一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及氧化钙制备技术领域,尤其涉及一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺。
背景技术
进入21世纪,玻璃纤维行业蓬勃发展,市场应用不断扩大,各大玻璃纤维公司都推出了新一代的高强度玻璃纤维;同时玻璃纤维的理论水平以及生产装备与工艺技术也在不断进步。目前,最佳的高强度玻璃纤维为SiO2-Al2O3-MgO-CaO系玻璃纤维;如美国专利第3402055号描述的一种用于形成S-2TM玻璃的高强度玻璃纤维,这种玻璃基质组分为65%的SiO2、25%的Al2O3和10%的MgO,其单丝新生态强度为4600-4800MPa。
本发明从适应玻璃纤维质量要求的目标出发,针对目前普通氧化钙的性能状况,利用先进的机立窑煅烧设备,选择符合工艺要求的石灰石为原料,以合理控制物料粒度、煅烧温度和时间以及鼓风助氧量为抓手,依据氧化钙煅烧过程中煅烧设备、原料品质、原料粒度、布料情况、煅烧温度、煅烧时间、鼓风助氧等环节对质量的影响,对各工艺环节及其安全性能进行设计优化,使其达到良好的工艺效果,实现玻璃纤维增强用氧化钙产品的高纯度、低杂质的质量目标。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺。
本发明的技术方案如下:
一种玻璃纤维增强剂,包括以下重量百分比的成分:氧化钙≥92.5%、氧化镁≤1.2%、二氧化硅≤1.0%、三氧化二铁≤0.2%和三氧化硫≤0.25%。
优选的,所述的玻璃纤维增强剂中,所述的产品粒径为:+30目:100%。
进一步优选的,所述的产品粒径为:+60目:≥95%。
进一步优选的,所述的产品粒径为:+200目:70%≤x≤85%(x为粒径为+200目的产品)。
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺,包括以下步骤:
A、对石灰石进行洗选,破碎,干燥,得到石灰石颗粒物;石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm;
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧;窑体中的主引风机功率为600-800kW,主引风机转速控制在1600-1750rpm,燃气进风量控制在7000-7500m3/h,助燃风进风量控制在20000-21500m3/h,煅烧温度为900-920℃,煅烧时间为20-30min;
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后,进行一级筛选,然后研磨破碎后再进行二级筛选,计量包装后,即可得到成品。
优选的,所述的煅烧添加剂,包括以下成分:无烟煤、三氧化钨、氯化钠和水。
进一步优选的,所述的煅烧添加剂,由以下重量百分比的成分组成:无烟煤40-55%、三氧化钨8-15%、氯化钠10-15%和水余量。
优选的,所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1:(15-20)。
本发明的有益之处在于:
1、通过对石灰石、无烟煤的进场分析,定点采购、准确计量保证了整个煅烧过程的连续稳定,同时使生产的氧化钙产品具有纯度高,硅、镁、铁等杂质含量低的优点。
2、通过使用先进的机立窑煅烧和合理控制物料粒度,并根据行业所需的质量要求,可以精确设定煅烧的温度和时间,同时采取石料洗选、均衡布料等措施,使生产的氧化钙产品质量稳定,使用性能好。
3、通过机立窑温度的信息传输,有效控制煅烧温度和合理调节鼓风助氧量,确保氧化钙的煅烧稳定,降低烧失量,提高产品的功能性。
4、对氧化钙产品进行破碎及多道筛选、包装,包装后的氧化钙产品可减少吸收空气中二氧化碳和水份,控制原生碳酸钙的形成。
5、在煅烧添加剂中加入氯化钠,可以显著降低煅烧温度,缩短煅烧时间,从而达到节能降耗的目的。
6、在煅烧添加剂中加入三氧化钨,有利于提升后续制备的玻璃纤维的强度。
具体实施方式
实施例1
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺,包括以下步骤:
A、对石灰石进行洗选,破碎,干燥,得到石灰石颗粒物;石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm;
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧;窑体中的主引风机功率为750kW,主引风机转速控制在1720rpm,燃气进风量控制在7300m3/h,助燃风进风量控制在21000m3/h,煅烧温度为905℃,煅烧时间为25min;
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后,进行一级筛选,然后研磨破碎后再进行二级筛选,计量包装后,即可得到成品。
所述的煅烧添加剂,由以下重量百分比的成分组成:无烟煤48%、三氧化钨12%、氯化钠13%和水余量。
所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1:17。
所述的玻璃纤维增强剂,包括以下重量百分比的成分:氧化钙≥92.5%、氧化镁≤1.2%、二氧化硅≤1.0%、三氧化二铁≤0.2%和三氧化硫≤0.25%。
所述的玻璃纤维增强剂中,所述的产品粒径为:+30目:100%;所述的产品粒径为:+60目:≥95%;所述的产品粒径为:+200目:70%≤x≤85%(x为粒径为+200目的产品)。
实施例2
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺,包括以下步骤:
A、对石灰石进行洗选,破碎,干燥,得到石灰石颗粒物;石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm;
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧;窑体中的主引风机功率800kW,主引风机转速控制在1600rpm,燃气进风量控制在7500m3/h,助燃风进风量控制在20000m3/h,煅烧温度为920℃,煅烧时间为20min;
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后,进行一级筛选,然后研磨破碎后再进行二级筛选,计量包装后,即可得到成品。
所述的煅烧添加剂,由以下重量百分比的成分组成:无烟煤55%、三氧化钨8%、氯化钠10%和水余量。
所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1:20。
所述的玻璃纤维增强剂,包括以下重量百分比的成分:氧化钙≥92.5%、氧化镁≤1.2%、二氧化硅≤1.0%、三氧化二铁≤0.2%和三氧化硫≤0.25%。
所述的玻璃纤维增强剂中,所述的产品粒径为:+30目:100%;所述的产品粒径为:+60目:≥95%;所述的产品粒径为:+200目:70%≤x≤85%(x为粒径为+200目的产品)。
实施例3
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺,包括以下步骤:
A、对石灰石进行洗选,破碎,干燥,得到石灰石颗粒物;石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm;
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧;窑体中的主引风机功率为600kW,主引风机转速控制在1750rpm,燃气进风量控制在7000m3/h,助燃风进风量控制在21500m3/h,煅烧温度为900℃,煅烧时间为30min;
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后,进行一级筛选,然后研磨破碎后再进行二级筛选,计量包装后,即可得到成品。
所述的煅烧添加剂,由以下重量百分比的成分组成:无烟煤40%、三氧化钨15%、氯化钠15%和水余量。
所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1:15。
所述的玻璃纤维增强剂,包括以下重量百分比的成分:氧化钙≥92.5%、氧化镁≤1.2%、二氧化硅≤1.0%、三氧化二铁≤0.2%和三氧化硫≤0.25%。
所述的玻璃纤维增强剂中,所述的产品粒径为:+30目:100%;所述的产品粒径为:+60目:≥95%;所述的产品粒径为:+200目:70%≤x≤85%(x为粒径为+200目的产品)。
对比例1
将实施例1中的煅烧添加剂中的三氧化钨去除,其余配比和制备方法不变。
以下将实施例1-3和对比例1制备的玻璃纤维增强剂应用于玻璃纤维制备,检测增强剂的应用效果,具体测试方法如下:
(1)根据以下重量百分比称取原料:高炉矿渣35%,粉煤灰6%,石英砂47%,氧化锌9%,玻璃纤维增强剂1%,氧化镁2%;所述的高炉矿渣和粉煤灰的成分参考CN104591543A;
(2)高炉矿渣和粉煤灰的预处理:取高炉矿渣和粉煤灰,用通电的铁网过筛,然后置于高温炉中,在空气气氛下,于620℃保温3小时,进行预处理;
(3)玻璃样品的制备:将石英砂、玻璃纤维增强剂、氧化锌和步骤(2)中经过预处理的高炉矿渣、粉煤灰,混合均匀,在1500℃熔融3h,得玻璃液,然后将玻璃液在拉丝温度下拉制成玻璃纤维。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。