本發(fā)明屬于冶鐵爐渣綜合利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地，本發(fā)明涉及一種利用礦熱爐冶煉錳硅合金時產(chǎn)生的副產(chǎn)品錳硅合金渣直接熱送生產(chǎn)礦渣棉的方法。
背景技術(shù)：
：長期以來，冶煉廠是資源與能源消耗量大、排放廢棄物多及環(huán)境污染嚴重的企業(yè)。冶煉產(chǎn)生的爐渣多是以冷棄法處理，即將渣倒入渣罐，緩冷的方式或者沖渣冷卻后直接運往渣場堆積，以往我國多用此法。隨著鐵合金行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，工業(yè)化進程的不斷增加，對環(huán)境的壓力也日益加劇，通過錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉工藝的實施，大力推進我國冶金渣綜合利用，最終實現(xiàn)冶金渣“零排放”。對于鐵合金企業(yè)來說，嚴格控制污染源，對于廢水、廢氣、廢渣等進行集中管控及合理利用，深度挖掘企業(yè)潛力，變廢為寶，將三廢進行合理利用，能夠為企業(yè)實現(xiàn)新的效益增長點。礦渣棉的生產(chǎn)是在礦熱爐生產(chǎn)錳硅合金時，還伴隨產(chǎn)生高溫熔渣，將高溫熔渣送至礦渣棉車間，經(jīng)熔融成纖、固化等工序制成的一種保溫材料。礦渣棉可廣泛應(yīng)用于船舶、冶金、電力、建筑等行業(yè)，可用于建筑墻體、屋頂?shù)谋馗粢?；建筑隔墻、防火墻、防火門和電梯井的防火和降噪。船用巖棉板可用于船舶的保溫隔熱和防火隔斷；憎水巖棉板用于車輛、移動設(shè)備、冷庫工程、空調(diào)管道以及在潮濕環(huán)境中的保溫防火以及對防潮有一定要求的應(yīng)用場合；建筑用巖棉板具有優(yōu)良的防火、保溫和吸音性能。特別是礦渣棉用于外保溫層時，由于保溫層是具有全封閉性，基本消除了冷熱橋現(xiàn)象，保溫性能優(yōu)于外墻內(nèi)保溫?？梢姡ㄖ脦r棉板用于外保溫層的推廣對我國尤其是北方寒冷地區(qū)的建筑節(jié)能具有重大的意義。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供了一種利用礦熱爐冶煉錳硅合金時產(chǎn)生的副產(chǎn)品錳硅合金渣直接熱送生產(chǎn)礦渣棉的方法，解決了當前廢渣顯熱沒有得到有效利用以及礦渣棉生產(chǎn)成本較高的問題。一方面，本發(fā)明提供了一種錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，包括如下步驟：(1)提供錳硅合金熱熔渣；(2)在加熱爐內(nèi)對錳硅合金熱熔渣進行加熱、保溫、均化，并加入輔助原料進行調(diào)質(zhì)，得到調(diào)質(zhì)后的熔渣；(3)調(diào)質(zhì)后的熔渣進入離心機制成纖維，纖維被吹送至集棉機并形成初棉層；(4)由初棉層制備結(jié)構(gòu)棉并進入固化爐進行固化。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(1)中，高溫鐵水與所述錳硅合金熱熔渣從礦熱爐出鐵口一起流入鐵水包中，并將所述錳硅合金熱熔渣進一步溢流到渣罐中。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(2)中，在加熱爐中對所述錳硅合金熱熔渣進行加熱并保溫使其溫度保持在1350-1450℃之間，直至熱熔渣流出加熱爐。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(2)中，所述輔助原料是焦炭、白云石和石灰石中的任意一種或多種。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(2)中，所述加熱爐產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過除塵、換熱之后供固化爐使用。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(3)中，所述離心機的轉(zhuǎn)速是5000-7000轉(zhuǎn)/min。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(3)中，纖維被吹送至集棉機的同時將粘結(jié)劑和防塵油均勻地施加到纖維表面。前述的錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉的方法，在步驟(4)中，固化爐對結(jié)構(gòu)棉進行加壓定型出棉規(guī)格40-200mm，并鼓入200-250℃的熱風(fēng)進行固化。另一方面，本發(fā)明提供了前述的方法制備得到的礦渣棉。本發(fā)明提供的方法具有工藝順暢緊湊、節(jié)能降耗、生產(chǎn)規(guī)模較大、技術(shù)水平先進、設(shè)備可靠、勞動生產(chǎn)率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等特點，符合國家對建筑的節(jié)能管理政策，其絕緣保溫材料市場將會迅猛發(fā)展。隨著鐵合金行業(yè)持續(xù)的快速發(fā)展，工業(yè)化進程的不斷增加，對環(huán)境的壓力也日益加劇，通過錳硅合金渣生產(chǎn)礦渣棉工藝的實施，大力推進我國冶金渣綜合利用，最終實現(xiàn)冶金渣“零排放”。具體實施方式為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實施方式，對本發(fā)明做詳細說明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。錳硅合金冶煉時，在爐料的冶煉過程中，爐料中的錳和鐵的高價氧化物在爐料區(qū)被高溫分解或被co還原，到1373～1473k時，高價氧化錳被充分還原成mno，全部的feo進一步還原成fe；mno比較穩(wěn)定，只能用碳直接還原，由于爐料中sio2含量較高，反應(yīng)生成了低熔點硅酸鹽。具體反應(yīng)如下。mno+sio2＝mnsio3t熔＝1250℃··················(1)2mno+sio2＝mn2sio4t熔＝1345℃···················(2)mno的還原反應(yīng)是在液態(tài)熔渣中進行，錳用碳直接能生成穩(wěn)定的化合物mn3c，其反應(yīng)式為：mno·sio2+4/3c＝1/3mn3c+sio2+co↑·················(3)爐料中的氧化鐵與c還原容易，隨著溫度的增高，硅被還原出來，其反應(yīng)式為：sio2+2c＝si+2co↑·························(4)由于硅與錳能夠生成比mn3c更穩(wěn)定的化合物mnsi，當還原出的硅遇到mn3c時，mn3c中的碳就被置換出來，造成合金中碳量下降，其反應(yīng)式為：1/3mn3c+si＝mnsi+1/3c·································(5)隨著還原出來的硅含量的提高，碳化錳受到破壞，合金中的碳進一步降低。通過渣中al2o3、sio2、cao三種成分含量的分析，cao-al2o3-sio2三元系渣的熔點為1350℃-1400℃，冶煉出渣溫度約為1450℃。利用多金屬熔渣的顯熱性，熔渣從爐內(nèi)放出時在高溫熔融狀態(tài)下，熔渣從高溫熔融狀態(tài)冷卻至常溫固態(tài)時放出的熱量約1550-1750kj/kg，充分利用高溫熔渣顯熱，其熔煉的熱效率可達80％以上。作為環(huán)保材料的礦棉制品，其傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為沖天爐工藝。沖天爐工藝制備過程中每生產(chǎn)一噸礦棉制品平均需要消耗能源折合約550公斤標準煤(包括焦、電等)，能耗費用占工廠成本的30％以上，致使礦棉制品的銷售價格居高不下(在2500-3200元/噸以上)，成為礦棉制品難以進入建筑市場最為突出的瓶頸問題之一。傳統(tǒng)的礦渣棉生產(chǎn)是以塊狀焦炭和高爐渣為主要原料，加入沖天爐內(nèi)進行熔煉，熔化后的礦渣進入礦棉機甩絲制毯。作為目前主流工藝，該工藝存在諸多弊端，如環(huán)境無污染、需要高質(zhì)量的焦炭、空氣對纖維有影響。由于作為沖天爐原料的爐渣原本從高爐內(nèi)放出時是呈熔融狀態(tài)的，經(jīng)冷卻、破碎后才成為沖天爐原料，所以它在沖天爐內(nèi)二次熔融，爐渣顯熱沒有得到有效利用?；谏鲜銮闆r，本發(fā)明提供了一種利用礦熱爐冶煉錳硅合金時產(chǎn)生的副產(chǎn)品錳硅合金熱熔渣直接熱送生產(chǎn)礦渣棉的方法。第一步，提供錳硅合金熱熔渣。礦熱爐冶煉錳硅合金時，錳硅合金冶煉出鐵采用渣鐵混出工藝，出鐵口設(shè)置鐵水包以及渣罐，高溫鐵水和錳硅合金熱熔渣從礦熱爐出鐵口一起流出，流入鐵水包中，熔融錳硅合金(即高溫鐵水)密度5.5t/m3，熱熔渣密度2.9t/m3，由于比重差異較大，因此包中的鐵水與熱熔渣會產(chǎn)生分層，即鐵水包上層為熱熔渣，下層為鐵水，再將熱渣進一步溢流到渣罐中，供后續(xù)生產(chǎn)使用。礦熱爐的錳硅合金熱熔渣本身具有很高的溫度(1400-1600℃)，其平均熱焓約為1550-1750kj/kg，屬于高品質(zhì)的余熱資源，具有很高的回收價值。第二步，在加熱爐內(nèi)對錳硅合金熱熔渣進行加熱、保溫、均化，并加入輔助原料進行調(diào)質(zhì)。出鐵完畢后，鐵水包在澆鑄跨進行澆鑄，天車將渣罐送至軌道平車上，蓋上渣罐蓋進行保溫以及防止雜物進入熱熔渣，經(jīng)平車運往加熱爐。在加熱爐中對所述錳硅合金熱熔渣進行加熱并保溫使其溫度保持在1350-1450℃之間，直至熱渣流出加熱爐，熱熔渣由加熱爐下部出料口流出。保溫加熱的同時加入輔助原料進行調(diào)質(zhì)，輔助原料包括焦炭、白云石和石灰石等中的任意一種或多種，調(diào)節(jié)熱熔渣酸度，使熱熔渣的酸度系數(shù)控制在1.0-1.4之間。加熱爐抽氣口處產(chǎn)生的煙氣溫度在200℃左右，經(jīng)低溫換熱器換熱后可得到200℃左右的熱風(fēng)，用于補充固化爐熱量從而能夠節(jié)省煤氣或天然氣。煙氣成分主要為二氧化碳、氮氣、煙塵等。其中，加熱爐為全密閉結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有管式水冷爐蓋及節(jié)能型短網(wǎng)，利用電極進行加熱，電極操作采用液壓升降式銅管式導(dǎo)電橫臂，由plc系統(tǒng)進行自動控制。第三步，調(diào)質(zhì)后的熔渣進入離心機制成纖維，以及纖維被吹送至集棉機并形成初棉層。調(diào)質(zhì)后的熱熔渣通過保溫爐下特制水口及流槽流入離心機成纖。離心機由高速運轉(zhuǎn)的離心輥部件和包絡(luò)在離心輥外的風(fēng)環(huán)組成。離心機的轉(zhuǎn)速為5000-7000轉(zhuǎn)/min，流入離心機的高溫熔渣在離心輥的離心力和由風(fēng)環(huán)噴出的高速氣流的復(fù)合作用下牽伸成纖維，并將纖維吹送至集棉機，纖維在飛越過程中，利用其與渣球的速度差有效地將未成纖的渣球分離出去。同時，采用細霧位多點噴射方式，將粘結(jié)劑、防塵油均勻地施加到纖維表面。纖維在集棉機的負壓風(fēng)抽吸作用下均勻沉降到高速運行的集棉帶上，形成很薄的初棉層。其中，粘結(jié)劑和防塵油可通過常規(guī)市購獲得，在實際生產(chǎn)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需要能夠合理的選擇合適的粘結(jié)劑和防塵油。其中，根據(jù)不同產(chǎn)品的要求，集棉帶的速度可分別設(shè)定，根據(jù)不同產(chǎn)品，速度在3-15m/s之間調(diào)節(jié)。第四步，制備結(jié)構(gòu)棉以及固化。初棉層依次經(jīng)過渡輸送機、成型輸送機、打褶機、加壓機進入固化爐。其中，成型輸送機出口接皮帶機，由它控制板氈(即礦渣棉)生產(chǎn)線的速度以保證產(chǎn)品的密度；在輸送機與固化爐之間將設(shè)置打褶機、加壓機，通過調(diào)節(jié)速度差使棉氈纖維分布發(fā)生變化，以制造結(jié)構(gòu)棉。固化棉氈(即結(jié)構(gòu)棉)進入固化爐，氈層在固化爐內(nèi)被上下網(wǎng)板加壓定型，固化爐對結(jié)構(gòu)棉進行加壓定型出棉規(guī)格40-200mm，同時鼓入200-250℃的熱風(fēng)，穿過氈層，使其中粘結(jié)劑固化并形成具有一定厚度和強度的連續(xù)棉板、棉氈，從固化爐出來的板氈經(jīng)過渡輸送機、冷卻輸送機、縱切輸送機、橫切輸送機、橫切鍘刀機和接收站成為成品。板狀產(chǎn)品通過收縮薄膜包裝機自動包裝入庫。與傳統(tǒng)的沖天爐工藝相比，本發(fā)明的方法充分回收利用了礦熱爐冶煉錳硅合金時產(chǎn)生的副產(chǎn)品錳硅合金熱熔渣的顯熱，同時又生產(chǎn)出了諸如礦渣棉的具有較高附加值的建材產(chǎn)品，實現(xiàn)了冶金渣“零排放”。下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。下述各實施例中，錳硅合金渣來自申請人公司，其主要成分如表1所示。爐渣成分mnosio2a12o3caofeomgo質(zhì)量含量/％10.8641.5822.3716.224.564.41實施例1(1)錳硅合金冶煉出鐵采用渣鐵混出工藝，出鐵口設(shè)置鐵水包以及渣罐，高溫鐵水和錳硅合金熱熔渣從礦熱爐出鐵口一起流出，流入鐵水包中，再將熱渣進一步溢流到渣罐中，進入下一步。(2)出鐵完畢后，鐵水包在澆鑄跨進行澆鑄，天車將渣罐送至軌道平車上，蓋上渣罐蓋進行保溫以及防止雜物進入熱熔渣，經(jīng)平車運往加熱爐。在加熱爐中對所述錳硅合金熱熔渣進行加熱并保溫使其溫度保持在1350-1400℃之間，直至熱渣流出加熱爐，熱熔渣由加熱爐下部出料口流出。保溫加熱的同時加入輔助原料進行調(diào)質(zhì)，輔助原料包括白云石、石灰石等，調(diào)節(jié)熱熔渣酸度，使熱熔渣的酸度系數(shù)控制在1.2-1.4之間。(3)調(diào)質(zhì)后的熱熔渣通過保溫爐下特制水口及流槽流入離心機成纖。離心機的轉(zhuǎn)速為6000-7000轉(zhuǎn)/min，流入離心機的高溫熔渣在離心輥的離心力和由風(fēng)環(huán)噴出的高速氣流的復(fù)合作用下牽伸成纖維，并將纖維吹送至集棉機，纖維在飛越過程中，利用其與渣球的速度差有效地將未成纖的渣球分離出去。同時，采用細霧位多點噴射方式，將粘結(jié)劑、防塵油均勻地施加到纖維表面。纖維在集棉機的負壓風(fēng)抽吸作用下均勻沉降到高速運行的集棉帶上，形成很薄的初棉層。(4)初棉層依次經(jīng)過渡輸送機、成型輸送機、打褶機、加壓機進入固化爐。氈層在固化爐內(nèi)被上下網(wǎng)板加壓定型，固化爐對結(jié)構(gòu)棉進行加壓定型出棉規(guī)格40-100mm，同時鼓入200-250℃的熱風(fēng)，穿過氈層，使其中粘結(jié)劑固化并形成具有一定厚度和強度的連續(xù)棉板、棉氈，從固化爐出來的板氈經(jīng)過渡輸送機、冷卻輸送機、縱切輸送機、橫切輸送機、橫切鍘刀機和接收站成為成品。板狀產(chǎn)品通過收縮薄膜包裝機自動包裝入庫。實施例2(1)錳硅合金冶煉出鐵采用渣鐵混出工藝，出鐵口設(shè)置鐵水包以及渣罐，高溫鐵水和錳硅合金熱熔渣從礦熱爐出鐵口一起流出，流入鐵水包中，再將熱渣進一步溢流到渣罐中，進入下一步。(2)出鐵完畢后，鐵水包在澆鑄跨進行澆鑄，天車將渣罐送至軌道平車上，蓋上渣罐蓋進行保溫以及防止雜物進入熱熔渣，經(jīng)平車運往加熱爐。在加熱爐中對所述錳硅合金熱熔渣進行加熱并保溫使其溫度保持在1400-1450℃之間，直至熱渣流出加熱爐，熱熔渣由加熱爐下部出料口流出。保溫加熱的同時加入輔助原料進行調(diào)質(zhì)，輔助原料包括白云石、石灰石等，調(diào)節(jié)熱熔渣酸度，使熱熔渣的酸度系數(shù)控制在1.0-1.3之間。(3)調(diào)質(zhì)后的熱熔渣通過保溫爐下特制水口及流槽流入離心機成纖。離心機的轉(zhuǎn)速為5000-6000轉(zhuǎn)/min，流入離心機的高溫熔渣在離心輥的離心力和由風(fēng)環(huán)噴出的高速氣流的復(fù)合作用下牽伸成纖維，并將纖維吹送至集棉機，纖維在飛越過程中，利用其與渣球的速度差有效地將未成纖的渣球分離出去。同時，采用細霧位多點噴射方式，將粘結(jié)劑、防塵油均勻地施加到纖維表面。纖維在集棉機的負壓風(fēng)抽吸作用下均勻沉降到高速運行的集棉帶上，形成很薄的初棉層。(4)初棉層依次經(jīng)過渡輸送機、成型輸送機、打褶機、加壓機進入固化爐。氈層在固化爐內(nèi)被上下網(wǎng)板加壓定型，固化爐對結(jié)構(gòu)棉進行加壓定型出棉規(guī)格100-200mm，同時鼓入200-250℃的熱風(fēng)，穿過氈層，使其中粘結(jié)劑固化并形成具有一定厚度和強度的連續(xù)棉板、棉氈，從固化爐出來的板氈經(jīng)過渡輸送機、冷卻輸送機、縱切輸送機、橫切輸送機、橫切鍘刀機和接收站成為成品。板狀產(chǎn)品通過收縮薄膜包裝機自動包裝入庫。最后，需要注意的是：以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例，當然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行改動和變型，倘若這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12