【摘要】：礦渣棉是一種優(yōu)質(zhì)的輕質(zhì)、保溫、吸聲、防火材料,礦渣棉生產(chǎn)工藝在國(guó)外開始于20世紀(jì)30年代,熔融的液態(tài)渣在高速離心機(jī)下甩制成棉。其由于導(dǎo)熱系數(shù)小、質(zhì)輕、防蛀、阻燃、價(jià)廉、化學(xué)性能穩(wěn)定、吸音、耐腐蝕等性能而廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境,如石油、電力,冶金、化工、建筑及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。本課題是用云南某錳礦有限公司硅錳礦熱爐渣生產(chǎn)礦渣棉工藝與爐型的試驗(yàn)研究,是利用液態(tài)硅錳渣生產(chǎn)礦棉的工藝技術(shù),自產(chǎn)的硅錳渣酸度為2.04,需添加自產(chǎn)的碳錳渣(酸度1.1左右)調(diào)整到礦渣棉生產(chǎn)所需的酸度和粘度,使其在成分和溫度方面均滿足礦渣棉的生產(chǎn)要求,簡(jiǎn)化調(diào)質(zhì)過程,且該廠礦熱爐車間緊鄰礦渣棉生產(chǎn)車間,熱態(tài)爐渣溫度高達(dá)1300℃,熱渣可以直接入爐,充分回收爐渣余熱,調(diào)質(zhì)和保溫工藝都在電爐內(nèi)進(jìn)行,借助成熟的礦渣棉生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)硅錳廢渣的綜合利用。為了充分利用硅錳渣的潛熱,挖掘煉鐵企業(yè)的潛力,生產(chǎn)節(jié)能降耗的保溫材料,試驗(yàn)研究了用硅錳渣作原料直接生產(chǎn)礦渣棉的可行性。(1)根據(jù)礦渣棉生產(chǎn)原料的性能指標(biāo),通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定添加不同比例碳錳渣配料的物性參數(shù),主要從密度、表面張力、粘度、熔化溫度以及熔速等幾個(gè)方面對(duì)含錳的鐵合金爐渣進(jìn)行物理性能的測(cè)定與分析。找出了利用液態(tài)硅錳渣作原料時(shí)的合理配比,即添加40%的碳錳渣可較好的滿足礦棉熔體的原料條件,熔體各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足礦渣棉生產(chǎn)要求。(2)進(jìn)行物料平衡和熱平衡計(jì)算,并設(shè)計(jì)了礦渣棉生產(chǎn)的28t容量的加熱電爐和6t容量渣罐,同時(shí)進(jìn)行了廠房的工藝布置設(shè)計(jì)。(3)對(duì)電爐的變壓器以及石墨電極進(jìn)行設(shè)計(jì),選擇使用3000kVA的變壓器及400mm石墨電極。(4)結(jié)合爐型設(shè)計(jì)以及原料成分和性能分析測(cè)定,進(jìn)行爐子的安裝和調(diào)試工作,在符合生產(chǎn)要求后進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量與性能測(cè)定,針對(duì)設(shè)備調(diào)試過程存在的渣口問題進(jìn)行詳細(xì)介紹。(5)簡(jiǎn)單分析礦渣棉生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X757
【圖文】：

圖 2.2 是 CaO-SiO2-MgO-Al2O3渣系在不同堿度下的等粘度圖，本課題主要究不同配比成分對(duì)礦渣棉物理化學(xué)參數(shù)的影響，酸性硅錳渣各組分含量對(duì)粘度響很大。如圖所示，爐渣中 MgO 含量不超過 20％時(shí)，適當(dāng)增加 MgO 會(huì)使?fàn)t渣度下降，因?yàn)?MgO 的增加不僅降低了高熔點(diǎn) 2CaO2SiO2的生成，且?guī)胼^多氧離子，破壞陰離子團(tuán)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成簡(jiǎn)單的單、雙面體結(jié)構(gòu)，從而減少了離子團(tuán)（Si-O，Al-O）的聚合度；同時(shí)與 Al2O3生成一系列改善爐渣的流動(dòng)性的熔點(diǎn)物質(zhì)，但在三元堿度不變時(shí)，MgO 代替 CaO 的作用就不明顯，即 MgO 含在 8%至 12%時(shí)有利于改善爐渣的穩(wěn)定性和難熔性[73]。當(dāng)含有較少 Al2O3時(shí)，適提高硅錳渣中的Al2O3含量可以降低熔渣粘度，但是當(dāng)Al2O3含量超過一定含量提高熔渣中的 Al2O3將會(huì)使不同酸度的熔渣粘度開始增加，從而使得熔化困難利于錳鐵渣制成礦渣棉，故使熔體要溫度及粘度穩(wěn)定在一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的范圍內(nèi)圖 2.1 四元系渣礦物組成圖Fig. 2.1 Four component system of slag mineral composition diagram

表 2.2 熔化溫度Table 2.2 Melting point d碳錳渣含量/% 0 100 10 爐渣酸度 2.04 1.06 1.89 熔化溫度/℃ 1147 1288 1142 2.4 液態(tài)渣粘度、密度、表明張力的測(cè)本測(cè)定試驗(yàn)分為現(xiàn)場(chǎng)爐渣采集料測(cè)定和驗(yàn)的配料成分也是依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錳鐵渣及所需礦2.4.1 試驗(yàn)設(shè)備采用熔體物性綜合測(cè)定儀（如圖 2.4）熱重、結(jié)晶溫度和表面張力。本實(shí)驗(yàn)中主要

3.3.3 物料平衡計(jì)算1）計(jì)算所需的原始數(shù)據(jù)（1）礦渣棉產(chǎn)品種類及成分以云南某錳礦有限公司硅錳礦和碳錳渣為原料，成分見表 3.4。表 3.4 原料成分Table 3.4 Theraw material composition名稱成分/%酸度FeO SiO2Al2O3CaO MgO MnOa b圖 3.3 調(diào)溫溜槽Fig.3.3 Tempering chute

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