旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺用补热炉制造技术

本实用新型专利技术属旋风炉液态排渣无害化利用技术领域，特别涉及一种旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺用补热设备领域，其特征在于：含有：带有水冷槽（１）的炉外衬（２）；在所述水冷槽（１）的内侧设有刚玉质耐火材料层（１１）；在所述水冷槽（１）的两端分别设有冷却介质入口（３）、冷却介质出口（４）；在所述水冷槽（１）内的下部水平设有电渣加热电极（５）；在所述水冷槽（１）内的上部设有电弧加热电极（６）；在所述水冷槽（１）的端部设有出料口（７）。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术属旋风炉液态排渣无害化利用
，特别涉及一种旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺所采用的补热设备领域。传统的制造岩棉的方法是将玄物岩、焦碳等原料在冲天炉中由常温加热到1600℃，然后再将高温熔体通过制棉设备将其制成棉。目前也有许多厂家直接将来至锅炉的粉煤灰配以其它材料，再经过高温熔化，然后再制成岩棉，此种方法通常称为“利废法”，该法的优点是实现了废物利用，但不具有节能方面的优势。用高温旋风炉炉渣生产岩棉的方法，在国内外有着众多应用。目前，国内外通常采用的热衔接主要形式为(1)将高温旋风炉炉渣直接制成岩棉；该法的主要缺点是对绝大多数工厂而言，由于锅炉车间布局的限制，从旋风筒炉渣出口到制棉四辊机有一定的距离，必须有导流过程，其设备被称为导流槽。在由于导流槽中炉渣未获得能量补充，很容易结成硬块，对稳定与连续生产带来严重影响。(2)采用硅碳烤窖，达到一定温度(温度不能太高，否则将烧坏导流槽中的碳或钼电极)并保持一段时间后，将导流槽推入到接渣位置，等熔渣盖过电机后，开始通电，并退出导流槽，待熔池所有电极都通上电后将导流槽伸入渣井接料，并开始正式生产。该方法的缺点是启动过程费时费力，硅碳棒烤窖也容易损坏；一旦导流槽出了故障，就无法实现冷启动。因为炉渣冷却后不再具有导电性，埋入渣中的电极无法工作。(3)在上述方案的基础上，采用硅钼棒代替硅碳棒。尽管可以实现冷启动，但由于被加热材料的低导热系数特点，造成启动时间很长，并且移动导流槽非常容易造成硅碳钼棒的损坏，影响正常生产；(4)用燃料燃烧的方法，对炉渣进行补热。该法的主要缺点是效率低，无法实现冷启动，或者冷启动时间很长，同时设备投资也很大，同时安全性也较差。本技术的目的在于提供一种结构简单，成本低廉，运行寿命长，节能效果理想的旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺用补热炉。本技术的技术解决方案可依如下方式实现旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺用补热炉，其特点是含有带有水冷槽的炉外衬；在所述水冷槽的内侧设有刚玉质耐火材料层；在所述水冷槽的两端分别设有与水冷槽内腔相通的冷却介质入口、冷却介质出口；在所述水冷槽内的下部水平设有电渣加热电极；在所述水冷槽内的上部设有电弧加热电极；在所述水冷槽的端部设有出料口；所述电弧加热电极与电渣加热电极通过变压器供电。本技术所述出料口的侧壁内设有水冷腔；所述水冷腔与水冷槽的内腔相通。本技术电渣加热电极可采用钼电极；电弧加热电极为石墨电极；电渣加热电极开始加热时，极间电流不小于10安培。本技术采用的出料口的侧壁内设有水冷腔；所述水冷腔与水冷槽的内腔相通。本技术结构简单，成本低廉，运行寿命长，节能效果理想。通过此项技术所生产的终极产品一岩棉的品质较高，环保效益显著，而生产岩棉板的成本仅为传统方法的一半.以下结合附图详述本专利技术的最佳实施方式附图说明图1为本技术整体结构示意图；图2为本技术出料口部分结构示意图；图3为本技术电弧加热与电渣加热电路原理框图；图4为涉及本技术制棉工艺流程框图；炉渣特性测试(1)粘度测试根据传统的冲天炉岩棉生产工艺理论和实践，旋风炉液态渣甩棉的最佳粘度范围是0.5～2.5PaS.影响液态炉渣粘度的因素主要有两点，即成分与温度。在对旋风炉所排出的液态渣完成配料和增钙后，就只能用控制温度的方式来改变粘度，以保证甩棉质量。根据锦化公司提供的炉渣试样，测得了旋风炉炉渣的粘度η(Pa·S)与温度T(℃)的关系。1η0.6=4.217+0.003326T---(r=0.998)]]>由此可以得出如下结论①对于该种炉渣，为了能够得到岩棉，出补热炉的温度应控制在一定温度范围内。出补热炉落到甩棉辊头的熔体温度应高于1440.温度太高(如1700℃)对甩棉也不利。推荐的补热炉温度为1550℃.②在温度1500℃左右，熔体粘度随着温度的变化速度趋于平缓。这说明，从工艺和操作的角度看，所给定的炉渣就粘度而言，在温度1500左右非常适合于甩棉。(1)炉渣电导率测试用四探针法测得了不同煤种与不同配比下旋风炉炉渣电导率G与温度T(K)的关系。以下给出了某典型渣样的电导率LnG＝8.186-19733.2/T从以上结果看①冷态下炉渣几乎不导电，因此，旋风炉炉渣补热炉的冷启动不能依靠直接电阻加热来实现，必须依靠其它间接的方式来实现热衔接设备的冷炉启动。②炉渣的温度不同，电阻率就不同。因此，用单一的三相变压器很难做到三相平衡供电。为了使各加热区域的供电功率可调，采用三个单项变压器比采用一个三相变压器工作要可靠得多。(2)旋风炉炉渣导热系数的测试锦化化工集团公司热力公司所用西山煤而得到的旋风炉炉渣的到锥温度T1(1190℃)、半球态温度T2(1230℃)和流状态温度T3(1330℃)，对于采用水冷挂渣方法测试炉渣导热系数的数据是非常有用的。在570～1148℃温度范围内所测得的导热系数结果为随温度的升高而增大，用最小二乘法将温度与导热系数的数据处理得λ＝-2.36+0.006t式中，t为炉渣温度，℃；λ为渣壳导热系数，W/(m·℃).从此可以看出①旋风炉炉渣的导热系数在低温下并不大，随着温度的升高导热系数上升很快，普通耐火材料的导热系数随着温度的变化都不象炉渣那样变化很大。因此，在低温下旋风炉炉渣是一种非常好的保温材料。②旋风炉炉渣的导热系数与其它酸性耐火材料相比并不大(在600℃下旋风炉炉渣、普通硅砖、普通高铝砖与普通粘土砖的导热系数W/(m·℃).分别为1.24，1.60，1.41，1.19。这为直接采用旋风炉炉渣作炉衬即自成炉衬(Self-formed Refractory)提供了理论依据。如图所示，旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺用补热炉，含有带有水冷槽1的炉外衬2；在所述水冷槽1的内侧设有刚玉质耐火材料层11；在所述水冷槽1的两端分别设有与水冷槽1内腔相通的冷却介质入3、冷却介质出口4；在所述水冷槽1内的下部水平设有电渣加热电极5；在所述水冷槽1内的上部设有电弧加热电极6；在所述水冷槽1的端部设有出料口7；所述电弧加热电极6与电渣加热电极5通过变压器供电。本技术所述出料口的侧壁内设有水冷腔8；所述水冷腔8与水冷槽1的内腔相通。本技术所述电渣加热电极5采用钼电极；所述电弧加热电极6为石墨电极；本技术所涉及的热衔接工艺部分可按下述步骤依次进行(A)在旋风炉的下游与成棉生产线之间设置本技术；(B)用电弧法将本技术内的炉渣冷态材料升温到1600℃；(C)待本技术内的炉料导电后，撤消电弧加热；(D)启动埋入补热炉内熔体中的电渣加热电极，以接续冷启动终结后的后续加热工序；(E)将本技术移到旋风炉炉底下承接高温熔渣并进行补热工序。本技术的电渣加热电极采用钼电极；电弧法加热电极为石墨电极；如果水平放置的电渣加热用电极之间的电阻降到1Ω，那么电极间施加以250V电压，电极与熔池中就通过250A的电流。电渣加热电极开始加热时，极间电流不小于10安培。从冷启动试验可以得到如下结论当用电弧加热时，炉渣熔体在高度方向上的传热是很慢的，因此，从冷启动角度分析，电渣加热用电极相互之间的高度差不能太大，一般不得超过50mm.若考虑补热炉内的熔体在正常工作时的流动在高度方向上应有本文档来自技高网...

【技术保护点】
旋风炉炉渣生产岩棉热衔接工艺用补热炉，其特征在于：含有：带有水冷槽（１）的炉外衬（２）；在所述水冷槽（１）的内侧设有刚玉质耐火材料层（１１）；在所述水冷槽（１）的两端分别设有与水冷槽（１）内腔相通的冷却介质入ㄇ（３）、冷却介质出口（４）；在所述水冷槽（１）内的下部水平设有电渣加热电极（５）；在所述水冷槽（１）内的上部设有电弧加热电极（６）；在所述水冷槽（１）的端部设有出料口（７）；所述电弧加热电极（６）与电渣加热电极（５）通过变压器供电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凤翔，顾根华，金士照，刘铭，方福生，
申请(专利权)人：辽宁节能热电集团公司，锦化化工集团有限责任公司，东北大学，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]