CN108314324B - 利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法，包括如下步骤：步骤一、原料选择；步骤二、原料混合；步骤三、混合料的熔化；步骤四、压延成形；步骤五、退火；步骤六、晶化。本发明对铁尾渣和钢渣的综合利用率达70％以上，通过两种或多种矿渣混合能使矿渣微晶玻璃的产品多样化。调节铁尾渣和钢渣的混合比例，可制备出多种系列的微晶玻璃，因此产品种类丰富。
Description
技术领域
本发明涉及一种微晶玻璃的制备方法，具体涉及一种利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法。
背景技术
矿渣微晶玻璃是以冶金渣、尾矿等工业废渣及天然矿物为主要原料，引入一定量的晶核剂、助熔剂等辅助原料，经配料、熔化、成型、退火、晶化等工序制成的一种微晶材料。随着我国工业化进程的加快，各种矿渣、尾矿大量排放和堆积，造成了极为严重的环境问题。在我国“十一五”和“十二五”规划中，微晶玻璃被规划为国家综合利用行动的战略发展重点和环保治理的重点。
矿渣成分复杂，且某些氧化物含量较高，因此在制备微晶玻璃的时候利用率存在限制。通过将两种或多种矿渣混合达到制备微晶玻璃的同时提高矿渣的综合利用率。
随着矿渣、工业废渣等固体废弃物的排放量日益剧增。2009年，我国工业固体废弃物已超过20亿吨，在最近7年的时间内，工业固体废弃物一直呈现出急速增长的趋势。面对数量庞大的固体废弃物，却只有少部分用于铺设道路、制作水泥，其余大部分都是露天堆放，在占用土地的同时，也对土地、河流等造成了一定程度的环境污染。这些种类复杂、数量庞大、涉及行业众多的固体废弃物的主要成分大都为金属氧化物如SiO2、CaO、MgO等，而这些氧化物也是生产微晶玻璃玻璃的主要原料，将这些固体废弃物作为主要原料来制备微晶玻璃，在变废为宝的同时，也得到了结构致密、强度高、耐磨损、耐腐蚀的新材料。用工业固体废弃物制备微晶玻璃也得到了国内外社会的认可。
通过成分检测发现铁尾渣的主要成分为：SiO2(60～70％)、CaO(2～5％)、Al2O3(2～5％)及Fe2O3(15～25％)，钢渣的主要成分为：MgO(7～10％)、Al2O3(7～10％)、SiO2(15～20％)、CaO(35～45％)、Fe2O3(15～25％)。而根据矿渣成分发现矿渣中某些氧化物含量过高，导致生产微晶玻璃时因熔化成形效果不佳使用量受到限制，因此采用钢渣及铁尾渣混合制备微晶玻璃的同时提高矿渣综合利用率。根据各种矿渣所含主要成分比例设计合理配方，结合公司自主研发的专利技术，开发出了“一种利用铁尾渣和钢渣为主要原生产微晶玻璃板材的方法”。希冀在解决堆积量较大的矿渣废弃物时，也为改善环境问题作出少许贡献。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法，提高工业固体废弃物资源化利用力度。
本发明是这样实现的：
一种利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法，包括如下步骤：
步骤一、原料选择
按照如下重量比例选择原料：
| 原料名称 | 轻烧镁 | 石英砂 | 钢渣 | 铁尾渣 | 纯碱 |
| 重量比例(％) | 1.5～5.0 | 1.5～19.0 | 40～55 | 21～40 | 4～6.3 |
本发明中，以铁尾渣及钢渣废弃物为主要原料，钢渣(提供CaO)、铁尾渣(提供Fe2O3)、轻烧镁(提供MgO)、石英砂(提供SiO2)、纯碱(提供Na2O)，原料种类简单，生产成本低廉。
步骤二、原料混合
将上述原料按比例称量好后送至混合机后混合，并加入占原料总重量2％的水，混合3～5分钟后，送至全电熔窑加料仓。
步骤三、混合料的熔化
(1)加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料。
(2)混合料的熔化采用全电熔窑进行
全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道和料道几部分，混合料的熔化(熔化温度1350℃～1400℃)、澄清和均化(澄清和均化温度1300～1350℃)时间8小时左右，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1150℃～1200℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形(成形温度1050℃～1150℃)。
矿渣原料熔点低，因此配合料所需熔化温度低，节约能耗，同时对电熔窑结构损害较小，延长窑炉使用寿命。
步骤四、压延成形
每条生产线采用两台玻璃压延机(一用一备)压延成形，板材厚度、宽度可根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火。
步骤五、退火
玻璃带进入退火窑温度为600～750℃，在600～700℃保温10～20分钟后，按3℃/分～5℃/分的速度降温至520～600℃,再按7℃/分～12℃/分的速度降温至300℃,再经过40～60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序。冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品(退火板)，经过渡辊台送至晶化窑晶化。
步骤六、晶化
检测合格的退火板进入晶化窑，经30～90分钟升温至550℃～650℃,在550℃～650℃保温30～90分钟核化，在经30～90分钟升温至880℃～920℃,在880℃～920℃保温30～120分钟晶化，经60～120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间进行精加工。
步骤七、磨抛
检测合格的晶化板经ZDML-16全自动磨机进行打磨、抛光等表面加工，然后入库保存。
本发明可利用铁尾渣和钢渣混合生产灰色-黑色系列微晶玻璃，产品抗压强度200～300MPa，抗弯强度50～60MPa。
本发明还具有如下特点：
1.根据两种矿渣所含主要氧化物(氧化钙和氧化铁)的不同而掺入不同的用量，综合利用率可达70％以上。
2.两种矿渣的混合利用，能有效的解决单一矿渣因某种氧化物过高而导致生产过程困难使其利用率偏低的问题，钢渣成分中氧化钙含量过高，铁尾渣成分中氧化铁含量过高，单一使用利用率都较低，混合使用提高矿渣的综合利用率。
3.通过两种或多种矿渣混合能使矿渣微晶玻璃的产品多样化。调节铁尾渣和钢渣的混合比例，可制备出多种系列的微晶玻璃(如灰色系逐渐至黑色系列微晶玻璃)，因此产品种类丰富。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一
1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水10kg)。
| 原料名称 | 铁尾渣 | 钢渣 | 轻烧镁 | 石英砂 | 纯碱 |
| 重量(kg) | 201.0 | 285.9 | 11.6 | 10.3 | 23.5 |
2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1350℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1150℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1000℃)后进入退火窑。
3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为680℃，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晶化。
4、检测合格的退火板进入晶化窑，经60分钟升温至550℃,在550℃保温60分钟核化，在经62分钟升温至880℃,在880℃保温60分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。
5、经磨抛加工后板材颜色为黄绿色。
实施例二
1、将下述原料准确称量，送入混料机混合(混合时间4分钟，加水12kg)。
| 原料名称 | 铁尾渣 | 钢渣 | 轻烧镁 | 石英砂 | 纯碱 |
| 重量(kg) | 152.9 | 220.0 | 26.1 | 96.7 | 32.8 |
2、将上述混合料送入全电熔窑熔化，熔化温度1400℃，熔化好的玻璃经澄清和均化后，通过流液洞、上升道进入料道，温度降至1200℃，再进入压延工作池，经压延机压延成形(成形温度1050℃)后进入退火窑。
3、压延后的玻璃板材退火窑进行退火，进窑温度为700℃，在650℃保温15分钟后，按3℃/分的速度降温至550℃,再按9℃/分的速度降温至280℃,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晶化。
4、检测合格的退火板进入晶化窑，经60分钟升温至650℃,在650℃保温60分钟核化，在经50分钟升温至920℃,在920℃保温60分钟晶化，经120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程。成为毛板(晶化板)，送至磨切车间精加工。
5、经磨抛加工后板材颜色为黑色。
本发明实施例制备得到的微晶玻璃具有如下性能指标：
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 (2)
1.一种利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、原料选择
按照如下重量比例选择原料：
步骤二、原料混合
将上述原料按比例称量好后送至混合机后混合，并加入占原料总重量2%的水，混合3～5分钟后，送至全电熔窑加料仓；
步骤三、混合料的熔化
（1）加料：采用自动加料机进行加料，通过红外线液面仪控制加料；
（2）混合料的熔化采用全电熔窑进行
全电熔窑分为主熔化池、流液洞、上升道和料道几部分，混合料的熔化、澄清和均化时间8小时，均在主熔化池进行，澄清、均化好的玻璃经流液洞、上升道进入料道，温度控制在1150℃～1200℃，经料道降温后，进入压延机进行压延成形，成形温度1050℃～1150℃；
步骤四、压延成形
每条生产线采用两台玻璃压延机压延成形，板材厚度、宽度根据生产要求进行调节，成形的玻璃带经传送辊道进入退火窑退火；
步骤五、退火
玻璃带进入退火窑温度为600～750℃，在600～700℃保温10～20分钟后，按3℃/分～5℃/分的速度降温至520～600℃,再按7℃/分～12℃/分的速度降温至300℃,再经过40～60分钟冷却至40℃出窑，然后进入冷端切割工序；冷端切割工序按设定要求或客户要求的长度裁切玻璃带，裁切后形成半成品退火板，经过渡辊台送至晶化窑晶化；
步骤六、晶化
检测合格的退火板进入晶化窑，经30～90分钟升温至550℃～650℃,在550℃～650℃保温30～90分钟核化，在经30～90分钟升温至880℃～920℃,在880℃～920℃保温30～120分钟晶化，经60～120分钟降温至40℃出窑，完成晶化过程；成为晶化板；
步骤三中，熔化温度为1350℃～1400℃、澄清和均化的温度为1300～1350℃。
2.根据权利要求1所述利用铁尾渣和钢渣为主要原料制备微晶玻璃新材料的方法，其特征在于：
步骤六中，制备得到晶化板之后，将晶化板经ZDML-16全自动磨机进行打磨、抛光表面加工，然后入库保存。
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| CN101967043A (zh) * | 2009-07-28 | 2011-02-09 | 鞍钢集团矿业公司 | 利用高硅铁尾矿制造的微晶玻璃及其制作方法 |
| CN105948508A (zh) * | 2016-04-25 | 2016-09-21 | 四川名微晶科技股份有限公司 | 以镍铁废渣为原料采用全电熔压延法生产的微晶玻璃及其制备方法 |
| CN106242301A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-21 | 武汉理工大学 | 一种以液态转炉钢渣为主要原料的黑色微晶玻璃砖及其制备方法 |
-
2018
- 2018-04-11 CN CN201810322766.XA patent/CN108314324B/zh active Active
Patent Citations (4)
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