專利名稱：滿足短流程生產礦棉的電磁感應礦渣熔爐及其生產方法
技術領域：
本發明涉及的是一種用以滿足短流程生產礦棉的電磁感應礦渣熔爐及其生產方法。屬于電磁感應礦渣熔爐生產礦棉技術領域。
背景技術：
鋼鐵行業作為工業化進程中的主力軍同樣面臨著機遇與挑戰。高爐煉鐵的工序能 耗占鋼鐵工業總能耗的60%，是鋼鐵工業的能耗大戶，其節能減排潛力巨大。高爐渣是高爐煉鐵排放出的一種固體廢棄物，其處理過程中不僅消耗大量的能源，同時也排出大量的有害物質。因此，開展高爐渣回收利用方面的研究十分必要，高爐渣一種工業固體廢物。高爐煉鐵過程中排出的渣，又稱高爐礦渣，可分為煉鋼生鐵渣、鑄造生鐵渣、錳鐵礦渣等。中國和蘇聯等國一些地區使用鈦磁鐵礦煉鐵，排出釩鈦高爐渣。依礦石品位不同，每煉I噸鐵排出O. 3 I噸渣，礦石品位越低，排渣量越大。中國目前每年排放2000多萬噸。礦渣棄置不用會占用土地，浪費資源，污染環境。1589年德國即開始利用高爐渣。20世紀中期以后，高爐渣綜合利用迅速發展。目前美國、英國、加拿大、法國、德意志聯邦共和國、瑞典、t匕利時等許多國家都已做到當年排渣，當年用完，全部實現了資源化。日本1980年利用率為85%，蘇聯1979年利用率在70%以上，中國1981年利用率為83%。高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢物，當爐溫達到1400— 1600°C時，爐料熔融，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑和其他不能進入生鐵中的雜質形成以硅酸鹽和鋁酸鹽為主浮在鐵水上面的熔渣。高爐礦渣中主要的化學成分是SiO2, Al2O3, CaO, MgO, MnO,FeO，S等。此外，有些礦渣還含有微量的TiO2, V2O5, Na2O, BaO，P2O5, Cr2O3等。在高爐礦渣中CaO, SiO2, Al2O3占重量的90%以上。礦渣棉用壓縮空氣或高壓蒸汽噴吹纖細的熔渣流，可制取礦棉，生產礦渣棉的方法有噴吹法和離心法兩種。原料在熔爐中熔化后流出，即用蒸汽或壓縮空氣噴吹成礦渣棉的方法叫做噴吹法。原料在熔爐中熔化后落在回轉的圓盤上，用離心力制成礦渣棉的方法叫做離心法。直接噴吹高爐熔渣，雖工藝簡單，投資較少，但渣棉質量難以保證。

發明內容
本發明提出的是一種用以滿足短流程生產礦棉的電磁感應礦渣熔爐及其生產方法，其目的旨在解決現有技術所存在的熱高爐渣升溫調質困難，從而提高熔爐的熱效率和短流程生產的靈活性，提高生產效率，與現有的沖天爐巖棉工藝相比，此法可減少能耗4 O %，產品成本可降低I 5 %。本發明的技術解決方案用以滿足短流程生產礦棉的電磁感應礦渣熔爐，其特征是包括小車、電磁感應熔爐、旋轉爐蓋、電極升降及回轉攪拌裝置和多根感應加熱電極；其中電磁感應熔爐使用螺釘固定在小車上，旋轉爐蓋則固定在地面地基上的預埋鋼板上，電極升降及回轉攪拌裝置使用螺釘固定在旋轉爐蓋上，可隨旋轉爐蓋一起旋轉，感應加熱電極固定在電極升降及回轉攪拌裝置上，因此，電極升降及回轉攪拌裝置與感應加熱電極共同隨旋轉爐蓋一起旋轉；工作時，小車上的電動機通電，通過減速機減速，將動力傳給動力軸，動力軸驅動二個主動輪在軌道上滾動，以滿足固定其上的電磁感應熔爐在各工位間的水平移動；固定在旋轉爐蓋底座上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪，驅動旋轉爐蓋、固定在爐蓋上的電極升降及回轉攪拌裝置和感應加熱電極回轉；固定在電極升降及回轉攪拌裝置上的減速電機通電后，驅動滾珠絲桿旋轉，進而通過固定在電極升降及回轉攪拌裝置手臂上的滾珠絲桿螺母，帶動電極升降及回轉攪拌裝置手臂升降，最終完成感應加熱電極的升降；固定在電極升降及回轉攪拌裝置手臂上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪，驅動固定感應加熱電極的固定板，實現感應加熱電極的旋轉攪拌動作，多根感應加熱電極安裝在電極升降及回轉攪拌裝置上；所述的旋轉爐蓋的結構包括升降油缸、立柱、回轉支撐、減速電機、底座、爐蓋和爐蓋臂，其中立柱通過回轉支撐固定在底座上，爐蓋通過爐蓋臂固定在立柱上；減速電機通過回轉支撐與爐蓋相接，升降油缸的鋼筒固定在立柱上，升降油缸的活塞桿則與爐蓋臂固定，減速電機固定在旋轉爐蓋底座上，回轉支撐外圈齒輪與立柱、升降油缸和爐蓋串接；升降油缸的活塞桿與爐蓋臂、爐蓋相接；工作時，減速電機通過回轉支撐帶動爐蓋旋轉；固定在旋轉爐蓋底座上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪驅動旋轉立柱、升降油缸和爐蓋實現回轉；升降油缸的活塞桿伸縮，帶動爐蓋臂與爐蓋實現升降；所述的電極升降及回轉攪拌裝置的結構包括滾珠絲桿、電極 升降固定立柱、電極升降減速電機、升降臂、回轉減速電機、電極回轉支撐和電極固定板；其 中多根感應加熱電極固定在電極固定板上，電極固定板固定在電極回轉支撐的帶齒輪外圈上，電極回轉支撐的內圈固定在爐蓋臂上；滾珠絲桿的絲桿兩端，分別通過帶座軸承，固定在電極升降固定立柱上，滾珠絲桿的螺母固定在升降臂上；升降臂通過前后八個滾輪，套在電極升降固定立柱上，電極升降減速電機接滾珠絲桿，滾珠絲桿通過螺母連接升降臂，升降臂、回轉減速電機、電極回轉支撐和電極固定板串接；工作時，電極升降減速電機通電后，通過驅動滾珠絲桿絲桿的轉動，進而通過滾珠絲桿的螺母，帶動升降臂、回轉減速電機、電極回轉支撐和電極固定板作沿電極升降固定立柱的升降運動。短流程生產礦渣棉的方法，包括如下工藝步驟
I)將高爐熱渣直接或轉運熱渣包車裝入電磁感應熔爐，用熱渣裝入節能效果顯著，熱渣溫度在1400度-1500度，裝入熔融調質熱渣熔爐后會降溫到1100-1200度；2)通過電磁感應熔爐的電磁感應升溫到1450-1550度；3)在80% 90%的高爐熱渣中添加占高爐熱渣重量10% 20%的石英石進行調質升溫到1450-1550度，加入石英石的目的是調質提高渣棉的品位,將高爐渣棉變為質量高的礦棉；
所述的調質升溫到1450-1550度的熔融礦渣，是通過流槽將熱礦渣流裝入礦渣恒溫保溫爐，礦渣恒溫保溫爐有二個可控制流量的液渣流嘴，熱渣流嘴流出的礦渣流進入下一道制棉設備制成礦棉。本發明的優點利用短流程生產礦棉的工藝，與沖天爐巖棉工藝相比，此法可減少能耗4 O %，產品成本可降低I 5 % ;由于可較方便地調整高爐渣的化學成分，產品質量可達巖棉水平，而優于熱電廠旋風爐液態渣棉。短流程生產的熱裝高爐渣、添加礦石及熔渣部分的控制由工控機、PLC系統組成。熔爐不僅升溫、調溫、保溫、調質性能優越，而且裝載容量大，為規模生產奠定了良好基礎。熱裝高爐渣熔融工藝更有利于適應礦物棉及其制品大發展遠景的市場需求。在解決了現有技術所存在熱高爐渣升溫調質的困難的同時提高了熔爐爐的熱效率和短流程生產的靈活性，提高生產效率。熔爐不僅升溫、調溫、保溫、調質性能優越，而且裝載容量大，為規模生產奠定了良好基礎。熱裝高爐渣熔融工藝更有利于適應礦物棉及其制品大發展遠景的市場需求。


附圖I是電磁感應礦渣熔爐的結構示意總圖。附圖2是電磁感應礦渣熔爐的小車結構示意圖。附圖3是電磁感應礦渣熔爐的電磁感應熔爐結構示意圖。附圖4是電磁感應礦渣熔爐的旋轉爐蓋結構示意圖。附圖5是電磁感應礦渣熔爐的電極升降及回轉攪拌裝置結構示意圖。
圖中的I是小車、2是電磁感應熔爐、3是旋轉爐蓋、4是電極升降及回轉攪拌裝置、 5是多根感應加熱電極、6是車輪、7是小車體、8是減速器、9是剎車器、10是電動機、11是爐嘴、12是傾轉油缸、13是感應線圈、14是爐殼、15是爐架、16是升降油缸、17是立柱、18是回轉支撐、19是減速電機、20是底座、21是爐蓋、22是爐蓋臂、23是滾珠絲桿、24是電極升降固定立柱、25是電極升降減速電機、26是升降臂、27是回轉減速電機、28是電極回轉支撐、29是電極固定板。
具體實施例方式對照附圖1，電磁感應礦渣熔爐，其結構包括小車I、電磁感應熔爐2、旋轉爐蓋3、電極升降及回轉攪拌裝置4和多根感應加熱電極5 ;其中電磁感應熔爐2使用螺釘固定在小車I上，旋轉爐蓋3則固定在地面地基上的預埋鋼板上，電極升降及回轉攪拌裝置4使用螺釘固定在旋轉爐蓋3上，可隨旋轉爐蓋3 —起旋轉，感應加熱電極5固定在電極升降及回轉攪拌裝置4上，因此，電極升降及回轉攪拌裝置4與感應加熱電極5共同隨旋轉爐蓋3 —起旋轉；工作時，小車I上的電動機通電，通過減速機減速，將動力傳給動力軸，動力軸驅動二個主動輪在軌道上滾動，以滿足固定其上的電磁感應熔爐2在各工位間的水平移動；固定在旋轉爐蓋3底座上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪，驅動旋轉爐蓋3、固定在爐蓋上的電極升降及回轉攪拌裝置4和感應加熱電極5回轉；固定在電極升降及回轉攪拌裝置4上的減速電機通電后，驅動滾珠絲桿旋轉，進而通過固定在電極升降及回轉攪拌裝置4手臂上的滾珠絲桿螺母，帶動電極升降及回轉攪拌裝置4手臂升降，最終完成感應加熱電極5的升降；固定在電極升降及回轉攪拌裝置4手臂上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪，驅動固定感應加熱電極5的固定板,實現感應加熱電極5的旋轉攪拌動作，多根感應加熱電極5安裝在電極升降及回轉攪拌裝置4上。對照附圖2，小車，其結構包括車輪6、小車體7、減速器8、剎車器9、電動機10 ;其中四個車輪6各通過二個帶座軸承固定在小車體7上，電動機10通過減速器8將動力傳輸給四個車輪6，四個車輪6中的一組二個主動輪，帶動小車體7在導軌上移動，減速器8起制動作用；工作時，小車上的電動機通電，通過減速機減速和聯軸器的連接，將動力傳給動力軸，動力軸驅動二個主動輪在軌道上滾動，最終完成滿足固定其上的電磁感應熔爐在各工位間的水平移動。對照附圖3，電磁感應熔爐，其結構包括爐嘴11、傾轉油缸12、感應線圈13、爐殼14和爐架15 ;其中感應線圈13通過螺母固定在爐殼14上，爐殼14則通過鉸鏈固定在爐架15上，傾轉油缸12的一端通過鉸鏈固定在爐架15上，傾轉油缸12的另一端也通過鉸鏈固定在爐殼14上，傾轉油缸12活塞桿連接爐殼14，工作時，傾轉油缸12活塞桿的伸縮，帶動爐殼14的傾轉；當加入爐料后，感應線圈13通電通水，開始熔煉，待熔煉結束，感應加熱電極升起脫離旋轉爐蓋，旋轉爐蓋旋轉離開后，傾轉油缸12活塞桿伸出，驅動爐殼14，以爐架15和爐殼14鉸鏈銷軸為中心翻轉，最終使熔煉完成的爐料，通過爐嘴11澆出。對照附圖4，旋轉爐蓋，其結構包括升降油缸16、立柱17、回轉支撐18、減速電機19、底座20、爐蓋21和爐蓋臂22，其中立柱通過回轉支撐固定在底座上，爐蓋通過爐蓋臂固定在立柱上；減速電機通過回轉支撐與爐蓋相接，升降油缸的鋼筒固定在立柱上，升降油缸的活塞桿則與爐蓋臂固定，減速電機固定在旋轉爐蓋底座上，回轉支撐外圈齒輪與立柱、升降油缸和爐蓋串接；升降油缸的活塞桿與爐蓋臂、爐蓋相接；工作時，減速電機通過回轉支撐帶動爐蓋旋轉；固定在旋轉爐蓋底座上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪驅動旋轉立柱、升降油缸和爐蓋實現回轉；升降油缸的活塞桿伸縮，帶動爐蓋臂與爐蓋實現升降。
對照附圖5，電極升降及回轉攪拌裝置，其結構包括滾珠絲桿24、電極升降固定立柱24、電極升降減速電機25、升降臂26、回轉減速電機27、電極回轉支撐28和電極固定板29 ;其中多根感應加熱電極固定在電極固定板29上，電極固定板29固定在電極回轉支撐28的帶齒輪外圈上，電極回轉支撐28的內圈固定在爐蓋臂上；滾珠絲桿23的絲桿兩端，分別通過帶座軸承，固定在電極升降固定立柱24上，滾珠絲桿23的螺母固定在升降臂26上；升降臂26通過前后八個滾輪，套在電極升降固定立柱24上，電極升降減速電機25接滾珠絲桿23，滾珠絲桿23通過螺母連接升降臂26，升降臂26、回轉減速電機27、電極回轉支撐28和電極固定板29串接；工作時，電極升降減速電機25通電后，通過驅動滾珠絲桿23絲桿的轉動，進而通過滾珠絲桿23的螺母，帶動升降臂26、回轉減速電機27、電極回轉支撐28和電極固定板29作沿電極升降固定立柱24的升降運動。礦渣棉的主要原料是高爐礦渣，占80% 90%，還有10% 20%的白云石、螢石或其他如紅磚頭、卵石等，生產礦渣棉的燃料是焦炭。生產分配料、熔化噴吹、包裝3個工序。礦渣棉可用作保溫材料、吸音材料和防火材料等，由它加工的成品有保溫板、保溫氈、保溫筒、保溫帶、吸音板、窄氈條、吸音帶、耐火板及耐熱纖維等。礦渣棉廣泛用于冶金、機械、建筑、化工和交通等部門。短流程生產礦棉的方法，其工藝包括
I)將高爐熱渣直接或轉運熱渣包車裝入電磁感應熔爐，用熱渣裝入節能效果顯著，熱渣溫度在1400度-1500度，裝入熔融調質熱渣熔爐后會降溫到1100-1200度；2)通過熔融調質熱渣熔爐的電磁感應升溫到1450-1550度；3)在80% 90%的高爐熱渣中添加占高爐熱渣重量10% 20%的石英石進行調質升溫到1450-1550度，加入石英石的目的是調質提高渣棉的品位，將高爐渣棉變為質量高的礦棉；
所述的調質升溫到1450-1550度的熔融礦渣，是通過流槽將熱礦渣流裝入礦渣恒溫保溫爐，礦渣恒溫保溫爐有二個可控制流量的液渣流嘴，熱渣流嘴流出的礦渣流進入下一道制棉設備制成礦棉。操作過程開始一小車I帶著電磁感應熔爐2，移動至高爐前工位一加入熱渣一小車I帶著電磁感應熔爐2，移動回熔煉工位一小車I到位后，旋轉爐蓋3旋轉至爐口上部，并下降蓋上一電極升降及回轉攪拌裝置4帶動感應加熱電極5下降，插入液渣中一準備熔煉—送上變頻電源，熔渣開始加溫調質一熔煉過程中，電極升降及回轉攪拌裝置4驅動加熱電極5回轉，進行工藝攪拌一熔煉結束，電極升降及回轉攪拌裝置4帶動感應加熱電極5上升，從液渣中拔出一旋轉爐蓋3上升并旋轉，回轉到澆注避讓位置一電磁感應熔爐2傾轉，將已熔煉好的熔渣流通過溜槽，流入礦渣恒溫熔爐，為下屬工序準備一如此，電磁感應礦渣熔爐完成一個循環動作。大容量熱渣熔爐(15t_25t熱渣)；將降溫的高爐渣升溫到工藝要求的溫度并可較方便地調整礦渣的化學成分；將升溫調質好的熱渣裝人恒溫熔爐為下屬工序提供恒定溫度、可控流量的熔渣流；長壽命爐襯；超高功率防氧化發熱體。石墨電極直徑200mm-1000mm(包括普通功率、高功率防氧化、等石墨電極及石墨感應發熱制品，石墨電極由3-12根組成。變頻電源，1000-20000kW。由爐用車將升溫熔爐運至高爐，將高爐熱渣直接裝人熔爐，再將升溫熔爐返回礦棉制備車間。熔爐采用變頻電源，可利用熔爐中的高溫金屬棒、石墨坩堝、石墨空芯、實芯石墨棒等產生的高溫熔融礦渣。將高爐熱渣占80% 90%，還有10% 20%·的白云石、螢石或其他如紅磚頭、卵石等礦石料，加熱升溫到1550度，調整礦渣成分將熱渣作升溫調質處理，后通過流糟流人礦渣恒溫熔爐，并為下屬工序提供恒定溫度、可控流量的熔渣流。
權利要求
1.用以滿足短流程生產礦棉的電磁感應礦渣熔爐，其特征是包括小車、電磁感應熔爐、旋轉爐蓋、電極升降及回轉攪拌裝置和多根感應加熱電極；其中電磁感應熔爐使用螺釘固定在小車上，旋轉爐蓋則固定在地面地基上的預埋鋼板上，電極升降及回轉攪拌裝置使用螺釘固定在旋轉爐蓋上，可隨旋轉爐蓋一起旋轉，感應加熱電極固定在電極升降及回轉攪拌裝置上，因此，電極升降及回轉攪拌裝置與感應加熱電極共同隨旋轉爐蓋一起旋轉；工作時,小車上的電動機通電,通過減速機減速，將動力傳給動力軸，動力軸驅動二個主動輪在軌道上滾動，以滿足固定其上的電磁感應熔爐在各工位間的水平移動；固定在旋轉爐蓋底座上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪，驅動旋轉爐蓋、固定在爐蓋上的電極升降及回轉攪拌裝置和感應加熱電極回轉；固定在電極升降及回轉攪拌裝置上的減速電機通電后，驅動滾珠絲桿旋轉，進而通過固定在電極升降及回轉攪拌裝置手臂上的滾珠絲桿螺母，帶動電極升降及回轉攪拌裝置手臂升降，最終完成感應加熱電極的升降；固定在電極升降及回轉攪拌裝置手臂上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪，驅動固定感應加熱電極的固定板，實現感應加熱電極的旋轉攪拌動作，多根感應加熱電極安裝在電極升降及回轉攪拌裝置上；所述的旋轉爐蓋的結構包括升降油缸、立柱、回轉支撐、減速電機、底座、爐蓋和爐蓋臂，其中立柱通過回轉支撐固定在底座上，爐蓋通過爐蓋臂固定在立柱上；減速電機通過回轉支撐與爐蓋相接，升降油缸的鋼筒固定在立柱上，升降油缸的活塞桿則與爐蓋臂固定，減速電機固定在旋轉爐蓋底座上，回轉支撐外圈齒輪與立柱、升降油缸和爐蓋串接；升降油缸的活塞桿與爐蓋臂、爐蓋相接；工作時，減速電機通過回轉支撐帶動爐蓋旋轉；固定在旋轉爐蓋底座上的減速電機通電后，通過驅動回轉支撐外圈齒輪驅動旋轉立柱、升降油缸和爐蓋實現回轉；升降油缸的活塞桿伸縮，帶動爐蓋臂與爐蓋實現升降；所述的電極升降及回轉攪拌裝置的結構包括滾珠絲桿、電極升降固定立柱、電極升降減速電機、升降臂、回轉減速電機、電極回轉支撐和電極固定板；其中多根感應加熱電極固定在電極固定板上，電極固定板固定在電極回轉支撐的帶齒輪外圈上，電極回轉支撐的內圈固定在爐蓋臂上；滾珠絲桿的絲桿兩端，分別通過帶座軸承，固定在電極升降固定立柱上，滾珠絲桿的螺母固定在升降臂上；升降臂通過前后八個滾輪，套在電極升降固定立柱上，電極升降減速電機接滾珠絲桿，滾珠絲桿通過螺母連接升降臂，升降臂、回轉減速電機、電極回轉支撐和電極固定板串接；工作時，電極升降減速電機通電后，通過驅動滾珠絲桿絲桿的轉動，進而通過滾珠絲桿的螺母，帶動升降臂、回轉減速電機、電極回轉支撐和電極固定板作沿電極升降固定立柱的升降運動。
2.如權利要求I所述的用以滿足短流程生產礦棉的方法，其特征是該方法包括如下工藝步驟 I)將高爐熱渣直接或轉運熱渣包車裝入電磁感應熔爐，用熱渣裝入節能效果顯著，熱渣溫度在1400度-1500度，裝入熔融調質熱渣熔爐后會降溫到1100-1200度；2)通過電磁感應熔爐的電磁感應升溫到1450-1550度；3)在80% 90%的高爐熱渣中添加占高爐熱渣重量10% 20%的石英石進行調質升溫到1450-1550度，加入石英石的目的是調質提高渣棉的品位，將高爐渣棉變為質量高的礦棉；所述的調質升溫到1450-1550度的熔融礦渣，是通過流槽將熱礦渣流裝入礦渣恒溫保溫爐，礦渣恒溫保溫爐有二個可控制流量的液渣流嘴，熱渣流嘴流出的礦渣流進入下一道制棉設備制成礦棉。
全文摘要
本發明是滿足短流程生產礦棉的電磁感應礦渣熔爐及其生產方法，其結構是電磁感應熔爐用螺釘固定在小車上，旋轉爐蓋則固定在地面地基上的預埋鋼板上，電極升降及回轉攪拌裝置使用螺釘固定在旋轉爐蓋上，可隨旋轉爐蓋一起旋轉，感應加熱電極固定在電極升降及回轉攪拌裝置上，同理隨旋轉爐蓋一起旋轉；其工藝將高爐熱渣直接或轉運熱渣包車裝入電磁感應熔爐，通過電磁感應熔爐的電磁感應，升溫到1450-1550度；在高爐熱渣中添加石英石進行調質攪拌，產出高質量礦棉；優點解決了在熱高爐渣升溫調質困難，提高熔爐的熱效率和短流程生產的靈活性，減耗４０％以上。成本降低１５％；電磁感應礦渣熔爐具有節能降本、短流程、優質高效等特點。
文檔編號C03B37/00GK102826748SQ20121031791
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月31日 優先權日2012年8月31日
發明者朱興發, 朱衛星, 黃森根 申請人:朱興發