CN110482870A - 一种岩棉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种岩棉及其制备方法。包括如下重量份数的制备原料:玄武石100‑200份,白云石50‑80份,矿渣30‑80份,焦炭20‑30份,遂安石3‑10份。本发明制备的岩棉,韧性和耐冻融性好,熔制采用富氧燃烧技术,效率高,成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,自动化程度高,制备原料成分中加入遂安石作为助剂,增加了材料的强度,韧性及耐冻融性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料制备技术领域,具体涉及一种保温性能好,韧性高的岩棉及其制备方法。
背景技术
岩棉起源于夏威夷。当夏威夷岛第一次火山喷发之后,岛上的居民在地上发现了一缕一缕融化后质地柔软的岩石,这就是最初人类认知的岩棉纤维,岩棉的生产过程,其实是模拟了夏威夷火山喷发这一自然过程,岩棉产品均采用优质玄武岩、白云石等为主要原材料,经1450℃以上高温溶化后采用国际先进的四轴离心机高速离心成纤维,同时喷入一定量粘结剂、防尘油、憎水剂后经集棉机收集、通过摆锤法工艺,加上三维法铺棉后进行固化、切割,形成不同规格和用途的岩棉产品。
岩棉可作为外保温墙主材料,岩棉外墙外保温抹面系统由粘结层、岩棉板保温层、抹贴面层、锚固件、饰面层等构成,岩棉的性能是保温墙性能的核心,工程施工要求岩棉保温层具有较好的耐冻融性能,韧性,较少的吸水量,目前的岩棉纤维材料普遍存在韧性较低,耐冻融性能差。
专利201610188885.1公开了一种连续玄武岩纤维的制备方法。其制备步骤如下:1)将玄武岩矿石进行粉碎处理,得到玄武岩矿石粉体;2)将步骤1)得到玄武岩矿石粉体与改性剂混合得到混合粉体;3)将步骤2)得到混合粉体在氮气的气氛下进行加热,熔融,形成纺丝熔液;4)将步骤3)得到的纺丝熔液进行拉丝,得到玄武岩纤维原丝;5)将步骤4)得到的原丝进行退解并捻,形成完整的连续玄武岩纤维。其韧性和耐冻融性均不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保温性能好,韧性高的岩棉及其制备方法。
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石100-200份,白云石50-80份,矿渣30-80份,焦炭20-30份,遂安石3-10份。
所述玄武石的颗粒粒度为1-5mm。
所述白云石的颗粒粒度为0.5-2.5mm。
所述遂安石的颗粒粒度为0.5-2.5mm。
上述岩棉的制备方法,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取玄武石100-200份,白云石50-80份,遂安石3-10份,粉碎,加入矿渣30-80份,焦炭20-30份,送入原料系统,原料系统采用6个料仓,二料一秤,箕斗提升机上料,移动皮带投料,并设有筛料装置,生产时原料由装载车分别送至各自料仓,各种原料通过料仓下部的振动喂料机送入称量斗,再通过三组皮带机完成原料的输送,皮带机为封闭式输送系统,整个过程由计算机控制,自动完成;
(2)将料送入熔制系统,熔制系统采用冲天炉,冲天炉由带有料喉管的加料段、烟气引出上段、水冷夹套式熔化段、带调节阀门的风环、炉缸、固定流槽、放废渣孔和底门组成,项目冲天炉采用焦炭为燃料,液氧为辅料,原料制备系统自动配比好的玄武石、白云石、矿渣由皮带机投入冲天炉内,冲天炉采用富氧燃烧技术,即助燃风先经预热系统预热至450-650℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,助燃风利用烟气焚烧系统回收余热进行加热,热空气中的氧进入冲天炉内与焦炭发生反应生成CO2,在这一区域内空气被反应所放出的热量加热,其温度可高达1800℃以上,该区域以氧化反应为主,物料开始软化,开始复杂的物理化学反应,形成熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触被加热到1500℃以上,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)四辊离心机由高速运转的离心辊和环绕离心辊外的风环组成,流入离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机,在纤维成型过程中,利用纤维与渣球的速度差,有效地将未成纤的渣球分离出去,同时,采用空气雾化和多点喷射方式,将粘结剂均匀地施加到纤维表面,四辊离心机辊轮采用强制水冷却,轴承采用油气润滑,在成纤系统,纤维被吹入鼓式集棉机内,渣球被分离落入渣坑,定期由装载车清理运入堆放处,渣球运走后作为原料回用到生产中;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成很薄的初棉毡,为使纤维更加均匀地在集棉网带成毡,抽吸风机采用变频调节,根据成毡情况随时进行调节,控制产品质量,在这个环节,通过改变集棉鼓的转速可以生产不同平米重的初棉毡,以达到产品的要求,在集棉的同时,产生的渣球通过渣球辊被有效地分离,渣球运走后作为原料回用到生产中,为了提高集棉效率,集棉系统还设置了清扫、水洗、吹干、升棉等装置,在鼓式集棉机集棉网带上形成的初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡,通过摆锤铺毡使得制品的棉毡更加均匀,保证了制品在横向和纵向上密度的均匀性,在这个环节,可以根据不同产品的要求,设定集棉网带速度、摆锤机摆幅、摆速等;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,通过称量皮带机控制板毡生产线的速度以保证产品的密度,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,在这个环节上,主要是根据产品的要求对棉毡进行纵向压缩并预压、输送,改变了棉层中纤维的排列,形成水波纹结构的岩棉产品,经打褶的板毡表面会有一定的波褶,其抗压强度有了很大的提高,拓展了产品的应用面;
(6)打褶加压后的棉毡随着输送带进入固化炉,固化炉采用重型结构设计,以满足生产高容重制品对设备的要求,固化炉上链板系统有一套均匀升降装置,以调节上下链板的间距,生产不同厚度的制品,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成具有一定厚度和强度的岩棉板,鼓入固化炉的热风温度为220-280℃,使用天然气为燃料生产热风,热风循环使用。
岩棉板制成后,还要经过,后处理系统由过渡段、冷却段、切割段(纵切、横切)、接收站等组成。切割段设有纵切锯,间距可根据产品规格进行调节。长度方向的控制是通过横切锯和自动测长控制器来完成。为了适应不同容重的制品切割,切割段设有横切输送机和横切铡刀,前者适合于高容重制品,后者适合于低容重制品。从固化炉出来的岩棉板,相应经过渡输送机、冷却输送机、纵切输送机、横切输送机、横切铡刀机和接收站,按客户要求加工成相应的制品。后加工段采用低温袋除收尘处理。后处理工序还包括一套碎边回收系统,收集的碎边经破碎利用风力送入集棉机,回收后作为原料回用到生产中。包装机采用收缩薄膜自动打包。棉板产品通过收缩薄膜包装机包装,由叉车送入仓库。
本发明的有益效果:本发明制备的岩棉,韧性和耐冻融性好,熔制采用富氧燃烧技术,效率高,成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,自动化程度高,制备原料成分中加入遂安石作为助剂,增加了材料的强度,韧性及耐冻融性。
附图说明
图1为本发明的岩棉制备的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
本发明岩棉制备的工艺流程如图1所示。
实施例1
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,遂安石6kg;玄武石的颗粒粒度为2mm;白云石的颗粒粒度为1mm;遂安石的颗粒粒度为1mm。
所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)取玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,遂安石6kg,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入冲天炉,助燃风先经预热系统预热至500℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1800℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,鼓入固化炉的热风温度为250℃,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
实施例2
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石110kg,白云石55kg,矿渣35kg,焦炭20kg,遂安石5kg;玄武石的颗粒粒度为1.5mm;白云石的颗粒粒度为0.8mm;遂安石的颗粒粒度为0.8mm。
所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取玄武石110kg,白云石55kg,矿渣35kg,焦炭20kg,遂安石5kg,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入冲天炉,助燃风先经预热系统预热至450℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1600℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,鼓入固化炉的热风温度为230℃,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
实施例3
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石180kg,白云石70kg,矿渣70kg,焦炭26kg,遂安石8kg;玄武石的颗粒粒度为3mm;白云石的颗粒粒度为2mm;遂安石的颗粒粒度为2mm。
所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取玄武石180kg,白云石70kg,矿渣70kg,焦炭26kg,遂安石8kg,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入冲天炉,助燃风先经预热系统预热至600℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1900℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,鼓入固化炉的热风温度为270℃,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
实施例4
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,遂安石6kg,杂卤石2kg;玄武石的颗粒粒度为2mm;白云石的颗粒粒度为1mm;遂安石的颗粒粒度为1mm。
所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)取玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,遂安石6kg,杂卤石2kg,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入冲天炉,助燃风先经预热系统预热至500℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1800℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,鼓入固化炉的热风温度为250℃,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
实施例5
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,遂安石6kg,西烃石2kg;玄武石的颗粒粒度为2mm;白云石的颗粒粒度为1mm;遂安石的颗粒粒度为1mm。
所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)取玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,遂安石6kg,西烃石2kg,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入冲天炉,助燃风先经预热系统预热至500℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1800℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,鼓入固化炉的热风温度为250℃,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
实施例6
一种岩棉,包括如下重量份数的制备原料:玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg;玄武石的颗粒粒度为2mm;白云石的颗粒粒度为1mm;遂安石的颗粒粒度为1mm。
所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)取玄武石150kg,白云石65kg,矿渣45kg,焦炭25kg,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入冲天炉,助燃风先经预热系统预热至500℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1800℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,鼓入固化炉的热风温度为250℃,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
对实施例1-6制备的岩棉进行性能检测,结果如表1所示:
表1
注:*代表与实施例1比较P<0.05。
Claims (7)
1.一种岩棉,其特征在于,包括如下重量份数的制备原料:玄武石100-200份,白云石50-80份,矿渣30-80份,焦炭20-30份,遂安石3-10份。
2.根据权利要求1所述岩棉,其特征在于,所述玄武石的颗粒粒度为1-5mm。
3.根据权利要求1所述岩棉,其特征在于,所述白云石的颗粒粒度为0.5-2.5mm。
4.根据权利要求1所述岩棉,其特征在于,所述遂安石的颗粒粒度为0.5-2.5mm。
5.权利要求1所述岩棉的制备方法,其特征在于,按照如下步骤进行:
(1)按照重量份数,取玄武石100-200份,白云石50-80份,遂安石3-10份,粉碎,加入矿渣30-80份,焦炭20-30份,送入原料系统,混合均匀;
(2)将料送入熔制系统,助燃风先经预热系统预热至450-650℃,并混入氧气,然后将富氧热空气从炉体下部鼓入,温度升高至1500-2000℃,物料软化,形成热熔体,热熔体继续向下流动与炽热的焦炭和烟气相接触,通过冲天炉的虹吸口流出,通过活动流槽被导入四辊离心机成纤;
(3)流入四辊离心机的高温熔体在离心辊的离心力和由风环喷出的高速气流的复合作用下牵伸成纤维,与此同时,纤维被吹送至鼓式集棉机;
(4)纤维在鼓式集棉机的负压风抽吸作用下均匀被吸附到高速运行的集棉带上,在集棉网带表面形成初棉毡,经皮带输送机送至摆锤带,在摆锤带往复摆作用下,在与其成90度布置的成形输送机上形成多层折叠结构形式的均匀棉毡;
(5)成型输送机出口接称量皮带机,在称量皮带机与固化炉之间设置打褶机和加压机,进行称量打褶;
(6)打褶后的棉毡随着输送带进入固化炉,毡层在固化炉内被上下网板加压定型,同时鼓入热风,热风穿过毡板层,使其中粘结剂固化并形成岩棉板。
6.根据权利要求1所述岩棉的制备方法,其特征在于,所述熔制系统为冲天炉。
7.根据权利要求1所述岩棉的制备方法,其特征在于,鼓入固化炉的热风温度为220-280℃。
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