一种锰硅合金渣生产矿渣棉的方法技术

本发明专利技术提供了一种锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，包括：提供锰硅合金热熔渣；在加热炉内对锰硅合金热熔渣进行加热、保温、均化，并加入辅助原料进行调质，得到调质后的熔渣；调质后的熔渣进入离心机制成纤维，纤维被吹送至集棉机并形成初棉层；由初棉层制备结构棉并进入固化炉进行固化。本发明专利技术还提供了该方法制备得到的矿渣棉。本发明专利技术的方法充分利用了锰硅合金热熔渣的显热，降低了生产成本。

Method for producing slag cotton by manganese silicon alloy slag

The present invention provides a method, a production of silicon manganese alloy slag slag wool comprising: providing a silicon manganese alloy slag heat; in the heating furnace of silicon manganese alloy slag heating, heat insulation, homogenization, and adding auxiliary materials were obtained after quenching and tempering, quenching and tempering slag; molten slag after quenching and tempering is made into the centrifuge fiber, fiber is blown to the cotton collector and the formation of early cotton layer; by the early preparation of cotton and cotton layer structure into the curing oven curing. The invention also provides a slag cotton prepared by the method. The method of the invention makes full use of the sensible heat of the manganese silicon alloy hot slag and reduces the production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种锰硅合金渣生产矿渣棉的方法
本专利技术属于冶铁炉渣综合利用
，具体地，本专利技术涉及一种利用矿热炉冶炼锰硅合金时产生的副产品锰硅合金渣直接热送生产矿渣棉的方法。
技术介绍
长期以来，冶炼厂是资源与能源消耗量大、排放废弃物多及环境污染严重的企业。冶炼产生的炉渣多是以冷弃法处理，即将渣倒入渣罐，缓冷的方式或者冲渣冷却后直接运往渣场堆积，以往我国多用此法。随着铁合金行业持续快速的发展，工业化进程的不断增加，对环境的压力也日益加剧，通过锰硅合金渣生产矿渣棉工艺的实施，大力推进我国冶金渣综合利用，最终实现冶金渣“零排放”。对于铁合金企业来说，严格控制污染源，对于废水、废气、废渣等进行集中管控及合理利用，深度挖掘企业潜力，变废为宝，将三废进行合理利用，能够为企业实现新的效益增长点。矿渣棉的生产是在矿热炉生产锰硅合金时，还伴随产生高温熔渣，将高温熔渣送至矿渣棉车间，经熔融成纤、固化等工序制成的一种保温材料。矿渣棉可广泛应用于船舶、冶金、电力、建筑等行业，可用于建筑墙体、屋顶的保温隔音；建筑隔墙、防火墙、防火门和电梯井的防火和降噪。船用岩棉板可用于船舶的保温隔热和防火隔断；憎水岩棉板用于车辆、移动设备、冷库工程、空调管道以及在潮湿环境中的保温防火以及对防潮有一定要求的应用场合；建筑用岩棉板具有优良的防火、保温和吸音性能。特别是矿渣棉用于外保温层时，由于保温层是具有全封闭性，基本消除了冷热桥现象，保温性能优于外墙内保温。可见，建筑用岩棉板用于外保温层的推广对我国尤其是北方寒冷地区的建筑节能具有重大的意义。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用矿热炉冶炼锰硅合金时产生的副产品锰硅合金渣直接热送生产矿渣棉的方法，解决了当前废渣显热没有得到有效利用以及矿渣棉生产成本较高的问题。一方面，本专利技术提供了一种锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，包括如下步骤：(1)提供锰硅合金热熔渣；(2)在加热炉内对锰硅合金热熔渣进行加热、保温、均化，并加入辅助原料进行调质，得到调质后的熔渣；(3)调质后的熔渣进入离心机制成纤维，纤维被吹送至集棉机并形成初棉层；(4)由初棉层制备结构棉并进入固化炉进行固化。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(1)中，高温铁水与所述锰硅合金热熔渣从矿热炉出铁口一起流入铁水包中，并将所述锰硅合金热熔渣进一步溢流到渣罐中。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(2)中，在加热炉中对所述锰硅合金热熔渣进行加热并保温使其温度保持在1350-1450℃之间，直至热熔渣流出加热炉。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(2)中，所述辅助原料是焦炭、白云石和石灰石中的任意一种或多种。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(2)中，所述加热炉产生的废气经过除尘、换热之后供固化炉使用。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(3)中，所述离心机的转速是5000-7000转/min。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(3)中，纤维被吹送至集棉机的同时将粘结剂和防尘油均匀地施加到纤维表面。前述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，在步骤(4)中，固化炉对结构棉进行加压定型出棉规格40-200mm，并鼓入200-250℃的热风进行固化。另一方面，本专利技术提供了前述的方法制备得到的矿渣棉。本专利技术提供的方法具有工艺顺畅紧凑、节能降耗、生产规模较大、技术水平先进、设备可靠、劳动生产率高、产品质量好等特点，符合国家对建筑的节能管理政策，其绝缘保温材料市场将会迅猛发展。随着铁合金行业持续的快速发展，工业化进程的不断增加，对环境的压力也日益加剧，通过锰硅合金渣生产矿渣棉工艺的实施，大力推进我国冶金渣综合利用，最终实现冶金渣“零排放”。具体实施方式为充分了解本专利技术之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本专利技术做详细说明，但本专利技术并不仅仅限于此。锰硅合金冶炼时，在炉料的冶炼过程中，炉料中的锰和铁的高价氧化物在炉料区被高温分解或被CO还原，到1373～1473K时，高价氧化锰被充分还原成MnO，全部的FeO进一步还原成Fe；MnO比较稳定，只能用碳直接还原，由于炉料中SiO2含量较高，反应生成了低熔点硅酸盐。具体反应如下。MnO+SiO2＝MnSiO3t熔＝1250℃··················(1)2MnO+SiO2＝Mn2SiO4t熔＝1345℃···················(2)MnO的还原反应是在液态熔渣中进行，锰用碳直接能生成稳定的化合物Mn3C，其反应式为：MnO·SiO2+4/3C＝1/3Mn3C+SiO2+CO↑·················(3)炉料中的氧化铁与C还原容易，随着温度的增高，硅被还原出来，其反应式为：SiO2+2C＝Si+2CO↑·························(4)由于硅与锰能够生成比Mn3C更稳定的化合物MnSi，当还原出的硅遇到Mn3C时，Mn3C中的碳就被置换出来，造成合金中碳量下降，其反应式为：1/3Mn3C+Si＝MnSi+1/3C·································(5)随着还原出来的硅含量的提高，碳化锰受到破坏，合金中的碳进一步降低。通过渣中Al2O3、SiO2、CaO三种成分含量的分析，CaO-Al2O3-SiO2三元系渣的熔点为1350℃-1400℃，冶炼出渣温度约为1450℃。利用多金属熔渣的显热性，熔渣从炉内放出时在高温熔融状态下，熔渣从高温熔融状态冷却至常温固态时放出的热量约1550-1750kJ/kg，充分利用高温熔渣显热，其熔炼的热效率可达80％以上。作为环保材料的矿棉制品，其传统生产工艺为冲天炉工艺。冲天炉工艺制备过程中每生产一吨矿棉制品平均需要消耗能源折合约550公斤标准煤(包括焦、电等)，能耗费用占工厂成本的30％以上，致使矿棉制品的销售价格居高不下(在2500-3200元/吨以上)，成为矿棉制品难以进入建筑市场最为突出的瓶颈问题之一。传统的矿渣棉生产是以块状焦炭和高炉渣为主要原料，加入冲天炉内进行熔炼，熔化后的矿渣进入矿棉机甩丝制毯。作为目前主流工艺，该工艺存在诸多弊端，如环境无污染、需要高质量的焦炭、空气对纤维有影响。由于作为冲天炉原料的炉渣原本从高炉内放出时是呈熔融状态的，经冷却、破碎后才成为冲天炉原料，所以它在冲天炉内二次熔融，炉渣显热没有得到有效利用。基于上述情况，本专利技术提供了一种利用矿热炉冶炼锰硅合金时产生的副产品锰硅合金热熔渣直接热送生产矿渣棉的方法。第一步，提供锰硅合金热熔渣。矿热炉冶炼锰硅合金时，锰硅合金冶炼出铁采用渣铁混出工艺，出铁口设置铁水包以及渣罐，高温铁水和锰硅合金热熔渣从矿热炉出铁口一起流出，流入铁水包中，熔融锰硅合金(即高温铁水)密度5.5t/m3，热熔渣密度2.9t/m3，由于比重差异较大，因此包中的铁水与热熔渣会产生分层，即铁水包上层为热熔渣，下层为铁水，再将热渣进一步溢流到渣罐中，供后续生产使用。矿热炉的锰硅合金热熔渣本身具有很高的温度(1400-1600℃)，其平均热焓约为1550-1750kJ/kg，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。第二步，在加热炉内对锰硅合金热熔渣进行加热、保温、均化，并加入辅助原料进行调质。出铁完毕后，铁水包在浇铸跨进行浇铸，天车将渣罐送至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)提供锰硅合金热熔渣；(2)在加热炉内对锰硅合金热熔渣进行加热、保温、均化，并加入辅助原料进行调质，得到调质后的熔渣；(3)调质后的熔渣进入离心机制成纤维，纤维被吹送至集棉机并形成初棉层；(4)由初棉层制备结构棉并进入固化炉进行固化。

【技术特征摘要】
1.一种锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)提供锰硅合金热熔渣；(2)在加热炉内对锰硅合金热熔渣进行加热、保温、均化，并加入辅助原料进行调质，得到调质后的熔渣；(3)调质后的熔渣进入离心机制成纤维，纤维被吹送至集棉机并形成初棉层；(4)由初棉层制备结构棉并进入固化炉进行固化。2.根据权利要求1所述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，其特征在于，在步骤(1)中，高温铁水与所述锰硅合金热熔渣从矿热炉出铁口一起流入铁水包中，并将所述锰硅合金热熔渣进一步溢流到渣罐中。3.根据权利要求1所述的锰硅合金渣生产矿渣棉的方法，其特征在于，在步骤(2)中，在加热炉中对所述锰硅合金热熔渣进行加热并保温使其温度保持在1350-1450℃之间，直至热熔渣流出加热炉。4.根据权利要求1所述的锰硅合金渣生产矿渣棉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌楠，郭飞宇，宁晓宇，
申请(专利权)人：中冶东方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37