玻璃与晶体网络连接在一起，形成玻晶交织结构，是一种性能优越的新型多功能材料。由于泡沫微晶玻璃本身的结构特征和材料特性，使泡沫微晶玻璃具有诸多优良性能：①不吸水、不吸湿、不会因长年使用降低隔热保温效果；②具有良好隔热性能，不燃烧，能在-270～500℃广阔温度范围内使用；③具有良好隔音性能；④机械强度高，且易于加工、切割或粘拼成各种形状的制品；⑤不风化、不老化、本身无毒、无放射性和腐蚀性；⑥不受鼠吃虫咬和微生物腐蚀；⑦具有良好耐酸耐碱性。 在已公开的中国专利(申请号：201010537506.8，公布日：2011年5月18日)公开了一种利用高炉热熔渣制备泡沫微晶玻璃及其方法，以高炉热熔渣为主要原料，将粉煤灰，硼砂，纯碱，稀选尾矿，石英砂等分别计量，混匀，烧制成多孔块体加入渣包中，利用高炉热熔渣进行熔融，熔融料经水淬得到不同粒度的玻璃水淬料；将玻璃水淬料干燥，球磨，加入发泡剂，混合，压制或铺料成型，然后经核化、晶化、烧结制备出泡沫微晶玻璃。中国专利申请(申请号：201210383926.4，公布日：2012年12月26日)公布了一种利用复合工业废渣生产泡沫微晶玻璃的方法，其特征是将不同工业废渣破碎，按比例混合后研磨成生料粉，将生料粉加热融化、淬火、干燥后研磨成熟料粉，然后添加晶核剂、发泡剂、稳泡剂、助熔剂、增强剂形成泡沫微晶玻璃配合料，将配合料压制成型后，经过预热、发泡、稳泡、退火阶段，烧成后得到泡沫微晶玻璃。中国专利申请(申请号：201210326090.4，公布日：2012年12月12日)公布了一种利用液态红热钢铁炉渣作为主要原料，添加一定量的矿物原料和少量化工原料等辅助原料制备而成的。其制备方法包括以下步骤：(1)液态红热钢铁渣先经渣包沉淀除去钢铁得到无铁液态红热钢铁渣，再按比例将其中混合好的辅助原料同时加入到搅拌池中；搅拌池内装有一组旋转式搅拌器，搅拌器将钢铁渣和辅助原料及两者反应生成的气泡搅拌均匀，形成泡沫玻璃；(2)将泡沫玻璃于1000～1250℃成型得到泡沫玻璃毛坯；(3)将泡沫玻璃毛坯送进保温炉，在随炉冷却过程中，使泡沫玻璃晶化和退火，转变为泡沫微晶玻璃毛坯；(4)将泡沫微晶玻璃毛坯加工成产品所需尺寸。 以上公开的专利说明，泡沫微晶玻璃的原料主要是高炉热熔渣，工业废渣和液态红热钢铁渣，虽利用了熔渣的部分热能，但热处理生产过程中能耗大。且其产品主要是泡沫微晶玻璃，表面多孔粗糙，观赏效果差。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法及其设备，从而可以大量使用高炉熔渣所含的热能和钢铁企业的副产煤气，减少了废水、废气、废渣和烟尘的产生，减少了高炉冶炼对环境的污染及资源的过度消耗，大大提高了高炉渣的适用范围，提高钢铁企业的经济利润。 为了达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案： 本专利技术提供一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法，所述方法包括下述原料，所述百分比为质量百分比，高炉熔渣占总原料质量的40-80％，成分改质剂的添加量占总原料质量的15-55％，澄清剂的加入量占总原料质量的0.2～10％；着色剂添加量占总原料质量的0-5％； 所述方法包括下述主要步骤： (1)调质搅拌：高炉熔渣转移至成分调质搅拌池中，加入成分改质剂，熔渣处在1450～1550℃高温区间； (2)澄清搅拌：熔渣通过成分调质搅拌池底部的渣口进入熔渣澄清池中，加入澄清剂，搅拌使其成分均匀； (3)渣包缓冲：熔渣通过澄清池底部的渣口进入渣包中； (4)熔渣水淬：熔渣从渣包下的渣口进入水淬池，进行水淬处理，形成微晶粒料； (5)干燥研磨：将步骤(4)得到的微晶粒料进行烘干研磨后，筛分出大粒径微晶粒料和小粒径微晶粒料；将小微晶粒料中加入发泡剂，通过固体搅拌器搅拌，使其成分均匀，得到发泡微晶混合料； (6)布料：将发泡微晶混合料与大微晶粒料分层布在模具上； (7)核化：核化温度为700～850℃，核化时间为0.5～3h； (8)晶化：晶化温度为900～1150℃，晶化时间为0.5～3h； 所述核化时间为在核化温度下保持的时间。所述晶化时间为在晶化温度下保持的时间。 (9)冷却：将步骤(8)得到的产品，冷却至100℃以下，空冷得到泡沫微晶玻璃板材。优选的，以冷却速度为5℃/min-10℃/min，冷却至100℃以下。优选的，前述冷却速度是10℃/min。 本专利技术所得微晶玻璃主晶相为硅灰石。 上述的总原料质量不包括上述步骤(5)中向小微晶粒料中加入的发泡剂的质量。 进一步的，澄清剂的加入量占总原料质量的0.2～5％。 进一步的，上述步骤(1)中，高炉熔渣在调质搅拌池中搅拌1小时。 进一步的，上述步骤(6)中，将微晶粒料通过布料器铺至模具上。 进一步的，上述步骤(7)中，核化温度为840～850℃，核化时间为1h。 进一步的，上述步骤(8)中，晶化温度为1140～1150℃，晶化时间为1h。 进一步的，上述方法还包括，将步骤(9)得到的泡沫微晶玻璃产品进行切割，由大粒径微晶粒料得到的玻璃称为纯微晶玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法，其特征在于，所述方法包括下述原料，所述百分比为质量百分比，高炉熔渣占总原料质量的40‑80％，成分改质剂的添加量占总原料质量的15‑55％，澄清剂的加入量占总原料质量的0.2～10％；着色剂添加量占总原料质量的0‑5％；所述方法包括下述主要步骤：(1)调质搅拌：高炉熔渣转移至成分调质搅拌池中，加入成分改质剂，熔渣处在1450～1550℃高温区间；(2)澄清搅拌：熔渣通过成分调质搅拌池底部的渣口进入熔渣澄清池中，加入澄清剂，搅拌使其成分均匀；(3)渣包缓冲：熔渣通过澄清池底部的渣口进入渣包中；(4)熔渣水淬：熔渣从渣包下的渣口进入水淬池，进行水淬处理，形成微晶粒料；(5)干燥研磨：将步骤(4)得到的微晶粒料进行烘干研磨后，筛分出大粒径微晶粒料和小粒径微晶粒料；将小微晶粒料中加入发泡剂，通过固体搅拌器搅拌，使其成分均匀，得到发泡微晶混合料；(6)布料：将发泡微晶混合料与大微晶粒料分层布在模具上；(7)核化：核化温度为700～850℃，核化时间为0.5～3h；(8)晶化：晶化温度为900～1150℃，晶化时间为0.5～3h；(9)冷却：将步骤(8)得到的产品，冷却至100℃以下，空冷得到泡沫微晶玻璃板材。...

【技术特征摘要】
1.一种利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法，其特征在于，所述方法包
括下述原料，所述百分比为质量百分比，高炉熔渣占总原料质量的40-80％，成
分改质剂的添加量占总原料质量的15-55％，澄清剂的加入量占总原料质量的
0.2～10％；着色剂添加量占总原料质量的0-5％；
所述方法包括下述主要步骤：
(1)调质搅拌：高炉熔渣转移至成分调质搅拌池中，加入成分改质剂，熔渣处
在1450～1550℃高温区间；
(2)澄清搅拌：熔渣通过成分调质搅拌池底部的渣口进入熔渣澄清池中，加入
澄清剂，搅拌使其成分均匀；
(3)渣包缓冲：熔渣通过澄清池底部的渣口进入渣包中；
(4)熔渣水淬：熔渣从渣包下的渣口进入水淬池，进行水淬处理，形成微晶粒
料；
(5)干燥研磨：将步骤(4)得到的微晶粒料进行烘干研磨后，筛分出大粒径
微晶粒料和小粒径微晶粒料；将小微晶粒料中加入发泡剂，通过固体搅拌器搅
拌，使其成分均匀，得到发泡微晶混合料；
(6)布料：将发泡微晶混合料与大微晶粒料分层布在模具上；
(7)核化：核化温度为700～850℃，核化时间为0.5～3h；
(8)晶化：晶化温度为900～1150℃，晶化时间为0.5～3h；
(9)冷却：将步骤(8)得到的产品，冷却至100℃以下，空冷得到泡沫微晶
玻璃板材。
2.根据权利要求1所述的利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法，其特征
在于，使用的成分改质剂包括：石英砂、萤石、钾长石、钠长石、粘土、硅藻
土、高岭土、陶土、尾矿、电厂灰、粉煤灰、生活污泥、高炉钛渣以及废旧电
脑手机电路板中的一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的利用高炉熔渣生产泡沫微晶玻璃板材的方法，其特征

\t在于，使用的发泡剂包括：尿素、淀粉、碳粉、Na2CO3、K2CO3、SiC、CaCO3、
MnO2、(NH4)2CO3或者复合发泡剂，发泡剂的加入量为小微晶粒料质量的
0.1-10％，发泡剂的粒度为100～200目。
4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴克诚，陈怀冰，杨洋，
申请(专利权)人：北京璞晶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11