一种利用高炉熔渣直接喷吹制备无机纤维的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103803793103803793B(45)授权公告日2014.11.05(21)申请号201310572580.7CN1418834A,2003.05.21,说明书第1-2页.(22)申请日2013.11.18CN101280347A,2008.10.08,权利要求1.(73)专利权人河北联合大学审查员李阳地址063009河北省唐山市新华西道46号(72)发明人张玉柱赵凯龙跃牛福生李杰邢宏伟李俊国韩志杰白丽梅杨广庆(74)专利代理机构北京中誉威圣知识产权代理有限公司11279代理人蒋常雪(51)Int.Cl.C03B37/06(2006.01)(56)对比文件CN1394822A,2003.02.05,摘要.权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种利用高炉熔渣直接喷吹制备无机纤维的方法(57)摘要本发明公开了一种利用高炉熔渣直接喷吹制备无机纤维的方法，属于无机非金属材料制备领域。本发明包括：将高炉生产的高温熔渣通过渣槽运输至高温调质炉，添加调质剂对液态熔渣进行高温调质，采用直接喷吹装置对调质高炉渣进行直接喷吹生产无机纤维。所述工艺包括熔渣在线动态调质及均质化、直接喷吹成纤二个关键工序，生产过程采用两套调质系统交替工作，一套进行调质的同时另一套则进行熔渣的浇注成纤，保证直接喷吹成纤过程连续化。本发明采用直接喷吹装置吹制无机纤维，克服传统的离心成纤系统设备复杂、对操作人员技术要求高、需要通水冷却、能耗高等缺点；同时直接利用高炉熔渣的显热，可达到工业原料以及废弃能源的合理利用，具有重要意义。CN103803793BCN103879BCN103803793B权利要求书1/1页1.一种利用高炉熔渣直接喷吹制备无机纤维的方法，设置两套调质系统，从高炉出来的熔渣通过摆动流嘴分别进入两套调质系统，通过摆动流嘴实现两套调质系统的交替工作，保证调质系统与直接喷吹系统的生产过程呈连续状态，具体包括如下工序的步骤：（1）高温熔渣动态在线调质：当高温熔渣流经高炉与摆动流嘴、摆动流嘴与调质炉之间的渣槽进入调质炉时，启动调质剂添加装置，调质剂与出炉的高温熔渣一同加入到调质炉中，同时启动加热保温装置，补偿调质过程所需热量，最后启动搅拌均质化装置，调质剂和炉渣在调质炉中实现均质化；（2）高温熔渣直接喷吹成纤：调质后的熔渣通过带保温及流量控制系统的渣槽流入直接喷吹装置，在超音速气流作用下，熔渣破碎成纤，同时通入冷态气流进行换热，通过控制换热载气的流量达到控制纤维的冷却速率及矿相的结晶过程的目的，保证纤维的晶体结构呈非晶态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：高炉与摆动流嘴之间、摆动流嘴与调质炉之间、调质炉与直接喷吹装置之间均采用渣槽连接；出炉熔渣首先进入摆动流嘴，通过摆动流嘴将出炉熔渣分配进入两套调质系统；调质后的熔渣进入直接喷吹装置吹制成纤。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：调质剂的加入可以采取在高炉与调质炉之间的渣槽中加入、在调质炉顶部加入两种方式。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：调质过程热量的补偿方式有两种，第一采用直流电弧炉加热；第二采用纯氧气与气体燃料混合通过烧嘴燃烧提供热量。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：调质后炉渣的粘度1.0~10Pa·s、温度1400℃~1500℃、酸度系数1.2~1.4、黏度系数1.0~1.5、酸基比0.9~1.2、氢离子指数小于5。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用超音速复合喷吹装置将熔融炉渣直接喷吹成纤，控制进入喷吹装置的熔渣流量和喷吹气流的压力、流量可获得不同直径及长度的纤维。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制进入喷吹装置的熔渣温度1380℃~1480℃，喷吹载气为空气或氮气、流量30~50m3/min、压力3~5MPa。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：渣流进入直接喷吹装置后，渣流与喷吹载气的接触角度为0°~90°。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：控制熔渣直接成纤过程中纤维的冷却速率大于1000K/s，保证纤维晶体结构呈非晶态。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无机纤维的直径在3~8μm的范围内，长径比在1~10000范围内。2CN103803793B说明书1/4页一种利用高炉熔渣直接喷吹制备无机纤维的方法技术领域：[0001]本发明涉及一种高炉熔渣直接成纤的方法，属于无机非金属材料制备领域。背景技术：[0002]高炉渣是钢铁冶炼过程的主要副产品，每生产1吨生铁可产生300～350kg的高炉渣，出渣温度达1400℃以上，每吨渣含有相当于60kg标准煤的热量。目前我国主要是把热熔渣直接水淬制粒