一种钢铁热态熔渣矿棉及其制备方法技术

本发明专利技术涉及矿棉生产技术领域，公开了一种钢铁热态熔渣矿棉及其制备方法。所述钢铁热态熔渣矿棉原料由以下质量百分比计的组分组成：液态高炉渣为70-90%，调质料为10-30%。制备方法主要为：通过渣槽将热态高炉渣直接引入到熔渣炉的初熔区中，调质料与热态高炉渣一起同步进入到熔渣炉的初熔区中；初熔区中的熔体温度保持在1400-1500℃，保温时间为4-6个小时，之进入主熔区，主熔区中的熔体温度保持在1420-1450℃，保温时间为6-9个小时，之后进入出料区，再流到离心机的滚轮上，形成原棉。本发明专利技术节能降耗，工艺流程简单，制备的矿棉玻璃态良好，成纤率高，酸度系数可调范围宽等特点，可满足多样化的市场需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿棉生产
，特别涉及。
技术介绍
随着全球经济的快速发展，能源紧缺的问题愈加严重，节能减排技术成为世界各国的研究热点。当前，我国能源形势严峻，产品能耗指标过高，主要用能产品的单位产品能耗比发达国家高25-90% (加权平均高40%左右)；其次产值能耗高，我国的产品产值能耗是世界上最高的国家之一，例如每千克油当量的能源，日本企业平均可以创造出10.2美元的产值，中国只能创造出0.7美元，仅为日本的1/15 ;我国单位能源使用产生的GDP，目前只有发达国家平均水平的1/5 1/16左右。与此同时，我国矿产资源和能源的利用率都很低，我国矿产资源总回收率仅为30-50%，比世界平均水平低10-20个百分点；单位产品产值能耗为世界平均水平的2.3倍。这些是造成我国产品生产成本高、企业经济效益差的重要原因之一。作为〃环境协调材料”的矿棉制品其传统生产工艺为冲天炉工艺，冲天炉的工作过程为:先将一定量的煤炭装入炉内作为底焦，它的高度一般在一米以上。点火后，将底焦加至规定高度，从风口至底焦的顶面为底焦高度。然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热，这一过程称为过热。随着底焦的烧失和金属炉料的熔化，料层逐渐下降。每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是碱性氧化物，它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上。在冲天炉内，同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应3个重要过程。传统冲天炉工艺工艺的制备过程中生产一吨矿棉制品平均需要消耗能源约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高居不下，一般都在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。欲降低矿棉制品的销售价格的关键之一是降低其能耗。虽然通过在传统工艺上采用一些新技术(如加热送风、富氧送风等)也能达到节能的目的，但降耗的幅度有限。而属于硅酸盐体系的高炉热态熔渣却具有很高的温度(1400-1600°C )，其平均热焓约为1670MJ/t，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。由于高炉熔渣用途很广，因此熔渣能量的回收原则是不仅要回收其余热资源，而且要便于炉渣的再利用，同时不产生环境污染。但目前，国内外高炉熔渣多以水淬法为主，热量无法回收利用。因此，采用高炉热态熔渣直接制备矿棉有利于解决上述
中各自存在的问题，实现了矿棉制备过程中的节能降耗和高炉热态熔渣热量再利用的有机统一，充分利用了高炉热态熔渣的热量，是当今研究的热点技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种钢铁热态熔渣矿棉，能循环综合利用钢铁行业固废资源，节能环保，同时实现矿渣附加值的最大化。本专利技术另一目的在于提供一种钢铁热态熔渣矿棉的制备方法，方法简单易行，适合工业化生产，节能环保，制备的矿棉具有玻璃态良好，成纤率高，酸度系数可调范围宽等特点，可满足多样化的市场需求。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 一种钢铁热态熔渣矿棉，所述钢铁热态熔渣矿棉原料由以下质量百分比计的组分组成:液态高炉渣为70-90%，调质料为10-30% ;所述液态高炉渣的原料各组分的质量百分比如下=SiO2 为 31-33%, Al2O3 为 15-17%，CaO 为 40-42%, MgO 为 7-8%, Fe2O3 为 0.5-1%, MnO 为0.1-0.3%, TiO2 为 1-4%, P2O5 为 0.1-1.5%, ZrO2 为 0.001-0.05%, BaO 为 0.01-0.5%, SrO 为0.001-0.1%，S 为 0.1-1.5%ο作为优选，所述液态高炉渣的质量百分比为75-85%，所述调质料的质量百分比15-25%。作为优选，所述调质料由长石与硅砂、玄武岩、白云石中的一种或几种混合组成。作为优选，所述调质料的粒度为20-80`目。更优选，所述调质料的粒度为40-60目。加入调质料的主要目的是为了调整矿棉的酸度系数，液态高炉渣的酸度系数约为1.01，为了满足矿棉酸度系数的要求,需要加入酸性氧化物,主要是SiO2和Al2O3来调节，使矿棉的酸度系数大于1.1，从而满足原棉、粒状棉和树脂棉对酸度系数的要求。同时，调质料的引入有利于降低熔渣的熔点、使其高温粘度和高温电阻降低，强化熔渣的澄清和均化过程，促进其玻璃化的形成，有利于实现矿棉所需熔体的顺利熔化，且有效的降低了熔化过程中的能耗。调制料的粒度为20-80目，粒度过大则不利于调制料的熔化，粒度过小则调制料在添加的过程中易于结团并漂浮在高温熔渣表面，同时会产生扬尘污染。本专利技术的调质料采用长石与硅砂、玄武岩、白云石中的一种或几种混合组成的方法引入，具有价格低、性能适用性好、易于获得等优点。长石是钾、钠、钙、钡等碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿物，晶体结构属架状结构。其主要成份为Si02、A1203、K2O, Na2O, CaO等。长石族矿物在地壳中分布最广，约占地壳总量重量的50%。它们是一种普遍存在的造岩矿物，其中60%赋存在岩衆中，30%分布在变质岩中，10%存在于沉积岩主要是碎屑岩中，但只有在相当富集时长石才可能成为工业矿物。长石的主要组份有四种:钾长石、钠长石、钙长石、钡长石，本专利技术选用钠长石，主要目的是引入SiO2和Na2O,增强高炉渣的玻璃生成能力，降低熔制温度，改善玻璃态的性能，减少玻璃缺陷的产生，同时调节矿棉的酸度系数。钠长石主要物理化学性质为Na20.Al2O3.6Si02，其中Na2O为11.8 %、Al2O3为19.5 %、SiO2为68.8%，密度为2.6g/cm3，莫氏硬度为6，三斜晶系，颜色为白、蓝、灰色，熔点1215°C。加入硅砂、玄武岩、白云石中的一种或几种是为了进一步对增强高温液态高炉渣的玻璃生成能力，调节矿棉的酸度系数，增强矿棉的白度和成纤率。作为优选，所述钢铁热态熔渣矿棉的酸度系数为1.1-1.8。作为优选，所述液态高炉渣的温度为1400_1520°C。液态高炉渣的温度为1400-1520°C，高温熔渣的温度过高则对初熔区的耐火材料造成较大的侵蚀、破坏，温度过低则需要在初熔区配制较大的加热能力，不利于熔渣显热的充分利用。一种钢铁热态熔渣矿棉的制备方法，所述制备方法步骤如下: ①通过渣槽将1400-1520°C的热态高炉渣直接引入到熔渣炉的初熔区中，在渣槽与熔渣炉的结合处上方放置料斗，料斗中加装调质料，调质料与热态高炉渣一起同步进入到熔渣炉的初熔区中； 通入这样的引入方式，调质料难以大量的漂浮于高温液态熔渣表面，有利于熔渣的快速均匀。②熔渣炉横向依次包括初熔区、主熔区和出料区，初熔区中的熔体温度保持在1400-1500°C，保温时间为4-6个小时，之后初熔区中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于：所述钢铁热态熔渣矿棉原料由以下质量百分比计的组分组成：液态高炉渣为70?90%，调质料为10?30%；所述液态高炉渣的原料各组分的质量百分比如下：SiO2为31?33%，Al2O3为15?17%，CaO为40?42%，MgO为7?8%，Fe2O3为0.5?1%，MnO为0.1?0.3%，TiO2为1?4%，P2O5为0.1?1.5%，ZrO2为0.001?0.05%，BaO为0.01?0.5%，SrO为0.001?0.1%，S为0.1?1.5%。

【技术特征摘要】
1.一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述钢铁热态熔渣矿棉原料由以下质量百分比计的组分组成:液态高炉渣为70-90%，调质料为10-30% ;所述液态高炉渣的原料各组分的质量百分比如下=SiO2 为 31-33%, Al2O3 为 15-17%，CaO 为 40-42%, MgO 为 7-8%, Fe2O3为 0.5-1%, MnO 为 0.1-0.3%, TiO2 为 1-4%, P2O5 为 0.1-1.5%, ZrO2 为 0.001-0.05%, BaO 为0.01-0.5%, SrO 为 0.001-0.1%，S 为 0.1-1.5%。2.根据权利要求1所述的一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述液态高炉渣的质量百分比为75-85%，所述调质料的质量百分比15-25%。3.根据权利要求1或2所述的一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述调质料由长石与娃砂、玄武岩、白云石中的一种或几种混合组成。4.根据权利要求1或2所述的一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述调质料的粒度为20-80目。5.根据权利要求4所述的一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述调质料的粒度为40-60 目。6.根据权利要求1或2所述的一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述钢铁热态熔渣矿棉的酸度系数为1.1-1.8。7.根据权利要求1或2所述的一种钢铁热态熔渣矿棉，其特征在于:所述液态高炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，朱爱萍，陈铁军，朱春江，李军，李胜春，沈健，高晓骏，
申请(专利权)人：宝钢矿棉科技宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：