巖棉生產(chǎn)工藝流程
一、概述
1、巖棉的起源
巖棉起源于夏威夷。當(dāng)夏威夷島***次火山噴發(fā)之后,島上的居民在地上發(fā)現(xiàn)了一縷一縷融化后質(zhì)地柔軟的巖石,這就是***初人類認(rèn)知的巖棉纖維,巖棉的生產(chǎn)過程,其實(shí)是模擬了夏威夷火山噴發(fā)這一自然過程,巖棉產(chǎn)品均采用***玄武巖、白云石等為主要原材料,經(jīng)1450℃以上高溫熔化后采用國(guó)際先進(jìn)的四軸離心機(jī)高速離心成纖維,同時(shí)噴入一定量粘結(jié)劑、防塵油、憎水劑后經(jīng)集棉機(jī)收集、通過擺錘法工藝,加上三維法鋪棉后進(jìn)行固化、切割,形成不同規(guī)格和用途的巖棉產(chǎn)品。
受多項(xiàng)利好政策的影響,社會(huì)對(duì)節(jié)能的需求不斷增加,2016年巖棉行業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)銷兩旺的良好局面,產(chǎn)品供不應(yīng)求。巖棉在以下領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,帶動(dòng)了巖棉產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,建筑外墻外保溫:2014年GB50016-2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》頒布,該規(guī)范對(duì)建筑用保溫材料提出了明確要求,這對(duì)***不燃和耐火度較好的巖棉是一個(gè)重大利好?;馂?zāi)事故的頻發(fā),也使人們意識(shí)到無論內(nèi)墻還是外墻保溫材料的不燃性能都非常重要。各地也出臺(tái)了一些地方性政策,例如:江蘇省頒布了建筑節(jié)能領(lǐng)域“十三五”***推廣應(yīng)用新技術(shù)和***禁止使用落后技術(shù)名錄,將巖棉薄抹灰等列入推廣之列,巖棉替代了其他***材料成為建筑外保溫市場(chǎng)的重要保溫材料。
在我國(guó),絕熱保溫材料有很多種,巖棉生產(chǎn)量***大,這是因?yàn)樗脡K狀巖石和工業(yè)廢渣為原料,使用我國(guó)極為普遍的煤炭制取的焦炭為主要燃料,建廠條件不太受***,成本較低的緣故。巖棉保溫氈板是利用高爐礦渣和玄武巖等巖石為原料,經(jīng)沖天爐熔制,離心機(jī)成纖并施加粘結(jié)劑生產(chǎn)出絮狀樹脂棉,然后通過加熱加壓固化和切割處理而制成的制品。它是優(yōu)良的絕熱材料,用于電廠、石油化工廠、冶金廠及交通運(yùn)輸?shù)雀鞑块T,管道、罐體、鍋爐及各種加熱爐體的絕熱工程;它又是重要的新型建筑材料,與其它材料復(fù)合即可制成各種復(fù)合材料用于建筑物的墻板或屋面、地板等。
以巖棉、玻璃棉為代表的***絕熱材料,美、法國(guó)、瑞典、日本等國(guó)家在五十年代就已工業(yè)化生產(chǎn), 一條生產(chǎn)線生產(chǎn)能力達(dá)到數(shù)萬噸乃至十幾萬噸,其生產(chǎn)工藝裝備不斷完善,產(chǎn)品已系列化。生產(chǎn)廠商為建筑業(yè)提供了種類繁多的以巖棉為芯材的復(fù)合板等產(chǎn)品,以及與建筑施工相適應(yīng)的配套材料、配套件和有關(guān)施工技術(shù)軟件,因此各發(fā)達(dá)國(guó)家的***絕熱材料在發(fā)用建筑業(yè)上取得非常廣泛的應(yīng)用。 八十年代先后在北京、上海等地引進(jìn)國(guó)外的巖棉、玻璃棉生產(chǎn)技術(shù)與裝備,開創(chuàng)了我國(guó)新型***保溫絕熱材料的新時(shí)期,縮短了我國(guó)與西方發(fā)展國(guó)家在絕熱保溫材料領(lǐng)域的差距。
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源緊缺的加深,節(jié)能意識(shí)的強(qiáng)化,我國(guó)的巖棉、玻璃棉工業(yè)得以迅速發(fā)展,形成了一個(gè)初具規(guī)模的***絕熱材料行業(yè)。 巖棉是一種***的輕質(zhì)、保溫、吸聲、防火材料,廣泛應(yīng)用于工工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和建筑業(yè)等。
巖棉制品在建筑業(yè)、工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的作用早已被人們所公認(rèn),在我國(guó),巖棉制品在建筑業(yè)的應(yīng)用才剛剛開始。能源緊缺,嚴(yán)重制約著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高;能源過度消耗還加劇環(huán)境污染和生態(tài)平衡的破壞。我國(guó)已成為世界上第二大能源消費(fèi)大國(guó)。目前我國(guó)每年建筑能耗已超4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。隨著城鄉(xiāng)民用建筑的飛速發(fā)展,我國(guó)建筑能耗將更加突出,建筑耗能很快增加。為此,國(guó)家對(duì)建筑節(jié)能非常重視,先后制定了《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》和《中華人民共和國(guó)建設(shè)部節(jié)能技術(shù)政策》和《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等法規(guī),規(guī)定在***階段,民用建筑節(jié)能30%、第二階段民用建筑節(jié)能50%,北京等部分省市已率先實(shí)施節(jié)能65%的標(biāo)準(zhǔn)。然而,我國(guó)目前大約只有5%的辦公樓和居民樓達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的***低節(jié)能50%的要求,可想而知建筑節(jié)能的潛在市場(chǎng)有多么巨大! 作為新型建筑材料,市場(chǎng)對(duì)巖棉制品需求正在日益增大。各種利用礦棉進(jìn)行內(nèi)外墻保溫的小區(qū)示范工程相繼建成,這都為建筑上推廣巖棉打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。我國(guó)“冬冷夏熱”的中部地區(qū)城鄉(xiāng)廣大人民對(duì)居住環(huán)境舒適性越來越迫切,給巖棉等優(yōu)良保溫隔熱材料在建筑上 的應(yīng)用提供了越來越大的市場(chǎng)。美國(guó)“911事件”之后,全世界更重視了高層建筑中鋼結(jié)構(gòu)的防火處理,這又為鋼結(jié)構(gòu)的巖棉噴涂提供很好的契機(jī)。巖棉制品作為建筑保溫材料的應(yīng)用除了它具有保溫節(jié)能的特性外,還具有安全、防火、防霉、電絕緣和耐火性的優(yōu)點(diǎn)。它不但可以應(yīng)用于低層建筑保溫,更可以用于多層和高層建筑;它不但適用于混凝土結(jié)構(gòu),而且適用于磚混結(jié)構(gòu)和加氣混凝土結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)。巖棉制品和其它材料復(fù)合成墻體材料、屋面材料,一旦被廣泛使用,目前全國(guó)50萬噸巖棉的年產(chǎn)量,將遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)的要求。 至今為止,多數(shù)對(duì)節(jié)能要求較高的民用建筑還是采用聚苯板。聚苯板的缺點(diǎn)人們不是不知道,萬一著起火來,聚苯板會(huì)產(chǎn)生有毒的氣體。而巖棉是優(yōu)良的不燃的保溫材料,但是對(duì)多年來,我國(guó)普遍存在大大小小的礦巖棉制品廠,只能生產(chǎn)一般的礦棉制品,不能滿足建筑上對(duì)外墻外保溫對(duì)保溫材料的要求。新型的***巖棉生產(chǎn)線,生產(chǎn)出的巖棉制品滿足建筑上對(duì)外墻外保溫的要求,這就使得它有可能對(duì)我國(guó)民用建筑尤其是高層建筑提供***好的材料。
二、巖棉的生產(chǎn)方法
1、巖棉生產(chǎn)方法概述
巖棉的生產(chǎn)方法主要包含幾個(gè)環(huán)節(jié):(1)原材料的熔化過程,(2)利用離心機(jī)成纖和集棉過程,(3)棉氈的固化、熱壓、成板過程;原材料的熔化過程可以通過沖天爐、電弧爐、電阻爐加熱原材料使其熔化;熔體由加熱爐的下部流料口流出,經(jīng)活動(dòng)流槽被導(dǎo)入離心機(jī)。流入離心機(jī)的高溫熔體被離心輥的離心力和由包絡(luò)在離心輥外的風(fēng)環(huán)噴出的高速氣流的聯(lián)合作用下,將之牽伸成纖維,并將纖維吹送至集棉輸送機(jī),纖維在飛越過程中,由于與渣球的速度差有效地將未成纖渣球分離出去,同時(shí),采用細(xì)霧粒多點(diǎn)噴射方式,將粘結(jié)劑均勻地施加到纖維表面。 纖維在集棉輸送機(jī)的負(fù)壓風(fēng)抽吸作用下均勻沉降到高速運(yùn)行的集棉帶上,形成很薄的初棉層,初棉層經(jīng)過渡輸送被送入擺錘機(jī),在擺錘帶往復(fù)擺動(dòng)作用下,在與其成90°布置的成形輸送機(jī)上形成多層折疊結(jié)構(gòu)形式的均勻棉氈,根據(jù)不同產(chǎn)品的要求,集棉帶速度、擺錘機(jī)擺幅、擺速均可分別設(shè)定。 棉氈經(jīng)縱向壓縮或不縱向壓縮、加壓后進(jìn)入固化爐,氈層在固化爐內(nèi)被上下鏈板加壓,同時(shí)鼓入220-250℃的熱風(fēng),穿過氈層,使其中粘結(jié)劑固化并形成具有一定厚度和強(qiáng)度的連續(xù)棉板、棉氈,從固化爐出來的板氈經(jīng)過渡段、冷卻段、切割段和接收站成為成品。產(chǎn)品檢驗(yàn)后,通過收縮薄膜包裝機(jī)自動(dòng)包裝入庫。
2、沖天爐的加熱熔化工藝
現(xiàn)有的沖天爐是采用熱空氣助燃熔化技術(shù),即用通過沖天爐尾氣與冷空氣交換得到的熱空氣作為助燃?xì)怏w,這種方法簡(jiǎn)單,但存在許多問題,(1)由于空氣含氧量低,導(dǎo)致爐內(nèi)升溫速度慢,燃料燃燒不充分,導(dǎo)致爐內(nèi)CO等氣體含量高,因而導(dǎo)致生產(chǎn)出來的巖棉纖維短促、柔韌性及彈性差;采用富氧融化工藝后,向爐內(nèi)通入氧氣后上述問題才有了一些改善,仍然存在一些問題;(2)沖天爐的主要燃料為焦炭,焦炭的好壞直接影響熔體的質(zhì)量,還會(huì)產(chǎn)生煙氣排放,還需要進(jìn)行煙氣環(huán)保處理系統(tǒng),不可避免的仍會(huì)產(chǎn)生煙氣泄漏等,造成環(huán)境惡劣;(3)沖天爐工藝使用的原材料為玄武巖礦石、白云石礦石、爐渣等,原材料為塊狀,在沖天爐內(nèi)沒有融化的熔體、礦石從沖天爐爐底落下,沖天爐的熔化溫度不容易精確控制,有時(shí)會(huì)造成熔體不均勻產(chǎn)生熔渣,一般來說,沖天爐的原材料損耗為1:1.4,生產(chǎn)1噸巖棉需要1.4噸原材料,造成原材料浪費(fèi);(4)生產(chǎn)1噸巖棉需要290公斤焦炭,焦炭的市場(chǎng)價(jià)格為2850元/噸,因此,僅焦炭一種原材料生產(chǎn)成本就抬高700多元。因此, 2012年3月10日國(guó)家工業(yè)和信息化部發(fā)布《巖棉行業(yè)準(zhǔn)入條件》 :新建巖棉項(xiàng)目總規(guī)模不得低于4萬噸/年,單線規(guī)模不得低于2萬噸/年,新建和改擴(kuò)建巖棉項(xiàng)目應(yīng)使用清潔燃料,嚴(yán)禁使用發(fā)生爐煤氣,鼓勵(lì)使用電爐。
目前,市場(chǎng)上95%的巖棉生產(chǎn)企業(yè),都使用沖天爐制造巖棉,沖天爐生產(chǎn)巖棉的成本為2500-2600元/噸。
2、巖棉加熱電爐的現(xiàn)狀
目前,***早用于生產(chǎn)巖棉和礦棉的電爐是電弧爐,電弧爐通過金屬電極或非金屬電極產(chǎn)生電弧加熱的工業(yè)爐叫做電弧爐。電弧爐的爐體由爐蓋、爐門、出鋼槽和爐身組成,爐底和爐壁用堿性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。電弧爐按每噸爐容量所配變壓器容量的多少分為普通功率電弧爐、高功率電弧爐和超高功率電弧爐。電弧爐是通過石墨電極向電弧爐內(nèi)輸入電能,以電極端部和爐料之間發(fā)生的電弧為熱源進(jìn)行熔煉。電弧爐煉鋼發(fā)明后不久,就首先用于冶煉合金鋼,并得到較大的發(fā)展。
目前,市場(chǎng)上主要用電弧爐生產(chǎn)礦棉,主要原料為鋼廠的熱熔渣,礦棉的熔點(diǎn)較低,熔體的流動(dòng)性較好,使得利用渣包運(yùn)輸熱熔渣成為現(xiàn)實(shí),節(jié)約熱熔渣的顯熱。能夠用于制備巖棉的熱熔渣熔點(diǎn)較高,熱熔渣的流動(dòng)性較差,僅利用電弧爐難于解決利用熱熔渣生產(chǎn)巖棉的工藝難題。利用電弧爐制備巖棉還沒有成熟的先例。
3、利用熱熔渣生產(chǎn)巖棉加熱電爐技術(shù)的新突破
洛陽西格馬爐業(yè)股份有限公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過幾年的跟蹤和實(shí)驗(yàn),利用巖棉加熱電爐生產(chǎn)線技術(shù)獲得新突破,并申報(bào)了5項(xiàng)發(fā)明。
巖棉加熱電爐分為:(1)利用熱熔渣生產(chǎn)巖棉的巖棉加熱電爐,(2)利用玄武巖、爐渣生產(chǎn)巖棉的巖棉加熱電爐;其包括原材料輸送機(jī)構(gòu)、調(diào)質(zhì)反應(yīng)電熔爐、均質(zhì)調(diào)速調(diào)溫電熔爐、攪拌機(jī)構(gòu)、調(diào)速機(jī)構(gòu)、溫度控制儀、熱電偶、變壓器、熔池等巖棉原材料加熱融化調(diào)質(zhì)設(shè)備。
經(jīng)過技術(shù)數(shù)據(jù)測(cè)算,利用熱熔渣生產(chǎn)巖棉的巖棉加熱電爐生產(chǎn)線生產(chǎn)的巖棉成本為2000元/噸,利用玄武巖礦石或者爐渣生產(chǎn)巖棉的巖棉加熱電爐生產(chǎn)線生產(chǎn)的巖棉成本為2100-2200元/噸,生產(chǎn)成本顯出降低。
利用巖棉加熱電爐生產(chǎn)線技術(shù)生產(chǎn)巖棉不僅生產(chǎn)成本低,還具有環(huán)保、節(jié)能、再生資源利用等顯著特點(diǎn)。
二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組成
1、生產(chǎn)工藝描述
利用在線電加熱熔爐(Ⅰ)和在線梯度加熱液態(tài)化系統(tǒng)(Ⅱ)接收旋風(fēng)爐下部的熱熔渣,實(shí)現(xiàn)熱熔渣的自動(dòng)流出、自動(dòng)接收、自動(dòng)加熱功能,不僅有利于改善電廠生產(chǎn)環(huán)境和成本,而且,實(shí)現(xiàn)熱熔渣自動(dòng)生產(chǎn)線的***個(gè)環(huán)節(jié):實(shí)現(xiàn)熱熔渣的自動(dòng)流出、自動(dòng)接收、自動(dòng)加熱功能。
經(jīng)過用戶自制運(yùn)輸系統(tǒng),將熱熔渣運(yùn)送到巖棉生產(chǎn)車間,將熱熔渣導(dǎo)入電加熱調(diào)質(zhì)反應(yīng)熔爐(Ⅲ),根據(jù)熱熔渣的化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行調(diào)質(zhì),通過輸送系統(tǒng)將調(diào)質(zhì)需要石灰石固體粉狀原料自動(dòng)添加到電加熱調(diào)質(zhì)反應(yīng)熔爐內(nèi),經(jīng)過加熱、保溫、反應(yīng)過程,熱熔渣的成分符合巖棉需要的酸度系數(shù)后,液態(tài)熱熔渣通過溢流口、溢流通道流入電加熱均質(zhì)調(diào)速調(diào)溫熔爐(IV),液態(tài)熱熔渣在電加熱均質(zhì)調(diào)速調(diào)溫熔爐內(nèi),經(jīng)過均質(zhì)、攪拌、混合均勻、調(diào)速、調(diào)溫環(huán)節(jié)后,液態(tài)熱熔渣自動(dòng)流入離心機(jī)進(jìn)行拉絲成綿固化成板包裝工藝。
巖棉加熱電爐生產(chǎn)線設(shè)備組成:旋風(fēng)爐液固態(tài)廢渣熱回收系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成:主要由(1)在線加熱熔渣系統(tǒng)、(2)在線梯度加熱液態(tài)化系統(tǒng)、(3)電加熱調(diào)質(zhì)發(fā)應(yīng)熔爐系統(tǒng)、(4)電加熱均質(zhì)調(diào)速調(diào)溫熔爐系統(tǒng)、(5)溫度控制和測(cè)量系統(tǒng)、(6)自動(dòng)化控制和監(jiān)視系統(tǒng)等組成、(7)調(diào)質(zhì)工藝及技術(shù)方案、(8)其他輔助設(shè)施。
3、整套設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)
3.2主體設(shè)備數(shù)量:6套(詳見設(shè)備組成描述)
3.3電加熱熔爐熔池?cái)?shù)量:6套
3.4電加熱熔爐生產(chǎn)線加熱功率:2600KW,裝機(jī)總功率:3500KW
2.5電源參數(shù):380V、50HZ2
3.6保溫材料種類:耐火磚、澆注料、剛玉、陶瓷纖維、氧化鋁纖維等
3.7添加劑:石灰石
3.8添加劑加料方式:輸送帶輸送
3.9攪拌方式:電動(dòng)攪拌
3.10液態(tài)爐渣的凈流出流量范圍:3.3-4.0噸/小時(shí)
3.11流出的液態(tài)爐渣的酸度系數(shù):1.5-2.0
3.12液態(tài)熔渣***終流入離心機(jī)的溫度范圍:1350-1500℃
3.13液態(tài)熔渣的酸度系數(shù)均勻性:1.8±0.3
3.14液態(tài)熔渣的流速穩(wěn)定性:3.8±0.5噸/小時(shí)
3.15自動(dòng)化控制系統(tǒng):
旋風(fēng)爐液固態(tài)廢渣熱回收控制系統(tǒng)主要分五個(gè)部分,分別是用戶界面、溫度測(cè)量、加熱控制、動(dòng)作控制、計(jì)量檢測(cè)。這五個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立,各自采用***優(yōu)的配置方案,通過系統(tǒng)部件之間的互相協(xié)調(diào),可以達(dá)到***好的控制效果。
3.16動(dòng)作控制部分通過西門子smart系列PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備所有動(dòng)作的控制,西門子smart系列PLC擁有豐富的配置選項(xiàng),可以通過各種擴(kuò)展模塊實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制功能,比如通過旋轉(zhuǎn)型編碼器、光柵尺或者伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制,通過模擬量擴(kuò)展模塊和變頻器實(shí)現(xiàn)速度控制,通過數(shù)字量模塊實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控、動(dòng)作指定等。西門子smart系列PLC是新一代高性能邏輯控制單元,具有速度快、容量大、體積小、擴(kuò)展性好、模塊豐富、通信簡(jiǎn)便的特點(diǎn),具有良好的業(yè)界口碑。該P(yáng)LC面向高速、高精度、更加實(shí)時(shí)的控制,配以高性能的脈沖計(jì)數(shù)單元、脈沖輸出單元、數(shù)字I/O單元、模擬量I/O單元,就可以實(shí)現(xiàn)所有的控制目標(biāo)。
3.17安全性、可靠性:具有溫度控制部分具有自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警功能;電動(dòng)調(diào)制攪拌、調(diào)速通過PLC控制功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié);全套系統(tǒng)采用傳統(tǒng)技術(shù)+西格馬創(chuàng)新理念實(shí)現(xiàn)旋風(fēng)爐液固態(tài)廢渣熱自動(dòng)回收、自動(dòng)攪拌、自動(dòng)調(diào)節(jié)流速。
三、技術(shù)
1
名稱 | 一種液態(tài)爐渣的加熱回收利用裝置 |
申請(qǐng)日: | 2017年12月22日 |
申請(qǐng)?zhí)?/span> | 2017114071078 |
公開日: | 2018年1月31日 |
授權(quán)公告日: | |
申請(qǐng)人/權(quán)人: | 洛陽西格馬爐業(yè)股份有限公司 |
申請(qǐng)人地址: | 河南省洛陽市高新開發(fā)區(qū)三元路 |
發(fā)明設(shè)計(jì)人: | 周森安等 |
代理機(jī)構(gòu): | 洛陽公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) |
類型: | 發(fā)明 |
分類號(hào): |
2
發(fā)明名稱 | 申請(qǐng)?zhí)?/span> | 類型 | 申請(qǐng)日 |
一種制備巖棉的設(shè)備 | 2018205896103 | 實(shí)用新型 | 20180424 |
發(fā)明人 | 洛陽西格馬爐業(yè)股份有限公司 |
3
發(fā)明名稱 | 申請(qǐng)?zhí)?/span> | 類型 | 申請(qǐng)日 |
一種爐渣加熱爐 | 2018205896264 | 實(shí)用新型 | 20180424 |
發(fā)明人 | 洛陽西格馬爐業(yè)股份有限公司 |
4
發(fā)明名稱 | 申請(qǐng)?zhí)?/span> | 類型 | 申請(qǐng)日 |
一種制備巖棉的設(shè)備及其制備方法 | 2018103721838 | 發(fā)明 | 20180424 |
發(fā)明人 | 洛陽西格馬爐業(yè)股份有限公司 |
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