CN104045237A - 红色微晶玻璃板材及其生产方法 - Google Patents

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秦小平
秦刚
姜小元
徐国梁
熊冰峰
王刚琳
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本发明公开了一种红色微晶玻璃板材及其生产方法，所述的红色微晶玻璃板材包括以下重量份的组分：Na2O：2～4份；MgO：8～11份；Al2O3：8～11份；SiO2：46～70份；P2O5：1～3份；K2O：3～4份；CaO：4.5～7.5份；CuO：0.5～2份。所述的生产方法为将菱镁矿20～25份，花岗岩65～78份，磷酸二氢钙2～6份，重钙5～10份，氧化铜0.5～2份，硅粉0.1-1份混合之后采用全电熔压延生产。本发明经过长期研究微晶玻璃板材的配比，得到了红色微晶玻璃板材的配方，并得到了生产该红色微晶玻璃板材的生产方法；突破了现有微晶玻璃板材颜色单一的情形。

Description

红色微晶玻璃板材及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种建筑材料及其生产方法，具体涉及一种红色微晶玻璃板材及其生产方法。
背景技术
微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多晶特征，集中了玻璃和陶瓷的特点，成为一类独特的新型材料。以其机械强度高、硬度大、耐磨性能好、耐腐蚀性强，具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应恶劣的环境，近年来在国际上得到了快速的发展。特别是2012年1月国家工信部公布的《十二五新材料产业发展规划》，将压延微晶玻璃列入重点发展的无机非金属新材料目录，对今后压延微晶玻璃在基础新材料领域的应用有重要指导意义。
传统微晶玻璃生产多采用烧结法工艺，烧结法工艺在微晶玻璃生产中面临的能耗高问题一直是制约微晶玻璃快速发展和规模化生产的关键瓶颈。烧结法工艺生产微晶玻璃并且还要使用价格昂贵的有色金属氧化锌原材料，使很多微晶玻璃企业的生产成本一直居高不下，同时烧结法生产工艺效率低，产品有气孔、平整度较差、烧结法工艺的微晶玻璃企业经营状况历来是举步维艰。公司全国首创的全电熔压延法生产微晶玻璃新工艺已获国家发明专利(专利名称：利用花岗石废弃物生产微晶玻璃装饰板材的方法，专利号：ZL 2009 10216248.0)，填补了国内空白。采用全电熔压延生产微晶玻璃，微晶玻璃的单位产品能耗和万元工业增加值能耗将大幅度降低，还可以为国家节约大量的有色金属氧化锌贵重材料。本技术的发明，顺应了我国新材料产业的发展趋势和不断扩大应用领域的要求。
目前利用废弃花岗石采用全电熔压延法工艺生产出米黄色、咖啡色系列微晶玻璃板材，但是米黄色、咖啡色的微晶玻璃板材难以满足市场对多品种、多花色微晶玻璃的需求，因此需要不断的研究不同花色的微晶玻璃的配方和生产工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种红色微晶玻璃板材及其生产方法，以满足多花色微晶玻璃的需求。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种红色微晶玻璃板材的生产方法，包括以下步骤：
A、取料
按照下述重量份称量原料：菱镁矿20～25份、花岗岩65～78份、磷酸二氢钙2～6份、重钙5～10份、氧化铜0.5～2份与硅粉0.1-1份；
B、原料混合及熔化
将上述原料混合，然后加入以原料总重量计2％的水混合3～5min，得到混合料，将混合料送入全电熔窑的熔化池中，在熔化温度1350～1500℃下熔化成玻璃液；
C、澄清和均化
步骤B得到的玻璃液在所述的熔化池中在温度1400～1450℃的条件下进行澄清，均化7～8h后得到澄清和均化后的玻璃液；
D、压延成形
让步骤C得到的澄清和均化后的玻璃液经所述全电熔窑的流液洞、上升道进入料道，其温度降至1250～1300℃，然后进入压延机在成形温度1150～1250℃下成形成压延玻璃板；
E、退火
步骤D得到的玻璃板经传送辊台传送至退火窑，然后在温度680℃～750℃下保温10～20分钟，接着按3～5℃/分的降温速率降温至温度580～620℃，再按7～12℃/分的降温速率降温至280～320℃，最后经过40～60分钟冷却至温度35～45℃，出窑得到退火玻璃板；
F、核化和晶化
将步骤E得到的退火玻璃板送入晶化窑，然后在30～90分钟内将温度升高至600℃～720℃，并在这个温度下保温30～90分钟进行核化，接着在30～90分钟内将温度升高至820℃～930℃，在这个温度下保温30～120分钟进行晶化，再在60～120分钟内将温度降至35～45℃，出窑得到晶化玻璃板；
G、抛光
将步骤F得到的晶化玻璃板进行打磨、抛光，得到所述的红色微晶玻璃板。
根据本发明的一个实施例，菱镁矿、花岗岩、磷酸二氢钙、重钙、氧化铜与硅粉的粒度是40～200目。
根据本发明的一个实施例，在步骤B中，所述的全电熔窑是日生产量30～200吨的冷顶式全电熔窑。
根据本发明的一个实施例，在步骤D中，所述的压延机是玻璃压延机。
根据本发明的一个实施例，在步骤D中，所述压延玻璃板的厚度是4～30mm。
根据本发明的一个实施例，在步骤F中，所述的晶化窑是自动温控辊道窑。
采用所述生产方法生产的红色微晶玻璃板材。
根据本发明的一个实施例，生产的红色微晶玻璃板材具有下述特性：
抗压强度160-400 MPa，抗弯强度40-300MPa，密度2.5-2.7g/cm3，莫氏硬度5-7级，吸水率<0.01％，光洁度95-98，耐酸酸碱，放射性检测符合国家A类检测标准。
根据本发明的一个实施例，该微晶玻璃板材含有下述成分：以重量计
在本发明中本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
(1)本发明经过长期研究微晶玻璃板材的配比，得到了红色微晶玻璃板材的配方，并得到了生产该红色微晶玻璃板材的生产方法，突破了现有微晶玻璃板材颜色单一的情形。
(2)生产红色微晶玻璃板材以花岗岩为主要原料，菱镁矿提供MgO，磷酸二氢钙提供P2O5和CaO，重钙提供CaO，氧化铜提供CuO，原材料均易得，成本低。
(3)氧化铜作为着色剂加入到普通玻璃中使玻璃呈现蓝色或者绿色，加入到微晶玻璃中呈现蓝色，为了获得红色微晶玻璃，本配方加入还原剂Si粉，将氧化铜还原成铜原子，才使得微晶玻璃呈现红色。
(4)本发明生产的产品抗压强度160-400 MPa，抗弯强度40-300MPa，密度2.5-2.7g/cm3，莫氏硬度5-7级，吸水率<0.01％，光洁度95-98，耐酸酸碱，放射性检测符合国家A类检测标准
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
实施例1：
根据本发明的一个实施例，红色微晶玻璃的生产方法，包括以下步骤：
1、按照下述重量份选取原材料，送入混料机混合，混合时间为4min，加水10Kg。
原料名称 菱镁矿 花岗石 磷酸二氢钙 重钙 氧化铜 硅粉
重量(Kg) 123 345.6 12.4 49.7 7.6 2.1
表1：原材料的化学成份(重量百分比)
2、将上述的混合料送入全电熔窑的熔化池中，在熔化温度为1400℃下熔化成玻璃液，熔化后的玻璃液在熔化池中在温度1400℃下进行澄清和均化，澄清和均化8h后得到澄清和均化后的玻璃液。
3、将澄清和均化后的玻璃液经熔化池的流液洞、上升道进入料道，其温度降至1300℃，然后进入压延机再成形温度为1150℃下成形成压延玻璃板；成形玻璃带的厚度、宽度根据产片的要求进行调节，根据本发明的一个实施例，压延成形玻璃板的厚度为4～30mm。
4、成形后的玻璃板经传送辊台进入退火窑进行退火处理，玻璃带进窑温度为700℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至580℃，再按9℃/分的速度降温至300℃，再经过60分钟冷却至40℃，出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑中核化晶化。
5、将退火板送入晶化窑进行核化、晶化成为晶化板，具体为：经60分钟升温至680℃并在这温度下保温60分钟核化，接着45分钟升温至880℃并在这个温度下保温100分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑。
6、将晶化板进行打磨、抛光，得到红色微晶玻璃板。
将上述制备的红色微晶玻璃进行成分检测，成分检测的结果如表2所示。
表2：实施例1生产的红色微晶玻璃的成分分析
Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 MnO Fe2O3 CuO
2.78 10.70 9.50 60.03 1.30 3.67 7.25 0.04 0.06 0.77 1.5
实施例2：
根据本发明的一个实施例，红色微晶玻璃的生产方法，包括以下步骤：
1、按照下述重量份选取原材料，送入混料机混合，混合时间为4min，加水10Kg。
原料名称 菱镁矿 花岗石 磷酸二氢钙 重钙 氧化铜 硅粉
重量(Kg.) 121 354.2 12.9 47.4 7.1 1.96
2、将上述的混合料送入全电熔窑的熔化池中，在熔化温度为1400℃下熔化成玻璃液，熔化后的玻璃液在熔化池中在温度1400℃下进行澄清和均化，澄清和均化8h后得到澄清和均化后的玻璃液。
3、将澄清和均化后的玻璃液经熔化池的流液洞、上升道进入料道，其温度降至1280℃，然后进入压延机再成形温度为1150℃下成形成压延玻璃板；成形玻璃带的厚度、宽度根据产片的要求进行调节，根据本发明的一个实施例，压延成形玻璃板的厚度为4～30mm。
4、成形后的玻璃板经传送辊台进入退火窑进行退火处理，玻璃带进窑温度为700℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至580℃，再按9℃/分的速度降温至300℃，再经过60分钟冷却至40℃，出窑，然后进入冷端切割线。冷端切割线按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后生成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑中核化晶化。
5、将退火板送入晶化窑进行核化、晶化成为晶化板，具体为：经60分钟升温至700℃并在这温度下保温60分钟核化，接着60分钟升温至900℃并在这个温度下保温100分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑。
6、将晶化板进行打磨、抛光，得到红色微晶玻璃板。
将上述制备的红色微晶玻璃进行成分检测，成分检测的结果如表3所示。
表3：实施例2生产的红色微晶玻璃的成分分析
Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 K2O CaO TiO2 MnO Fe2O3 CuO
2.84 10.5 9.7 59.03 1.35 3.74 7 0.04 0.06 0.78 1.4
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (9)

1.一种红色微晶玻璃板材的生产方法，其特征在于该生产方法包括以下步骤：
A、取料
按照下述重量份称量原料：菱镁矿20～25份、花岗岩65～78份、磷酸二氢钙2～6份、重钙5～10份、氧化铜0.5～2份与硅粉0.1-1份；
B、原料混合及熔化
将上述原料混合，然后加入以原料总重量计2％的水混合3～5min，得到混合料，将混合料送入全电熔窑的熔化池中，在熔化温度1350～1500℃下熔化成玻璃液；
C、澄清和均化
步骤B得到的玻璃液在所述的熔化池中在温度1400～1450℃的条件下进行澄清，均化7～8h后得到澄清和均化后的玻璃液；
D、压延成形
让步骤C得到的澄清和均化后的玻璃液经所述全电熔窑的流液洞、上升道进入料道，其温度降至1250～1300℃，然后进入压延机在成形温度1150～1250℃下成形成压延玻璃板；
E、退火
步骤D得到的玻璃板经传送辊台传送至退火窑，然后在温度680℃～750℃下保温10～20分钟，接着按3～5℃/分的降温速率降温至温度580～620℃，再按7～12℃/分的降温速率降温至280～320℃，最后经过40～60分钟冷却至温度35～45℃，出窑得到退火玻璃板；
F、核化和晶化
将步骤E得到的退火玻璃板送入晶化窑，然后在30～90分钟内将温度升高至600℃～720℃，并在这个温度下保温30～90分钟进行核化，接着在30～90分钟内将温度升高至820℃～930℃，在这个温度下保温30～120分钟进行晶化，再在60～120分钟内将温度降至35～45℃，出窑得到晶化玻璃板；
G、抛光
将步骤F得到的晶化玻璃板进行打磨、抛光，得到所述的红色微晶玻璃板。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于菱镁矿、花岗岩、磷酸二氢钙、重钙、氧化铜与硅粉的粒度是40～200目。
3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤B中，所述的全电熔窑是日生产量30～200吨的冷顶式全电熔窑。
4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤D中，所述的压延机是玻璃压延机。
5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤D中，所述压延玻璃板的厚度是4～30mm。
6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于在步骤F中，所述的晶化窑是自动温控辊道窑。
7.根据权利要求1-6中任一项权利要求所述生产方法生产的红色微晶玻璃板材。
8.根据权利要求7所述的红色微晶玻璃板材，其特征在于它具有下述特性：
抗压强度160-400 MPa，抗弯强度40-300MPa，密度2.5-2.7g/cm3，莫氏硬度5-7级，吸水率<0.01％，光洁度95-98，耐酸酸碱，放射性检测符合国家A类检测标准。
9.根据权利要求7所述的红色微晶玻璃板材，其特征在于该微晶玻璃板材含有下述成分：以重量计
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