專利名稱：一種玄武巖纖維池窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型適用于綜合性能優(yōu)異的玄武巖纖維的規(guī)模化生產(chǎn)，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域，具體為一種玄武巖纖維池窯。
背景技術(shù)：
玄武巖纖維是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的功能性特種纖維之一，具有強(qiáng)度高、耐酸堿、高低溫性能良好、防火性能優(yōu)越等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于軍工民品各領(lǐng)域，市場(chǎng)前景廣闊。國(guó)內(nèi)玄武巖連續(xù)纖維研發(fā)自上世紀(jì)70年代起，先后有國(guó)家建筑材料科學(xué)研究院等單位斷斷續(xù)續(xù)地開展過(guò)相應(yīng)的研究。上世紀(jì)60年代為了軍事技術(shù)對(duì)材料的需要，前蘇聯(lián)加大了對(duì)玄武巖纖維的研發(fā)力量實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維的生產(chǎn)，其產(chǎn)品基本都應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，其生產(chǎn)技術(shù)也作為軍事機(jī)密對(duì)外保密。2000年以后烏克蘭、俄羅斯等前蘇聯(lián)掌握玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家的生產(chǎn)技術(shù)逐步進(jìn)入中國(guó)，在中外技術(shù)人人員的共同努力下和中國(guó)的機(jī)械技術(shù)融合后，我國(guó)也基本掌握了玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)。目前四川成都、浙江橫店、遼寧阜新、山西太原、河北邯鄲等地已有數(shù)家企業(yè)在從事玄武巖纖維的生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn)，所采用的生產(chǎn)設(shè)備都是單元窯設(shè)備，一臺(tái)窯爐帶一塊拉絲漏板，有的帶兩塊漏板還不穩(wěn)定，一臺(tái)窯爐設(shè)備的年生產(chǎn)能力在50噸以下。這樣的生產(chǎn)設(shè)備很難實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維的大規(guī)模生產(chǎn)，也不能滿足國(guó)家對(duì)玄武巖纖維的需求。
發(fā)明內(nèi)容玄武巖纖維的生產(chǎn)過(guò)程中，玄武巖在高溫下熔化，其熔融液具有傳熱慢、溫度梯度大、易析晶等特點(diǎn)，現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)存在玄武巖原料熔化速度慢，溫度不均勻容易形成結(jié)晶影響纖維的正常生產(chǎn)，只能實(shí)現(xiàn)小規(guī)模生產(chǎn)，很難實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維的產(chǎn)業(yè)化。本專利有效解決了以上玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)中存在的主要問題，實(shí)現(xiàn)了玄武巖連續(xù)纖維的池窯生產(chǎn)，突破了制約玄武巖連續(xù)纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸約束，為實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)創(chuàng)造條件，本實(shí)用新型提供一種玄武巖纖維池窯。本專利的具體技術(shù)方案如下一種玄武巖纖維池窯，由爐體、熔化池、均化池、料道、加料口、燃燒器、排煙道、供料口、排料裝置組成，熔化池均勻布置在均化池的兩側(cè)，熔化池與均化池連接采用涵洞聯(lián)接，熔化池的溢流口連接均化池，加料口、燃燒器設(shè)置于熔化池上方，加料口與燃燒器燒嘴間隔設(shè)置，料道在均化池的一端或兩端分別沿三個(gè)方向設(shè)置。熔化池均勻布置在均化池的兩側(cè)，熔化池與均化池連接采用涵洞直接聯(lián)接，熔化池內(nèi)的玄武巖熔融體可以以溢流方式直接進(jìn)入均化池。加料口布置于熔化池上方，在爐頂均勻分布，與燃燒器燒嘴間混布置。燃燒器布置采用頂部布置方式，同時(shí)燃燒器的選擇采用小功率大面積分散布置，單臺(tái)燃燒器的功率一般不大于300KW。均化池與料道連接采用涵洞直接聯(lián)接，均化池內(nèi)的玄武巖熔融體可以以溢流方式直接進(jìn)入料道。輸送玄武巖熔融體的料道在均化池的一端或兩端分別沿三個(gè)方向布置，縮短料道輸送長(zhǎng)度。
3[0008]在均化池及料道內(nèi)布置有排料裝置，在長(zhǎng)期運(yùn)行后爐內(nèi)聚集了雜質(zhì)或需要更換玄武巖品種時(shí)，可以將爐內(nèi)雜質(zhì)或料液完全排放。玄武巖纖維是以優(yōu)質(zhì)的玄武巖礦石為唯一原料，經(jīng)高溫熔化拉制而成的高性能纖維。其基本工藝為玄武巖原料經(jīng)破碎篩選后，加入熔化爐熔化，其熔融液經(jīng)拉絲漏板噴出，經(jīng)拉絲機(jī)纏繞拉制形成玄武巖連續(xù)纖維。玄武巖礦石在熔化過(guò)程中熔化溫度高、傳熱慢、溫度梯度大、析晶溫度高。因而在生產(chǎn)過(guò)程中，熔化池深度淺、熔化速度慢，容易產(chǎn)生結(jié)晶產(chǎn)物，如產(chǎn)生結(jié)晶產(chǎn)物則極不容易排除，將嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。本方案充分分析、考慮了玄武巖熔融液的特點(diǎn)，同時(shí)也考慮了本工藝采用單一的玄武巖原料的實(shí)質(zhì)，很好地解決了玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)過(guò)程中存在的問題，實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)設(shè)備可以供應(yīng)12臺(tái)以上拉絲機(jī)同時(shí)正常作業(yè)的玄武巖熔融液，且玄武巖熔融液熔化充分，質(zhì)量和流量供應(yīng)穩(wěn)定。本方案以天然氣等氣體燃料為熔化熱源，爐體分為熔化池、均化池和料道，燃燒燒嘴垂直布置爐頂以強(qiáng)化熱傳遞，在熔化區(qū)域燒嘴和進(jìn)料管間隔布置，形成均勻進(jìn)料、均勻加熱的強(qiáng)熔化區(qū)域。均化池一端或兩端分三個(gè)方向布置料道，在料道內(nèi)分段布置燃燒燒嘴，保證料道內(nèi)熔融體溫度恒定。本專利的優(yōu)勢(shì)要點(diǎn)如下I、整體布置方式池窯設(shè)熔化池、均化池和輸送料道，玄武巖礦石在熔化池內(nèi)熔化后進(jìn)入均化區(qū)池進(jìn)一步充分熔化和均化，然后進(jìn)入輸送料道輸送到各作業(yè)點(diǎn)，進(jìn)行拉絲作業(yè)，熔化液在爐內(nèi)流動(dòng)加熱的時(shí)間較單元窯更長(zhǎng)，更有利于生產(chǎn)更高性能的纖維。輸送料道分布置于均化池的一端或兩端，分三個(gè)方向布置，以盡量縮短料液輸送長(zhǎng)度，提高玄武巖熔融液的質(zhì)量并減少輸送熱量損失，也更有利于對(duì)液面進(jìn)行有效控制。2、區(qū)域間聯(lián)接本方案采用單一的玄武巖礦石作為生產(chǎn)原料，熔化后的熔融體是極為均勻的熔融體，熔化完全的熔融體就是優(yōu)質(zhì)的原料，由于玄武巖熔融體傳熱慢，溫度梯度大，因而其表層的溫度最高，熔化池和均化池，均化池和料道之間的聯(lián)接過(guò)渡，采用涵洞直接聯(lián)接，減少玄武巖熔融液的流動(dòng)阻力，也玄武巖熔融液對(duì)耐火磚的沖刷，熔化液的上半部分品質(zhì)較好料液也可以很好地進(jìn)入均化池和輸送料道。3、燃燒設(shè)備布置由于玄武巖熔融液的傳熱性能較差，燃燒器布置采用煙氣攪拌較好的頂部布置方式，以加強(qiáng)煙氣的攏動(dòng)，增加對(duì)流換熱效果。燃燒器的配置采用小功率大面積布置，單臺(tái)燃燒器的功率一般不大于300KW。4、雜質(zhì)排放由于玄武巖礦石存在少量雜質(zhì)，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)了后，會(huì)集存起來(lái)，達(dá)到影響拉絲的程度時(shí)應(yīng)將其排放，以便設(shè)備能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，在均化池尾內(nèi)及料道尾部分別設(shè)置定期排料裝置，在需要排放雜質(zhì)或更換玄武巖礦石品種時(shí)，可以通過(guò)排料裝置將爐內(nèi)熔融液全部排放。5、礦石原料的添加原料加料口設(shè)置在熔化池頂部，礦石原料為顆粒料，利用其自身重力進(jìn)入爐內(nèi)，加料裝置與熔化池密封連接，保持爐內(nèi)和爐外封閉隔絕，減少空氣和煙氣對(duì)流，減小煙氣對(duì)加料口的沖刷腐蝕，同時(shí)也減少了熱量的損失。加料口在爐頂均勻分布，并與燃燒器間隔布置以強(qiáng)化傳熱有利原料的熔化。本方案可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)窯爐帶動(dòng)24塊以上漏板，使單臺(tái)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維達(dá)到1500噸以上，綜合能耗降低到I. 5噸標(biāo)煤/噸原絲，可以實(shí)現(xiàn)玄武巖連續(xù)纖維的規(guī)?；a(chǎn)，促進(jìn)玄武巖連續(xù)纖維的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

圖I為本專利的平面結(jié)構(gòu)示意圖圖2為小規(guī)模池窯結(jié)構(gòu)示意圖其中1——爐體，2——燃燒器燒嘴，3——加料口，4——輸送料道，5——熔化池，6——均化池，7——排煙道。
具體實(shí)施方式
一種玄武巖纖維池窯，由爐體、熔化池、均化池、料道、加料口、燃燒器、排煙道、供料口、排料裝置組成，熔化池均勻布置在均化池的兩側(cè)，熔化池與均化池連接采用涵洞聯(lián)接，熔化池的溢流口連接均化池，加料口、燃燒器設(shè)置于熔化池上方，加料口與燃燒器燒嘴間隔設(shè)置，料道在均化池的一端或兩端分別沿三個(gè)方向設(shè)置。熔化池均勻布置在均化池的兩側(cè)，熔化池與均化池連接采用涵洞直接聯(lián)接，熔化池內(nèi)的玄武巖熔融體可以以溢流方式直接進(jìn)入均化池。加料口布置于熔化池上方，在爐頂均勻分布，與燃燒器燒嘴間混布置。燃燒器布置采用頂部布置方式，同時(shí)燃燒器的選擇采用小功率大面積分散布置，單臺(tái)燃燒器的功率一般不大于300KW。均化池與料道連接采用涵洞直接聯(lián)接，均化池內(nèi)的玄武巖熔融體可以以溢流方式直接進(jìn)入料道。輸送玄武巖熔融體的料道在均化池的一端或兩端分別沿三個(gè)方向布置，縮短料道輸送長(zhǎng)度。單臺(tái)燃燒器的功率一般不大于300KW。均化池與料道連接采用涵洞直接聯(lián)接，均化池內(nèi)的玄武巖熔融體可以以溢流方式直接進(jìn)入料道。輸送玄武巖熔融體的料道在均化池的一端或兩端分別沿三個(gè)方向布置，縮短料道輸送長(zhǎng)度。在均化池及料道內(nèi)布置有排料裝置，在長(zhǎng)期運(yùn)行后爐內(nèi)聚集了雜質(zhì)或需要更換玄武巖品種時(shí)，可以將爐內(nèi)雜質(zhì)或料液完全排放。以天然氣等氣體燃料為能源通過(guò)布置在熔化池頂部的燒嘴將熔化池加熱到1500°C以上，加工成顆粒的玄武巖原料通過(guò)均勻布置在熔化池頂部的加料口加入熔化池，熔化后的玄武巖熔融體進(jìn)入均化區(qū)進(jìn)一步熔融均化，充分熔化的玄武巖熔液從均化池的一端或兩端沒三個(gè)方向進(jìn)入料道，料道由布置在料道頂部的燃?xì)鉄旃岜３至系罍囟仍?360°C以上，進(jìn)入料道的玄武巖熔融液經(jīng)供料口輸送至漏板，由漏板噴出后經(jīng)由下方的拉絲機(jī)拉制成玄武巖連續(xù)纖維。每條料道可以布置4塊以上漏板，一臺(tái)池窯可布置24塊以上漏板，本方案的熔化池和均化池可以充分滿足漏板的需求，保證供料，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)窯爐達(dá)到年產(chǎn)玄武巖纖維1500噸以上。
權(quán)利要求1.一種玄武巖纖維池窯，由爐體、熔化池、均化池、料道、加料口、燃燒器、排煙道、供料口、排料裝置組成，其特征在于熔化池均勻布置在均化池的兩側(cè)，熔化池與均化池連接采用涵洞聯(lián)接，熔化池的溢流口連接均化池，加料口、燃燒器設(shè)置于熔化池上方，加料口與燃燒器燒嘴間隔設(shè)置，料道在均化池的一端或兩 端分別沿三個(gè)方向設(shè)置。
專利摘要本實(shí)用新型適用于綜合性能優(yōu)異的玄武巖纖維的規(guī)?；a(chǎn)，屬于新型無(wú)機(jī)非金屬材料領(lǐng)域，具體為一種玄武巖纖維池窯。一種玄武巖纖維池窯，由爐體、熔化池、均化池、料道、加料口、燃燒器、排煙道、供料口、排料裝置組成，其特征在于熔化池均勻布置在均化池的兩側(cè)，熔化池與均化池連接采用涵洞聯(lián)接，熔化池的溢流口連接均化池，加料口、燃燒器設(shè)置于熔化池上方，加料口與燃燒器燒嘴間隔設(shè)置，料道在均化池的一端或兩端分別沿三個(gè)方向設(shè)置。本專利有效解決了以上玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)中存在的主要問題，實(shí)現(xiàn)了玄武巖連續(xù)纖維的池窯生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C03B5/04GK202808558SQ20122035025
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月11日
發(fā)明者唐明 申請(qǐng)人:成都點(diǎn)石玄武纖維技術(shù)有限公司