一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)泡沫材料的設(shè)備，包括依次設(shè)置的熔渣調(diào)整爐、初凝器、冷卻定型器；熔渣調(diào)整爐上設(shè)有分別噴入調(diào)整劑和煤氧的調(diào)整劑噴槍和煤氧噴槍，調(diào)整劑加快熔渣發(fā)泡的速度，煤氧保持熔渣的溫度、使調(diào)整劑快速熔化并均勻化；熱熔礦渣被噴入調(diào)整劑和煤氧形成泡沫礦渣后，連續(xù)鑄入初凝器和冷卻定型器冷卻制成礦渣泡沫材料。本發(fā)明還公開了一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)泡沫材料的方法，把熱熔礦渣送入熔渣調(diào)整爐，噴入調(diào)整劑和煤氧形成泡沫礦渣后被連續(xù)鑄入初凝器和冷卻定型器快速冷卻制成礦渣泡沫材料。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了冶金渣的高效益利用，使用價(jià)值大幅度提高，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。減少了污染物的排放，節(jié)能減排效果顯著。
【專利說明】一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沬材料的設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備及方法，尤其涉及一種利用冶金熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的生產(chǎn)方法和設(shè)備，屬于冶金資源綜合利用和材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]為了提高冶金礦渣的綜合利用水平，變廢為寶，減少廢渣對(duì)環(huán)境的危害，保護(hù)環(huán)境，冶金礦渣最早被用于制造水泥、混凝土微粉、鋪路材料等等，隨著技術(shù)的發(fā)展后來被應(yīng)用于生產(chǎn)更高端的新材料礦渣棉、泡沫玻璃、微晶玻璃等等，其產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于工民建筑、化工、冶金等工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)、園林綠化、船舶制造及軍工領(lǐng)域。[0003]關(guān)于泡沫玻璃、微晶玻璃的生產(chǎn)，中國專利201310080386.7公開了一種利用高爐渣制備高強(qiáng)度多孔泡沫玻璃的方法，首先將高爐渣烘干球磨除鐵后與硼酸、硝酸納、硝酸鋇、硫粉、碳化硅混合后裝入耐熱模具中燒制得到泡沫玻璃，再分步加熱到950°C發(fā)泡制備高強(qiáng)度多孔泡沫玻璃。中國專利200810150001.9公開了一種利用液態(tài)排渣爐熔渣直接生產(chǎn)泡沫玻璃的方法，通過在液態(tài)排渣爐中添加碎玻璃或氧化鈣，使得熔渣的化學(xué)組成:SiO2:45-65%, Al2O3:5-30%, FeO3:0-15%, Ca+Mg: 10-30%、Na20+K20:0_14%，然后將所得到符合要求的熔渣直接通過液態(tài)排渣爐下方的水淬池進(jìn)行水淬，得到制備泡沫玻璃的玻璃體原料，再用傳統(tǒng)工藝制備泡沫玻璃。中國專利201220525693.2公開了一種無模法泡沫玻璃連續(xù)發(fā)泡裝置，包括磨粉機(jī)將泡沫玻璃原料和發(fā)泡劑磨成粉末混合，網(wǎng)帶式發(fā)泡窯、碾壓拉引裝置、切割裝置生產(chǎn)出泡沫玻璃塊、退火爐退火。中國專利200810012405.1公開了一種含鈦高爐渣制備微晶泡沫玻璃的方法，以含TiO2: 14-29%高爐渣為基礎(chǔ)原料，適量加入硅質(zhì)原料生產(chǎn)玻璃態(tài)物質(zhì)，燒至1350-140(TC，水淬制得基礎(chǔ)玻璃，再加入發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、助溶劑，再加熱到930°C發(fā)泡制備微晶泡沫玻璃。中國專利201310150838.4公開了一種以高鈦高爐渣和玻璃粉制備微晶泡沫玻璃的方法，先將高鈦高爐渣和廢玻璃粉磨細(xì)，然后將高鈦高爐渣、廢玻璃粉、助溶劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑充分混勻壓塊，再加熱到1000 V發(fā)泡制備微晶泡沫玻璃。中國專利201310486455.4公開了一種高爐熱態(tài)熔渣的調(diào)質(zhì)方法，包括:熱態(tài)熔渣轉(zhuǎn)運(yùn)與緩存、熱態(tài)熔渣一次調(diào)質(zhì)工藝、熱態(tài)熔渣二次調(diào)質(zhì)工藝和精細(xì)控制，使熱態(tài)熔渣顯熱充分利用，為高爐熔渣制備微晶石材、石棉等提供一種工藝方法，轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)質(zhì)過程中熔渣溫度保持 1350 ~150(TC。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)對(duì)熱熔礦渣用于制造高端綠色環(huán)保建材泡沫玻璃、微晶玻璃的生產(chǎn)工藝，基本都是將熱熔礦渣采用不同的方式快速冷卻后，制成粉末，配以玻璃類材料、助溶劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑，然后再通過模具或發(fā)泡爐進(jìn)行加熱到900~1000°C等不同的溫度進(jìn)行發(fā)泡，生產(chǎn)流程中冶金熱熔礦渣的顯熱沒有得到高效利用、再加熱制造泡沫玻璃材料又增加了新的能耗、增加了污染物的排放。并且無法實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)礦渣泡沫材料，生產(chǎn)效率低、綜合能耗高。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備及方法，解決了目前采用熱熔礦渣生產(chǎn)礦渣泡沫材料必須將熱熔礦渣冷卻、制粉、混合添加劑、再加熱到900~1000°C發(fā)泡所造成的綜合能耗高、生產(chǎn)效率低、成本高等問題。
[0006]名詞解釋:
[0007]1、熱熔礦渣:熱熔礦渣是來自高爐渣、或錳鐵渣、或冶硅渣、或其它冶金渣，溫度1400 ~1550°C。
[0008]2、泡沫礦渣:熱熔礦渣加入調(diào)整劑后，由煤氧噴槍噴入煤和氧氣燃燒，熔化調(diào)整齊?，并使其均勻化，調(diào)整熱熔礦渣的溫度，使熱熔礦渣發(fā)泡后稱為泡沫礦渣。
[0009]3、礦渣泡沫材料:熱熔礦渣發(fā)泡后的泡沫礦渣，經(jīng)快速冷卻制成的礦渣泡沫材料。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。
[0011]一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，包括依次設(shè)置的調(diào)整爐(I)、初凝器(2)、冷卻定型器(3);調(diào)整爐(I)、初凝器(2)、冷卻定型器(3)依次相連組成礦渣泡沫材料的主要制備設(shè)備；所述的調(diào)整爐(I)設(shè)有調(diào)整劑噴槍(13)和煤氧噴槍(14)，調(diào)整劑噴槍(13)和煤氧噴槍(14)分別噴入調(diào)整劑和煤氧，調(diào)整劑加快熱熔礦渣的發(fā)泡速度，煤氧保持熔渣的溫度、使調(diào)整劑快速熔化并均勻化后發(fā)泡生成泡沫礦渣，泡沫礦渣被連續(xù)鑄入初凝器(2)和冷卻定型器(3)快速冷卻制成礦渣泡沫材料。優(yōu)選的，所述調(diào)整劑噴槍(13)和煤氧噴槍(14)設(shè)置的具體數(shù)量由本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)設(shè)備的規(guī)模大小和實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)， [0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述調(diào)整爐(I)由外爐壁(11)、耐材爐壁(12)、引導(dǎo)板
(18)和流渣槽(17)組成；耐材爐壁(12)砌筑在外爐壁(11)內(nèi)形成上大下小的爐內(nèi)腔體，引導(dǎo)板(18)通過初凝器(2)和冷卻定型器(3)內(nèi)部由下而上到達(dá)耐材爐壁(12)的底部，使調(diào)整爐形成一個(gè)底部封閉的熱熔礦渣池，熱熔礦渣通過流渣槽(17)連續(xù)流入調(diào)整爐，熱熔礦渣在調(diào)整爐內(nèi)快速形成泡沫礦渣后，引導(dǎo)板(18)向下牽引移動(dòng)，使泡沫礦渣進(jìn)入初凝器
(2)和冷卻定型器(3)被制成礦渣泡沫材料。優(yōu)選的，流渣槽(17)或用渣罐方式替代，用渣罐將熱熔礦渣(16)倒入調(diào)整爐。優(yōu)選的，調(diào)整爐(I)形狀是倒臺(tái)形體、或矩形體、或圓柱體、或橢圓柱體。
[0013]優(yōu)選的，所述調(diào)整劑是由助劑和穩(wěn)泡劑組成，根據(jù)熱熔礦渣不同的化學(xué)成分按照熱熔礦渣:助劑:穩(wěn)泡劑=6~8:1.5~3.7:0.3~0.5 (重量比)進(jìn)行調(diào)整配比噴入。所述助劑和穩(wěn)泡劑均為礦物或工業(yè)廢渣；其中所述助劑選自含有Si02、CaO、MgO、A1203、Na2O,KO和/或CaF2中的一種或幾種的礦物或工業(yè)廢渣；所述穩(wěn)泡劑選自含有磷酸納或磷酸鎂的礦物、工業(yè)廢渣。
[0014]優(yōu)選的，所述煤氧噴槍(14)是由噴煤粉管和氧氣管道組成，所述煤粉是由氮?dú)庾鲚d體噴入，噴入煤粉與氧氣的質(zhì)量比例為35~55:65~45。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述初凝器(2)包括初凝器冷卻板、初凝器安裝框
(24);大于等于3塊的初凝器冷卻板，安裝在大于等于2個(gè)的上下分布的初凝器安裝框(24)內(nèi)，被固定的初凝器冷卻板組成一個(gè)橫截面為三角形、或矩形或多邊形的上小下大的臺(tái)狀體，如圖1所示。所述初凝器冷卻板由初凝器銅板(21)、初凝器鋼板(22)和初凝器連接件
(23)組成，初凝器銅板(21)與初凝器鋼板(22)通過初凝器連接件(23)相連接成一個(gè)整體板式結(jié)構(gòu)的初凝器冷卻板，初凝器銅板(21)作為初凝器內(nèi)壁，初凝器鋼板(22)作為初凝器外壁，初凝器內(nèi)壁與垂線之間有O~45度的Θ夾角；優(yōu)選的，所述初凝器銅板(21)水平方向上開設(shè)有初凝器潤滑口(27)，初凝器潤滑口(27)與水平面向下有O~60度的夾角；所述初凝器鋼板(22)上開設(shè)有初凝器潤滑油槽(26)并與初凝器潤滑口(27) —一對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)每條初凝器鋼板(22)上的初凝器潤滑油槽(26)在垂直于初凝器鋼板(22)的方向上還設(shè)有初凝器進(jìn)油孔(25)，初凝器進(jìn)油孔(25)與初凝器潤滑油槽(26)相通，用以從外部供耐高溫潤滑油；初凝器潤滑油槽(26)與初凝器潤滑口(27)相連通，初凝器潤滑口(27)溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑，以減少阻力和提高表面質(zhì)量。優(yōu)選的，所述初凝器鋼板(22)外表面上焊接有初凝器水冷管(28)，循環(huán)水通過初凝器水冷管(28)使冷卻初凝器(3)快速冷卻。所述初凝器冷卻板、初凝器安裝框(24)、初凝器潤滑口(27)、初凝器潤滑油槽(26)、初凝器進(jìn)油孔(25)、初凝器水冷管(28)的具體數(shù)量由本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際設(shè)備的規(guī)模大小和需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。優(yōu)選的，初凝器是可以整體更換的。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冷卻定型器(3)包括冷卻板、安裝框(34);大于等于3塊的冷卻板，安裝在大于等于2個(gè)的上下分布的安裝框(34)內(nèi)，被固定的冷卻板組成一個(gè)橫截面為三角形、矩形或多邊形的上下一致的桶形冷卻定型器(3);所述冷卻板由冷卻銅板(31)、冷卻鋼板(32)和連接件(33)組成，冷卻銅板(31)與冷卻鋼板(32)通過連接件
(33)相連接成一個(gè)整體板式結(jié)構(gòu)的冷卻板，冷卻銅板(31)作為冷卻定型器內(nèi)壁，冷卻鋼板
(32)作為冷卻定型器外壁；優(yōu)選的，冷卻銅板(31)水平方向上開設(shè)有潤滑口(37)，潤滑口與水平面向下有O~60度的夾角；所述冷卻鋼板(32)上開設(shè)有潤滑油孔(38)并與潤滑口
(37)——對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng) 每條冷卻鋼板(32)上的潤滑油孔(38)在垂直于冷卻鋼板(32)的方向上設(shè)有進(jìn)油孔(35)，進(jìn)油孔(35)與潤滑油孔(36)相通，用以從外部供耐高溫潤滑油，潤滑油孔(36)與潤滑口(37)相連通，潤滑口(37)溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑，以減少阻力和提高表面質(zhì)量。優(yōu)選的，冷卻鋼板(32)的外表面上焊接有水冷管(38 )，循環(huán)水通過水冷管(38 )使冷卻定型器(3 )快速冷卻。優(yōu)選的，所述冷卻板、安裝框
(34)、潤滑口(37)、潤滑油孔(38)、進(jìn)油孔(35)、水冷管(38)的具體數(shù)量由本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際設(shè)備的規(guī)模大小和需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。優(yōu)選的，冷卻定型器(3)是可以整體更換的。
[0017]優(yōu)選的，所述冷卻定型器(3)的長度可以縮短到0%~50%，冷卻定型器(3)被縮短的50%~100%部分用水霧噴淋器(39)替代，用以快速冷卻礦渣泡沫材料(4)。所述礦渣泡沫材料(4)表面硬殼密度為600~2000公斤/m3，心部密度為150~800公斤/m3不同密度的高強(qiáng)度礦渣泡沫材料。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱熔礦渣(16)直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備還包括牽引機(jī)(5)、定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)、輸送輥道(7)和退火爐(8);牽引機(jī)(5)、定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)、輸送輥道(7)和退火爐(8)在冷卻定型器(3)的后面按照工序依次排列。所述牽引機(jī)(5)有I~4臺(tái)，每臺(tái)由一對(duì)牽引棍和和牽引電機(jī)組成,主要作用是牽拉礦洛泡沫材料；牽引機(jī)(5)后面是定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)，所述定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)是砂輪切割機(jī)，或是圓鋼鋸，或是高壓水切割機(jī)，作用是將礦渣泡沫材料按照規(guī)定尺寸進(jìn)行切割分?jǐn)唷６ǔ叻謹(jǐn)鄼C(jī)(6)后面是輸送輥道
(7)，作用是將尺寸切割分?jǐn)嗟牡V渣泡沫材料送入退火爐(8)，在退火爐(8)內(nèi)把礦渣泡沫材料在500~700°C進(jìn)行熱處理，消除快速冷卻造成的應(yīng)力、穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)、提高強(qiáng)韌性能。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備中，調(diào)整爐(I)保持豎式結(jié)構(gòu)，其它設(shè)備均采用與水平地面保持O~90度角度的安裝結(jié)構(gòu)。[0020]本發(fā)明還提供了一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的方法，把冶金熱熔礦渣(1400~1550°C )送入調(diào)整爐，調(diào)整劑噴槍(13)和煤氧噴槍(14)分別噴入調(diào)整劑和煤氧，噴入調(diào)整劑和煤氧使熱熔礦渣形成泡沫礦渣(15)后，被連續(xù)鑄入初凝器(2)和冷卻定型器
(3)快速冷卻制成礦渣泡沫材料。
[0021] 一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的方法，包括如下步驟:
[0022]I)調(diào)整爐I生產(chǎn)之前，引導(dǎo)板18安裝在耐材內(nèi)爐壁12的底部位置使調(diào)整爐I形成一個(gè)底部封閉的熔渣池；
[0023]2)熱熔礦渣(1400~1550°C)由流渣槽17連續(xù)流入調(diào)整爐I ;
[0024]3)調(diào)整爐I內(nèi)連續(xù)噴入調(diào)整劑和煤氧，使熱熔礦渣形成泡沫礦渣；
[0025]4)引導(dǎo)板18在牽引機(jī)5的拉動(dòng)之下，向下進(jìn)入初凝器2和冷卻定型器3。
[0026]5)泡沫礦渣隨同引導(dǎo)板18連續(xù)注入初凝器2和冷卻定型器3。
[0027]6)在初凝器2內(nèi)泡沫礦渣15表面被快速冷卻形成礦渣泡沫材料4的外殼，初凝器2內(nèi)的初凝器潤滑口 27溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料4的外殼起到潤滑作用；
[0028]7)在冷卻定型器3內(nèi)泡沫礦渣15被快速冷卻到心部，生產(chǎn)出礦渣泡沫材料4，冷卻定型器3內(nèi)的潤滑口 37溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料4的表面進(jìn)行潤滑，以減少阻力，提聞表面質(zhì)量；
[0029]8)礦渣泡沫材料4由牽引機(jī)5勻速拉出；
[0030]9)礦渣泡沫材料4由定尺分?jǐn)鄼C(jī)6切割成標(biāo)準(zhǔn)的尺寸；
[0031]10)定尺切割好的礦渣泡沫材料4由輸送輥道7送往退火爐8在500~700°C進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出合格的礦渣泡沫材料4。
[0032]優(yōu)選的，步驟3)所述的調(diào)整劑是由助劑和穩(wěn)泡劑組成，根據(jù)熱熔礦渣不同的化學(xué)成分按照熱熔礦渣:助劑:穩(wěn)泡劑=6~8:1.5~3.7:0.3~0.5 (重量比)進(jìn)行調(diào)整配比噴入。所述助劑選自含有3102、0&0、1%0、41203、似20、1(0和/或0&&的礦物、工業(yè)廢渣；所述穩(wěn)泡劑選自含有磷酸納或磷酸鎂的礦物、工業(yè)廢渣。
[0033]優(yōu)選的，步驟3)所述煤氧是由煤氧噴槍(14)的噴煤粉管和氧氣管道同時(shí)噴入，所述煤粉是由氮?dú)庾鲚d體噴入，噴入煤粉與氧氣的質(zhì)量比例為35~55:65~45。
[0034]本發(fā)明采用熱熔礦渣直接噴入調(diào)整劑、煤氧，煤氧加熱熔融并均勻化調(diào)整劑后，連續(xù)生產(chǎn)礦渣泡沫材料，生產(chǎn)效率高，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，根據(jù)需求生產(chǎn)出表面硬殼密度為600~2000公斤/m3，心部密度為150~800公斤/m3不同密度的高強(qiáng)度礦渣泡沫材料。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:
[0036](I)實(shí)現(xiàn)了冶金熱熔礦渣的高端、高效益利用，冶金熱熔礦渣由制造低端的水泥、混凝土微粉、鋪路磚等，到制造聞質(zhì)量、聞效益的聞端礦禮:泡沫材料，使用價(jià)值大幅度提聞，經(jīng)濟(jì)效益大幅度提聞。
[0037](2)實(shí)現(xiàn)了冶金熱熔礦渣的高溫顯熱高效利用，每噸礦渣泡沫材料比傳統(tǒng)泡沫玻璃工藝節(jié)能約500-550公斤標(biāo)煤，減少了污染物的排放，節(jié)能減排效果顯著。
[0038](3)礦渣泡沫材料表面密度高、整體強(qiáng)度高、綜合性能好、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低，能生產(chǎn)大規(guī)格整體礦渣泡沫材料板等產(chǎn)品，應(yīng)用范圍更加廣闊，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的剖面示意圖。
[0040]圖2是圖1的調(diào)整爐、初凝器和冷卻定型器左視剖面示意圖。
[0041]圖3是本發(fā)明的調(diào)整爐生產(chǎn)之前與引導(dǎo)板安裝在耐材內(nèi)爐壁的底部位置使調(diào)整爐形成一個(gè)底部封閉的熔渣池示意圖。
[0042]圖4是冷卻定型器保留1/3長度，其余2/3用水霧噴淋器替代示意圖。
[0043]圖5是冷卻定型器全部用水霧噴淋器替代示意圖。
[0044]圖6是本發(fā)明的側(cè)臥式結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]其中:1:調(diào)整爐，11:外爐壁，12:耐材爐壁，13:調(diào)整劑噴槍，14:煤氧噴槍，15:泡沫礦渣，16:熱熔礦渣，17:流渣槽，18:引導(dǎo)板，
[0046]2:初凝器，21:初凝器銅板，22:初凝器鋼板，23:初凝器連接件，24:初凝器安裝框，25:初凝器進(jìn)油孔，26:初凝器潤滑油槽，27:初凝器潤滑口，28:初凝器水冷管，
[0047]3:冷卻定型器，31:冷卻銅板，32:冷卻鋼板，33:連接件，34:安裝框，35:進(jìn)油孔，36:潤滑油孔，37:潤滑口，38:水冷管，39:水霧噴淋器
[0048]4:礦渣泡沫材料，5:牽引機(jī)，6:定尺分?jǐn)鄼C(jī)，7:輸送輥道，8:退火爐。
【具體實(shí)施方式】
[0049]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0050]實(shí)施例1:
[0051]本實(shí)施例的熱熔礦渣直接生產(chǎn)泡沫材料的設(shè)備，包括依次設(shè)置的調(diào)整爐1、初凝器
2、冷卻定型器3 ;調(diào)整爐1、初凝器2、冷卻定型器3依次相連組成礦渣泡沫材料的主要制備設(shè)備；所述調(diào)整爐I設(shè)有調(diào)整劑噴槍13和煤氧噴槍14，調(diào)整劑噴槍13和煤氧噴槍14分別噴入調(diào)整劑和煤氧，調(diào)整劑加快熱熔礦渣16的發(fā)泡速度，煤氧保持熔渣的溫度、使調(diào)整劑快速熔化并均勻化后發(fā)泡生成泡沫礦渣15，泡沫礦渣15被連續(xù)鑄入初凝器2和冷卻定型器3快速冷卻制成礦渣泡沫材料4。所述調(diào)整劑噴槍(13)和煤氧噴槍(14)的具體數(shù)量由本專業(yè)技術(shù)人員根據(jù)設(shè)備的規(guī)模大小和實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。如圖1所示。
[0052]所述調(diào)整爐I由外爐壁11、耐材內(nèi)爐壁12、引導(dǎo)板18和流渣槽17組成；耐材內(nèi)爐壁12砌筑在外爐壁11內(nèi)形成上大下小的倒矩形臺(tái)狀爐內(nèi)腔體，引導(dǎo)板18通過初凝器2和冷卻定型器3內(nèi)部由下而上到達(dá)耐材爐壁12的底部，使調(diào)整爐I形成一個(gè)底部封閉的熱熔礦渣池，熱熔礦渣16通過流渣槽17連續(xù)流入調(diào)整爐1，熱熔礦渣16在調(diào)整爐I內(nèi)快速形成泡沫礦渣15后，引導(dǎo)板18向下牽引移動(dòng)，使泡沫礦渣15進(jìn)入初凝器2和冷卻定型器3被制成礦渣泡沫材料4。所述流渣槽17或用渣罐方式替代，用渣罐將熱熔礦渣16倒入調(diào)整爐
I。如圖3和圖2所示。
[0053] 所述調(diào)整劑是由助劑和穩(wěn)泡劑組成，根據(jù)熱熔礦渣16不同的化學(xué)成分按照熱熔礦渣:助劑:穩(wěn)泡劑=6:3.7:0.3 (重量比)進(jìn)行調(diào)整配比噴入。所述助劑選自含有Si02、CaO、MgO、A1203、Na2O, K0、CaF2的礦物、工業(yè)廢渣；所述穩(wěn)泡劑選自含有磷酸納、磷酸鎂的礦物、工業(yè)廢渣。
[0054]所述煤氧噴槍14是由噴煤粉管和氧氣管道組成，所述煤粉是由氮?dú)庾鲚d體噴入，噴入煤粉與氧氣的質(zhì)量比例為55:45 (重量比)。[0055]所述初凝器2包括初凝器冷卻板、初凝器安裝框24，初凝器冷卻板有4塊，裝在2個(gè)初凝器安裝框24內(nèi)，由上而下分布，用來固定初凝器冷卻板，組成一個(gè)橫截面為矩形的上小下大的臺(tái)狀體，如圖1所示。所述初凝器冷卻板由初凝器銅板21、初凝器鋼板22和初凝器連接件23組成，初凝器銅板21與初凝器鋼板22通過初凝器連接件23相連接成一個(gè)整體板式結(jié)構(gòu)，初凝器銅板21作為初凝器內(nèi)壁，初凝器鋼板22作為初凝器外壁，初凝器內(nèi)壁與垂線之間有O~45度的Θ夾角；所述初凝器銅板21水平方向上開設(shè)有2~6條初凝器潤滑口 27，初凝器潤滑口 27與水平面有10度的夾角；所述初凝器鋼板22上開設(shè)有2~6條初凝器潤滑油槽26并與初凝器潤滑口 27 —一對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)每條初凝器鋼板22上的初凝器潤滑油槽26在垂直于初凝器鋼板22的方向上還設(shè)有3個(gè)初凝器進(jìn)油孔25，初凝器進(jìn)油孔25與初凝器潤滑油槽26相通，用以從外部供耐高溫潤滑油；初凝器潤滑油槽26與初凝器潤滑口 27相連通，初凝器潤滑口 27溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑，以減少阻力和提高表面質(zhì)量。所述初凝器鋼板22外表面上焊接有3條初凝器水冷管28，循環(huán)水通過初凝器水冷管28使冷卻初凝器3快速冷卻。初凝器是可以整體更換的。如圖1和圖2所示。
[0056]所述冷卻定型器3包括冷卻板、安裝框34 ;冷卻板有8塊，由自上而下分布的3個(gè)安裝框34固定，組成一個(gè)橫截面為多邊形的上下一致的桶形冷卻定型器3 ;所述冷卻板由冷卻銅板31、冷卻鋼板32和連接件33組成，冷卻銅板31與冷卻鋼板32通過連接件33相連接成一個(gè)整體板式結(jié)構(gòu)，冷卻銅板31作為冷卻定型器內(nèi)壁，冷卻鋼板32作為冷卻定型器外壁；冷卻銅板31水平方向上開設(shè)有3條潤滑口 37，潤滑口與水平面有10度的夾角；所述冷卻鋼板32上開設(shè)有3條潤滑油孔38并與潤滑口 37——對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)每條冷卻鋼板32上的潤滑油孔38在垂直于冷卻鋼板32的方向上設(shè)有2個(gè)進(jìn)油孔35，進(jìn)油孔35與潤滑油孔36相通，用以從外部供耐高溫潤滑油，潤滑油孔36與潤滑口 37相連通，潤滑口 37溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑，以減少阻力和提高表面質(zhì)量。冷卻定型器3還包括水冷管38，水冷管38 焊接在冷卻鋼板32的外表面上，循環(huán)水通過水冷管38使冷卻定型器3快速冷卻。冷卻定型器3是可以整體更換的。如圖1和圖2所示。
[0057]所述冷卻定型器3的長度可以縮短到1/3長度，冷卻定型器3被縮短的2/3部分用水霧噴淋器39替代，用以快速冷卻礦渣泡沫材料4。如圖4所示。所述礦渣泡沫材料4表面硬殼密度為600~2000公斤/m3，心部密度為150~800公斤/m3不同密度的高強(qiáng)度礦渣泡沫材料。
[0058]所述熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備還包括牽引機(jī)5、定尺分?jǐn)鄼C(jī)6、輸送輥道7和退火爐8，按照工序要求在冷卻定型器3的后面依次排列。所述牽引機(jī)5有2臺(tái)，每臺(tái)由一對(duì)牽引輥和牽引電機(jī)組成，主要作用是牽拉礦渣泡沫材料；牽引機(jī)5后面是定尺分?jǐn)鄼C(jī)6，所述定尺分?jǐn)鄼C(jī)6是砂輪切割機(jī)，或是圓鋼鋸，或是高壓水切割機(jī)，作用是將礦渣泡沫材料按照規(guī)定尺寸進(jìn)行切割分?jǐn)?。定尺分?jǐn)鄼C(jī)6后面是輸送輥道7，作用是將尺寸切割分?jǐn)嗟V渣泡沫材料送入退火爐8，在退火爐8內(nèi)把礦渣泡沫材料在500~700°C進(jìn)行熱處理，消除快速冷卻造成的應(yīng)力、穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)、提高強(qiáng)韌性能。
[0059]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備中，調(diào)整爐I保持豎式結(jié)構(gòu)，其它設(shè)備均采用與水平地面保持90度角度，即豎式的安裝結(jié)構(gòu)。如圖1所示。[0060]本發(fā)明還提供了一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的方法，把冶金熱熔礦渣16(1400~1550°C)送入調(diào)整爐1，調(diào)整劑噴槍13和煤氧噴槍14分別噴入調(diào)整劑和煤氧，噴入調(diào)整劑和煤氧使熱熔礦渣形成泡沫礦渣15后，被連續(xù)鑄入初凝器(2)和冷卻定型器(3)快速冷卻制成礦渣泡沫材料。
[0061]一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的方法，包括如下步驟:
[0062]I)調(diào)整爐I生產(chǎn)之前，引導(dǎo)板18安裝在耐材內(nèi)爐壁12的底部位置使調(diào)整爐I形成一個(gè)底部封閉的熔渣池；
[0063]2)熱熔礦渣16 (1400~1550°C )由流渣槽17連續(xù)流入調(diào)整爐I ;
[0064]3)調(diào)整爐I內(nèi)連續(xù)噴入調(diào)整劑和煤氧，使熱熔礦渣形成泡沫礦渣15 ；
[0065]4)引導(dǎo)板18在牽引機(jī)5的拉動(dòng)之下，向下進(jìn)入初凝器2和冷卻定型器3 ；
[0066]5)泡沫礦渣15隨同引導(dǎo)板18連續(xù)注入初凝器2和冷卻定型器3 ；
[0067]6)在初凝器2內(nèi)泡沫礦渣15表面被快速冷卻形成礦渣泡沫材料4的外殼，初凝器2內(nèi)的初凝器潤滑口 27溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料4的外殼起到潤滑作用；
[0068]7)在冷卻定型器3內(nèi)泡沫礦渣15被快速冷卻到心部，生產(chǎn)出礦渣泡沫材料4，冷卻定型器3內(nèi)的潤滑口 37溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料4的表面進(jìn)行潤滑，以減少阻力，提聞表面質(zhì)量；
[0069]8)礦渣泡沫材料4由牽引機(jī)5勻速拉出；
[0070]9)礦渣泡沫材料4由定尺分?jǐn)鄼C(jī)6切割成標(biāo)準(zhǔn)的尺寸；
[0071]10)定尺切割好的礦渣泡沫材料4由輸送輥道7送往退火爐8在500~700°C進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出合格的礦渣泡沫材料4。
[0072]實(shí)施例2:
[0073]本實(shí)施例的熱熔礦渣直接生產(chǎn)泡沫材料的設(shè)備，不同之處在于:
[0074]所述調(diào)整爐I耐材內(nèi)爐壁12砌筑在外爐壁11內(nèi)形成上大下小的倒圓臺(tái)狀爐內(nèi)腔體。
[0075]所述調(diào)整劑是由助劑和穩(wěn)泡劑組成，根據(jù)熱熔礦渣16不同的化學(xué)成分按照熱熔礦渣:助劑:穩(wěn)泡劑=7:2.6:0.4 (重量比)進(jìn)行調(diào)整配比噴入。
[0076]所述煤氧噴槍14噴入煤粉與氧氣的質(zhì)量比例為50:50 (重量比)。
[0077]所述初凝器2包括初凝器冷卻板有8塊，裝在3個(gè)初凝器安裝框24內(nèi)，由上而下分布用來固定初凝器冷卻板，組成一個(gè)八邊形的上小下大的臺(tái)狀體，初凝器內(nèi)壁與垂線之間有20度的Θ夾角，如圖1所示。所述初凝器潤滑口 27與水平面有30度的夾角所述冷卻定型器3的潤滑口 37與水平面有20度的夾角
[0078]所述冷卻定型器全部用水霧噴淋器39替代，用以快速冷卻礦渣泡沫材料4。如圖5所示。
[0079]所述定尺分?jǐn)鄼C(jī)6是高壓水切割機(jī)。
[0080]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備中，調(diào)整爐I保持豎式結(jié)構(gòu)，其它設(shè)備均采用與水平地面保持45度的安裝結(jié)構(gòu)。如圖6所示。
[0081]其他同實(shí)施例1。
[0082]實(shí)施例3:
[0083]本實(shí)施例的熱熔礦渣直接生產(chǎn)泡沫材料的設(shè)備，不同之處在于:[0084]所述調(diào)整劑是由助劑和穩(wěn)泡劑組成，根據(jù)熱熔礦渣16不同的化學(xué)成分按照熱熔礦渣:助劑:穩(wěn)泡劑=8:1.5:0.5 (重量比)進(jìn)行調(diào)整配比噴入。
[0085]所述煤氧噴槍14噴入煤粉與氧氣的質(zhì)量比例為55:45 (重量比)。
[0086]所述初凝器2包括初凝器冷卻板有3塊，裝在3個(gè)初凝器安裝框24內(nèi)，由上而下分布用來固定初凝器冷卻板，組成一個(gè)三角形的上小下大的臺(tái)狀體，初凝器內(nèi)壁與垂線之間有30度的Θ夾角。所述初凝器潤滑口 27與水平面有30度的夾角
[0087]所述冷卻定型器3的潤滑口 37與水平面有30度的夾角
[0088]所述定尺分?jǐn)鄼C(jī)6是圓鋼鋸。
[0089]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備中，調(diào)整爐I保持豎式結(jié)構(gòu)，其它設(shè)備均采用與水平地面保持O度的安裝結(jié)構(gòu)，即臥式結(jié)構(gòu)。如圖6所示。
[0090]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即 可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，包括調(diào)整爐(I)、初凝器(2)、冷卻定型器(3);調(diào)整爐(I)、初凝器(2)、冷卻定型器(3)依次相連；所述的調(diào)整爐(I)設(shè)有調(diào)整劑噴槍(13)和煤氧噴槍(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)整爐(I)由外爐壁(11)、耐材爐壁(12 )、引導(dǎo)板(18 )和流渣槽(17 )組成；耐材爐壁(12 )砌筑在外爐壁(11)內(nèi)形成上大下小的爐內(nèi)腔體，引導(dǎo)板(18)通過初凝器(2)和冷卻定型器(3)內(nèi)部由下而上到達(dá)耐材爐壁的底部，使調(diào)整爐形成一個(gè)底部封閉的熱熔礦渣池，熱熔礦渣通過流渣槽(17)連續(xù)流入調(diào)整爐并在調(diào)整爐內(nèi)快速形成泡沫礦渣；經(jīng)引導(dǎo)板(18)的向下牽引移動(dòng)，泡沫礦渣進(jìn)入初凝器(2)和冷卻定型器(3)被制成礦渣泡沫材料；調(diào)整爐(I)的形狀是倒臺(tái)形體、或矩形體、或圓柱體、或橢圓柱體。
3.如權(quán)利要求1所述的熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，其特征在于，所述初凝器(2)包括初凝器冷卻板、初凝器安裝框(24)； 大于等于3塊 的初凝器冷卻板，安裝在大于等于2個(gè)的上下分布的初凝器安裝框(24)內(nèi)，被固定的初凝器冷卻板組成一個(gè)橫截面為三角形、或矩形或多邊形的上小下大的臺(tái)狀體； 所述初凝器冷卻板由初凝器銅板(21)、初凝器鋼板(22)和初凝器連接件(23)組成，初凝器銅板(21)與初凝器鋼板(22)通過初凝器連接件(23)相連結(jié)成一個(gè)整體板式結(jié)構(gòu)，初凝器銅板(21)作為 初凝器內(nèi)壁，初凝器鋼板(22)作為初凝器外壁，初凝器內(nèi)壁與垂線之間有O~45度的Θ夾角； 所述初凝器銅板(21)水平方向上開設(shè)有初凝器潤滑口(27)，初凝器潤滑口(27)與水平面向下有O~60度的夾角；所述初凝器鋼板(22)上開設(shè)有初凝器潤滑油槽(26)并與初凝器潤滑口(27) —一對(duì)應(yīng)，對(duì)應(yīng)每條初凝器鋼板(22)上的初凝器潤滑油槽(26)在垂直于初凝器鋼板(22)的方向上還設(shè)有初凝器進(jìn)油孔(25)，初凝器進(jìn)油孔(25)與初凝器潤滑油槽(26)相通，用以從外部供耐高溫潤滑油；初凝器潤滑油槽(26)與初凝器潤滑口(27)相連通，初凝器潤滑口(27)溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑；所述初凝器鋼板(22)外表面上焊接有初凝器水冷管(28)，循環(huán)水通過初凝器水冷管(28)使冷卻初凝器(3)快速冷卻。
4.如權(quán)利要求1所述的熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻定型器(3)包括冷卻板、安裝框(34)； 大于等于3塊的冷卻板，安裝在大于等于2個(gè)的上下分布的安裝框(34)內(nèi)，被固定的冷卻板組成一個(gè)橫截面為三角形、矩形或多邊形的上下一致的桶形冷卻定型器(3)； 所述冷卻板由冷卻銅板(31)、冷卻鋼板(32)和連接件(33)組成，冷卻銅板(31)與冷卻鋼板(32)通過連接件(33)相聯(lián)為一個(gè)整體板式結(jié)構(gòu)，冷卻銅板(31)作為冷卻定型器內(nèi)壁，冷卻鋼板(32)作為冷卻定型器外壁； 所述冷卻銅板(31)水平方向上開設(shè)有潤滑口(37)，潤滑口與水平面向下有O~60度的夾角；所述冷卻鋼板(32)上開設(shè)有潤滑油孔(38)并與潤滑口(37)—一對(duì)應(yīng)；對(duì)應(yīng)每條冷卻鋼板(32)上的潤滑油孔(38)在垂直于冷卻鋼板(32)的方向上設(shè)有進(jìn)油孔(35)，進(jìn)油孔(35)與潤滑油孔(36)相通，用以從外部供耐高溫潤滑油，潤滑油孔(36)與潤滑口(37)相連通，潤滑口(37)溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑；在冷卻鋼板(32)的外表面上焊接有水冷管(38)，循環(huán)水通過水冷管(38)使冷卻定型器(3)快速冷卻。
5.如權(quán)利要求1所述的熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻定型器(3)的長度縮短到0%~50%，冷卻定型器(3)被縮短的50%~100%部分用水霧噴淋器(39 )替代，用以快速冷卻礦渣泡沫材料(4 )。
6.如權(quán)利要求1所述的熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，其特征在于，所述熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備還包括牽引機(jī)(5 )、定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6 )、輸送輥道(7 )和退火爐(8 )，牽引機(jī)(5 )、定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6 )、輸送輥道(7 )和退火爐(8 )在冷卻定型器(3 )的后面依次排列； 所述牽引機(jī)(5)有I~4臺(tái)，每臺(tái)由一對(duì)牽引輥和和牽引電機(jī)組成，主要作用是牽拉礦渣泡沫材料； 牽引機(jī)(5)后面是定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)，所述定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)是砂輪切割機(jī)，或是圓鋼鋸，或是高壓水切割機(jī)，作用是將礦渣泡沫材料按照規(guī)定尺寸進(jìn)行切割分?jǐn)啵? 定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)后面是輸送輥道(7)，作用是將尺寸切割分?jǐn)嗟V渣泡沫材料送入退火爐(8)。
7.如權(quán)利要求1~6任一項(xiàng)所述的熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的設(shè)備，其特征在于，調(diào)整爐(I)保持豎式結(jié)構(gòu)，其它設(shè)備均采用與水平地面保持O~90度角度的安裝結(jié)構(gòu)。
8.一種熱熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的方法，包括如下步驟: 1)調(diào)整爐(I)生產(chǎn)之前，引導(dǎo)板(18)安裝在耐材內(nèi)爐壁(12)的底部位置使調(diào)整爐I形成一個(gè)底部封閉的熔渣池； 2)1400~1550°C熱熔礦渣的由流渣槽(17)連續(xù)流入調(diào)整爐(I)； 3)調(diào)整爐(I)內(nèi)連續(xù)噴入調(diào)整劑和煤氧，使熱熔礦渣形成泡沫礦渣； 4)引導(dǎo)板(18)在牽引機(jī)(5)的拉動(dòng)之下，向下進(jìn)入初凝器(2)和冷卻定型器(3)； 5)泡沫礦渣隨同引導(dǎo)板(18)連續(xù)注入初凝器(2)和冷卻定型器(3)被快速冷卻生產(chǎn)出礦渣泡沫材料4 ； 6)在初凝器(2)內(nèi)泡沫礦渣(15)表面被快速冷卻形成礦渣泡沫材料的外殼，初凝器2內(nèi)的初凝器潤滑口(27)溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的外殼起到潤滑作用； 7)在冷卻定型器(3)內(nèi)泡沫礦渣(15)被快速冷卻到心部，生產(chǎn)出礦渣泡沫材料，冷卻定型器(3)內(nèi)的潤滑口(37)溢出的耐高溫潤滑油對(duì)礦渣泡沫材料的表面進(jìn)行潤滑； 8)礦渣泡沫材料由牽引機(jī)(5)勻速拉出； 9)礦渣泡沫材料由定尺分?jǐn)鄼C(jī)(6)切割； 10)定尺切割好的礦渣泡沫材料由輸送輥道(7)送往退火爐(8)在500~700°C進(jìn)行熱處理，生產(chǎn)出礦渣泡沫材料產(chǎn)品。
9.如權(quán)利要求8所述的熔礦渣直接生產(chǎn)礦渣泡沫材料的方法，其特征在于，步驟3)所述的調(diào)整劑是由助劑和穩(wěn)泡劑組成，按照熱熔礦渣:助劑:穩(wěn)泡劑=6~8:1.5~3.7:0.3~0.5 (重量比)進(jìn)行調(diào)整配比噴入； 所述助劑選自礦物或工業(yè)廢渣，其成分中含有Si02、CaO、MgO、A1203、Na2O, K0、和/或CaF2中的的一種或幾種；所述穩(wěn)泡劑選自礦物或工業(yè)廢渣，含其成分中有磷酸納或磷酸鎂； 所述煤氧是由煤氧噴槍(14)的噴煤粉管和氧氣管道同時(shí)噴入，所述煤粉是由氮?dú)庾鲚d體噴入，噴入煤粉 與氧氣的質(zhì)量比例為35~55:65~45。
【文檔編號(hào)】C04B5/06GK103951291SQ201410137373
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】周生獻(xiàn) 申請(qǐng)人:周生獻(xiàn)