岩棉制品生产工艺流程、产品质量标准

北新集团建材股份有限公司下花园分公司岩棉制品生产工艺、产品质量标准讲义什么是岩棉？国内外应用情况如何？岩棉，英文rockwool是以天然岩石为主原料制成的蓬松状短细纤维。主要应用于建筑、冶金、机械、建材、石油、化工工业。它是将天然岩、矿石等原料，在冲天炉或其他熔窑内熔化，经离心吹制、骤冷成纤维状，将熔融液流脱落在多级回转转子上，借离心力甩成纤维，直径一般4～7微米，容重50～200千克/米3，常温下导热系数0.044w/m·k一下，不燃、不腐、不霉、不蛀的优良保温材料。按使用温度分普通岩棉；耐高温岩棉。岩棉可制成条、带、毡、管、板状。用于冶金铸造、石油裂化及空间技术耐烧蚀、耐高温隔热材料；建筑和设备的吸声材料、隔热材料。什么是矿渣棉？矿渣棉是以工业矿渣如高炉矿渣、石英石等为主要原料，经过熔化、纤维化而制成的无机质纤维。岩棉板生产线工艺流程概述岩棉生产工艺概述1、将一定粒度的玄武岩(或辉绿岩)、高炉矿渣、白云石等按照一定配比连同适量的焦炭一起装入冲天炉。为了保证燃料的剧烈燃烧同时向炉内鼓热空气。近年来工厂普遍引入富氧技术。2、在冲天炉内的高温条件下使原料熔化，熔体通过炉体下部的固定流嘴流出。在稍低于流嘴的地方设有可调流槽。3、熔体经过可调流槽后形成稳定的流股，并流到四辊离心机的1#辊上。在离心机四个高速转动的辊子的离心力作用下流股逐步被甩制成纤维。在高压吹离风作用下将棉纤维送入集棉机进行集棉，在成棉的同时，喷洒粘结剂和防尘油。4、带有粘结剂的棉毡经过摆锤铺毡、打褶、加压、固化，使产品定形。再经产品精加工工序，加工成所需的规格和外观要求的最终产品。经检验合格后，包装入库。其工艺流程如图1所示。岩棉板（毡）生产工艺流程示意图毡燃烧器循环风机包装机板脱硫除尘器，旋风除尘器焚烧器冷却器热交换器风机热鼓风机机风烟囱成品库尺寸加工接收台固化炉冷却段料仓称量冲天炉离心机料场筛分集棉机摆锤铺毡打摺、加压过滤室烟囱袋收尘粘结剂防尘油树脂棉加工风机袋式过滤器一、板（毡）生产线工艺七个部分：1原燃材料要求2冲天炉及熔制工艺3离心机成纤4施加粘结剂与防尘油工艺5集棉及布棉工艺6固化炉及固化成型工艺7产品的尺寸加工及包装一、原燃材料要求1原燃材料原燃材料准备是岩棉及其制品生产工艺的重要组成部分。1.1原料和燃料种类原料：玄武岩辉绿岩白云石石灰石矿渣燃料：焦炭、天然气、柴油原料的分类一、原燃材料要求1.1.1玄武岩玄武岩玄武岩(或辉绿岩)是酸性材料，主要是为生产岩棉提供酸性氧化物(SiO2、AL2O3等)。粒度范围为80～120mm。其中粒度小于80mm或大于120mm者最多不超过10％，粒度小于30mm的碎料不超过1％。一、原燃材料要求1.1.2白云石白云石主要是由钙和镁的碳酸盐组成的矿物。理论化学成份为CaO—30.4％，MgO—21.9％，CO2—47.7％。但白云石的化学成份会有很大变化。岩棉生产中有效地采用白云石做助熔剂，降低混合料的熔融温度。其中MgO＞19％、CaO＞28％，粒度范围为40～60mm，其中粒度超上下限者最多不超过10％，小于10mm的碎料不超过1％。1.1.3矿渣高炉矿渣是工业废渣，它具有价格便宜、熔体获得率高等优点。由于它是经冶练后的熟料，熔化时能耗低，有助于熔化，并能为生产岩棉提供碱性和酸性氧化物。所以，适当加入高炉矿渣对生产经济效益都是有利的。一、原燃材料要求矿渣的粒度范围在60～100mm，中等粒度为80mm。其中小于60mm者最多不超过5％，小于30mm的碎料不超过1％。1.2燃料－焦炭采用冲天炉熔化工艺，以高质量的铸造焦或冶金焦为燃料。所采用的焦炭在高温和常温情况下都必须具有良好的机械强度。这对能否维持冲天炉正常工作是至关重要的。焦炭的灰份可直接进入熔体中,影响熔体成份，挥发份对焦炭的高温强度造成影响，水份则影响焦炭的热值。焦炭粒度范围在60～100mm，其中粒度超上下限者最多不超过10％，小于30mm者最多不超过5％，小于10mm的碎料不超过2％。化学耐久性－酸度系数对于矿渣棉、岩棉来讲，有一个衡量其化学耐久性的特定名词－酸度系数。表示纤维成分中酸性氧化物与碱性氧化物之比，即η＝sio2+Al2o3η---酸度系数Cao+Mgo一般矿渣棉的酸度系数控制在1.2－1.4之间，岩棉的酸度系数控制在1.4－2.0之间，η越大，熔制越困难，但化学稳定性较好，纤维较粗，η越小，熔制较容易，限位较细，棉质量稳定性降低。二、冲天炉及熔制工艺一、冲天炉冲天炉是用来熔化原料的设备，它大至由上、下两部分水夹套组成。上部有加料口、废气出口等；下部有进风孔、熔体流出孔和人孔门。底部有炉底门、放铁口。冲天炉熔制系统可分为6大部分：炉体、投料系统、鼓风系统、冷却水系统、流料系统、废气处理余热利用系统，各个部分结构及作用概述如下：1〉炉体：分为上中下三部分。二、冲天炉及熔制工艺－积存熔制中产生的铁水。除需定时放铁水外（每班由此除排放铁水1～2次），停炉清理残存于炉底的铁和结石等残物，因此，冲天炉应设计成炉底对开式或张开式的，以便于放铁水和损坏时更换。炉缸－炉缸作用是储放焦炭，支持燃烧，且又是熔体和铁水储存的地方，位置在炉底以上、风口以下。炉身－炉身占整个冲天炉高度的85％左右，位置在加料口至风口以上。其内腔称为炉膛，作用是提供焦炭燃烧、原料预热、融化的工作空间。是冲天炉融化原料的主要工作区域，因此，炉身段又被称为冲天炉的有效高度。上部炉体：投料，受料。。。。冲天炉结构图物料走向气体走向2〉进风系统：冲天炉的进风系统包括风机、热交换器、风环风口、管道阀门。为了保证炉内焦炭充分燃烧和温度均匀，在冲天炉周围设有多个均匀可调的进风管和风口，在正对各个风口处均设有窥孔来观察炉内燃烧情况。3〉冷却水系统：将水泵送来的冷却水均匀的送入冲天炉水冷夹套内，来保护炉体在高温下的正常工作，系统由水冷夹套和均布管路组成？。冲天炉水冷却系统是一个闭路循环系统，主要有以下几部分组成。如图2所示。二、冲天炉及熔制工艺图2：冲天炉水冷却系统示意图热水池冷却塔冷水池二、冲天炉及熔制工艺4〉流料系统：将一个活动流槽固定在炉缸流口处，引导由流口流出的熔体，准确稳定的流至四辊离心机的第一辊上，且可前后、左右随意调节的结构形式。5〉废气处理余热利用系统：包括冲天炉加料料钟及侧面排烟管道。其作用是将冲天炉产生的烟气（CO2、CO、H2S、SO2）和粉尘经焚烧和除尘作业后由烟囱排出。二、料在冲天炉内的熔制原料从进冲天炉到变成流股流出冲天炉这一过程，从下到上分为三段：（1）预热区（2）熔化区（3）过热区二、冲天炉及熔制工艺（2）熔化区在助燃空气的作用下，炽热焦炭和空气中的氧气反应，放出大量的热，热空气温度2000℃以上，使向下运动的物料受热熔化为熔体，在这个区域内，主要是以氧化反应为主，所以成为氧化带，又称熔化带。C+O2=CO2＋Q1(1)2C+O2=2CO+Q2(2)2CO+O2=2CO2+Q3(3)二、冲天炉及熔制工艺温度很高的热烟气离开氧化带继续上升，和向下运动的物料进行热交换来加热物料，在这一阶段，焦炭在缺氧的情况下和CO2发生还原，CO2+C=2CO-Q4(4)由于该反应是吸热反应，所以有部分热量被消耗掉，使焦炭浪费，CO量升高，这显然对熔制不利。工艺方面要求尽量减少这种反应。为此，保证焦炭的质量，特别是保证焦炭的粒度符合质量要求具有重大的意义，CO2被还原的这个区域我们称之为还原带。（1）预热区烟气通过还原带继续上升，进入预热带，烟气本身温度降低而使物料脱水、干燥并进行预热，逐步降温后的烟气最终从炉顶部排出。（3）过热区冲天炉操作部分一、点炉前操作◇1.开车前应检查的内容：（1）检查仪表电流、电压是否正常。各个水、油、气的管路是否通畅，联络系统及信号是否正常。（2）检查各信号灯是否正常，有损坏及时找电工修复或更换。（3）检查各种仪表、阀门、开关是否在正常停车位。（4）作好前后左右的各种联络工作，如：了解各设备的检修情况，并亲自到现场察看。（5）根据工艺要求，整定好仪表的各参数值。◇2.启动步骤：做好准备工作后，按以下步骤进行点火。起动冲天炉冷却水泵及其他水冷却循环水泵。检查冲天炉应急水箱是否加满水，检查回水情况，启动空气压缩机，保证压缩空气在正常压力范围内。二、点炉操作规程◇1.点炉步骤1、砌炉底1.1砌炉底以前先把两扇炉底门清扫干净，并把两个汽缸接到两扇炉底门上，关闭炉底门，并用插板固定。1.2在两扇炉底门上砌耐火砖，并注意砌筑质量，砖缝不大于2mm，周围缝隙要用耐火泥塞实。1.3在耐火砖上铺一层耐火土（或黄土）与焦炭末的混合半干料、四周厚约60~120mm，中部厚约50mm，最低点应在放铁口处。1.4撤除顶炉底门的气缸。2、点火前的检查2.1炉底是否砌好，是否达到质量要求。2.2点火用的木材是否备好。3、点火3.1加一层碎木柴约半立方米，酌情加适量柴油助燃，并用手动控制加第一批底焦约450kg。3.2起动冲天炉冷却水循环泵，待其工作正常后即可从人孔处进行点火，同时启动应急烟囱引风机，打开观察们门进行自然通风。3.3冲天炉内点着火，料位控制器在手动位置，根据底火燃烧情况加第二批底焦500kg，当风眼处能看到发红的焦炭时，关闭观察孔阀门，开始鼓风并把鼓风量调到适当的值，约12hz左右，根据废气和风眼情况，加第三、四批焦炭，共计约2000kg，同时根据燃烧情况，逐步加大风量。3.4观察炉内燃烧情况，废气温度上升，连续加3批600kg左右矿渣，根据炉况加入混料，至加满，调整鼓风频率至35hz，等待熔体流出，清理溜槽，调整鼓风38hz。3.5加完3批矿渣后，根据炉况，点焚烧器，鼓风温度调整到350-400度之间，根据加混料情况开始鼓热风。3.6通知调度室，根据成纤时间提前开启固化炉及打褶机、加压站、包装机，同时炉前启动集棉设备及输送皮带、摆锤，并且根据产品品种提前配备好粘结剂。批次下料矿渣玄武岩焦炭第1批00450第2、3、4批00500第5～7批6000120-140第7批之后正常生产按配方执行打炉前30min最后一批料600冲天炉鼓风量：4500～6500m3/h；鼓风频率：38－42hz鼓风压力：5.0～6.5kpa；炉顶部废气温度：120℃～240℃；焚烧器出口温度：650℃～850℃（不超过950℃）；热交换器出口温度：450℃～650℃，最高不超过750℃；冲天炉鼓风温度：300℃～450℃。3.10经常观察熔体流出口的情况，鼓风时喷出的火焰为蓝色，逐渐变成红色。3.11当放铁口流出的熔体逐渐增加时，则堵上放铁口。3.12鼓风开到38－40hz，从流出口有熔体流出，这时要使活动流槽转向地坑处，并注意捅流出口，防止熔体冷凝。3.13当流口流出的熔体变亮后，启动离心机，通知调度室作好成棉准备，并把可调流槽流出口搬向离心机方向进行成棉准备。同时通知调度。3.14调度通知可以成棉后，调节可调流槽流股流向离心机1#轮的位置，使流股的落点和轴心的连线与水平线成45角度左右，开始成纤，约1分钟后启动粘结剂泵，喷洒粘结剂，进行成棉生产。4、熔制成纤作业为了保证冲天炉在熔化过程中正常工作，要对冲天炉经常观察和必要的调节处理。4.1经常清理冲天炉熔体流出口和可调流槽流出口上的凝固熔体，保持流出口熔体正常流出，以防止流出口堵塞而造成熔体在炉内液位升高而灌风眼。4.2经常注意可调流槽流股向1#轮的位置，不合要求要及时调整，以防造成设备和质量事故，影响成棉率。4.3经常对冲天炉离心机进行观察，特别注意冲天炉及离心机的冷却水量、水温，若发现问题及时处理。4.4要注意离心机电流及响声的变化，有异常要及时报告有关人员并进行处理。4.5要注意各指标信号和报警信号，并经常检查各部冷却水回水槽处的流量和温度，并及时进行调节。4.6经常观察各仪表工作参数是否符合要求，若有偏差要及时通知有关人员进行处理。5、放铁水5.1一般情况下每4小时放一