高炉渣是钢铁企业高炉炼铁过程中产生的副产品，每生产1t铁水约产生0.3t渣，以2016年7亿t生铁计算，约产生高炉渣2.1亿t。利用高炉渣制取矿棉，尤其是高炉熔渣，不仅可以替代目前钢铁企业普遍采用的水淬工艺，减少环境污染，还可以充分利用高炉熔渣显热，提升高炉渣产品的附加值，无论对钢铁行业还是矿棉行业都具有十分重要的意义。

高炉渣制取矿棉产品工艺

高炉渣制取矿棉产品工艺过程主要分为熔融、制棉、集棉、成型四个环节。根据熔融工艺的不同可将其分为冲天炉法和高炉熔渣直接生产矿棉法，二者的区别在于原料和熔炼设备的不同。

1冲天炉法

冲天炉法以冷态高炉渣为主要原料，以焦炭为燃料，同时添加适量的调质剂(石灰石、粉煤灰等)在冲天炉内熔炼、调质，其工艺流程如图1所示。将高炉渣、焦炭、调质剂等原料按比例混合后，由炉顶加入冲天炉内，同时通入助燃空气，由焦炭燃烧产生1600℃左右的高温，将原料熔融成高温熔体，高温熔体经喷吹或离心制成矿棉纤维，再经收集器集棉或摆锤铺棉、固化、切割、包装等加工工序制得不同性能和用途的矿棉产品(板、毡、带及管等)。

目前我国的矿棉生产工艺多以冲天炉法为主，但该法存在一定的缺点：生产过程中产生的大量烟气和粉尘，污染环境;采用冷态高炉渣入料，需要燃料再熔化，生产1t矿棉约消耗400kg焦炭，从而增加了能源消耗和生产成本;生产出的矿棉产品渣球含量高、纤维粗、手感差。

2高炉熔渣直接生产矿棉法

高炉熔渣温度在1400～1550℃之间，每吨渣约含显热1260×103～1880×103kJ，大致相当于60kg标准煤燃烧时放出的热值。高炉熔渣直接生产矿棉法是以高炉熔渣为主要原料，将液态高炉渣引入可补热调质炉内，同时加入调质剂，利用电极或燃气补热进行调温、调质处理后，经成纤系统制成矿棉纤维，再经集棉和后加工工序制得不同性能和用途的矿棉产品。与冲天炉法相比，利用高炉熔渣直接生产矿棉可回收熔渣80%以上显热，其能源消耗不到冲天炉法的30%，生产成本只有冲天炉的60%～80%，具有较强的市场竞争能力。目前，国内外开发的高炉熔渣直接生产矿棉法主要有JFE的高炉熔渣制备矿棉技术、大连环保设计院的新一步法矿棉生产技术和河北联合大学提出的直接成纤技术。

2.1JFE高炉熔渣制备矿棉技术

JFE高炉熔渣制备矿棉工艺流程如图2所示：用60t渣罐将高炉熔渣通过铁路运输到矿棉生产线，装入1号电炉，1号电炉将约1400℃的熔渣和调质剂升温至1500℃以上，再将高温熔体送入2号电炉进行成分微调和保温，使其满足成纤要求，从2号电炉流出的高温熔体分为两部分，一部分送至粒状棉生产线，另一部分送至摆锤法板毡生产线。JFE所用的电炉为碳素电极电弧炉，离心机为4辊垂直串列式离心机，辊周装有压缩空气喷嘴。

2.2新一步法高炉熔渣制备矿棉技术

2001年大连环保设计院提出新一步法矿棉生产技术，其工艺流程为：高炉流出的高炉熔渣连同辅料一起经敞开式渣沟进入均化炉，利用电极补热进行调温、调质处理，使熔体温度保持在1300～1340℃范围内，通过产生强烈的对流搅拌使之均化。然后将调质均化后的熔体引至离心机进行成纤、集棉和制品的后加工，具体见图3。该高炉熔渣生产粒状棉生产线已于2003年4月在钢厂正式投入运行。与JFE的高炉熔渣生产矿棉技术相比，该一步法矿棉生产技术是就地取渣、一级熔炼，而JFE采取的是异地送渣、两级熔炼。

2.3直接成纤法高炉熔渣制备矿棉技术

河北联合大学利用特制气体喷嘴，通过熔渣气淬直接成纤方式制得了平均直径为3.5μm的矿棉纤维，纤维为白色且表面光洁，其工艺流程如图4所示：将高炉熔渣与一定比例的调质剂(粉煤灰、铁尾矿废石等)混合达到所需的酸度系数后，进入电弧炉进行调质熔炼，当熔渣温度达到1500℃左右时，停止加热，将熔体通过出渣口倒入末端装有高压载能喷气嘴的渣槽，经0.35MPa的气压进行喷吹成丝，其渣槽出口处熔渣温度为1350℃左右。该技术不仅可以充分利用熔渣显热，还可以利用粉煤灰等酸性固体废弃物，同时纤维生产率高，质量稳定。

3高炉渣生产矿棉工艺比较

JFE法、一步法和直接成纤法在节能环保、降低成本、提高产品质量等方面与冲天炉法相比，具有绝对的优势，是矿棉生产技术的巨大飞跃，具体比较如表1所示。

表1高炉渣生产矿棉工艺比较

之前我们写过关于矿棉生产的技术要点文章 ，矿棉生产的难点在于矿热炉内衬耐火材料的问题，矿棉生产的原料要调酸，熔渣要不停的加入到炉子里，然后渣线部位的侵蚀及炉底的损坏是最常见的，有几个钢铁厂反映目前用的炉衬用不到半个月就会出现问题。