CN101293731A - 利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿棉生产技术领域，是利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法。该方法是以红土镍矿为基础原料、将温度为1450～1500℃、酸度系数≥1.25的镍铁熔渣注入容量为15吨的电力保温炉内，无须添加任何熔剂，将熔体温度调整并保持在1350～1400℃的范围内，然后通过水冷可控流口和导流槽将调温后的熔体，准确引导至四辊离心机，使得镍铁熔渣直接转换为优质矿棉纤维。电力保温炉内的电极材料为金属或碳。

Description

利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法

技术领域

本发明涉及矿棉生产技术领域，具体地说是利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法。

背景技术

矿棉熔炼的传统技术是以焦炭为燃料、以块状高炉渣为主要原料的矿棉冲天炉熔炼技术，这也是目前国内外仍然广泛采用的一种矿棉熔炼方法。这种熔炼方法没有利用刚刚流出高炉的熔融态高炉渣直接生产矿棉，而是待高炉熔渣冷却成为块状渣之后再进入矿棉冲天炉熔炼，所以这种熔炼方式应属于重复的二次熔融过程，其所使用的能源也属于重复消耗的能源。同时，矿棉冲天炉所使用的焦炭燃料，也是原焦煤经过选、洗、配、炼等复杂过程而形成的二次能源，生产一吨焦炭需要消耗原焦煤约2.7吨左右，为此焦炭的单位售价是煤炭的1～2倍，但是1吨焦炭的热值仅为生产1吨焦炭所耗用原焦煤热值的57～60％左右，利用原焦煤生产成为焦炭过程的能源转换效率是比较低的。原本矿棉冲天炉的热效率就很低(25～40％)，再加上利用块状冷态高炉渣和焦炭为原料和燃料，所以矿棉冲天炉熔炼在能源的利用上是一种浪费。虽然在本世纪初出现了完全不使用焦炭的、采用高炉热装熔炼生产矿棉纤维的方法，使得矿棉熔炼能耗有了大幅度的降低(比焦炭矿棉冲天炉的熔炼能耗降低70％以上)，但是这种方法有一个比较致命的缺点：就是其最主要的原料——生铁高炉熔渣是碱性渣，其酸度系数小于1.0，为了满足矿棉成纤对熔体化学成分的要求，必须加入酸性熔剂对碱性高炉熔渣进行调质，以便将熔体的酸度系数提高至矿棉成纤最低要求的1.1～1.2的范围内。但是近几年来的实践证明，熔剂的熔化和均化存在着很大的难度，在实际生产中酸度系数最高只能够达到1.05左右，虽然这种矿棉可以满足生产矿棉制品的最低要求，但是在耐水性、纤维弹性、脆性、纤维长度等等方面很不稳定，在质量上难以稳定地满足矿棉制品的质量要求。多年来，在矿棉生产领域内矿棉冲天炉从来就是使用冷态块状高炉渣为主要原料，熔融高炉渣在冷却过程中所释放出来的热量(即显热)均被浪费了，从来也没有利用过显热。

发明内容

为了进一步挖掘工业熔渣显热的节能潜力，使得矿棉熔炼的节能达到一个更新的高度。本发明提出一种利用镍铁熔渣显热直接生产矿棉的方法，既能够达到大幅度降低熔炼能耗、又能够完全满足矿棉制品质量要求。

本发明的技术方案是，利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法，该方法是以红土镍矿为基础原料、将镍铁冶炼炉出炉的温度为1450～1500℃，酸度系数≥1.25的镍铁熔渣注入容量为15吨的电力保温炉内，无须添加任何熔剂，将熔体温度调整并保持在1350～1400℃的范围内，然后通过水冷可控流口和导流槽将调温后的熔体，准确引导至四辊离心机，使得镍铁熔渣直接转换为优质矿棉纤维。所述的电力保温炉内的电极材料为金属或碳。

针对《采用高炉热装熔炼生产矿棉纤维的方法》所存在的矿棉酸度系数低、矿棉理化性能不稳定的缺陷，找出一种酸度系数较高，理化性能完全符合优质矿棉成纤要求的熔渣，为此，通过对多种工业熔渣进行排查和试验后发现，符合上述要求的熔渣之一就是以红土镍矿为基础原料熔炼而成的镍铁熔渣。这种熔渣的酸度系数≥1.25，渣铁比高达3以上，无论从数量上或质量上均能够充分满足优质矿棉生产的需要；由于镍铁熔渣固有的化学性能已经能够充分满足矿棉成纤的需要，所以无需添加任何酸性熔剂进行调质而能够直接被利用，只需要对熔渣采取保温措施即可，不需要有酸性熔剂添加***，所以总体结构比调质炉简单；由于镍铁熔渣的出炉温度高达1450～1500℃(比生铁高炉渣高50～100℃)，其中所含有的显热比高炉渣多3～7％，加上其不存在酸性熔剂熔化耗热，所以用镍铁熔渣生产矿棉的熔炼能耗要比用生铁熔渣生产矿棉的熔炼能耗低16％以上(比矿棉冲天炉低80％以上——见表1)。

表1国内三种矿棉熔炼方法工艺流程对比

[说明]三种矿棉熔炼方法的后续工序相同，即：矿棉熔体→离心成纤→添加粘结剂→集棉→成型半成品→加热固化定型→整型→计量检验→成品入库。

本发明的有益效果是：本发明既能够达到大幅度降低熔炼能耗、又能够完全满足矿棉制品质量要求。本发明完全不使用焦炭为能源，是采用电力为能源。但是保温炉的能源输入构件与高炉热装熔炼法有所区别：高炉热装熔炼法调质炉只能够使用碳质电极，这类电极的价格昂贵、使用寿命低，不利于矿棉熔炼成本的降低。为此在本发明中，主要使用***式金属电极(也可使用碳素电极)，不仅价格较低，而且使用寿命较长，有利于熔炼成本的降低。

具体实施方式

某铁合金厂镍铁熔炼炉以红土镍基础原料提炼镍铁时，每天可产出镍铁熔渣240～270吨，平均每小时的出渣量为10～11吨(可同时满足二条年产2万多吨矿棉生产线的使用量)，出渣温度为1450～1500℃，熔渣酸度系数≥1.25，化学成分稳定。本发明采用在镍铁熔炉附近设置容量为15吨的电力保温炉，熔渣直接流入保温炉进行保温，经过调温后温度为1350～1400℃的镍铁熔渣，通过水冷可控熔体流口控制流出保温炉熔体的流量，并经导流槽将熔体流股引导至四辊离心机，实现矿棉的成纤过程。其矿棉质量应完全达到或超过国家标准或国内先进水平。

Claims (2)

1.利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法，其特征在于，该方法是以红土镍矿为基础原料、将镍铁冶炼炉出炉的温度为1450～1500℃、酸度系数≥1.25的镍铁熔渣注入容量为15吨的电力保温炉内，无须添加任何熔剂，将熔体温度调整并保持在1350～1400℃的范围内，然后通过水冷可控流口和导流槽将调温后的熔体，准确引导至四辊离心机，使得镍铁熔渣直接转换为优质矿棉纤维。

2、根据权利要求1所述的利用镍铁熔渣显热生产矿棉的方法，其特征在于，所述的电力保温炉内的电极材料为金属或碳素。