CN106120126A - 一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法 - Google Patents

一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法 Download PDF

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张小庆
卢文静
康彦
白文峰
高汶林
侯力强
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Abstract

本发明公开了一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，对纤维原料进行预处理；步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线；步骤3，对步骤2中制备的金属纤维纱线进行退火处理；步骤4，对步骤3处理后的纱线进行上浆处理；步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造；步骤6，去除织物上的隔离材料；步骤7，对步骤6织造完成的金属织物进行滚压处理。本发明能够降低了此类织物的生产成本，解决了金属纱线应力大，对设备磨损大以及纱线间摩擦力大的问题，制备了一种使用寿命长、组织均匀、稳定、污染物排放低的燃烧器用火焰载体织物。

Description

一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法
技术领域
本发明属于燃烧器用火焰载体制造技术领域，具体涉及一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法。
背景技术
气体燃烧器是一种使燃气以某种方式接触并燃烧的装置，可实现气体燃料化学能向热能的转化。根据燃烧方式的不同，气体燃烧器可分为扩散式、部分预混空气式及全预混空气式三种，其中全预混空气式可以将燃气燃烧所需的全部空气全部混入后再进行燃烧，从而保证燃气可以充分燃烧，进而大幅降低CO及NOx的排放，目前已成为国内外燃烧器发展的主流。全预混空气式燃烧器火焰载体一般为多孔陶瓷板或双金属网。美国专利号第7,053,014号以及国际公告号WO97/041542号揭露一种金属切削纤维织物，以取代前述燃烧器载体材料，但由于切削纤维较短，纤维间抱合力较小，易脱落，因此寿命较短。专利申请公布号为CN103132346A的专利揭露了一种金属长纤织物及其制备方法，但具体实施方式中主要针对的是金属单丝织物，而对于集束拉拔纤维织物如做简单的类比并加以实施显然是不行的，因为首先集束拉拔纤维已经呈整齐的束状，没有必要二次加捻；再者纤维束由几十上百根纤维组成，无法采用包芯纱或包覆丝的方式提高最终织物的分散性，也无法采用涂覆或电镀方式在纤维表面形成一层隔离材料。专利号ZL20072014627.X揭露了一种以集束拉拔纤维为原料制备的长纤及短纤织物，但涉及到的短纤织物与美国第7,053,014号专利一样，存在短纤之间抱合力较小，纤维在使用过程中易脱落，织物寿命较短的现象。专利ZL20072014627.X涉及的长纤织物是由集束拉拔纤维经过加捻，针织而制得的织物，但是实施方式中未描述金属纤维纱线直接针织所面临的问题，如摩擦力大；设备磨损严重；纱线应力大等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，解决了金属纱线应力大，对设备磨损大以及纱线间摩擦力大的问题。
本发明所采用的技术方案是，气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，对纤维原料进行预处理；
步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线；
步骤3，对步骤2中制备的金属纤维纱线进行退火处理；
步骤4，对步骤3处理后的纱线进行上浆处理；
步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造；
步骤6，去除织物上的隔离材料；
步骤7，对步骤6织造完成的金属织物进行滚压处理。
本发明的特点还在于，
步骤1具体为：以丝径为0.5～0.7mm的铁铬铝丝为原料，采用集束拉拔法制备出50～180芯，丝径为20～45μm铁铬铝纤维。
进行步骤1时，采用的退火设备是线材连续退火炉；在进行退火处理时线材行进速率：6～15m/min：退火温度为550～650℃；退火时选用的气氛为高纯氩气；道次加工率为:10～12％；两次退火间的总加工率为：60～80％。
步骤2具体按照以下步骤实施，使用环锭捻线机对芯数为50～180芯的单束纤维进行加捻，捻度为50～300捻回/m，尼龙钢丝钩型号为750#，制备出细度为200～650tex的金属纤维纱线。
步骤3具体方法是，先使用线材连续退火炉对步骤2捻制的金属纤维纱线进行退火处理，其中，退火温度控制在550～650℃；线材行进速率为8～15m/min；气氛为高纯氩气。
步骤4具体是指，在金属纤维表面涂覆一层隔离材料，所述的隔离材料为质量分数为30～70％的聚氧化乙烯，从而大大提高了纱线的韧性，并减小纱了线间的摩擦力及对针织设备的磨损。
步骤5是采用平织法，利用5或7针的电脑横机对步骤4制备的纱线进行织造，得到平纹组织的织物。
步骤6的具体方法是，用热水对织造好的织物进行浸泡，浸泡时，温度为80～100℃，浸泡时间为30～60min，以溶解掉织物上的隔离材料，得到织造完成的金属织物。
步骤7中进行滚压处理采用的设备为双辊压延机，型号为LT-211400。
步骤7中采用的压延机的辊径为600mm，最大压延宽度1200mm。
本发明的有益效果是，采用将金属先拉成纤维，然后再将纤维通过捻线这一步骤制成用于制造的原材料，因为在进行捻线这一步骤之后，可以保证在燃气压力作用下，织物结构的稳定性，防止纤维被燃气吹散后，形成大的气孔，从而改善织物的性能，制备了一种使用寿命长、组织均匀、稳定、污染物排放低的燃烧器用火焰载体织物。
附图说明
图1是本发明中采用的上浆设备的结构示意图；
图2是本发明中进行针织织物织造时选用的织物组织结构图。
图中，1.金属纱线，2.放线架，3.浆料槽，4.磨具，5.连续烘干炉，6.绕线机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，对纤维原料进行预处理，以丝径为0.5～0.7mm的铁铬铝丝为原料，所述的铁铬铝丝的牌号为00Cr21Al6，含稀土元素，采用集束拉拔法制备出50～180芯，丝径为20～45μm铁铬铝纤维，其断裂强力为30～55cN，断裂延伸率为1.0～2.0％。采用的退火设备是线材连续退火炉，在进行退火处理时线材行进速率：6～15m/min：退火温度为550～650℃；退火时选用的气氛为高纯氩气；道次加工率为:10～12％；两次退火间的总加工率为：60～80％。
步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线，
具体按照以下步骤实施：使用环锭捻线机对芯数为50～180芯的单束纤维进行加捻，捻度为50～300捻回/m，尼龙钢丝钩型号为750#，制备出细度为200～650tex的金属纤维纱线。
步骤3，对制备的金属纤维纱线进行退火处理，具体方法是，先使用线材连续退火炉对步骤2捻制的金属纤维纱线进行退火处理，其中，退火温度控制在550～650℃；线材行进速率为8～15m/min；气氛为高纯氩气，这一步骤的目的是为了减小金属纱线退捻现象，并降低金属纱线在加捻过程中产生的应力；
步骤4，对步骤3得到的金属纱线进行上浆处理，在金属纤维表面涂覆一层隔离材料，所述的隔离材料为质量分数为30～70％的聚氧化乙烯，从而大大提高了纱线的韧性，并减小纱了线间的摩擦力及对针织设备的磨损。其采用的上浆设备如图1所示，在进行上浆时，金属纱线1从放线架2上放出，并依次经过浆料槽3、磨具4和连续烘干炉5后，被缠绕在绕线机6上。
步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造，具体的方法是，采用平织法，利用5或7针的电脑横机对步骤4制备的纱线进行织造，其织物组织如图2所示为平纹组织的织物。
步骤6，去除织物上的隔离材料，具体方法是，用热水对织造好的织物进行浸泡，浸泡时，温度为80～100℃，浸泡时间为30～60min，以溶解掉织物上的隔离材料，得到织造完成的金属织物。
步骤7，对步骤6得到的织造完成的金属织物进行滚压处理，所述的滚压处理采用的设备为双辊压延机，型号为LT-211400，所述的压延机的辊径为600mm，最大压延宽度1200mm，得到气体燃烧器用铁铬铝纤维织物。
实施例1：
一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，对纤维原料进行预处理，以丝径为0.5mm的铁铬铝丝为原料，所述的铁铬铝丝的牌号为00Cr21Al6，含稀土元素，采用集束拉拔法制备出50芯，丝径为20μm铁铬铝纤维，其断裂强力为30cN，断裂延伸率为1.0％。采用的退火设备是线材连续退火炉，在进行退火处理时线材行进速率：6m/min：退火温度为550℃；退火时选用的气氛为高纯氩气；道次加工率为10％；两次退火间的总加工率为60％。
步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线，
具体按照以下步骤实施：使用环锭捻线机对芯数为50芯的单束纤维进行加捻，捻度为50捻回/m，尼龙钢丝钩型号为750#，制备出细度为200tex的金属纤维纱线。
步骤3，对制备的金属纤维纱线进行退火处理，具体方法是，先使用线材连续退火炉对步骤2捻制的金属纤维纱线进行退火处理，其中，退火温度控制在550℃；线材行进速率为8m/min；气氛为高纯氩气，
步骤4，对步骤3得到的金属纱线进行上浆处理，在金属纤维表面涂覆一层隔离材料，所述的隔离材料为质量分数为30％的聚氧化乙烯，
步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造，具体的方法是，采用平织法，利用7针的电脑横机对步骤4制备的纱线进行织造，其织物组织为平纹组织。
步骤6，去除织物上的隔离材料，具体方法是，用热水对织造好的织物进行浸泡，浸泡时，温度为80℃，浸泡时间为30min，以溶解掉织物上的隔离材料，得到织造完成的金属织物。
步骤7，对步骤6得到的织造完成的金属织物进行滚压处理，所述的滚压处理采用的设备为双辊压延机，型号为LT-211400，所述的压延机的辊径为600mm，最大压延宽度1200mm，得到气体燃烧器用铁铬铝纤维织物。
实施例2：
一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，对纤维原料进行预处理，以丝径为0.7mm的铁铬铝丝为原料，所述的铁铬铝丝的牌号为00Cr21Al6，含稀土元素，采用集束拉拔法制备出180芯，丝径为45μm铁铬铝纤维，其断裂强力为55cN，断裂延伸率为2.0％。采用的退火设备是线材连续退火炉，在进行退火处理时线材行进速率：15m/min：退火温度为650℃；退火时选用的气氛为高纯氩气；道次加工率为12％；两次退火间的总加工率为80％。
步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线，
具体按照以下步骤实施：使用环锭捻线机对芯数为180芯的单束纤维进行加捻，捻度为300捻回/m，尼龙钢丝钩型号为750#，制备出细度为650tex的金属纤维纱线。
步骤3，对制备的金属纤维纱线进行退火处理，具体方法是，先使用线材连续退火炉对步骤2捻制的金属纤维纱线进行退火处理，其中，退火温度控制在650℃；线材行进速率为15m/min；气氛为高纯氩气，
步骤4，对步骤3得到的金属纱线进行上浆处理，在金属纤维表面涂覆一层隔离材料，所述的隔离材料为质量分数为70％的聚氧化乙烯，
步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造，具体的方法是，采用平织法，利用5针的电脑横机对步骤4制备的纱线进行织造，其织物组织为平纹组织。
步骤6，去除织物上的隔离材料，具体方法是，用热水对织造好的织物进行浸泡，浸泡时，温度为100℃，浸泡时间为60min，以溶解掉织物上的隔离材料，得到织造完成的金属织物。
步骤7，对步骤6得到的织造完成的金属织物进行滚压处理，所述的滚压处理采用的设备为双辊压延机，型号为LT-211400，所述的压延机的辊径为600mm，最大压延宽度1200mm，得到气体燃烧器用铁铬铝纤维织物。
实施例3：
一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，对纤维原料进行预处理，以丝径为0.6mm的铁铬铝丝为原料，所述的铁铬铝丝的牌号为00Cr21Al6，含稀土元素，采用集束拉拔法制备出100芯，丝径为30μm铁铬铝纤维，其断裂强力为40cN，断裂延伸率为1.5％。采用的退火设备是线材连续退火炉，在进行退火处理时线材行进速率：8m/min：退火温度为600℃；退火时选用的气氛为高纯氩气；道次加工率为11％；两次退火间的总加工率为70％。
步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线，
具体按照以下步骤实施：使用环锭捻线机对芯数为100芯的单束纤维进行加捻，捻度为150捻回/m，尼龙钢丝钩型号为750#，制备出细度为350tex的金属纤维纱线。
步骤3，对制备的金属纤维纱线进行退火处理，具体方法是，先使用线材连续退火炉对步骤2捻制的金属纤维纱线进行退火处理，其中，退火温度控制在600℃；线材行进速率为12m/min；气氛为高纯氩气，
步骤4，对步骤3得到的金属纱线进行上浆处理，在金属纤维表面涂覆一层隔离材料，所述的隔离材料为质量分数为50％的聚氧化乙烯，
步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造，具体的方法是，采用平织法，利用7针的电脑横机对步骤4制备的纱线进行织造，其织物组织为平纹组织。
步骤6，去除织物上的隔离材料，具体方法是，用热水对织造好的织物进行浸泡，浸泡时，温度为90℃，浸泡时间为45min，以溶解掉织物上的隔离材料，得到织造完成的金属织物。
步骤7，对步骤6得到的织造完成的金属织物进行滚压处理，所述的滚压处理采用的设备为双辊压延机，型号为LT-211400，所述的压延机的辊径为600mm，最大压延宽度1200mm，得到气体燃烧器用铁铬铝纤维织物。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
(1)经过步骤2与3处理，金属纱线仅仅需要一次加捻，并且加捻后金属纱线的退捻现象得到明显改善，从而保证了最终织物组织结构的稳定。
(2)经过步骤4处理，纱线表面包覆一层隔离材料，从而使得纱线间的摩擦力大大降低，并大大减小了对针织设备的磨损。
(3)经过步骤4处理，纤维表面的隔离材料厚度较为均匀，包覆隔离材料的金属纱线粗细一致，从而保证了最终织物分散性及透气均匀性。
(4)步骤7的目的是为了控制针织物的的透气性能及厚度，并改善针织物的平整性，进而最终得到合格的气体燃烧器火焰载体织物。
本发明中，采用将金属先拉成纤维，然后再将纤维通过捻线这一步骤制成用于制造的原材料，因为在进行捻线这一步骤之后，可以保证在燃气压力作用下，织物结构的稳定性，防止纤维被燃气吹散后，形成大的气孔。本发明以集束拉拔纤维为原料，通过增加纱线真空退火以及上浆等工序，很好地解决了现有技术中的各种问题。

Claims (10)

1.一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，对纤维原料进行预处理；
步骤2，将步骤1中预处理后的纤维进行加捻，得到金属纤维纱线；
步骤3，对步骤2中制备的金属纤维纱线进行退火处理；
步骤4，对步骤3处理后的纱线进行上浆处理；
步骤5，利用步骤4中处理后的纱线进行金属织物的织造；
步骤6，去除织物上的隔离材料；
步骤7，对步骤6织造完成的金属织物进行滚压处理。
2.根据权利要求1所述的一种气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤1具体为：以丝径为0.5～0.7mm的铁铬铝丝为原料，采用集束拉拔法制备出50～180芯，丝径为20～45μm铁铬铝纤维。
3.根据权利要求2所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，在进行步骤1时，采用的退火设备是线材连续退火炉；
在进行退火处理时线材行进速率：6～15m/min：退火温度为550～650℃；退火时选用的气氛为高纯氩气；道次加工率为:10～12％；两次退火间的总加工率为：60～80％。
4.根据权利要求1所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤2具体按照以下步骤实施，使用环锭捻线机对芯数为50～180芯的单束纤维进行加捻，捻度为50～300捻回/m，尼龙钢丝钩型号为750#，制备出细度为200～650tex的金属纤维纱线。
5.根据权利要求1所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤3具体方法是，先使用线材连续退火炉对步骤2捻制的金属纤维纱线进行退火处理，其中，退火温度控制在550～650℃；线材行进速率为8～15m/min；气氛为高纯氩气。
6.根据权利要求1所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤4具体是指，在金属纤维表面涂覆一层隔离材料，所述的隔离材料为质量分数为30～70％的聚氧化乙烯，从而大大提高了纱线的韧性，并减小纱了线间的摩擦力及对针织设备的磨损。
7.根据权利要求1所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤5是采用平织法，利用5或7针的电脑横机对步骤4制备的纱线进行织造，得到平纹组织的织物。
8.根据权利要求1所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤6的具体方法是，用热水对织造好的织物进行浸泡，浸泡时，温度为80～100℃，浸泡时间为30～60min，以溶解掉织物上的隔离材料，得到织造完成的金属织物。
9.根据权利要求1所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤7中进行滚压处理采用的设备为双辊压延机，型号为LT-211400。
10.根据权利要求9所述的气体燃烧器用金属纤维织物的制备方法，其特征在于，所述的步骤7中采用的压延机的辊径为600mm，最大压延宽度1200mm。
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