CN101306917A

CN101306917A - 一种硼镁钙粉e玻璃配方

Info

Publication number: CN101306917A
Application number: CN 200810016754
Authority: CN
Inventors: 李永艳; 易助红; 孙云栋; 宋晓
Original assignee: Taishan Fiberglass Inc
Current assignee: Taishan Fiberglass Inc
Priority date: 2008-06-10
Filing date: 2008-06-10
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2028-06-10
Also published as: CN101306917B

Abstract

本发明涉及一种E玻璃的生产配方，采用的是以硼镁钙粉部分代替萤石做复合助熔剂，所述的工艺配方按重量份计，各主要成份包括：二氧化硅50－60、三氧化二铝0－20、三氧化二硼2－7、氧化钙15－25、氧化镁0.2－4、氟0.1－0.3，氧化钠+氧化钾的含量小于0.70。采用本发明所述的E玻璃生产工艺，大大降低了生产过程中萤石的用量，使排放烟气中的氟含量大大降低，减少环境污染，同时降低了玻璃中的氟元素含量，提高玻璃纤维的强度，从而提高了玻璃的品质；降低了窑内的温度增加了窑炉的寿命为企业节省了开支。

Description

一种硼镁钙粉E玻璃配方

技术领域

本发明涉及一种E玻璃的生产配方，尤其涉及利用硼镁钙粉代替萤石作为助溶剂生产E玻璃的生产配方。

背景技术

E玻璃是碱金属氧化物含量小于1％的铝、硼、硅酸盐玻璃，在传统E玻璃的生产过程中，氟化物作为助熔剂是不可缺少的原料，现有技术中通常采用萤石引入氟化物作为助熔剂。在使用萤石时在窑炉内玻璃溶制过程是一个高温反应，使用含有氟元素的玻璃液对窑炉池壁会造成严重侵蚀，降低了窑炉的使用寿命和生产的安全性。而且在生产过程中产生的大量氟化物，随烟气排放到大气中，导致大气污染；当雨季来临时，氟元素随雨水降落到地表面形成酸雨，其中的氢氟酸会对环境造成严重的破坏，且难以恢复。同时萤石作为自然资源，被广泛地应用在多种工业生产中，特别是在冶金工业上大量的使用，因此其供应受到多种因素的影响，一旦供应受到限制，对于E玻璃的生产会造成极大的影响，由于萤石中含有各种杂质不但会对玻璃的性能造成影响，有些有害元素还会影响到人体的健康。一般天然萤石在应用时还需要人工进行选矿，耗费了人力，增大了生产成本。使用萤石后的繁琐的烟气处理工序又使生产成本大大增加。

现有技术中萤石作为助熔剂的方法已经比较成熟，广泛被各个生产厂家所使用，但是以上种种的弊端说明用传统的E玻璃配方生产玻璃纤维已经不适合我国国情，需要寻找一种能够代替萤石或者部分代替萤石的助熔剂，这样会对延长窑炉的寿命、减少大气中的氟污染、较少后处理的费用、对降低整个生产成本具有重要意义。因此寻找新的助熔剂和新的无碱玻璃配方成为玻璃生产中亟待解决的问题。

发明内容

为解决传统的E玻璃配方带来的不足，本发明提供了一种采用硼镁钙粉作为助熔剂的配料的方法，按常规操作组成新的配合料。

本发明采用的是以硼镁钙粉做复合助熔剂的E玻璃配方，其中硼镁钙粉占配合料总量的20-35％，优选30％，硼镁钙粉与萤石的用量及比例严格的控制在4∶1到3∶2，这样使用硼镁钙粉不仅能取得非常好的助熔效果，而且还可提供玻璃配方中必不可少的的三种元素：硼、镁、钙。

采用硼镁钙粉作为助溶剂后，E玻璃的配方按重量份计各主要成份包括，二氧化硅50-60、三氧化二铝0-20、三氧化二硼2-7、氧化钙15-25、氧化镁0.2-4、氟0.1-0.3，氧化钠+氧化钾的含量小于0.70。

优选配比为二氧化硅50-56，三氧化二铝10-15，三氧化二硼2-6.5，氧化钙20-22，氧化镁1-3，氟0.1-0.25，氧化钠+氧化钾的含量小于0.55。

除此之外配比中还可以按照现有的E玻璃配方，加入其他物质，如氧化锌、氧化钛、氧化锂等，完善玻璃的各种性能。

采用本发明所述的配比后，在生产中发现E玻璃单元窑的空间温度下降约50℃，而玻璃液温度提高近20℃。由于窑炉的损坏主要来自玻璃液对窑炉池壁的侵蚀，而且窑炉耐火材料受侵蚀程度是随着温度的上升呈级数增长的。因为玻璃液温度的大幅下降会大大降低其对窑炉池壁的侵蚀，所以采用本发明的配比及助溶剂后较之现有的E玻璃原料配比及助溶剂组合，可以明显的延长窑炉寿命。

采用本发明的配方及硼镁钙粉作为助熔剂后，由于硼镁钙粉的熔点较低(1050度～1090度)而且该物质的所有组成元素均参与玻璃网络的构成，所带来的共熔作用，促进了其他高熔点物质的化学反应及熔化作用的发生，因此更加有利于玻璃的成形及提高其质量，也不会由于硼镁钙粉的引入而造成玻璃中杂质的增加。

现在的工艺采用萤石作为助溶剂，使得窑炉烟气处理变得十分困难，氟对窑炉及生产设备的腐蚀变得严重，而本方法由于采用硼镁钙粉作为助溶剂代替了一部分萤石，降低了原料中萤石的用量，降低了玻璃熔制过程中氟的挥发量，从而降低烟气中的氟含量，能使窑炉烟气中总的氟含量降低到应用传统E玻璃配方生产时烟气氟含量的60％-80％，大大降低了氟化物对空气污染的程度。而且减少了后处理的成本，也减少了对于设备的腐蚀；同时由于与硼镁钙粉相比萤石的价格较高，降低萤石的用量也可以有效的降低E玻璃的生产成本。

由于硼镁钙粉引入在玻璃组分中增加了MgO，使得玻璃结构有了较大的变化。按照配方生产的玻璃纤维强度提高10.8％，由原来的平均0.4mp/tex提高到平均0.47mp/tex左右，提高了产品的质量。

采用现有的E玻璃配方生产的玻璃中氟的残余量一般在0.7％左右，如此高的含量是由于萤石的引入。现在配方中由于引入了硼镁钙粉使得萤石的加入量减少，硼镁钙粉与萤石的用量及比例严格的控制在4∶1到3∶2，这样可以有效的保证玻璃的质量，氟含量可以降至0.15％～0.25％，这样就降低了玻璃中的氟含量，使得E玻璃的品质有了较大的提高，同时也保护了环境；熔制效果仍可维持的原因正是硼镁钙粉极佳的助熔性，其中除硼元素的助熔性外，镁元素也具有较好的助熔效果。

由此可见采用本发明所述的E玻璃生产工艺，大大降低了生产过程中萤石的用量，使排放烟气中的氟含量大大降低，减少环境污染，同时降低了玻璃中的氟元素含量，提高玻璃纤维的强度，从而提高了玻璃的品质；降低了窑内的温度增加了窑炉的寿命为企业节省了开支。

具体实施方式

实施例1

E玻璃的原料组成，按重量份计各成份包括：二氧化硅53.9、三氧化二铝13.9、三氧化二硼6.5、氧化钙22.77、氧化镁0.50、氧化铁0.40、氧化钛0.42、氟1.0、氧化钠+氧化钾0.50。

其中氟元素以萤石的形式加入，完全采用萤石作为助溶剂。

实施例2

E玻璃的原料组成，按重量份计各成份包括，二氧化硅53.95、三氧化二铝13.85、三氧化二硼6.55、氧化钙22.4、氧化镁1.0、氧化铁0.35、氧化钛0.4、氟0.85、氧化钠+氧化钾0.53。

其中采用硼镁钙粉替代20％的萤石用量。

实施例3

E玻璃的原料组成，按重量份计各成份包括，二氧化硅53.85、三氧化二铝13.95、三氧化二硼6.50、氧化钙21.86、氧化镁1.5、氧化铁0.42、氧化钛0.38、氟0.65、氧化钠+氧化钾0.53。

其中采用硼镁钙粉替代40％的萤石用量。

实施例4

E玻璃的原料组成，按重量份计各成份包括，二氧化硅53.92、三氧化二铝13.84、三氧化二硼6.52、氧化钙21.40、氧化镁2.0、氧化铁0.36、氧化钛0.40、氟0.45、氧化钠+氧化钾0.52。

其中采用硼镁钙粉替代60％的萤石用量。

实施例5

E玻璃的原料组成，按重量份计各成份包括，二氧化硅53.96、三氧化二铝13.85、三氧化二硼6.51、氧化钙20.90、氧化镁2.50、氧化铁0.38、氧化钛0.42、氟0.25、氧化钠+氧化钾0.53。

其中采用硼镁钙粉替代80％的萤石用量。

实施例6

按重量份计各成份包括，二氧化硅56.5、三氧化二铝12.5、三氧化二硼3.3、氧化钙22.6、氧化镁1.35、氧化锌1.2、氧化钛1.0、氟0.3、氧化钠+氧化钾0.65。

其中采用硼镁钙粉替代70％的萤石用量。

实施例7

按重量份计各成份包括，二氧化硅57、三氧化二铝13.5、三氧化二硼3.5、氧化钙21.5、氧化镁2.5、氧化锂0.4、氧化钛1.5、氟0.25、氧化钠+氧化钾0.35。

其中采用硼镁钙粉替代65％的萤石用量。

实施例8

按重量份计各成份包括，二氧化硅56.0、三氧化二铝13.5、三氧化二硼5.0、氧化钙21.5、氧化镁2.50、氧化锂0.3、氟0.2、氧化钠+氧化钾0.50。

其中采用硼镁钙粉替代60％的萤石用量。

实施例9

按重量份计各成份包括，二氧化硅56.0、三氧化二铝13.5、三氧化二硼3.5、氧化钙21.5、氧化镁2.5、氧化锂0.4、氟0.25、氧化钠+氧化钾0.35。

其中采用硼镁钙粉替代55％的萤石用量。

为研究此配方，我们针对上述的实施例进行了大量的熔制试验，按照实施例1-5的比例进行试验后，结果汇总如下：

根据实验所得的数据，可以看到当完全使用萤石作为助溶剂时，空间温度高达1420度，玻璃液温度1410度熔融并且有挂壁的现象发生，玻璃中的氟含量较高，所得玻璃的强度较低，单位产品的成本较高，同时烟气中的氟含量极大对于环境造成较重的危害；而伴随硼镁钙粉代替萤石作为助溶剂的量的不断加入，各项指标都开始好转，可以看到当采用硼镁钙粉替代80％的萤石用量作为助溶剂时，炉窑空间温度已降至1395度，玻璃液温度1380度熔融，且无挂壁现象，这样就大大减轻了对于炉窑的腐蚀，增加了其使用寿命。而玻璃中的各项指标较之先前各项也有了明显的进步，氟含量大大下降，玻璃的强度得到了明显的提升，单位产品的成本也有很大程度的降低，减少了企业的负担，创造了更高的效益，同时烟气中的氟含量由实施例1中的1500mg/m³下降到了900mg/m³，大大减轻了对于环境的污染，有着更好的社会效益。

Claims

1.一种硼镁钙粉E玻璃配方，其特征在于：采用硼镁钙粉做复合助熔剂部分代替萤石，其加入量为总物料量的20-35％。

2.根据权利要求1所述的E玻璃配方，其特征在于：所述硼镁钙粉与萤石的用量比例按重量计为4∶1到3∶2。

3.根据权利要求1或2所述的E玻璃配方，其特征在于：所述的工艺配方按重量份计，各主要成份包括：二氧化硅50-60、三氧化二铝0-20、三氧化二硼2-7、氧化钙15-25、氧化镁0.2-4、氟0.1-0.3，氧化钠+氧化钾的含量小于0.70。

4.根据权利要求3所述的E玻璃配方，其特征在于：所述的工艺配方按重量份计，各主要成份包括：二氧化硅50-56，三氧化二铝10-15，三氧化二硼2-6.5，氧化钙20-22，氧化镁1-3，氟0.1-0.25，氧化钠+氧化钾的含量小于0.55。

5.根据权利要求1所述的E玻璃配方，其特征在于：所述硼镁钙粉的加入量为总物料量的30％。