CN109295549A - 一种生物可溶性纤维及其制备方法 - Google Patents

一种生物可溶性纤维及其制备方法 Download PDF

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陈鹤
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    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
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Abstract

一种生物可溶性纤维及其制备方法，一种生物可溶性纤维，由以下质量份的原料制备而成：60～70份的二氧化硅；10～20份的氧化钙；5‑10份的氧化镁；它具有耐高温、制造成本低、可溶性好等优点。

Description

一种生物可溶性纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物可溶性纤维技术领域，具体涉及一种生物可溶性纤维及其制备方法。
背景技术
Al2O3纤维以晶体存在，纤维绒呼入人体后不利于降解排出体外，其溶解速率小于7.5ng/cm2·h，因此，需要很长时间才能逐渐部分溶解，纤维绒(细小纤维)长时间在人体肺部深处对人体健康构成潜在威胁，癌变几率大增。
研究表明，CaO和MgO都属于改性剂氧化物，用于调节纤维在体液中的溶解度，试验表明CaO含量不低于10％，MgO含量不低于4％时，碱土硅酸盐耐火纤维在体液中的溶解度才可以达到生物可溶性指标。因此，可以充分利用CaO和MgO特性研究一种能够满足耐温度基本需求且生物可溶的耐火纤维。
需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。
发明内容
本发明的目的就是为了弥补现有技术的不足，提供了一种生物可溶性纤维及其制备方法，它具有耐高温、制造成本低、可溶性好等优点，解决了现有技术中存在的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种生物可溶性纤维，由以下质量份的原料制备而成：
60～70份的二氧化硅；
10～20份的氧化钙；
5～10份的氧化镁；
一种生物可溶性纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取原矿石，原矿石按质量份配比为：
石英粉：40～50份，其中二氧化硅含量为90～99wt％；
滑石粉：20～27份，其中组成含量为SiO2 60～69wt％，MgO 30～35wt％；
白云石粉：25～32份，其中组成含量为CaO 30.4wt％，MgO 21.9wt％，CO247.7wt％；
稀土金属氧化物：1～3份；
(2)将步骤(1)中的原矿石进行破碎，并搅拌均匀，得到粉料；
(3)将步骤(2)中搅拌均匀的粉料装入电阻炉，启动电阻炉对粉料进行引流、熔融，熔化成液体；
(4)将步骤(3)中熔融得到的液体进行甩丝成纤，得到生物可溶性纤维。
所述稀土金属氧化物为氧化钇。
所述原矿石导入破碎机内进行破碎，粉料的颗粒最大长度大于20mm，小于80mm。
所述电阻炉熔融粉料的温度为1500～1800℃。
所述电阻炉熔融时通冷却水和氮气进行保护。
所述甩丝成纤温度为1400～1500℃。
所述电阻炉装炉包括以下步骤：
A、装炉前对电阻炉钼电极组件、流口组件试压，满足压力达到0.8～1.0MPa，保持20分钟无漏泄的试压要求；
B、流口组件安装完毕后，流口体对地绝缘电阻值大于500Ω；
C、标定电阻炉内电极与流口相对位置的尺寸关系，并确定炉内“位置”与炉外“尺寸”的对照表，以便在电阻炉运行中，根据炉外“尺寸”对照表，调节炉内电极与流口间相对位置尺寸；
D、将粉料装入电阻炉内，完成装炉。
所述电阻炉启熔前添加有启熔剂，所述启熔剂由碎玻璃、氧化镁粉、无水硼砂按质量比：2:1:1混合而成。
所述启熔剂由氧乙炔焰加热融化启熔剂，并形成稳定的小熔区，待电机电流升至25A以上时停止加热。
所述步骤(3)中熔融得到的液体通过三辊离心甩丝机进行甩丝成纤。
所述三辊离心甩丝机吹送纤维所需压缩空气压力为0.05～0.3MPa。
本发明采用上述方案，针对现有可溶性纤维存在的技术问题，设计了一种生物可溶性纤维及其制备方法，通过由60～70份的二氧化硅，15～20份的氧化钙，5～10份的氧化镁制得可溶性纤维，具有耐高温、溶解度大于200ng/cm2·h，可以实现快速溶解；通过选用石英粉、滑石粉、白云石粉和稀土金属氧化物作为原始材料制备可溶性纤维具有成本低、生产效率高等优点。
说明书附图
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明启熔前电极与流口位置结构示意图；
图2是本发明电阻炉引流后的电极与流口位置结构示意图；
图3是本发明炉内“位置”与炉外“尺寸”的对照表；
图中，1、电极，2、流口，“B1”表示电极上缘与流口顶面的距离，“C1”表示电极上缘与流口外沿间的距离，“B2”表示电极下缘与流口顶面的距离，“C2”表示电极下缘与流口外沿间的距离。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式对本发明进行详细阐述。
本发明提供了一种生物可溶性纤维，由以下质量份的原料制备而成：
60～70份的二氧化硅；
10～20份的氧化钙；
5-10份的氧化镁；
一种生物可溶性纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取原矿石，原矿石按质量份配比为：
石英粉：40～50份，其中二氧化硅含量为90～99wt％；
滑石粉：20～27份，其中组成含量为SiO2 60～69wt％，MgO 30～35wt％；
白云石粉：25～32份，其中组成含量为CaO 30.4wt％，MgO 21.9wt％，CO247.7wt％；
稀土金属氧化物：1～3份；
(2)将步骤(1)中的原矿石进行破碎，并搅拌均匀，得到粉料；
(3)将步骤(2)中搅拌均匀的粉料装入电阻炉，启动电阻炉对粉料进行引流、熔融，熔化成液体；
(4)将步骤(3)中熔融得到的液体进行甩丝成纤，得到生物可溶性纤维。
稀土金属氧化物为氧化钇。
原矿石导入破碎机内进行破碎，粉料的颗粒最大长度大于20mm，小于80mm。
电阻炉熔融粉料的温度为1500～1800℃。
电阻炉熔融时通冷却水和氮气进行保护。
甩丝成纤温度为1400～1500℃。
电阻炉装炉包括以下步骤：
A、装炉前对电阻炉钼电极组件、流口组件试压，满足压力达到0.8～1.0MPa，保持20分钟无漏泄的试压要求；
B、流口组件安装完毕后，流口体对地绝缘电阻值大于500Ω；
C、标定电阻炉内电极与流口相对位置的尺寸关系，并确定炉内“位置”与炉外“尺寸”的对照表，以便在电阻炉运行中，根据炉外“尺寸”对照表，调节炉内电极与流口间相对位置尺寸；启熔前根据图1和图3调节；电阻炉引流后根据图2和图3进行调节；
电阻炉启熔前，应按上述标定方法，将电极上缘与流口顶面和外沿的距离尺寸，既纵向和横向均调至3″(75mm)位置，并记录炉内电极组件的固定长度，以作电阻炉运行中更换电极用。
电阻炉启熔时电极与流口相对位置为：
“B1”(电极上缘与流口顶面的距离)3″(75mm)
“C1”(电极上缘与流口外沿间的距离)3″(75mm)
电阻炉泻流后炉子处于正常熔融期，电极与流口相对位置为：
“B2”(电极下缘与流口顶面的距离)1/4″(6.3mm)～1/2″(12.5mm)
“C2”(电极下缘与流口外沿间的距离)4.5″(112.5mm)～5″(125mm)
D、将粉料装入电阻炉内，完成装炉。
启熔前检查工作：
A、电阻炉负载试验合格；
B、电阻炉冷却水系统通畅无漏泻，水压>0.20MPa(毯加热炉冷却水压>0.20MPa)；
C、流口供氮系统通畅无漏泄，气压>0.4MPa，流口氮气耗量1200-1500ml/h,氮气纯度>99.999％；
D、压缩空气系统通畅无漏泄，压力>0.4MPa。
电阻炉启熔前添加有启熔剂，所述启熔剂由碎玻璃、氧化镁粉、无水硼砂按质量比：2:1:1混合而成。
启熔剂由氧乙炔焰加热融化启熔剂，并形成稳定的小熔区，待电机电流升至25A以上时停止加热。
具体引流和熔融过程：
A、启熔形成稳定小熔区后，视小熔区情况逐步外撤电极，第一次撤电极的标志：电极电流达75～100A，时间约30分钟，以后平均每30分钟撤一次电极，每次撤1/2″～1″,共撤4″，视炉内熔化状况而定。同时缓慢增加电阻炉主功率，主功率增加速率为50A/30分钟。
B、随电极外撤，熔池扩大，熔融功率增加，需要换电阻炉变压器抽头位置，变压器抽头位置由1到2到3，约1.5～2小时变换一个抽头位置。变压器抽头位置由1到2到3的变换过程中，三支电极在电极电流达75～100A时，开始外撤，同时改变三支电极的纵向角度。在电极与流口的位置逐步变化到横向距离7″(175mm)，纵向高度-1/2″(12.5mm)位置时，炉料熔融过程开始处于稳定。
当测得电阻炉溶池深度为11″～12″时，将电极与流口的位置恢复至启熔前位置，纵向高度3″，横向距离3″，使电阻炉处于保温阶段，约30～45分钟。同时给定流口电流，加热钼流口。在去除流口钼塞锥后，即可引流。
泻流后电阻炉正常熔融期，每半小时检查、记录电阻炉各工艺参数一次，并根据记录反映的炉况，掌握、调节操作参数，保持电阻炉正常运行。
步骤(3)中熔融得到的液体通过三辊离心甩丝机进行甩丝成纤。
三辊离心甩丝机吹送纤维所需压缩空气压力为0.05～0.3MPa。
本发明选用的电阻炉正常运行时主要工艺参数：
三相电极电流：1300-1800A
三相电极电压：130V-160V
主功率：600-1000KW
流股量参数：
炉龄前期：200～350㎏/小时；炉龄中后期根据炉况控制在350～450㎏/小时。
甩丝成纤过程：
A、本工艺采用三辊式离心甩丝成纤工艺。甩丝机三只辊子的驱动电机功率为7.5KW,采用变频调整甩丝机小车可纵、横两个方向移动，以调节流股与甩丝辊落点的相对位置。
B、三辊甩丝时，流股在A辊落点位置约为“10-11”点的位置。
两辊甩丝时，流股在B辊落点位置约为“1-2”点的位置。
C、三辊正常操作频率为：
A辊：35-45Hz
B辊：45-55Hz
C辊：50-60Hz
D、甩丝机轴油雾润滑参数
压缩空气压力：0.2-0.3MPa
油温：60-80℃
耗油量：0.8-1.2Kg/h
E、甩丝辊水冷参数：
水压：0.20Mpa
水质：<0.03毫克当量/升
甩丝辊冷却出水温度：<60℃
实施例1
由如下质量份数的原料制成：二氧化硅60份、氧化钙10份和氧化镁5份。
生物可溶性纤维的具体制备方法包括以下步骤：
(1)选取石英粉40份；滑石粉20份；白云石粉25份；氧化钇1份；
(2)将步骤(1)中的原矿石导入破碎机内进行破碎，并搅拌均匀，得到粉料；
(3)将步骤(2)中搅拌均匀的粉料进行装炉、启熔、引流和熔融，在1600℃下对粉料进行熔融成液体；
(4)将步骤(3)中熔融得到的液体通过三辊离心甩丝机在1400℃下进行甩丝成纤，得到生物可溶性纤维。
实施例2
由如下质量份数的原料制成：二氧化硅65份、氧化钙15份和氧化镁8份。
生物可溶性纤维的具体制备方法包括以下步骤：
(1)选取石英粉45份；滑石粉23份；白云石粉29份；氧化钇2份；
(2)将步骤(1)中的原矿石导入破碎机内进行破碎，并搅拌均匀，得到粉料；
(3)将步骤(2)中搅拌均匀的粉料进行装炉、启熔、引流和熔融，在1700℃下对粉料进行熔融成液体；
(4)将步骤(3)中熔融得到的液体通过三辊离心甩丝机在1450℃下进行甩丝成纤，得到生物可溶性纤维。
实施例3
由如下质量份数的原料制成：二氧化硅70份、氧化钙20份和氧化镁10份。
生物可溶性纤维的具体制备方法包括以下步骤：
(1)选取石英粉50份；滑石粉27份；白云石粉32份；氧化钇3份；
(2)将步骤(1)中的原矿石导入破碎机内进行破碎，并搅拌均匀，得到粉料；
(3)将步骤(2)中搅拌均匀的粉料进行装炉、启熔、引流和熔融，在1800℃下对粉料进行熔融成液体；
(4)将步骤(3)中熔融得到的液体通过三辊离心甩丝机在1500℃下进行甩丝成纤，得到生物可溶性纤维。
本发明申请的生物可溶性纤维及其制备方法具有耐高温、制造成本低、可溶性好等优点。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种生物可溶性纤维，其特征在于：化学组成比例(质量百分比)如下：
60～70份的二氧化硅；
10～20份的氧化钙；
5～10份的氧化镁。
2.根据权利要求1所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)选取原矿石，原矿石按质量份配比为：
石英粉：40～50份，其中二氧化硅含量为90～99wt％；
滑石粉：20～27份，其中二氧化硅含量为90～99wt％；
白云石粉：25～32份，其中二氧化硅含量为90～99wt％；
稀土金属氧化物：1～3份；
(2)将步骤(1)中的原矿石进行破碎，并搅拌均匀，得到粉料；
(3)将步骤(2)中搅拌均匀的粉料装入电阻炉，启动电阻炉对粉料进行引流、熔融，熔化成液体；
(4)将步骤(3)中熔融得到的液体进行甩丝成纤，得到生物可溶性纤维。
3.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述稀土金属氧化物为氧化钇，所述原矿石导入破碎机内进行破碎，粉料的颗粒最大长度大于20mm，小于80mm。
4.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述电阻炉熔融粉料的温度为1500～1800℃。
5.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述电阻炉熔融时通冷却水和氮气进行保护。
6.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述甩丝成纤温度为1400～1500℃。
7.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述电阻炉装炉包括以下步骤：
A、装炉前对电阻炉钼电极组件、流口组件试压，满足压力达到0.8～1.0MPa，保持20分钟无漏泄的试压要求；
B、流口组件安装完毕后，流口体对地绝缘电阻值大于500Ω；
C、标定电阻炉内电极与流口相对位置的尺寸关系，并确定炉内“位置”与炉外“尺寸”的对照表，以便在电阻炉运行中，根据炉外“尺寸”对照表，调节炉内电极与流口间相对位置尺寸；
D、将粉料装入电阻炉内，完成装炉。
8.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述电阻炉启熔前添加有启熔剂，所述启熔剂由碎玻璃、氧化镁粉、无水硼砂按质量比：2:1:1混合而成。
9.根据权利要求8所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述启熔剂由氧乙炔焰加热融化启熔剂，并形成稳定的小熔区，待电机电流升至25A以上时停止加热。
10.根据权利要求2所述的一种生物可溶性纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中熔融得到的液体通过三辊离心甩丝机进行甩丝成纤。
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