[发明专利]高炉熔渣生产微晶玻璃的烧结工艺方法及其设备

说明书

技术领域

本发明属于冶金和无机非金属材料领域，提供了一种利用高炉熔渣生产微晶玻璃的烧结工艺方法及其设备。

背景技术

根据世界钢铁协会公布的数据显示，2012年全世界的生铁产量是11亿吨，其中产量最高的国家是中国，2012年一年的产量高达6.5亿吨，即使按照300kg的渣比来计算，高炉炉渣的产量也高达近两亿吨。如何高效地利用这些高温炉渣已逐渐成为人们关注的热点。现阶段的高炉炉渣处理工艺基本上都采用的是水冲渣工艺，得到的产品基本用于水泥生产，并且用作水泥生产原料的高炉水渣几乎毫无利润可言。同时每淬冷1t温度在1450～1550℃的高温炉渣需要消耗新水1.2t，并且产生大量废水、腐蚀性热蒸汽且热量不能回收，同时大量使用水资源且不能循环重复利用，高温炉渣中存在的大量显热和潜热很难得到有效的回收利用。

微晶玻璃又称微晶玉石或陶瓷玻璃。微晶玻璃和我们常见的玻璃看起来大不相同。它具有玻璃和陶瓷的双重特性，可用于建筑幕墙及室内高档装饰，还可用作机械上的结构材料，电子、电工上的绝缘材料，大规模集成电路的底板材料、化工与防腐蚀材料和矿山耐磨材料等；并且具有优良的物理和化学性能，强度高，耐酸碱，致密性高，光洁度高于天然石材，成为建筑装饰材料中的新生力量。

在已公开的专利中，CN02117981.6公开了一种烧结法微晶玻璃薄板的配方及制造工艺，根据自行研制的配方工艺生产微晶玻璃。CN201210083529.5公开了一种以钾长石矿为原料直接烧结制备微晶玻璃的方法，利用钾长石矿为主要原料，使用烧结工艺方法直接制备微晶玻璃。CN201210103590.1公开了一种利用高钛型高炉渣制备微晶玻璃的方法，利用高钛型高炉渣为主要原料，按一定比例加入石英砂及碳酸钠，加热到一定温度后保温一段时间，再分别进行水淬、晶化、退火处理制备微晶玻璃。以上公开的专利说明微晶玻璃的原料大多以原矿石，自配料，高炉钛渣为主，而直接以高炉熔渣作为原料的工艺还未发现；上述三种方案均采用烧结工艺方法，但在生产过程中对于原料的熔融消耗了大量能量。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种利用高炉熔渣生产微晶玻璃的烧结工艺方法，从而可以大量使用高炉熔渣所含的热能，提高高炉熔渣的经济效益，避免进行水冲渣处理而大量消耗新水，减少了废水、腐蚀性热蒸汽的产生，减少了对环境的污染及资源的过度消耗，同时原料中赋存的TiO2既可以作为形核剂又可以作为调色剂，大大提高了其适用范围，提高钢铁企业的经济利润。

本发明提供的用高炉熔渣生产微晶玻璃的工艺方法包括如下步骤：

（1）将高炉熔渣温度保持在高炉出铁口时的1450～1550℃温度区间转移至成分调质搅拌池中，根据将要制备的产品要求加入相应改质剂、着色剂和形核剂，在顶底复合喷吹惰性气体的条件下将成分搅拌均匀，同时喷吹适量煤粉以保证在搅拌过程中熔渣处在1450～1500℃高温区间；高炉熔渣占总原料质量的70%，各种改质剂的添加量在总原料质量的10-30%之间，着色剂添加量在总原料质量的0-5%之间，形核剂的加入量在总原料质量的0-5%之间；

（2）熔渣通过成分调质搅拌池底部的渣口进入渣包中调节熔渣的流量，从渣包下的渣口进入水淬池进行水淬处理，形成玻璃颗粒；

（3）将玻璃颗粒进行细磨筛分处理，粒度符合生产要求的玻璃颗粒进入烘干箱，进行烘干处理，不符合的重新进入成分调质搅拌池再次熔解处理；

（4）烘干后的玻璃颗粒通过布料器布料至棚板上，随即进入核化区；

（5）在核化区中，以8～12℃/min的加热速度升温至700～800℃区间，并保温1～3h；

（6）进入晶化区，以8～12℃/min的升温速度升温至900～1100℃并保温1～3h；

（7）产品出晶化区，按照1～3℃/min的冷却速度冷却至50～70℃后空冷得到产品，将合格的产品进行表面打磨抛光，得到成品微晶玻璃。

本发明还提供了一种高炉熔渣生产微晶玻璃的烧结工艺设备，具备：

（1）受料斗1：有三个受料罐，分别用于投放形核剂、着色剂和成分改质剂使用，将质量称量好的形核剂、着色剂和成分改质剂通过受料罐进入斜滑道料槽中进而投放到成分调质搅拌设备4中。

（2）加热电极2：置于成分调质搅拌设备4的上部盖子上，为一组三根石墨加热电极用于埋弧加热保温熔渣。