一种以冶金废料和高炉熔渣为原料的岩棉及其生产方法与流程

高炉矿渣制备岩棉背景技术：

熔融高炉熔渣是高炉的主要副产品之一。通常，每吨熔融高炉熔渣含有(126～188)×104kJ的显热，相当于30～40kg重油的能量，而且其具有较高的温度，约1450～1600℃，属于品良的余热资源，具有很高的回收利用价值。

目前国内主要采用冲天炉法生产岩棉，该方法是以自然生长岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩等为基本原料，经熔化、纤维化而制成的一种无机质纤维。它具有质轻、导热系数小、不燃烧、防蛀、价格适宜、蚀(以实际报告为主)、化学稳定性好、吸声性能好等特点，所以在建筑物的填充绝热、吸声、隔声、制氧机和冷库保冷及各种热力设备填充绝热等方面大量的应用。

现有的岩棉生产工艺多数以自然生长岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩等为基本原料，并配以硅石、白云石等作为辅料调整酸度系数，再配加确定量的焦炭后在冲天炉中熔化、调匀，然后使用四辊离心机系统制取成棉。该工艺的主要缺点在于：1)需要消耗大量焦炭、煤等能源，每吨岩棉约需0.6～0.7吨焦炭等燃料，燃烧后粉尘污染严重，若配以烟气处理系统则成本明显升高；2)需要以自然生长岩石如玄武岩、辉绿岩、安山岩，消耗大量的自然生长资源，造成环境破坏，增加了生产成本；3)需要将冷态岩石等原料熔化，消耗大量能源。

其具体内容为：以熔态高炉矿渣为原料，以矿山尾矿为调质剂，采用两级电炉加热，并在炉底设置氮气喷吹系统，经优良均化调质后的熔浆被离心机甩成3～5微米的矿棉细丝，经集棉机收集后深受矿棉产品。该发明存在以下问题：一是仅表述以矿山尾矿为附加剂，其原料水分等理化性质未明确，若尾矿粒度过粗、水分过高、化学成分不合理，将对生产矿渣棉的高炉熔渣熔融工艺有明显影响，将导致产品质量降低，生产成本上升，甚至引起爆炸事故；二是在熔化炉向熔体喷吹氮气将使熔体温度速度适宜下降，需要补充电极加热，浪费大量能源。

其具体内容为：通过渣槽将热态高炉熔渣直接引入到熔渣炉的初熔区，调质料与热态高炉熔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4～6h，之后进入主熔区，主熔区的熔体温度保持在1420～1450℃，保温时间为6～9h，之后进入出料区，再流到离心机的滚轮上，形成原棉。该发明存在以下问题：熔渣炉包括初熔区和主熔区，且并未分离，若高炉熔渣出现较长时间的断流，整体生产流程需全部停止，能源浪费严重，生产效率较低。而且初熔区加料升温工艺多变，主熔区保温工艺稳定，将其置于同一电炉内时互相有干扰，导致电耗增加，生产成本较高，实际生产采用较少，实用性较差。

因此，现有技术中岩棉生产工艺存在原料费用高、能源消耗大、污染严重、能耗高等问题亟需解决。

一种以冶金废料和高炉熔渣为原料的岩棉的生产方法，包括如下步骤：

1)高炉熔渣的引出：从高炉平台渣沟将高炉熔渣引出，引出过程中保护高炉熔渣的温度和流动性，使其直接流出至平台外的电炉内，电炉内接受高炉熔渣温度≥1250℃；

2)熔体预热：利用电炉加热系统将高炉熔渣加热至1350～1490℃，使粘度≤1Pa·S，以保护高炉熔渣的流动性；

3)混合熔体的配制：将冶金废料附加剂加入高炉熔渣中，继续加热，并通过电磁力的作用实现混合熔体的温度提升和混匀；然后将混合熔体通过电炉下部流口传送至保温炉，在保温炉中使混合熔体完成均匀化和澄清；混合熔体终温度为1320～1420℃，粘度为1～3Pa·S；

4)岩棉拉丝：将保温炉中的混合熔体引流至制棉系统，由四辊离心机制成纤维平均直径≤7μm的岩棉。

一种以冶金废料和高炉熔渣为原料的岩棉的生产方法，包括如下步骤：

1)高炉熔渣的引出：从高炉平台渣沟将高炉熔渣引出，引出过程中保护高炉熔渣的温度和流动性，使其直接流出至平台外的电炉内，电炉内接受高炉熔渣温度≥1250℃。

2)熔体预热：利用电炉加热系统将高炉熔渣加热至1350～1490℃，使粘度≤1Pa·S，以保护高炉熔渣的流动性。使其具备速度适宜实现熔体与附加剂的熔合与均匀化的条件。

3)混合熔体的配制：将冶金废料附加剂加入高炉熔渣中，继续加热，并通过电磁力的作用实现混合熔体的温度提升和混匀；然后将混合熔体通过电炉下部流口传送至保温炉，在保温炉中使混合熔体完成均匀化和澄清；混合熔体终温度为1320～1420℃，粘度为1～3Pa·S。

电炉生产工序中每隔1～2月通过底部出口排出铁水一次。铁水来源于附加剂中的氧化铁与电极中的碳还原后的铁，若不将其排出，将对熔渣炉体耐火材料造成侵蚀和冲刷，影响电炉寿命。

4)岩棉拉丝：将保温炉中的混合熔体引流至制棉系统，由四辊离心机制成纤维平均直径≤7μm的岩棉。

成棉过程中可将雾状的防尘油和作为粘结剂的水溶性热固型酚醛树脂喷洒于岩棉丝上。岩棉加工成型后深受岩棉板、岩棉毡、岩棉管等产品。