專利名稱：利用熱態粉煤灰或爐渣制造無機耐火纖維制品的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用粉煤灰制造無機耐火纖維制品的方法。
背景技術：
國內外市場已有的耐火纖維基本分兩大類即以普通巖石、礦渣、玻璃等為主要原料的巖棉、礦渣棉、玻璃棉纖維為代表的低溫產品，其耐火溫度在700°C以下；和以氧化鋁粉、氧化硅粉、高鋁含量煤矸石和焦寶石為主要原料的硅酸鋁纖維為代表的高溫產品，其耐火溫度在900°C以上。目前巖棉等低溫產品，主要用于一般性工業保溫及建筑防火保溫場所；近年來更多的進入了建筑領域，主要應用于普通住宅、商業建筑、公共設施建筑、鋼結構建筑、倉儲建筑等要求保溫、絕熱、隔音、透氣、防火、吸聲、質輕、抗震等場合。以硅酸鋁系為代表的陶瓷纖維高溫產品，主要用于工業窯爐及需要高溫絕熱的場所。隨著全球經濟的不斷發展，耐火纖維的需求量逐年增加、應用領域不斷增大，已有的產量已難以滿足需求的增長。但同時，氧化鋁粉、氧化硅粉等原料的價格日益高漲，使得高溫耐火纖維制品的生產成本大幅增加，又制約了市場的需求。

發明內容
本發明目的是克服上述已有技術的不足，提供一種可降低生產成本、減少環境污染的直接利用電廠鍋爐排出的高溫熱態粉煤灰或爐渣作原料來制造無機耐火纖維制品的方法。熱態爐渣通過連接推進器的現有鍋爐備用保溫排渣管道，緩慢的輸送到電阻熔化爐內，在電阻爐內可根據爐渣性能增加一定量輔料，以調節爐渣熔化后熔池的穩定性。熱態爐渣經過在電阻爐內熔化后形成液態熔體，熔體流股經活動流槽落入四輥離心機。在高速離心力和高壓風機經風環提供的高速氣流作用下，完成纖維化，同時噴入粘結劑及防塵油， 渣球被分離，纖維被吹入集棉機內。渣球落入渣坑，由裝載車完成出渣。主要工序為熱態粉煤灰收集運輸、熔化、成纖、集棉、針刺、加熱處理、縱橫剪切、打卷、檢驗包裝。本發明方法是
(1)原料輸送直接在現有電廠鍋爐的備用排渣口上連接推進器和全密封式管道，將熱態爐渣和粉煤灰直接輸送到電阻爐內。所用熱態爐渣和粉煤灰的主要成份及其含量為A1203 30% -36%, Si02 :43% -53%, CaO 3% -10%ο爐渣及粉煤灰中鋁含量越高產品耐火溫度越高，滿足GB/T 11835-2007《絕熱用巖棉、礦渣棉及其制品》、GB/T 25975-2010《建筑外墻外保溫用巖棉制品》中關于產品指標要求即可達到產品使用要求。電阻爐的功率12000 kw,熔化能力140噸熔體/天，熔化溫度1450 1600°C，爐
齡10年。(2)原料熔化將電阻爐內的熔融物料加熱至1100°C -1200°C熔化后導通形成回CN 102531375 A
說明書
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路，并形成一定大小的熔池，啟熔后，利用熔融物料自身的電阻，繼續加熱和熔化原料，逐步加大三相電極的功率(至10000 kw)，在電阻爐中形成1450°C -1600°C的適合高溫熔體排放的熔池。熔融物料指碎玻璃及電廠熱態粉煤灰或爐渣。(3)熔池排放電阻爐內熔池熔液從爐底的鎢或鉬流口中間的孔洞中排放，形成流股。高溫液態流股流到高速旋轉的甩絲輥上，在離心力的作用下，被甩成纖維。
(4)集棉成纖后的纖維進入集棉導管，集棉導管與除渣器、集棉器連通；將粘結劑用帶有泵的噴管裝置均勻噴灑至纖維中，含有粘結劑的纖維在高壓風氣流、誘導風氣流、集棉器負壓風氣流的作用下，均勻平鋪形成棉胎，通過傳動網帶輸送至集棉器收棉位置，均勻地沉降于集棉器網帶上形成棉氈。集棉器網帶呈三角形布置，并高速運行，棉氈經集棉器上部出口壓輥加壓成薄氈。粘結劑是按照質量百分比計的含水率為40-60%的水玻璃(硅酸鈉) 溶液。除渣器是一種利用離心原理去除漿料中密度不同于漿料的雜質的設備，除渣器上部采用不銹鋼材質，下部為聚氨脂材料注塑而成，主體內壁為螺旋錐體設計。除渣器采用高效重質除渣器。集棉器是纖維狀耐火材料的集棉裝置，其主要由箱體、纖維入口、鏈輪、金屬網帶、 負壓箱、布棉板、調節系統和插板與密封膠輥組成。集棉器輸送網板采用干刷清掃和水洗沖刷兩種方式清掃。集棉機可調速運行，最終將一定厚度、均勻的棉氈，經過渡輸送機，送入擺動鋪氈系統。集棉機前部設置除渣裝置。 集棉過程中使用水幕除塵器，采用壓縮空氣清理方式過濾空氣，經水幕除塵后，空氣通過排放筒排放。(5)擺動鋪氈由集棉機送出的棉氈經過渡皮帶機送至擺錘輸送機，擺錘輸送機包括兩皮帶輸送機及一套擺動機構；棉氈由其夾送至加壓卷氈機，形成多層均勻棉氈，并送至加壓卷氈機固化系統。擺錘輸送機由傳送帶、擺式輸送機、推動裝置、下傳送帶組成，擺式輸送機為上端鉸接的豎向懸掛式設置。擺式輸送機由相互平行重疊連接在一起且相互之間有棉纖維制品通過間隙的兩個傳送帶組成，水平設置的下傳送帶位于擺式輸送機的下方，擺式輸送機的寬度方向與下傳送帶的傳輸方向相同，擺式輸送機的擺動方向與下傳送帶的寬度方向相同。工作時，棉纖維制品通過擺式輸送機兩個傳送帶可以進行壓實。由于擺式輸送機可以往復的擺動，因此在棉纖維制品落入到下傳送帶時，呈重疊狀布置。由于擺式輸送機是沿下傳送帶的寬度方向擺動，因此改變了棉纖維制品的排布方向。加壓卷氈機由前接受段、加壓段、卷氈輥三部分組成，當需要制板時，棉氈經前接受段、加壓段直接送入制板線的過渡輸送機。當需要制樹脂原棉氈時，將過濾輸送機移開， 直接在卷氈輥上取氈。(6)加熱處理采用效率高耗能低的微波干燥爐對纖維進行加熱，使纖維內水份蒸發干燥并硬化。氈層在微波作用下，形成一定厚度、容重的成品板、氈。微波干燥爐為隧道式微波干燥爐。(7)冷卻處理出來的棉板或氈通過循環水進行強制冷卻到0_20°C，便于后道工序加工，且可改善環境溫度。
(8)后處理后處理包括切割(縱切、橫切)、成品分選、疊羅包裝和碎邊回收；
切割采用縱橫剪切機，剪切間距可根據產品規格進行調節；剪切長度方向的控制是通過橫切鋸和自動測長控制器來完成。按照產品使用規格進行長度的剪切及剪切過程中的測量不使用燃氣或燃油加熱，無熱風。碎邊回收將縱切鋸切下的碎邊，經破碎利用風力送入集棉機再利用。檢驗及包裝入庫按照產品的相應檢驗標準，對成品進行質量檢驗，檢驗的內容包括外觀(100%檢驗)，渣球含量(抽驗)，抗拉強度(抽驗)，纖維直徑(抽驗)。經檢驗合格后的產品進行包裝，包裝機采用收縮薄膜自動打包。在每班檢驗后的產品，按優質品、合格品、二級品、不合格品、廢品五個等級。二級品以上分別入庫，等待銷售；不合格品等待處理。本發明直接利用鍋爐排出的高溫熱態粉煤灰或爐渣作原料來制造無機耐火纖維制品，將發電機組鍋爐的生產運行與耐火纖維生產工藝配套連接，利用傳送帶進行傳輸，無需使用運輸工具進行中間換件的途中轉運。粉煤灰或爐渣均是生產環節所產生的廢棄物， 就地利用成本極低。因此，原料采購及運輸成本均大大降低，使得最終產成品的成本降低， 減少環境污染。
具體實施例方式實施例1
(1)全部采用粉煤灰作原料。粉煤灰主要成分及其含量為A1203 33% -36%, Si02 :43% -50%, CaO 5% -10%ο直接從備用除渣通道口連接推進器管路，可根據具體情況管路可設多個推進器， 可爬坡、拐彎或放置于地溝，所有管路，均需使用不銹鋼材質并采取外保溫措施。推進器選取適合渣土運送的管式螺旋輸送機。(2)原料熔化將現有鍋爐的備用排渣口連接推進器，通過全密封式管道將熱態爐渣直接輸送到電阻熔化爐內。電阻爐以三相鉬電極作為發熱體，熔融物料加熱熔化后導通形成回路，并形成一定大小的熔池，啟熔后，利用熔融物料自身的電阻，繼續加熱和熔化原料。同時，逐步加大三相電極的功率，從而形成合適大小適合高溫熔體排放的熔池。(3)熔池排放時，熔液從爐底的鎢或鉬流口中間的孔洞中排放，形成液態流股，依靠流股自身重力流出。(4)集棉集棉器主要由下部的空腔和輸送網帶組成，利用風機抽風形成負壓空腔，負壓將纖維吸入集棉器中，在進入集棉器前，纖維與未成纖的渣球先經過除渣器分離， 重量較重的渣球落下留在除渣器中，而較輕的纖維被負壓吸入集棉器中。(5)擺動鋪氈由集棉機送出的棉氈，經過渡皮帶機，送至擺錘輸送機，擺錘輸送機包括傳送帶、擺式輸送機、推動裝置、下傳送帶；棉氈由其夾送至成型機，形成多層均勻棉氈，并送至固化系統。(6)加熱處理采用效率高耗能低的微波加熱方式，對纖維進行加熱，使纖維內水份蒸發干燥及硬化。氈層在微波作用下，形成一定厚度、容重的成品板、氈。后處理包括過渡段、冷卻段、切割段(縱切、橫切)、接收站、包裝機組成。后處理工序還包括一套碎邊回收系統，將縱切鋸切下的碎邊，經破碎利用風力送入集棉機再利用。切割段設有縱切鋸，間距可根據產品規格進行調節。長度方向的控制是通過橫切鋸和自動測長控制器來完成，不使用燃氣或燃油加熱，無熱風。(7)冷卻處理出來的棉板或氈通過循環水進行強制冷卻，冷卻到0-20°C，便于后
道工序加工。(8)后處理包括切割、成品分選、疊羅包裝和碎邊回收。實施例2
(1)全部采用爐渣作原料。爐渣的主要成份及其含量為A1203 30% -33%, Si02 :50% -53%, CaO 3% -5. 5%。(2)原料熔化電阻爐以三相鉬電極作為發熱體，熔融物料加熱熔化后導通形成回路，利用熔融物料自身的電阻，繼續加熱和熔化原料，形成合適大小適合高溫熔體排放的熔池。(3)熔池排放時，熔池熔液從爐底的鎢或鉬流口中間的孔洞中排放，形成液態流股，依靠流股自身重力流出。(4)集棉集棉器輸送網板采用干刷清掃。集棉機可調速運行，將一定厚度、均勻的棉氈，經過渡輸送機，送入擺動鋪氈系統。集棉過程中使用水幕除塵器，采用壓縮空氣清理方式過濾空氣，經水幕除塵后，空氣通過排放筒排放。(5)擺動鋪氈棉氈經過渡皮帶機，送至擺錘輸送機，再送至成型機，形成多層均勻棉氈，并送至固化系統。(6)加熱處理采用效率高耗能低的微波加熱方式加熱。(7)冷卻處理棉板或氈通過循環水進行強制冷卻到0-20°C。(8)后處理包括切割、成品分選、疊羅包裝和碎邊回收。實施例3
(1)采用粉煤灰和爐渣各一半混合起來作原料。熱態爐渣及粉煤灰混合后主要成份含量為A1203 30% -35%, Si02 :45% - 50%, CaO :5% _10%，物料的酸度系數為 4. 75。(2)原料熔化通過全密封式管道將熱態爐渣直接輸送到電阻熔化爐內。電阻爐以三相鉬電極作為發熱體，熔融物料加熱熔化后導通形成回路，繼續加熱和熔化原料，形成合適大小適合高溫熔體排放的熔池。(3)熔池排放時，熔池熔液從爐底的鎢或鉬流口中間的孔洞中排放，形成液態流股，依靠流股自身重力流出。(4)集棉集棉器輸送網板采用水洗沖刷方式。集棉機將一定厚度、均勻的棉氈， 經過渡輸送機，送入擺動鋪氈系統。集棉過程中使用水幕除塵器，采用壓縮空氣清理方式過濾空氣，經水幕除塵后，空氣通過排放筒排放。(5)擺動鋪氈棉氈經過渡皮帶機，送至擺錘輸送機，再送至成型機，形成多層均勻棉氈，并送至固化系統。( 6 )加熱處理采用效率高耗能低的微波加熱爐對纖維進行加熱，使纖維內水份蒸發干燥及硬化。(7)冷卻處理棉板或氈通過循環水進行強制冷卻到0-20°C。(8)后處理包括切割、成品分選、疊羅包裝和碎邊回收。利用三種不同的原料來生產無機耐火纖維制品，在原料處理及生產工藝流程上基本一致，不同的原料混合后的鋁、硅等元素的含量及比重略有不同，會對產成品的耐火溫度產生一些影響。經對原料的成分化驗及生產試驗表明，三種不同原料所產出的產品均能夠滿足國家標準。一般來說，鋁含量提高，產成品的耐火溫度相應會提高。
權利要求
1.一種利用熱態粉煤灰或爐渣制造無機耐火纖維制品的方法，其特征是(1)原料輸送在電廠鍋爐的備用排渣口上連接推進器和全密封式管道，將熱態爐渣和粉煤灰直接輸送到電阻爐內；電阻爐的熔化溫度為1450 1600°C ；所用熱態爐渣和粉煤灰的主要成份及其含量為 A1203 30% -36%, Si02 :43% - 53%, CaO 3% -10% ；(2)原料熔化將電阻爐內的熔融物料加熱至1100°C-1200°C熔化后導通形成回路，并形成一定大小的熔池；啟熔后，利用熔融物料自身的電阻，繼續加熱和熔化原料，逐步加大三相電極的功率，在電阻爐中形成1450°C -1600°C的適合高溫熔體排放的熔池；熔融物料指碎玻璃及電廠熱態粉煤灰或爐渣；(3)熔池排放熔池熔液從爐底的鎢或鉬流口中間的孔洞中排放，形成流股；高溫液態流股流到高速旋轉的甩絲輥上，在離心力的作用下，被甩成纖維；(4)集棉纖維進入集棉導管，集棉導管與除渣器、集棉器連通；將粘結劑用帶有泵的噴管裝置均勻噴灑至纖維中，含有粘結劑的纖維在高壓風氣流、誘導風氣流、集棉器負壓風氣流的作用下，均勻平鋪形成棉胎，通過傳動網帶輸送至集棉器收棉位置，均勻地沉降于集棉器網帶上形成棉氈；棉氈經集棉器上部出口壓輥加壓成薄氈；粘結劑是按照質量百分比計的含水率為40-60%的水玻璃溶液；(5)擺動鋪氈由集棉機送出的棉氈經過渡皮帶機送至擺錘輸送機，擺錘輸送機包括兩皮帶輸送機及一套擺動機構；棉氈由其夾送至加壓卷氈機，形成多層均勻棉氈，并送至加壓卷氈機上固化系統；(6)加熱處理用微波干燥爐對纖維進行加熱，使纖維內水份蒸發干燥并硬化，氈層在微波作用下，形成一定厚度、容重的成品板、氈；(7)冷卻處理棉板或氈通過循環水進行強制冷卻，冷卻到0-20°C，便于后道工序加工；(8)后處理切割、成品分選、疊羅包裝及碎邊回收。
2.如權利要求1所述的利用熱態粉煤灰或爐渣制造無機耐火纖維制品的方法，其特征是除渣器采用高效重質除渣器；集棉器是纖維狀耐火材料的集棉裝置，其主要由箱體、纖維入口、鏈輪、金屬網帶、負壓箱、布棉板、調節系統和插板與密封膠輥組成。
3.如權利要求1所述的利用熱態粉煤灰或爐渣制造無機耐火纖維制品的方法，其特征是微波干燥爐為隧道式微波干燥爐。
全文摘要
一種利用熱態粉煤灰或爐渣制造無機耐火纖維制品的方法，目的是降低生產成本、減少環境污染；本發明在電廠鍋爐的備用排渣口上連接推進器和全密封式管道，將熱態爐渣和粉煤灰直接輸送到電阻爐內；將熔融物料加熱形成適合高溫熔體排放的熔池；熔池熔液從爐底的鎢或鉬流口中間的孔洞中排放，形成流股；流到高速旋轉的甩絲輥上，在離心力的作用下，被甩成纖維；將粘結劑均勻噴灑至纖維中，含有粘結劑的纖維均勻平鋪形成棉胎，通過傳動網帶輸送至集棉器收棉位置，均勻地沉降于集棉器網帶上形成棉氈；由集棉機送至加壓卷氈機上固化系統；用微波干燥爐對纖維進行加熱；通過循環水進行強制冷卻到0-20℃；切割、成品分選、疊羅包裝及碎邊回收。
文檔編號C03B37/005GK102531375SQ201210003120
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者董鈺, 高中茂 申請人:山西國際電力科技有限公司