[发明专利]一种钢铁热态熔渣矿棉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿棉生产技术领域，特别涉及一种钢铁热态熔渣矿棉及其制备方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，能源紧缺的问题愈加严重，节能减排技术成为世界各国的研究热点。当前，我国能源形势严峻，产品能耗指标过高，主要用能产品的单位产品能耗比发达国家高25-90%（加权平均高40%左右）；其次产值能耗高，我国的产品产值能耗是世界上最高的国家之一，例如每千克油当量的能源，日本企业平均可以创造出10.2美元的产值，中国只能创造出0.7美元，仅为日本的1/15；我国单位能源使用产生的GDP，目前只有发达国家平均水平的1/5～1/16左右。与此同时，我国矿产资源和能源的利用率都很低，我国矿产资源总回收率仅为30-50%，比世界平均水平低10-20个百分点；单位产品产值能耗为世界平均水平的2.3倍。这些是造成我国产品生产成本高、企业经济效益差的重要原因之一。

   作为环境协调材料”的矿棉制品其传统生产工艺为冲天炉工艺， 冲天炉的工作过程为：先将一定量的煤炭装入炉内作为底焦，它的高度一般在一米以上。点火后，将底焦加至规定高度，从风口至底焦的顶面为底焦高度。然后按炉子的熔化率将配好的石灰石、金属炉料和层焦按次序分批地从加料口加入。在整个开炉过程中保持炉料顶面在加料口下沿。经风口鼓入炉内的空气同底焦发生燃烧反应，生成的高温炉气向上流动，对炉料加热，并使底焦顶面上的第一批金属炉料熔化。熔化后的铁滴在下落到炉缸的过程中，被高温炉气和炽热的焦炭进一步加热，这一过程称为过热。随着底焦的烧失和金属炉料的熔化，料层逐渐下降。每批炉料熔化后，燃料由外加的层焦补充，使底焦高度基本上保持不变，整个熔化过程连续进行。炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳。石灰是碱性氧化物，它能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣。熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上。在冲天炉内，同时进行着底焦的燃烧、热量的传递和冶金反应 3个重要过程。

传统冲天炉工艺工艺的制备过程中生产一吨矿棉制品平均需要消耗能源约550公斤标准煤（包括焦、电等）。能耗费用占工厂成本的30%以上，致使矿棉制品的销售价格高居不下，一般都在2500-3200元/吨以上，成为矿棉制品难以进入建筑市场最为突出的瓶颈问题之一。欲降低矿棉制品的销售价格的关键之一是降低其能耗。虽然通过在传统工艺上采用一些新技术（如加热送风、富氧送风等）也能达到节能的目的，但降耗的幅度有限。

而属于硅酸盐体系的高炉热态熔渣却具有很高的温度(1400-1600℃)，其平均热焓约为1670MJ/t，属于高品质的余热资源，具有很高的回收价值。由于高炉熔渣用途很广，因此熔渣能量的回收原则是不仅要回收其余热资源，而且要便于炉渣的再利用，同时不产生环境污染。但目前，国内外高炉熔渣多以水淬法为主，热量无法回收利用。因此，采用高炉热态熔渣直接制备矿棉有利于解决上述技术领域中各自存在的问题，实现了矿棉制备过程中的节能降耗和高炉热态熔渣热量再利用的有机统一，充分利用了高炉热态熔渣的热量，是当今研究的热点技术之一。

 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种钢铁热态熔渣矿棉，能循环综合利用钢铁行业固废资源，节能环保，同时实现矿渣附加值的最大化。

本发明另一目的在于提供一种钢铁热态熔渣矿棉的制备方法，方法简单易行，适合工业化生产，节能环保，制备的矿棉具有玻璃态良好，成纤率高，酸度系数可调范围宽等特点，可满足多样化的市场需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢铁热态熔渣矿棉，所述钢铁热态熔渣矿棉原料由以下质量百分比计的组分组成：液态高炉渣为70-90%，调质料为10-30%；所述液态高炉渣的原料各组分的质量百分比如下：SiO₂为31-33%，Al₂O₃为15-17%，CaO为40-42%，MgO为7-8%，Fe₂O₃为0.5-1%，MnO为0.1-0.3%，TiO₂为1-4%，P₂O₅为0.1-1.5%，ZrO₂为0.001-0.05%，BaO为0.01-0.5%，SrO为0.001-0.1%，S为0.1-1.5%。

作为优选，所述液态高炉渣的质量百分比为75-85%，所述调质料的质量百分比15-25%。