專利名稱：生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，屬于新型無機非金 屬材料生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景玄武巖連續(xù)纖維是國家重點發(fā)展的四大特種纖維之一，具有強度 高、耐酸堿、高低溫性能好等特點，可廣泛應(yīng)用于軍工民品各領(lǐng)域， 市場前景廣闊。國內(nèi)玄武巖連續(xù)纖維研發(fā)自上世紀70年代起，先后有國家建筑材 料科學(xué)研究院等單位斷斷續(xù)續(xù)地開展過相應(yīng)的研究。目前國內(nèi)小規(guī)模 生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的廠家有橫店集團上海俄金玄武巖纖維有限公 司、四川航天拓鑫玄武巖實業(yè)有限公司、黑龍江省寧安市鏡泊湖耐堿 玄武巖纖維有限公司、牡丹江云鵬玄武巖有限公司等，均采用單元爐 生產(chǎn)，單元爐呈矩形狀，采用耐火磚砌制成，在單元爐一端的近底部 設(shè)置拉絲漏板，由于這種一爐一板的單元爐，年總產(chǎn)量僅為30_50噸。 玄武巖礦石原料來源于企業(yè)所屬地，纖維品質(zhì)受到區(qū)域性制約，遠遠 不能滿足市場需求。目前俄羅斯、烏克蘭、美國等幾個國家掌握制造玄武巖連續(xù)纖維 的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，其中俄羅斯、烏克蘭兩國的玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)及 產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用取得了較大的成就，但全世界生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的總 體生產(chǎn)技術(shù)還不能實現(xiàn)玄武巖連續(xù)纖維的規(guī)?；a(chǎn)。現(xiàn)階段全球的 玄武巖連續(xù)纖維穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)一般均停留在200孔鉑銠合金拉絲漏板
的單元爐水平上，尚未出現(xiàn)真正用于玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)的池窯技術(shù)，全世界年產(chǎn)量不足3000噸，現(xiàn)有的生產(chǎn)能力只能滿足世界市場不到 1-5%的需求。玄武巖熔融液具有傳熱慢、溫度梯度大、易析晶等特點，現(xiàn)有的 生產(chǎn)技術(shù)存在玄武巖原料熔化速度慢，溫度不均勻容易形成結(jié)晶，流 液洞工作環(huán)境惡劣容易損壞，生產(chǎn)過程中形成的雜質(zhì)、結(jié)晶物等不容 易排除影響正常生產(chǎn)。如在玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)池窯中采用類似玻璃 針維池窯的浸入式流液洞結(jié)構(gòu)，由于玄武巖的熔融溫度高，流液洞的 工作環(huán)境更加惡劣，對鉑金的需求量更大且更容易損壞，同時浸入式 流液洞不能取用熔化池內(nèi)上層品質(zhì)最好的熔融體。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，針對現(xiàn)有 采用單元爐生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維存在的上述諸多不足，通過本發(fā)明可 有效解決玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)中存在的主要問題，突破制約玄武巖連 續(xù)纖維產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的瓶頸約束。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的， 一種生產(chǎn)玄武巖連續(xù) 纖維的池窯，池窯采用耐火磚砌制，其特征是所述的池窯爐體由具有 若干加料口的熔化池和三個方向的料道構(gòu)成，熔化池與各向的料道間 經(jīng)設(shè)置的流液洞過渡，熔化池及料道的頂部分別垂直固定若干燃燒器， 各料道的兩側(cè)設(shè)置若干與料道為一體的具有拉絲漏板的拉絲成型區(qū)。熔化池與各向料道間聯(lián)接的流液洞為非浸入式流液洞結(jié)構(gòu)。熔化池池內(nèi)分為熔化區(qū)和均化區(qū)，熔化區(qū)和均化區(qū)的爐頂部均固 定若干燃燒器。熔化池的均化區(qū)一端部設(shè)置三個方向的料道。在熔化池的熔化區(qū)上方爐頂?shù)募恿峡谂c其頂部的若干燃燒器間隔 均距設(shè)置。
拉絲成型區(qū)的底部設(shè)置供料口，供料口的下方固定拉絲漏板。 熔化池尾部及各料道尾部設(shè)置放料口 ，放料口的下方連接放料門。 熔化池尾部、各料道上設(shè)置排煙區(qū)，排煙區(qū)上方布置熱回收裝置 及排煙道。本發(fā)明以天然氣等氣體燃料為熔化熱源，考慮到玄武巖熔融液具 有熔化溫度高、傳熱慢、溫度梯度大、析晶溫度高等特點，將爐體設(shè) 計為由熔化池和料道構(gòu)成，熔化池和料道之間由非浸入式流液洞連接， 熔化池內(nèi)分為熔化區(qū)和均化區(qū)，燃燒器在爐頂垂直布置，在熔化區(qū)燒 嘴和進料管間隔布置，形成均勻進料、均勻加熱的強熔化區(qū)域。在熔 化池均化區(qū)分三個方向布置料道，在料道內(nèi)分段布置燃燒燒嘴，保證料道內(nèi)熔融體溫度，在每個料道內(nèi)均勻布置12個以上拉絲成型區(qū)為拉 絲漏板供應(yīng)玄武巖熔融體，在熔化池尾部及各料道尾部設(shè)置放料裝置， 在運行過程中可在熔融液長期積存雜質(zhì)或更換原料品種時進行熔融液 排放操作，使用本發(fā)明有利于提高玄武巖連續(xù)纖維的質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)化生 產(chǎn)。
圖1為本發(fā)明平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A—A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的B—B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，l放料口， 2煙道，3爐體，4流液洞，5加料口， 6燃燒器， 7供料口， 8熔化區(qū)，9均化區(qū)，IO溢流分配區(qū)，ll料道，12成型區(qū)， 13排煙區(qū)，14爐體，15放料門，16拉絲漏板，17熔融體。
具體實施方式
結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明，本發(fā)明以天然氣等氣體燃 料為能源，如圖1所示，采用耐火磚砌制的池窯爐體1由具有若干加 料口 5的熔化池和三個方向的料道11構(gòu)成。
通過布置在熔化池頂部的燃燒器6將熔化池加熱到146(TC以上， 加工成顆粒的玄武巖原料通過均勻布置在熔化區(qū)8頂部的加料口 5加 入熔化池，熔化后的玄武巖熔融體1經(jīng)均化區(qū)9進一步熔融均化，在 溢流分配區(qū)10經(jīng)各流液洞4分三個方向進入相應(yīng)料道11，料道11由 布置在料道頂部的燃燒器6供熱保持料道11溫度在140(TC以上，如 圖3所示，進入料道11的玄武巖熔融體17沿料道11被輸送到均布料 道的成型區(qū)12，成型區(qū)12的底部設(shè)置供料口 7，供料口 7的下方固定 拉絲漏板16，由拉絲漏板16的漏嘴噴出經(jīng)由下方的拉絲機拉制成玄 武巖連續(xù)纖維。如圖1所示，每條料道11可以布置十二塊以上漏板， 一臺池窯可 布置36塊以上拉絲漏板16，可實現(xiàn)年產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維2000噸以上。 本實施例設(shè)計要點如下1、 整體布置方式，池窯設(shè)主熔化池和料道成型池，玄武巖熔融液 在主池內(nèi)熔化后經(jīng)均化區(qū)9和料道11進一步加熱均化，進入成型通道 進行拉絲作業(yè)，熔化液在爐內(nèi)流動加熱的時間較單元窯更長，更有利 于生產(chǎn)更高性能的纖維。料道ll分三個方向布置，拉絲機布置于料道 兩邊，這樣可以盡量縮短料液輸送長度，減少輸送熱量損失，也更有 利于對液面進行控制。2、 流液洞，本發(fā)明池窯熔化后的熔融體17自然就是均勻的熔融 體17，熔化完全的熔融體17就是優(yōu)質(zhì)的原料，由于玄武巖熔融體傳 熱慢，溫度梯度大，上層的溫度最高，因而在熔化池內(nèi)上層原料就是 品質(zhì)最好的原料。熔化池和料道11的聯(lián)接過渡采用非浸入式流液洞4， 所謂非浸入式流液洞4也就是熔融體17的液面高度低于流液洞4的上 口，有利于減少玄武巖熔融液對流液洞4耐火磚的沖刷，不需要用鉑 金對耐火磚進行保護，也節(jié)約了鉑金用量，熔化液的上半部分品質(zhì)較 好料液也可以很好地通過流液洞4進入料道11。3、 燃燒器6布置方式，由于玄武巖的傳熱性能較差(絕熱保溫性 能良好)，燃燒器6布置采用煙氣攪拌較好的頂部布置方式，以加強煙 氣的攏動，增加對流換熱效果。保證爐內(nèi)溫度場分布均勻達到最低要 求恒定溫度(玄武巖析晶溫度+ 5(TC)以上。4、 廢料排放，由于玄武巖熔化液可能存在雜質(zhì)，運行時間長了后， 會集存過多，達到影響拉絲的程度時應(yīng)將其排放，以便設(shè)備能正常運 轉(zhuǎn)，如圖2所示，在熔化池尾部及料道ll尾部各設(shè)放料口 1，在需要 排放雜質(zhì)或更換玄武巖品種時，可以通過放料口 1的放料門15將爐內(nèi) 熔融液全部排放。如圖1所示，在熔化池的尾部、各料道11上設(shè)置與 料道11為一體的排煙區(qū)13，排煙區(qū)13上具有煙道2。5、 加料方式，由于玄武巖傳熱性能較差，因而加料口5設(shè)置在熔 化池頂部，外設(shè)的加料裝置與熔化池連接并與空氣隔絕，減小煙氣對 加料口5的沖刷腐蝕，也減少了熱量損失。同時考慮到加料的均勻性， 有利于原料熔化，在主池頂部加料口 5的布置與燃燒器6的布置采用間 隔均勻布置。
權(quán)利要求
1、一種生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，池窯采用耐火磚砌制，其特征是所述的池窯爐體由具有若干加料口的熔化池和三個方向的料道構(gòu)成，熔化池與各向的料道間經(jīng)設(shè)置的流液洞過渡，熔化池及料道的頂部分別垂直固定若干燃燒器，各料道的兩側(cè)設(shè)置若干與料道為一體的具有拉絲漏板的拉絲成型區(qū)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其特征 是，熔化池與各向料道間的流液洞為非浸入式流液洞結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其特征 是，熔化池池內(nèi)分為熔化區(qū)和均化區(qū)，熔化區(qū)和均化區(qū)的爐頂部均 固定若干燃燒器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其 特征是，熔化池的均化區(qū)一端部設(shè)置三個方向的料道。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其 特征是，在熔化池的熔化區(qū)上方爐頂?shù)募恿峡谂c其頂部的若干燃燒 器間隔均距設(shè)置。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其特征 是，拉絲成型區(qū)的底部設(shè)置供料口，供料口的下方固定拉絲漏板。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其特征 是，熔化池尾部及各料道尾部設(shè)置放料口，放料口的下方連接放料 門。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，其特征 是，熔化池尾部、各料道上設(shè)置排煙區(qū)，排煙區(qū)上方布置熱回收裝 置及排煙道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的池窯，屬于新型無機非金屬材料加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，主要特點是爐體由熔化池和料道構(gòu)成，熔化池和料道之間由非浸入式流液洞連接，熔化池內(nèi)分為熔化區(qū)和均化區(qū)，燃燒器在爐頂垂直布置，在熔化區(qū)燒嘴和進料管間隔布置，形成均勻進料、均勻加熱的強熔化區(qū)域。在熔化池均化區(qū)分三個方向布置料道，在料道內(nèi)分段布置燃燒燒嘴，保證料道內(nèi)熔融體溫度，在每個料道內(nèi)均勻布置12個以上拉絲成型區(qū)為拉絲漏板供應(yīng)玄武巖熔融體，在熔化池尾部及各料道尾部設(shè)置放料裝置，在運行過程中可在熔融液長期積存雜質(zhì)或更換原料品種時進行熔融液排放操作，使用本發(fā)明有利于提高玄武巖連續(xù)纖維的質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C03B5/04GK101397182SQ200810195980
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者明 唐, 馬建國 申請人:江蘇天龍玄武巖連續(xù)纖維高新科技有限公司