一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯及加熱方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，包括熔化池、隔離墻、主料道、分流料道、作業(yè)通道和電極組件，熔化池與主料道連接，隔離墻位于熔化池與主料道之間，隔離墻上設(shè)有流液洞，且流液洞連通熔化池與主料道；主料道與分流料道連接；作業(yè)通道位于分流料道的外側(cè)，且作業(yè)通道上設(shè)有作業(yè)單元，每個(gè)作業(yè)單元的底部設(shè)有漏板，每個(gè)作業(yè)單元的壁面上設(shè)有連通孔，該連通孔連通分流料道和作業(yè)單元；電極組件固定連接在熔化池、主料道、分流料道、流液洞和作業(yè)單元中。該池窯可對(duì)玄武巖流體進(jìn)行均勻加熱，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)連續(xù)玄武巖纖維。還提供該池窯的加熱方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)池窯內(nèi)的玄武巖流體進(jìn)行均勻加熱。
【專利說明】一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯及加熱方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于連續(xù)玄武巖纖維材料領(lǐng)域，具體來說，涉及一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯及加熱方法。
技術(shù)背景
[0002]連續(xù)玄武巖纖維(Continuous Basalt Fibre,文中簡稱CBF或BF)是新興的環(huán)保型無機(jī)纖維材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐高溫、耐侵蝕、絕熱隔音等優(yōu)異性能，在航天航空、汽車船舶、土建交通等領(lǐng)域具有廣泛用途，市場(chǎng)前景廣闊。
[0003]玄武巖纖維是以天然玄武巖礦石作為原料，在1500°C左右高溫熔融后，經(jīng)鉬銠合金漏板成型、由拉絲機(jī)高速牽伸連續(xù)幾萬米不斷而得到的纖維。目前，中國、俄羅斯、烏克蘭、美國等幾個(gè)國家掌握了玄武巖纖維的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，但在總體上來說，世界各國的生產(chǎn)技術(shù)均未實(shí)現(xiàn)玄武巖纖維的規(guī)?；a(chǎn)，全世界年產(chǎn)量不足5000噸，遠(yuǎn)不能滿足世界市場(chǎng)的需求。烏克蘭、俄羅斯擁有玄武巖纖維的池窯化生產(chǎn)技術(shù)，但大都是采用火焰加熱?；鹧婕訜釙?huì)造成C02排放量增大，帶來環(huán)保問題。同時(shí)，由于玄武巖熔體中有高含量的氧化鐵，黑度系數(shù)高、傳熱慢、導(dǎo)熱差，因此火焰加熱不適合大容量池窯的加熱，不適合用于大規(guī)模生產(chǎn)。中國專利CN200810195980.X和CN201310003821.6介紹了用于玄武巖纖維生產(chǎn)的多漏板窯爐，但均是采用火焰加熱方式，仍不能進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
[0004]相比較而言，電加熱方式具有清潔、無污染、加熱效率高、能耗低的特點(diǎn)，并且可以進(jìn)行深層加熱，適合熔融玄武巖等黑色熔體，也適合大容量池窯的加熱。目前國內(nèi)使用電加熱的生產(chǎn)企業(yè)都是小規(guī)模的生產(chǎn)方式，均采用單元窯爐進(jìn)行生產(chǎn)，單元窯爐為矩形，采用耐火材料砌筑而成，在單元窯爐一端的偏底部設(shè)置有拉絲漏板，漏板大部分為200孔、400孔、800孔，日產(chǎn)量僅為200-500公斤，產(chǎn)量小、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大。目前，玄武巖纖維市場(chǎng)需求量逐年增大的情況下，開發(fā)能夠大規(guī)模生產(chǎn)玄武巖纖維的設(shè)備是行業(yè)迫切需求的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問題:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，該池窯可以對(duì)位于其中的玄武巖流體進(jìn)行均勻加熱，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)連續(xù)玄武巖纖維，且具有環(huán)保功效。還提供該池窯的加熱方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)池窯內(nèi)的玄武巖流體進(jìn)行均勻加熱。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，該池窯包括熔化池、隔離墻、主料道、分流料道、作業(yè)通道和電極組件，熔化池與主料道連接，隔離墻位于熔化池與主料道之間，隔離墻上設(shè)有流液洞，且流液洞連通熔化池與主料道；主料道與分流料道連接，且主料道與分流料道相連通；作業(yè)通道位于分流料道的外側(cè)，且作業(yè)通道上設(shè)有η個(gè)作業(yè)單元，每個(gè)作業(yè)單元的底部設(shè)有漏板，每個(gè)作業(yè)單元的壁面上設(shè)有連通孔，該連通孔連通分流料道和作業(yè)單元；電極組件固定連接在熔化池、主料道、分流料道、流液洞和作業(yè)單元中。
[0008]進(jìn)一步，所述的電極組件由電極組構(gòu)成，每個(gè)電極組由兩根電極構(gòu)成，且該兩根電極的極性相反；或者每個(gè)電極組由三根電極構(gòu)成，且其中一根電極的極性與其余兩根電極的極性相反。
[0009]進(jìn)一步，所述的電極均處于水平狀態(tài)，且在豎直方向，池窯上的電極呈多層布設(shè)。
[0010]進(jìn)一步，在同一水平面上，相鄰兩根電極之間的距離為400_500mm，在豎直方向上，相鄰兩根電極之間的距離為150-250mm。
[0011]進(jìn)一步，所述的電極組件在熔化池中，布設(shè)在熔化池相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上；所述的電極組件在主料道中，布設(shè)在主料道相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上；所述的電極組件在分流料道中，布設(shè)在分流料道的一側(cè)壁上，且該側(cè)壁與作業(yè)通道相對(duì)。
[0012]進(jìn)一步，所述的電極呈棒狀。
[0013]進(jìn)一步，所述的電極 由耐高溫鑰合金制成，電極可將其所處區(qū)域的溫度加熱至1650°C 以上。
[0014]進(jìn)一步，所述的熔化池、隔離墻、主料道、分流料道和作業(yè)通道分別采用耐火磚體組成的多層墻體結(jié)構(gòu)。
[0015]進(jìn)一步，所述的熔化池、主料道、分流料道和作業(yè)通道的頂部分別設(shè)有測(cè)溫裝置。
[0016]一種上述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯的加熱方法，該加熱方法包括以下步驟:
[0017]第一步:進(jìn)行烤爐，使烤爐料達(dá)到導(dǎo)通電流的溫度后，開始電極通電；
[0018]第二步:從加料孔加入玄武巖石料，自上而下，逐層調(diào)整電極的功率，使得位于熔化池下部的電極的工藝溫度為1600°C，位于熔化池中部的電極的工藝溫度為1650°C，達(dá)到爐內(nèi)的熱點(diǎn)，位于熔化池上部的電極的工藝溫度為1600°C，玄武巖石料從表面熔化，垂直運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷熱點(diǎn)，形成對(duì)流、均化，到達(dá)熔化池底部，開始水平運(yùn)動(dòng)，穿過流液洞，依次流過主料道、分流料道和作業(yè)單元，在主料道中，電極加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1600°C ;在分流料道中，電極加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1600°C ;在作業(yè)單元中，電極加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1550 O。
[0019]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果:
[0020](I)采用電加熱，節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明采用電極組件進(jìn)行加熱，熔化玄武巖礦石全部采用電加熱熔融方式，加熱效率高、熱能利用效率高。采用電加熱，相比于燃料加熱，無CO2等廢氣排放，產(chǎn)生的污染極少。因此，采用全電熔加熱方式，節(jié)能環(huán)保。
[0021](2)均勻加熱。本發(fā)明采用電極進(jìn)行加熱。本發(fā)明的池窯中都布設(shè)電極組件。電極在池窯中均處于水平狀態(tài)，且在豎直方向，池窯上的電極呈多層布設(shè)。這樣設(shè)置，使得電極組件可以對(duì)池窯中玄武巖熔體進(jìn)行均勻加熱，使得各部分的玄武巖熔體的溫度均勻。這樣，電極加熱均勻、溫度場(chǎng)均化，避免局部溫度偏低，產(chǎn)生局部析晶現(xiàn)象。尤其，在同一水平面上，相鄰兩根電極之間的距離為400-500mm，在豎直方向上，相鄰兩根電極之間的距離為150-250mm。這樣整個(gè)池窯中，電極布設(shè)無死角。
[0022](3)提高了熔體的均勻性。本發(fā)明的加熱方法中，熔化池下部的電極的工藝溫度為1600°c，位于熔化池中部的電極的工藝溫度為1650°c，達(dá)到爐內(nèi)的熱點(diǎn)，位于熔化池上部的電極的工藝溫度為1600°c。玄武巖石料從表面熔化，垂直運(yùn)動(dòng)，從熔化池上部向熔化池下部移動(dòng)，經(jīng)歷熱點(diǎn)，形成對(duì)流、均化。每根電極的溫度都比周圍溫度高。每根電極周圍的熔體都在不斷按對(duì)流形式進(jìn)行流動(dòng)，整個(gè)熔化池、料道、作業(yè)通道內(nèi)的熔體即形成均勻的熔體。利用溫差形成的熔體對(duì)流，有利于提高熔體的均勻性，從而提高纖維產(chǎn)品的性能。
[0023](4)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。在本領(lǐng)域中，帶10塊漏板及以上的池窯，且日產(chǎn)5噸及以上為大規(guī)?！，F(xiàn)有技術(shù)為單元窯的電熔或火焰加熱的池窯，單元窯肯定不是規(guī)?；a(chǎn)，火焰加熱雖然可帶10塊漏板，但火焰加熱無法達(dá)到日產(chǎn)量5噸及以上。本發(fā)明的池窯，可以帶10塊及10塊以上的漏板，深層熔化石料，日產(chǎn)量達(dá)5噸以上，而且可以按此延長工作料道、增加漏板，進(jìn)一步增加產(chǎn)量。因此，本發(fā)明的池窯可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
[0024](5)生產(chǎn)成本明顯下降?，F(xiàn)有技術(shù)中，全電熔單元窯，每公斤纖維耗電4kw，每塊漏板日產(chǎn)300kg左右。而本發(fā)明的全電熔池窯，每公斤纖維耗電1.5-2kw，每塊漏板日產(chǎn)350-400kg左右，生產(chǎn)效率提高，產(chǎn)品單耗降低，成本降低。同樣是池窯，全電熔池窯的砌筑成本是火焰池窯的50%。這是因?yàn)楸景l(fā)明的池窯沒有火焰換熱器，沒有廢氣排煙通道。
[0025](6)生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。相比于單元窯，本發(fā)明的池窯的熔化池體積增加很多，一次性能熔化很多石料，這些熔體的性能基本一致，生產(chǎn)出來的纖維質(zhì)量基本一直，因此質(zhì)量穩(wěn)定。而單元窯，一個(gè)熔窯與另一個(gè)熔窯的熔化情況都不會(huì)完全一樣，因此生產(chǎn)出來的纖維質(zhì)量必然會(huì)有波動(dòng)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0026]圖1為本發(fā)明的池窯的俯視圖。
[0027]圖2為本發(fā)明的池窯的剖視圖。
[0028]圖中有:熔化池1、加料口 101、隔離墻2、主料道3、分流料道4、作業(yè)通道5、作業(yè)單元501、漏板502、流液洞6、電極7。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0030]如圖1和圖2所述，本發(fā)明的一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，包括熔化池1、隔離墻2、主料道3、分流料道4、作業(yè)通道5和電極組件。熔化池I與主料道3連接。隔離墻2位于熔化池I與主料道3之間。隔離墻2上設(shè)有流液洞6，流液洞6連通熔化池I與主料道3。主料道3與分流料道4連接，且主料道3與分流料道4相連通。作業(yè)通道5位于分流料道4的外側(cè)，且作業(yè)通道5上設(shè)有η個(gè)作業(yè)單元501。每個(gè)作業(yè)單元501的底部設(shè)有漏板502，每個(gè)作業(yè)單元501的壁面上設(shè)有連通孔，該連通孔連通分流料道4和作業(yè)單元501 ;電極組件固定連接在熔化池1、主料道3、分流料道4、流液洞6和作業(yè)單元501中。η為大于10的整數(shù)。如圖1的實(shí)施例中，熔化池I中的電極共10層，每層有6支。運(yùn)行時(shí)，將每層的相鄰兩支分別連接電熔輸出端的兩項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)每層的電熔控制。作業(yè)通道5設(shè)有12個(gè)獨(dú)立控制的作業(yè)單元501。
[0031]上述結(jié)構(gòu)的池窯的工作過程是:從熔化池I的加料口 101中加入玄武巖石料，玄武巖石料在熔化池I中被電極組件加熱熔化，成為玄武巖熔體。玄武巖熔體從流液洞6進(jìn)入主料道3。在主料道3中，玄武巖熔體被位于主料道3的電極組件均勻加熱。玄武巖熔體從主料道3流入分流料道4。在分流料道4中，玄武巖熔體被位于分流料道4的電極組件均勻加熱。玄武巖熔體分流料道4流入作業(yè)單元501中。在作業(yè)單元501中，玄武巖熔體被位于作業(yè)單元501的電極組件均勻加熱。最后，玄武巖熔體從漏板502中，被拉絲機(jī)拉出，成連續(xù)玄武巖纖維。
[0032]在上述結(jié)構(gòu)的池窯中，熔化池I的頂部設(shè)有加料口 101，用于向熔化池I中加入玄武巖石料。每個(gè)作業(yè)單元501是獨(dú)立的，作業(yè)單元501之間不發(fā)生聯(lián)系。這樣可以減少各個(gè)漏板之間的干擾，提高拉絲作業(yè)精度。電極組件固定連接在熔化池1、主料道3、分流料道4、流液洞6和作業(yè)單元501中，采用無盲區(qū)的電極布置，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)區(qū)域的溫場(chǎng)均勻。設(shè)置隔離墻2和流液洞6，有效隔離熔化池與主料道，實(shí)現(xiàn)合理液流，提高熔制質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。作業(yè)通道5位于分流料道4外側(cè)，使得更換漏板時(shí)對(duì)其它漏板的作業(yè)影響很小，提高拉絲作業(yè)精度。漏板502設(shè)置在作業(yè)通道5的作業(yè)單元501中。漏板502的工作壽命不長，通常為3-6個(gè)月，然后就需要更換新的漏板。更換漏板時(shí)，需要用自來水直接噴沖，使1500°C高溫的熔體冷卻到500°C左右，然后才能進(jìn)行更換漏板作業(yè)?，F(xiàn)有技術(shù)中的漏板位于分流料道中，且位于分流料道中線位置上。更換漏板時(shí)，噴沖的冷水會(huì)影響整個(gè)分流料道的熔體溫度及性能，甚至?xí)绊懪赃吢┌遄鳂I(yè)情況。本發(fā)明的作業(yè)通道5整體設(shè)置在分流料道4外側(cè)。這樣 更換漏板時(shí)，不會(huì)影響分流料道中的熔體，對(duì)其它漏板的作業(yè)影響也很小，有利于提聞拉絲作業(yè)精度。
[0033]進(jìn)一步，所述的電極組件由電極組構(gòu)成，每個(gè)電極組由兩根電極7構(gòu)成，且該兩根電極7的極性相反；或者每個(gè)電極組由三根電極7構(gòu)成，且其中一根電極7的極性與其余兩根電極7的極性相反。根據(jù)池窯各區(qū)域的大小，每個(gè)電極組可以由兩根電極7構(gòu)成，也可以由三根電極7構(gòu)成。電極組件在本專利中起到電加熱玄武巖的作用。
[0034]進(jìn)一步，所述的電極7均處于水平狀態(tài)，且在豎直方向，池窯上的電極7呈多層布設(shè)。水平設(shè)置電極7，就為了能夠在豎直方向上多層設(shè)置電極7。電極7沒有垂直設(shè)置，是因?yàn)殡姌O7長度有限，深層熔化時(shí)受到限制。另外垂直設(shè)置時(shí)，施工難度大。
[0035]作為優(yōu)選方案，在同一水平面上，相鄰兩根電極7之間的距離為400-500mm，在豎直方向上，相鄰兩根電極7之間的距離為150-250mm。為確保熔化質(zhì)量，
[0036]采用多層水平側(cè)插布置電極組件，以得到充分熔化效果。
[0037]進(jìn)一步，所述的電極組件在熔化池I中，布設(shè)在熔化池I相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上；所述的電極組件在主料道3中，布設(shè)在主料道3相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上；所述的電極組件在分流料道4中，布設(shè)在分流料道4的一側(cè)壁上，且該側(cè)壁與作業(yè)通道5相對(duì)。這樣布設(shè)，可最大程度的讓電力線分布在熔體中，即可最大程度讓熔體溫度均勻化、性能均勻化。在整個(gè)池窯中，合理布設(shè)電極，在池窯各處合理分布，使得電極加熱均勻、溫度場(chǎng)均化，避免局部溫度偏低，產(chǎn)生局部析晶現(xiàn)象。
[0038]進(jìn)一步，所述的電極7呈棒狀。電極7由耐高溫鑰合金制成，電極7可將其所處區(qū)域的溫度加熱至1650°C以上。電極7呈棒狀，其向各方向散熱更均勻，避免玄武巖熔體受熱不均勻。電極7采用棒狀耐高溫鑰合金材料，能夠有效提高電極壽命，使溫度達(dá)到1650°C以上，確保熔化效果。位于熔化池上部的電極7的工藝溫度為1600°C，位于熔化池中部的電極7的工藝溫度為1650°C，位于熔化池下部的電極7的工藝溫度為1600°C，位于主料道3和分流料道4中的電極7的工藝溫度為1600°C，位于作業(yè)單元501中的電極7的工藝溫度為1550°C。位于熔化池中部的電極7的工藝溫度為1650°C，高于位于熔化池上部和下部的電極7的工藝溫度。這樣利于形成熔體對(duì)流，提高熔體均勻性。熔體本身會(huì)從溫度高的區(qū)域向溫度低的區(qū)域流動(dòng)。位于作業(yè)單元501中的電極7的工藝溫度最低。這樣，熔化池中的熔體通過主料道3和分流料道4，向作業(yè)單元501中流動(dòng)。
[0039]進(jìn)一步，所述的熔化池1、隔離墻2、主料道3、分流料道4和作業(yè)通道5分別采用耐火磚體組成的多層墻體結(jié)構(gòu)。由于玄武巖熔體受熱的溫度較大，超過1500°C，所以熔化池
1、隔離墻2、主料道3、分流料道4和作業(yè)通道5分別采用耐火磚體組成的多層墻體結(jié)構(gòu)，確保池窯本身在高溫下仍能正常工作。
[0040]進(jìn)一步:所述的熔化池1、主料道3、分流料道4和作業(yè)通道5的頂部分別設(shè)有測(cè)溫裝置。設(shè)置測(cè)溫裝置，例如可以是溫度傳感器，將相應(yīng)區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，以調(diào)節(jié)電極的功率，使得相應(yīng)區(qū)域的溫度符合工藝要求。
[0041]上述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯的加熱方法，包括以下步驟:
[0042]第一步:進(jìn)行烤爐，使烤爐料達(dá)到導(dǎo)通電流的溫度后，開始電極通電。
[0043]在第一步中，烤爐為本領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)。首先將所有暴露的電極用表面密封的方法進(jìn)行保護(hù)處理；然后用普通玻璃填充池窯；接著在池窯的壁面上插入硅碳棒，硅碳棒位于玻璃液面上方，并將硅碳棒與控制儀連接，隨后開始通電烤爐。當(dāng)普通玻璃達(dá)到電極能夠?qū)娏鞯臏囟群?，停止烤爐。
[0044]第二步:從熔化池的加料孔加入玄武巖石料，自上而下，逐層調(diào)整電極的功率，使得位于熔化池下部的電極7的工藝溫度為1600°C，位于熔化池中部的電極7的工藝溫度為1650°C，達(dá)到爐內(nèi)的熱點(diǎn)，位于熔化池上部的電極7的工藝溫度為1600°C，玄武巖石料從表面熔化，垂直運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷熱點(diǎn)，形成對(duì)流、均化，到達(dá)熔化池底部，開始水平運(yùn)動(dòng)，穿過流液洞6，依次流過主料道3、分流料道4和作業(yè)單元501，在主料道3中，電極7加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1600°C ;在分流料道4中，電極7加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1600°C ;在作業(yè)單元501中，電極7加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1550°C。
[0045]在該加熱方法中，熔化池下部的電極7的工藝溫度為1600°C，位于熔化池中部的電極7的工藝溫度為1650°C，達(dá)到爐內(nèi)的熱點(diǎn)，位于熔化池上部的電極7的工藝溫度為16000C。玄武巖石料從表面熔化,垂直運(yùn)動(dòng)，從熔化池上部向熔化池下部移動(dòng)，經(jīng)歷熱點(diǎn)，形成對(duì)流、均化。對(duì)單根電極來說，每根電極的溫度都比周圍溫度高。熔體在溫度場(chǎng)和重力場(chǎng)的作用下，溫度高的熔體向溫度低的區(qū)域流動(dòng)，溫度低熔體的向溫度高的區(qū)域流動(dòng)，即形成對(duì)流。每根電極周圍的熔體都在不斷按對(duì)流形式進(jìn)行流動(dòng)。對(duì)整個(gè)池窯來說，作業(yè)單元501中的電極加熱區(qū)域的溫度最低，熔化池中部溫度最高，熔化池下部、主料道和分流料道中溫度相當(dāng)，使得熔體會(huì)從熔化池流過主料道和分流料道，進(jìn)入作業(yè)單元501中。整個(gè)熔化池、料道、作業(yè)通道內(nèi)的熔體形成均勻的熔體，此過程為均化。在熔化池的中部形成高溫?zé)狳c(diǎn)，形成熱對(duì)流。熔化池上部、下部的熔體分別向熔化池中部流動(dòng),熔化池中部的熔體向熔化池上部、下部流動(dòng)，在熔化池上部、下部分別和熔化池中部之間形成熔體對(duì)流。同時(shí)，在重力和液位差的作用下，熔化池上部、中部的熔體會(huì)向熔化池下部流動(dòng)，一邊對(duì)流運(yùn)動(dòng)一邊整體按一定方向流動(dòng)前進(jìn)。這就提高了熔體的均勻性，從而提高纖維產(chǎn)品的性能。熔化池中設(shè)置不同的工藝溫度，就是為了形成熔體的對(duì)流。設(shè)置作業(yè)單元501中的工藝溫度低于分流料道和主料道，使得熔體向作業(yè)單元501中流動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，在確保玄武巖可以熔化和流動(dòng)的前提下，可以不限于本申請(qǐng)限定的具體溫度值。[0046]控制池窯位于玄武巖石料表面層中的電極輸出功率，在滿足玄武巖石料熔化的前提下，使熔體保持較低的表面溫度，減少表面熱損失。
[0047]玄武巖纖維成分中，A1203和Si02質(zhì)量含量達(dá)70%，F(xiàn)e0(Fe203)質(zhì)量含量達(dá)10%以上，RO (堿金屬氧化物)質(zhì)量含量僅在5~6%以下。具有導(dǎo)熱性能極差、析晶趨勢(shì)強(qiáng)烈、析晶上限溫度高等困難的工藝性能，因此在生產(chǎn)過程中所使用的池窯要解決其這些困難。本專利采用在池窯中布設(shè)多層，且呈水平的電極，很好的解決了導(dǎo)熱性能極差、、析晶趨勢(shì)強(qiáng)烈、析晶上限溫度高等困難問題。
[0048]總之，本發(fā)明的池窯可實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)、熔制質(zhì)量極大提高，成本明顯下降，爐齡延長，無燃?xì)馕廴?，基本實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維的低成本、綠色、規(guī)模化生產(chǎn)方式。
【權(quán)利要求】
1.一種用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于:該池窯包括熔化池(I)、隔離墻(2 )、主料道(3 )、分流料道(4)、作業(yè)通道(5 )和電極組件，熔化池(I)與主料道(3 )連接，隔離墻(2 )位于熔化池(I)與主料道(3 )之間，隔離墻(2 )上設(shè)有流液洞(6 )，且流液洞(6 )連通熔化池(I)與主料道(3 );主料道(3 )與分流料道(4 )連接，且主料道(3 )與分流料道(4)相連通；作業(yè)通道(5)位于分流料道(4)的外側(cè)，且作業(yè)通道(5)上設(shè)有η個(gè)作業(yè)單元(501 )，每個(gè)作業(yè)單元(501)的底部設(shè)有漏板(502)，每個(gè)作業(yè)單元(501)的壁面上設(shè)有連通孔，該連通孔連通分流料道(4)和作業(yè)單元(501)； 電極組件固定連接在熔化池(I)、主料道(3)、分流料道(4)、流液洞(6)和作業(yè)單元(501)中。
2.按照權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于:所述的電極組件由電極組構(gòu)成，每個(gè)電極組由兩根電極(7)構(gòu)成，且該兩根電極(7)的極性相反；或者每個(gè)電極組由三根電極(7)構(gòu)成，且其中一根電極(7)的極性與其余兩根電極(7)的極性相反。
3.按照權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于:所述的電極(7)均處于水平狀態(tài)，且在豎直方向，池窯上的電極呈多層布設(shè)。
4.按照權(quán)利要求3所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于:在同一水平面上，相鄰兩根電極(7)之間的距離為400-500mm，在豎直方向上，相鄰兩根電極(7)之間的距離為150_250mm。
5.按照權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于:所述的電極組件在熔化池(I)中，布設(shè)在熔化池(I)相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上；所述的電極組件在主料道(3)中，布設(shè)在主料道(3)相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁上；所述的電極組件在分流料道(4)中，布設(shè)在分流料道(4)的一側(cè)壁上，且該側(cè)壁與作業(yè)通道(5)相對(duì)。
6.按照權(quán)利要求5所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于: 所述的電極(7)呈棒狀。
7.按照權(quán)利要求5所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于: 所述的電極(7)由耐高溫鑰合金制成，電極(7)可將其所處區(qū)域的溫度加熱至1650°C以上。
8.按照權(quán)利要求5所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于: 所述的熔化池(I)、隔離墻(2)、主料道(3)、分流料道(4)和作業(yè)通道(5)分別采用耐火磚體組成的多層墻體結(jié)構(gòu)。
9.按照權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯，其特征在于:所述的熔化池(I)、主料道(3 )、分流料道(4 )和作業(yè)通道(5 )的頂部分別設(shè)有測(cè)溫裝置。
10.一種權(quán)利要求1所述的用于連續(xù)玄武巖纖維大規(guī)模生產(chǎn)的池窯的加熱方法，其特征在于，該加熱方法包括以下步驟: 第一步:進(jìn)行烤爐，使烤爐料達(dá)到導(dǎo)通電流的溫度后，開始電極通電； 第二步:從加料孔加入玄武巖石料，自上而下，逐層調(diào)整電極(7)的功率，使得位于熔化池下部的電極(7)的工藝溫度為1600°C，位于熔化池中部的電極(7)的工藝溫度為16500C，達(dá)到爐內(nèi)的熱點(diǎn)，位于熔化池上部的電極(7)的工藝溫度為1600°C，玄武巖石料從表面熔化，垂直運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷熱點(diǎn)，形成對(duì)流、均化，到達(dá)熔化池底部，開始水平運(yùn)動(dòng)，穿過流液洞(6 )，依次流過主料道(3 )、分流料道(4)和作業(yè)單元(501)，在主料道(3 )中，電極(7 )加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1600°C ;在分 流料道（4） ，電極（7）加熱對(duì)應(yīng)區(qū)域，溫度保持為1550°C。
【文檔編號(hào)】C03B5/04GK103951157SQ201410130881
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】吳智深, 劉建勛 申請(qǐng)人:東南大學(xué), 江蘇綠材谷新材料科技發(fā)展有限公司