CN111170643A - 一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃纤维增强剂，包括以下重量百分比的成分：氧化钙≥92.5%、氧化镁≤1.2%、二氧化硅≤1.0%、三氧化二铁≤0.2%和三氧化硫≤0.25%。本发明的玻璃纤维增强剂的制备方法，通过进场分析，定点采购、准确计量保证了整个煅烧过程的连续稳定，同时使生产的氧化钙产品具有纯度高，硅、镁、铁等杂质含量低的优点；通过使用先进的机立窑煅烧和合理控制物料粒度，可以精确设定煅烧的温度和时间，同时采取石料洗选、均衡布料等措施，使生产的氧化钙产品质量稳定，使用性能好；加入氯化钠，可以显著降低煅烧温度，缩短煅烧时间，从而达到节能降耗的目的；加入三氧化钨，有利于提升后续制备的玻璃纤维的强度。

Description

一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及氧化钙制备技术领域，尤其涉及一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺。
背景技术
进入21世纪，玻璃纤维行业蓬勃发展，市场应用不断扩大，各大玻璃纤维公司都推出了新一代的高强度玻璃纤维；同时玻璃纤维的理论水平以及生产装备与工艺技术也在不断进步。目前，最佳的高强度玻璃纤维为SiO2-Al2O3-MgO-CaO系玻璃纤维；如美国专利第3402055号描述的一种用于形成S-2TM玻璃的高强度玻璃纤维，这种玻璃基质组分为65％的SiO2、25％的Al2O3和10％的MgO，其单丝新生态强度为4600-4800MPa。
本发明从适应玻璃纤维质量要求的目标出发，针对目前普通氧化钙的性能状况，利用先进的机立窑煅烧设备，选择符合工艺要求的石灰石为原料，以合理控制物料粒度、煅烧温度和时间以及鼓风助氧量为抓手，依据氧化钙煅烧过程中煅烧设备、原料品质、原料粒度、布料情况、煅烧温度、煅烧时间、鼓风助氧等环节对质量的影响，对各工艺环节及其安全性能进行设计优化，使其达到良好的工艺效果，实现玻璃纤维增强用氧化钙产品的高纯度、低杂质的质量目标。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种玻璃纤维增强剂及其制备工艺。
本发明的技术方案如下：
一种玻璃纤维增强剂，包括以下重量百分比的成分：氧化钙≥92.5％、氧化镁≤1.2％、二氧化硅≤1.0％、三氧化二铁≤0.2％和三氧化硫≤0.25％。
优选的，所述的玻璃纤维增强剂中，所述的产品粒径为：+30目：100％。
进一步优选的，所述的产品粒径为：+60目：≥95％。
进一步优选的，所述的产品粒径为：+200目：70％≤x≤85％(x为粒径为+200目的产品)。
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺，包括以下步骤：
A、对石灰石进行洗选，破碎，干燥，得到石灰石颗粒物；石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm；
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧；窑体中的主引风机功率为600-800kW，主引风机转速控制在1600-1750rpm，燃气进风量控制在7000-7500m3/h，助燃风进风量控制在20000-21500m3/h，煅烧温度为900-920℃，煅烧时间为20-30min；
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后，进行一级筛选，然后研磨破碎后再进行二级筛选，计量包装后，即可得到成品。
优选的，所述的煅烧添加剂，包括以下成分：无烟煤、三氧化钨、氯化钠和水。
进一步优选的，所述的煅烧添加剂，由以下重量百分比的成分组成：无烟煤40-55％、三氧化钨8-15％、氯化钠10-15％和水余量。
优选的，所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1：(15-20)。
本发明的有益之处在于：
1、通过对石灰石、无烟煤的进场分析，定点采购、准确计量保证了整个煅烧过程的连续稳定，同时使生产的氧化钙产品具有纯度高，硅、镁、铁等杂质含量低的优点。
2、通过使用先进的机立窑煅烧和合理控制物料粒度，并根据行业所需的质量要求，可以精确设定煅烧的温度和时间，同时采取石料洗选、均衡布料等措施，使生产的氧化钙产品质量稳定，使用性能好。
3、通过机立窑温度的信息传输，有效控制煅烧温度和合理调节鼓风助氧量，确保氧化钙的煅烧稳定，降低烧失量，提高产品的功能性。
4、对氧化钙产品进行破碎及多道筛选、包装，包装后的氧化钙产品可减少吸收空气中二氧化碳和水份，控制原生碳酸钙的形成。
5、在煅烧添加剂中加入氯化钠，可以显著降低煅烧温度，缩短煅烧时间，从而达到节能降耗的目的。
6、在煅烧添加剂中加入三氧化钨，有利于提升后续制备的玻璃纤维的强度。
具体实施方式
实施例1
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺，包括以下步骤：
A、对石灰石进行洗选，破碎，干燥，得到石灰石颗粒物；石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm；
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧；窑体中的主引风机功率为750kW，主引风机转速控制在1720rpm，燃气进风量控制在7300m3/h，助燃风进风量控制在21000m3/h，煅烧温度为905℃，煅烧时间为25min；
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后，进行一级筛选，然后研磨破碎后再进行二级筛选，计量包装后，即可得到成品。
所述的煅烧添加剂，由以下重量百分比的成分组成：无烟煤48％、三氧化钨12％、氯化钠13％和水余量。
所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1：17。
所述的玻璃纤维增强剂，包括以下重量百分比的成分：氧化钙≥92.5％、氧化镁≤1.2％、二氧化硅≤1.0％、三氧化二铁≤0.2％和三氧化硫≤0.25％。
所述的玻璃纤维增强剂中，所述的产品粒径为：+30目：100％；所述的产品粒径为：+60目：≥95％；所述的产品粒径为：+200目：70％≤x≤85％(x为粒径为+200目的产品)。
实施例2
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺，包括以下步骤：
A、对石灰石进行洗选，破碎，干燥，得到石灰石颗粒物；石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm；
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧；窑体中的主引风机功率800kW，主引风机转速控制在1600rpm，燃气进风量控制在7500m3/h，助燃风进风量控制在20000m3/h，煅烧温度为920℃，煅烧时间为20min；
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后，进行一级筛选，然后研磨破碎后再进行二级筛选，计量包装后，即可得到成品。
所述的煅烧添加剂，由以下重量百分比的成分组成：无烟煤55％、三氧化钨8％、氯化钠10％和水余量。
所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1：20。
所述的玻璃纤维增强剂，包括以下重量百分比的成分：氧化钙≥92.5％、氧化镁≤1.2％、二氧化硅≤1.0％、三氧化二铁≤0.2％和三氧化硫≤0.25％。
所述的玻璃纤维增强剂中，所述的产品粒径为：+30目：100％；所述的产品粒径为：+60目：≥95％；所述的产品粒径为：+200目：70％≤x≤85％(x为粒径为+200目的产品)。
实施例3
一种玻璃纤维增强剂的制备工艺，包括以下步骤：
A、对石灰石进行洗选，破碎，干燥，得到石灰石颗粒物；石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm；
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧；窑体中的主引风机功率为600kW，主引风机转速控制在1750rpm，燃气进风量控制在7000m3/h，助燃风进风量控制在21500m3/h，煅烧温度为900℃，煅烧时间为30min；
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后，进行一级筛选，然后研磨破碎后再进行二级筛选，计量包装后，即可得到成品。
所述的煅烧添加剂，由以下重量百分比的成分组成：无烟煤40％、三氧化钨15％、氯化钠15％和水余量。
所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1：15。
所述的玻璃纤维增强剂，包括以下重量百分比的成分：氧化钙≥92.5％、氧化镁≤1.2％、二氧化硅≤1.0％、三氧化二铁≤0.2％和三氧化硫≤0.25％。
所述的玻璃纤维增强剂中，所述的产品粒径为：+30目：100％；所述的产品粒径为：+60目：≥95％；所述的产品粒径为：+200目：70％≤x≤85％(x为粒径为+200目的产品)。
对比例1
将实施例1中的煅烧添加剂中的三氧化钨去除，其余配比和制备方法不变。
以下将实施例1-3和对比例1制备的玻璃纤维增强剂应用于玻璃纤维制备，检测增强剂的应用效果，具体测试方法如下：
(1)根据以下重量百分比称取原料：高炉矿渣35％，粉煤灰6％，石英砂47％，氧化锌9％，玻璃纤维增强剂1％，氧化镁2％；所述的高炉矿渣和粉煤灰的成分参考CN104591543A；
(2)高炉矿渣和粉煤灰的预处理：取高炉矿渣和粉煤灰，用通电的铁网过筛，然后置于高温炉中，在空气气氛下，于620℃保温3小时，进行预处理；
(3)玻璃样品的制备：将石英砂、玻璃纤维增强剂、氧化锌和步骤(2)中经过预处理的高炉矿渣、粉煤灰，混合均匀，在1500℃熔融3h，得玻璃液，然后将玻璃液在拉丝温度下拉制成玻璃纤维。
Figure BDA0002357483030000071
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种玻璃纤维增强剂，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：氧化钙≥92.5%、氧化镁≤1.2%、二氧化硅≤1.0%、三氧化二铁≤0.2%和三氧化硫≤0.25%。
2.如权利要求1所述的玻璃纤维增强剂，其特征在于，产品粒径为：+30目：100%。
3.如权利要求2所述的玻璃纤维增强剂，其特征在于，所述的产品粒径为：+60目：≥95%。
4.如权利要求3所述的玻璃纤维增强剂，其特征在于，所述的产品粒径为：+200目：70%≤x≤85%。
5.一种玻璃纤维增强剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、对石灰石进行洗选，破碎，干燥，得到石灰石颗粒物；石灰石颗粒物粒度控制在30-60mm；
B、将石灰石颗粒物和煅烧添加剂按比例混合后送入机立窑窑体中煅烧；窑体中的主引风机功率为600-800kW，主引风机转速控制在1600-1750rpm，燃气进风量控制在7000-7500m3/h，助燃风进风量控制在20000-21500m3/h，煅烧温度为900-920℃，煅烧时间为20-30min；
C、将煅烧后得到石灰石颗粒进行机械卸灰后，进行一级筛选，然后研磨破碎后再进行二级筛选，计量包装后，即可得到成品。
6.如权利要求5所述的玻璃纤维增强剂的制备工艺，其特征在于，所述的煅烧添加剂，包括以下成分：无烟煤、三氧化钨、氯化钠和水。
7. 如权利要求6所述的玻璃纤维增强剂的制备工艺，其特征在于，所述的煅烧添加剂，由以下重量百分比的成分组成：无烟煤 40-55%、三氧化钨 8-15%、氯化钠 10-15%和水 余量。
8.如权利要求5所述的玻璃纤维增强剂的制备工艺，其特征在于，所述的煅烧添加剂与石灰石颗粒物的质量比为1：（15-20）。
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