1. 国内玄武岩连续纤维的现状
我国目前自行研制的玄武岩连续纤维仍然处在单台坩埚法试验与中试阶段,工艺技术成熟,产品品种少,质量差,成本高,工艺技术装备跟不上,班台产量在50kg以下,劳动生产率低,能耗高,原材料消耗大,劳动条件和环保差。
2. 总体工艺技术方案和选择及来源
1) 工艺技术方案的选择
2) 玄武岩是经火山爆发后形成的岩石,玄武岩连续纤维是由高温熔融,玄武岩液体经多孔铂姥合金漏板拉制而成的一种无机纤维,生产工艺有两种工艺,一种是直接成型法,习惯称池窑拉丝工艺,另一种是单台坩埚炉法拉丝工艺。池窑法又有全电熔炉拉丝工艺和单元窑池窑拉丝工艺气电结合法生产。目前国际上已成功地使用年产1000吨和年产1500吨的全电熔法拉丝工艺和单元窑池窑拉丝工艺。他们有以下特点:
① 节能。池窑拉丝工艺熔化率高,热损失小,窑炉寿命长,生产作业连续,自动化程度高,生产作业稳定,产量高,纤维质量产品质量的离散系数小,质量相对稳定。比单台坩埚法拉丝节能15-20%。
② 投资。如果用坩埚法建一条年产1000吨的生产线,最少需要20台坩埚炉,场地大,公用设施和热能设施,自动化控制设施需要20套,而池窑法只需要一套公用设备和热能设备,自动化控制设备。
③ 污染少,产量适中,体积小,占地少,成品率高,废丝少。
3. 技术与装备来源
本项目采用池窑拉丝工艺,主要技术从美国或欧洲引进,装备在本国购买。美国和欧洲池窑法玄武岩连续纤维技术和工艺已有2年多历史,2003年末建成年产1000吨新窑池。美国2001年建成世界上第一座1000吨,800孔漏板拉丝的池窑,2002在德又建了两座这种池窑,产品质量达到国际标准。为了确保生产线的总体先进水平和可靠性,本项目主要生产设备(部件)和材料的30%从国外进口,如关键电气自动化控制仪件元件,燃烧器,单向织布机,平织机,孔液泵,配合料搅拌与输送器等。
4. 工艺技术比较
拉丝漏板的孔数多少是玄武岩纤维工业现代化水平的重要标志;国外工业化国家已普遍采用400孔,800孔大漏板的拉丝工艺,与单台坩埚法相比,具有技术水平高,产品质量好,生产效率高,能耗低等优点,生产作业稳定。
5. 工艺过程简介
6. 主要工艺技术,装备的选择
1) 本项目矿石原料为单一的玄武岩矿石,我国玄武岩矿石产地较多,本项目可采用江苏六合或其它地区矿石,代装块料(20×20mm)进厂。
2) 加料系统
本系统包括料仓,给料机,输送机和螺旋送料加料机,送料能力250-625kg/小时,可根据池窑的熔化能力和总量的变化自动调节加料量,以保持熔化率的稳定。
3) 熔制:熔化池前炉通道→拉丝通道→拉丝作业。熔制温度在1450-1500℃。本系统有三个独立的控制系统,总重量控制,流量控制,融化率控制。每个控制系统都由DPLC单回路数字控制器来自动控制,控制室设有计算机控制系统,采用彩色工业电视监控系统。
4) 熔化池燃烧器。