利用熔融高炉渣生产高质量矿棉板的应用.docx

利用熔融高炉渣生产高质量矿棉板的应用苏兴文，李晓阳，解斌 鞍钢矿渣开发公司1 14021摘要：本文主要介绍了矿棉生产线现有技术所存在的弊端，并分析了相关原因，通过对 现有工艺的分析，鞍钢集团矿渣开发公司提出了利用熔融高炉矿渣生产高质量矿棉的建 议，并根据实际情况做了大量的研究和论证。研发出符合鞍钢实际的熔融矿渣生产矿棉 工艺，该项工艺打破了传统冲天炉生产工艺，不仅节约了能源，降低了污染，同时为熔 态高炉渣的利用开拓了新的发展方向，对延长鞍钢的核心产业链，大幅度降低鞍钢的单 位gdp能耗和形成新的经济增长点具有重要意义。 关键词：冲天炉，熔融高炉矿渣，电炉，矿棉；abstract：this paper is described the drawbacks on existing technology of the mineral wool production line and analyzed related causesthrough the analysis of existing processes，using molten blast furnace slag product high quality mineral wool al e recommended by ansteel slag development company，and a lot of research and demonstration have been done by according to the actual situationdeveloped a new process on production mineral wool by molten slag accords with the practice ofansteel，the traditional cupola production process have been broken by this processnot only saves energy,reduces pollution，but also open up a new direction forthe use of molten blast furnace slagit is significance for ansteel core industry chain，significant reduction in energy consumption per unit of gdp for ansteel and formation of new economicgrowth pointkey word：cupola，molten blast furnace slag，electric furnace，mineral wool1引言 我国外墙外保温以前大量使用聚苯乙烯泡沫塑料板(简称聚苯板或苯板)作为处理墙体外保温的主要材料。这种材料为我国的建筑节能事业做出重要贡献， 但是由于聚苯板属易燃材料，也给火灾留下了隐患。-159近年来，我国因建筑工地、建筑材料引发的火灾呈多发趋势，北京央视新 址、上海胶州路教师公寓、沈阳皇朝万鑫国际大厦等重特大火灾都与建筑工地、 建筑材料有关，给国家和人民生命财产造成了重大损失。为此，国家制定了更严 格的法律法规对保温材料的可燃性做出限制，其中特别强调了民用建筑保温应采 用燃烧性能为a级的材料。而能够满足a级不燃要求的保温材料按目前国内外所能 提供的保温材料，只能是无机类保温材料。同时随着矿渣棉生产工艺的发展，使 得矿渣棉等防火性能突出的无机保温材料得到越来越多的重视。矿渣棉是以高炉重矿渣为主要原料，并添以其他材料经过重熔、纤维化而制成 的无机质纤维。这种纤维，可制成板、管、毡等各种制品，具有绝热、保温、防火、防 腐、耐潮湿、吸声、抗震等多项功能，可广泛用于建筑、工业装备和交通工具等领域， 如建筑外墙保温、内墙防火隔音、工业窑炉和管道保温、船舶隔热等。2现有工艺弊端现有的矿棉生产工艺主要以慢冷成块状的高炉重矿渣为主要原料，并配以一 定量的石英岩或其他岩石来调整酸度系数。通过冲天炉重熔、纤维化而制成的无 机质纤维。但随着国家可持续发展战略的实施，尤其是党的十八大报告将生态文明建设 提升到一个全新的政治高度，因此，传统工艺的弊端日益突显出来，总结起来主 要有以下几个方面。(1)传统的冲天炉工艺将消耗大量焦炭、煤、油等资源转化为热能，且每生 产一吨矿棉需消耗焦炭06吨，相当于07吨标准煤，将产生c0：近1吨，因此对环 境造成了极大的污染。(2)由于现有的工艺技术所用原料为慢冷成块后的高炉重矿渣，因此需要将 高炉排出的熔态高炉渣经缓冷成块后再送入冲天炉重熔，因此浪费了熔态高炉渣 的大量显热。(3)目前我国熔态高炉渣大部分采用水淬法冷却后用来生产矿渣微粉，作为混凝土的掺合料或直接供给水泥厂作为混合材使用。熔态高炉渣的最高温度可达 1650。c，其热熔是铁水的15倍。熔态高炉渣水淬过程不但浪费大量热能，还消耗 大工业用水。目前我国钢铁联合企业液体水的循环利用率己达90以上，个别接近 100，大部分水耗都是在各种冷却过程中以蒸汽的形式散发到大气中。其中熔态高炉 渣水淬散发到大气中的水占整个钢铁联合企业气体耗散水的60以上。随水分一起 挥发的还有大量高炉渣微尘颗粒，是钢铁工业区pm25的主要排放环节。因此，在现 有高炉渣的处理应用上，对水资源造成了极大的浪费，并加大了pm25的排放。(4)生产产品质量差，只适合工业保温用，无法满足外墙外保温矿棉板要求。 分析原因，主要有以下几个方面：现市场上生产厂家多以年产5000吨以下的小作坊为主，不注重环保要求。传统生产技术较为成熟，投资回报效果明显，因此对传统技术过于依赖。生产线的技术水平较为落后，无法生产高质量产品。产品研发力度不足，利用矿渣生产高质量矿棉在调质方面是待攻关项目。对熔态高炉渣的开发和利用较为局限，采用传统方式无法实现熔态高炉渣的调质加热。3鞍钢矿棉生产线特点基于现有工艺和处理方式的弊端，鞍钢集团矿渣开发公司提出了采用电炉加 热方式，将熔态矿渣直接生产矿棉的想法，充分利用鞍钢充足、廉价的高温熔融 态高炉矿渣原料资源上的优势，并利用原有专用的熔融矿渣运输铁路线，熔融的 高炉矿渣可直接通过已有的铁路线运输至矿渣公司，运距不到3公里，只需经过调 质、调温即可直接用于生产矿渣棉，这将显著的降低矿棉的生产成本，另外，鞍 钢高炉熔融矿渣具有的显热一直没能得到有效利用，此项目，即可实现热态熔渣 直接生产矿渣棉，减少生产成本，又能够减少资源消耗，保护环境，充分利用熔 融矿渣所具有的大量热能。为了论证项目可行性，鞍钢集团矿渣开发公司加大了研发力度，并和知名高校合作，共同研发出利用熔态高炉渣生产高质量矿棉产品和相关工艺，该工艺采 用熔态热渣配以冷态调质剂和添加剂的方式，有效的避免了高炉渣酸度系数低的 缺点，使得产品可达到国家最新标准要求。由于该工艺采用电炉加热方式，避免了冲天炉能耗大，高污染的缺点，同时 保证了熔池的稳定性，为生产高质量产品打下良好的基础。此外，采用熔态高炉 渣为主要原料生产矿棉，与冲天炉融化100冷料相比，每吨矿棉产品可节能o4吨焦炭，相当于o5吨标准煤，减排c0。07吨，这样不仅创造了社会效益，同时获得 了经济效益。4展望 由高炉熔渣慢冷成块后再经冲天炉生产矿棉是目前生产矿棉的主要手段，而通过熔融高炉渣通过调质直接生产矿棉板，并且产品质量达n#i-墙外保温材料标 准，一直是一个亟待解决的课题，鞍钢矿渣开发公司利用熔态高炉渣生产高质量 矿棉项目的研发成功，打破了传统生产工艺，为熔态高炉渣的利用开拓了新的发 展方向，同时也使鞍钢集团熔融高炉渣的开发利用走在了世界前列。目前矿渣公司正与国际矿棉材料的领军企业进行磋商，寻求国际合作，力争 引进、吸收国际最先进工艺技术装备，生产