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耐火磚知識與新聞

利用高爐爐渣生產礦棉的技術難點在哪里?

礦棉是一種優良的節能保溫材料,被廣泛應用于工業保溫、隔熱、隔音、建筑節能及裝飾等領域。近年來建筑節能、建筑防火、建筑隔音降噪已成為人們關注的焦點,具備防火吸音功能的礦棉制品越來越受到人們重視,市場需求快速提升。
常規礦棉生產主要采用沖天爐工藝,不但能耗高,而且污染大,是國家明令嚴格限制和淘汰的技術。利用高爐溶渣直接生產礦棉工藝所需熱量的80%可來自熔渣的顯熱,能耗約為沖天爐工藝的30%,產品成本只有沖天爐礦棉制品的60%~80%,高爐渣的出棉率在70%以上,具有較強的市場競爭力。
采用高爐熔渣生產礦棉技術,因限于技術瓶頸和行業界面等因素,國際上只有日本的JFE等3家企業的4條生產線采用了高爐液態渣通過電熔直接制棉,產量約占日本巖礦棉總產量的40%。最近幾年國內外相關技術發展迅猛,但作為一項跨行業的交叉技術,實際進展不盡如人意,僅有江蘇江陰天寶公司依托蘇州鋼廠進行了工業性試驗,隨著蘇鋼小高爐的關閉,目前該試驗裝置也已拆除。太鋼于2013年引進日本的雙聯爐法高爐恪渣制棉技術,但因設備調試及產品質量等原因,至今未成功實現產業化。
高爐渣調質試驗
礦棉生產對熔體有如下要求:①成分必須在礦棉形成區內,可在一定的溫度范圍內(通常1400~1500℃)溶化,并且在相應溫度下粘度較低;②在礦棉成纖溫度附近培體粘度變化幅度小;③在礦棉工藝溫度范圍內不易析晶;④生成的礦棉性能達到要求;⑤溶體成分均勻,確保產品質量穩定;⑥盡量減少消耗與排放,降低生產成本,利于保護環境。
高爐渣酸度系數較低,不能直接用來生產礦棉,必須進行調質處理。調質試驗在300kg感應爐上進行。以高爐渣為基礎,根據設計的不同酸度系數,計算硅砂加入量,并測定調質后不同酸度系數的熔渣粘度,為制棉工藝熔體成分的選擇提供依據。試驗表明,硅砂加入到高爐熔渣中,在充分補熱和攪拌條件下,能夠得到混合均勻的熔體。
熔渣的粘度都隨溫度的升高逐步降低,但變化的斜率不同:酸度系數較低時,粘度曲線較平滑,特別是1390℃以上時,熔體粘度隨溫度升高的變化很小,說明熔渣的粘度對溫度的變化不敏感,有較寬的溫度適應范圍;隨著酸度系數的提高,熔體粘度曲線的斜率增大,溫度的稍微波動都會導致溶體粘度較大的變化,曲線變得較陡峭;在相同溫度條件下,酸度系數越大粘度越高。低酸度系數小于1.44時,溫度控制在1400°C左右就能獲得粘度在2.0pa.s以下的熔體,滿足制棉工藝的需要,而高酸度系數的熔體就必須加熱到較高的溫度才得到較好的流動性。
一般來說,酸度系數越高,礦棉的化學耐久性越好。但酸度系數過高時,爐料難以溶化。為充分發揮高爐熔渣生產礦棉的成本優勢,礦棉的酸度系數控制在1.4以內,若生產更高酸度系數的礦棉產品,爐渣調質時需要添加更多的輔料,熔制系統能耗更高,成產成本也就越高。因此酸度系數控制在1.2~1.4,產品質量優異且成本低。
目前國內在使用熱渣成棉的熱渣主要為高爐熱渣、硅錳合金熱渣、鎳鐵合金渣、其從高爐或礦熱爐出來后經過轉運方式運送至電爐車間,倒入電爐內,電爐的主要作用是儲存熱態爐渣、升溫保溫爐渣、保證流股穩定性。電爐熔煉主要是電耗,以電爐變壓器3200KVA電極直徑φ400mm,爐殼直徑φ5800mm,爐膛直徑φ3900mm,電爐額定容量35噸計算每噸礦棉耗電月450度/噸棉(數據來源于用戶實際生產數據)要比沖天爐冷軋能耗降低很多。


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