[发明专利]一种液态高炉渣生产矿渣棉的熔制方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁生产领域液态高炉渣的余热利用，特别涉及一种液态高炉渣直接生产矿渣棉的熔制方法。

背景技术

国家在2009年《钢铁产业调整与振兴规划》中明确提出了“冶金渣近100％综合利用”的节能减排目标，因而，冶炼废渣的无害化、资源化处理是我国乃至世界各国十分重视的焦点，也是推进循环经济的中心内容之一。

高炉冶炼时，冶炼每吨生铁一般产生300～600kg的炉渣，对于含铁品位65％左右的优质原料，渣量可以降到185～250kg/t，这样每年我国的高炉渣产出量有上亿吨。对于高炉渣的处理，目前的方法主要采取水力冲渣的方式，高炉渣的水淬处理存在新水消耗量大，熔渣余热不能回收，系统维护工作量大，冲渣产生的二氧化硫和硫化氢等气态硫化物带来空气污染。高炉渣排出时，一般的温度为1400～1600℃，一吨高炉熔渣含有显热1675KJ，大致相当于57kg标准煤燃烧时发出的热量。对于高炉渣的显热，不少科研单位和企业都在进行积极地研究。

矿渣棉是利用矿渣或炉渣为主要原料，经熔化、采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维。矿棉生产的主要原料是多种多样的，目前普遍使用的为冷态的高炉渣。炉渣从高炉内排放出来时呈高温熔融状态，经过冷却、破碎和筛粉后成为矿棉冲天炉的原料，因此高炉渣在矿棉冲天炉内是第二次熔化。矿棉生产用的主要燃料是焦碳，生产一吨矿棉制品大约需要消耗焦碳250公斤以上。随着能源价格的不断上涨，能源费用占生产成本的比例越来越大，致使矿棉制品的销售价格偏高，影响了矿棉的推广应用。利用液态高炉渣直接生产矿渣棉，可以充分利用高炉渣的显热，其显热回收利用率可达80％以上，既符合国家提出的高炉渣100％利用的节能减排政策，又降低矿棉生产成本。从节约能耗、循环利用和生产连续性上来讲，是一种非常有效的工艺。

目前我国的炼铁高炉在设计时几乎没有考虑高炉渣的余热利用问题，高炉周围场地有限，不可能紧邻高炉建矿棉车间，高炉渣经过一定距离的输送，其散热损失必然造成温度下降。从高炉渣的成分、温度来看，其温度条件基本符合矿渣棉生产的要求，但高炉渣为碱性渣，不符合制造矿渣棉的成分要求。需要对高炉熔渣成分进行加热同时作调质处理，使其在成分和温度方面均满足生产长纤维矿渣棉的要求。

专利201210085131.5提出一种矿渣棉加工方法，使用液态高炉渣为原料，砂岩为调质材料，碳酸钠为粘度改善剂，将原料和添加剂加入到熔融调质炉进行高温熔融混合，再通过流动混合装置输送到中间存储器，有中间存储器的出渣口流出后经离心甩丝机甩丝形成矿渣棉。该工艺虽有效利用了高温熔体的潜在热能，但是该设备没有在加工过程中进行温度的补充，矿渣容易降温而粘度增加，流出过程容易堵塞出渣口。

专利201210204789.3提出了用热熔含钛高炉渣直接生产矿渣棉的方法，该发明将热焓态含钛高炉渣引入渣罐，同时喷吹煤气对渣罐中的热熔态高炉渣进行补热保温、均化处理，然后将处理后的热熔含钛高炉渣离心或喷吹得到矿渣棉纤维。此方法处理对象针对的是酸度系数＞1.1、黏度系数＞0.5Pa·S含钛高炉渣，且使用煤气对渣罐内矿渣进行补热的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对高炉渣利用的现有问题，提供一种有效利用高炉渣显热、操作简单、从而最大限度地降低矿渣棉加热成本的生产矿渣棉的熔制方法。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种液态高炉渣生产矿渣棉的熔制方法，该方法包括下述步骤：

1)在从高炉渣槽流入液态高炉渣的渣罐中添加酸性添加剂进行调质；

2)将调质处理后的液态高炉渣渣罐运输至加热工位，置于电极下方加热，同时，在渣罐底部喷吹惰性气体搅拌炉渣，促进热渣对流，均匀其温度成分；

3)将渣罐内搅拌均匀的液态高炉渣倾倒于电炉内，电炉内长期保持有调制好的两倍于渣罐的液态高炉渣，电炉炉内持续加热保温；

4)将加热保温后的液态高炉渣开炉出渣，将炉渣连续送到制棉机；

5)通过控制出渣流股速度，以达到连续稳定的制棉生产。

进一步地，所述酸性添加剂为硅石粉或粉煤灰。

进一步地，所述酸性添加剂按照下述方式添加：

硅石粉以SiO₂计，粉煤灰以SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO计，使得经酸性添加剂调质后的液态高炉渣的成分质量比为：