RU2381188C1 - Базальтовое непрерывное волокно - Google Patents
Базальтовое непрерывное волокно Download PDFInfo
- Publication number
- RU2381188C1 RU2381188C1 RU2008143634/03A RU2008143634A RU2381188C1 RU 2381188 C1 RU2381188 C1 RU 2381188C1 RU 2008143634/03 A RU2008143634/03 A RU 2008143634/03A RU 2008143634 A RU2008143634 A RU 2008143634A RU 2381188 C1 RU2381188 C1 RU 2381188C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- basalt
- feo
- fibre
- sio
- continuous
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/0048—Fibrous materials
- C04B20/0072—Continuous fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
- C04B14/46—Rock wool ; Ceramic or silicate fibres
- C04B14/4643—Silicates other than zircon
- C04B14/4668—Silicates other than zircon of vulcanic origin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00215—Mortar or concrete mixtures defined by their oxide composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/52—Sound-insulating materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Базальтовое непрерывное волокно из расплава базальтовых горных пород с высокой прочностью, температурой и химической устойчивостью используется в промышленности строительных материалов с тепло- и звукоизоляционными свойствами, энергетике и других областях. Технический результат изобретения - создание непрерывного базальтового волокна с заданным метрическим рядом (диаметров) волокон с высокими прочностными и эксплуатационными свойствами. Технический результат изобретения достигается тем, что непрерывное базальтовое волокно на основе расплава базальтовых горных пород включает следующие компоненты, мас.%: непрерывное базальтовое волокно, включающее SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, K2O, содержит указанные компоненты в следующих количествах: SiO2 47,5-50,2, Al2O3 12,6-15,1, Fe2O3 14,0-18,0, FeO 10,0-12,0, CaO 6,0-12,0, MgO 4,8-6,7, Na2O 0,3-2,3, К2О 0,5-2,6. Стабильность необходимой температуры расплава базальта, влияющей на прочность и эксплуатационные свойства волокна, обеспечивается при следующем соотношении основных волокнообразующих окислов и оксидов железа >2,5(SiO2+Al2O3)/(Fe2O3 FeO)>2,25. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области производства непрерывных и шпательных минеральных волокон из расплава базальтовых горных пород с высокой прочностью, температурной и химической устойчивостью и может быть использовано в промышленности строительных материалов с тепло- и звукоизоляционными свойствами, энергетике и других областях.
В соответствии с патентно-информационными исследованиями известны минеральные, в том числе и базальтовые волокна (см., например, авторское свидетельство СССР №391072, кл. С03В 37/00, 1971; авторское свидетельство СССР №381621, кл. С03В 37/00, 1971; авторское свидетельство СССР №649670, кл. С03В 37/00 1977; патент США №3929497, кл. С03В 37/00, 1973).
Основным недостатком этих волокон является невысокая механическая прочность, которая не обеспечивает непрерывного круглосуточного производства непрерывного базальтового волокна.
Известно также базальтовое тонкое волокно (см. патент Российской Федерации №2170218, кл. С03В 37/06, 2001 г.), принятое авторами за прототип. В соответствии с данным изобретением базальтовое волокно на основе расплава базальтовых горных пород включает следующие компоненты, мас.%: SiO2 48-52; TiO2 2-3; Al2O3 12,5-15,5; Fe2O3 4-8; FeO 6,5-10,5; CaO 8,5-10,5; MgO 5-7; MnO 0,1-0,5; Na2O 1,5-3,5; K2O 0,5-2,5; P2O5 0,2-0,5; ZrO2 1-3; Cr2O3, CuO или их смесь 0,5-2,0.
Для повышения прочности волокна-прототипа в загрузчик плавильной печи совместно с базальтовым щебнем дополнительно загружают оксид циркония ZrO2 до 3 мас.%.
Основным недостатком данного базальтового волокна является слабая его устойчивость к влажной среде из-за содержания в волокне оксида фосфора Р2О5, который обладает исключительной гидроскопичностью. Наличие операции загрузки оксида ZrO2 в строго заданном количестве с последующим тщательным перемешиванием его с базальтовой щебенкой усложняет и затягивает процесс выработки волокна.
Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание непрерывного базальтового волокна с заданным наперед метрическим рядом (диаметром) волокон с высокими прочностными и эксплуатационными свойствами.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что непрерывное базальтовое волокно на основе расплава базальтовых горных пород включает следующие компоненты, мас.%: непрерывное базальтовое волокно, включающее SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, K2O, содержит указанные компоненты в следующих количествах:
SiO2 | 47,5-50,2 |
Al2O3 | 12,6-15,1 |
Fe2O3 | 14,0-18,0 |
FeO | 10,0-12,0 |
CaO | 6,0-12,0 |
MgO | 4,8-6,7 |
Na2O | 0,3-2,3 |
K2O | 0,5-2,6 |
Одним из решающих факторов для выработки непрерывного базальтового волокна с высокой прочностью и эксплуатационными свойствами с наперед заданным метрическим рядом диаметров волокон является строгое соблюдение температурного режима расплава базальта.
На основании многочисленных экспериментальных исследований авторами изобретения было установлено:
стабильность необходимой температуры расплава базальта обеспечивается при следующем соотношении основных волокнообразующих основных окислов и оксидов железа >2,5(SiO2+Al2O3)/(Fe2O3·FeO)>2,25. При таком содержании оксидов железа в расплаве базальта железо Fe в чистом виде выпадает на фильеры питателя, через которые вырабатывается волокно. Железо Fe, являясь мягким ковким металлом, при выработке волокна из фильер питателя выполняет роль «пластификатора», что упрочняет волокно и позволяет вырабатывать его в круглосуточном режиме.
Пример осуществления изобретения предлагаемого базальтового волокна приведен в таблице.
Компоненты | Состав, мас.% |
SiO2 | 48,0 |
Al2O3 | 13,0 |
Fe2O3 | 14,8 |
FeO | 11,7 |
CaO | 6,0 |
MgO | 5,0 |
Na2O | 0,8 |
K2O | 0,7 |
Изготавливают базальтовое волокно путем загрузки базальта в плавильную печь, плавления его, стабилизации расплава, выработки волокон через питатель, вытягивания волокон через фильеры, замасливания волокна и намотки на бобины в круглосуточном режиме.
Из расплава через фильеры диаметром 2,4 мм вытягивают непрерывное волокно и наматывают на бобину наматывающего агрегата. Выработку волокна осуществляют при температуре 1500-1530°С. Температурный интервал выработки волокна из расплава базальта составляет 60°С. Температура верхнего предела кристаллизации составляет 1100°С.
Полученное волокно характеризуется следующими показателями:
- средний диаметр, мкм 10;
- прочность на разрыв, МПа 2300-2500;
- температуроустойчивость, °С: от -260 до +700;
- влагосодержание 0,13.
Claims (1)
- Базальтовое непрерывное волокно на основе расплава базальтовых горных пород, включающее SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, MgO, Na2O, К2О, отличающееся тем, что оно содержит указанные компоненты в следующих количествах, мас.%:
SiO2 47,5-50,2 Al2O3 12,6-15,1 F2O3 14,0-18,0 FeO 10,0-12,0 CaO 6,0-12,0 MgO 4,8-6,7 Na2O 0,3-2,3 K2O 0,5-2,6,
при этом соотношение волокнообразующих основных окислов и оксидов железа находятся в пределах >2,5(SiO2+Al2O3)/(Fe2O3·FeO)>2,25.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143634/03A RU2381188C1 (ru) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Базальтовое непрерывное волокно |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008143634/03A RU2381188C1 (ru) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Базальтовое непрерывное волокно |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2381188C1 true RU2381188C1 (ru) | 2010-02-10 |
Family
ID=42123738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008143634/03A RU2381188C1 (ru) | 2008-11-01 | 2008-11-01 | Базальтовое непрерывное волокно |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2381188C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113896426A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-01-07 | 吉林大学 | 连续玄武岩纤维生产原料的优化配方设计方法 |
-
2008
- 2008-11-01 RU RU2008143634/03A patent/RU2381188C1/ru active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113896426A (zh) * | 2021-10-20 | 2022-01-07 | 吉林大学 | 连续玄武岩纤维生产原料的优化配方设计方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2564886C2 (ru) | Стекло с повышенным модулем, не содержащее лития | |
KR101299769B1 (ko) | 내화물이 라이닝 처리된 용융기에서의 고성능 유리 섬유의 제조 방법 및 이 방법에 따라 형성된 섬유 | |
KR101496475B1 (ko) | 유기 및/또는 무기 재료를 강화시킬 수 있는 유리사 | |
US7704902B2 (en) | Glass fibre compositions | |
US6686304B1 (en) | Glass fiber composition | |
CN107021639A (zh) | 高性能玻璃纤维用组合物及由其形成的纤维 | |
US2876120A (en) | Glass composition | |
JP5384346B2 (ja) | ミネラルウールのための組成物 | |
KR20110099325A (ko) | 고성능 유리 섬유용 조성물 및 이로 형성된 섬유 | |
EA018315B1 (ru) | Стекловолокно, способное упрочнять органические и/или неорганические материалы | |
JP2015193522A (ja) | ガラス製造用カオリン原料及びガラス繊維の製造方法 | |
EA023471B1 (ru) | Огнеупорное изделие с высоким содержанием диоксида циркония | |
CN103539361A (zh) | 以粉煤灰为主要原料的无机纤维及其制造方法 | |
KR20200090921A (ko) | 고성능 섬유유리 조성물 | |
CN1100166C (zh) | 耐碱性玄武岩连续纤维的制造方法 | |
CN109982982B (zh) | 玻璃纤维用玻璃组合物、玻璃纤维和玻璃纤维的制造方法 | |
CN101575172A (zh) | 一种玻璃纤维组合物 | |
Wallenberger | Commercial and experimental glass fibers | |
RU2381188C1 (ru) | Базальтовое непрерывное волокно | |
CN111433166B (zh) | 玻璃纤维及其制造方法 | |
KR101748486B1 (ko) | 백색도가 향상된 염용해성 미네랄울 섬유 제조용 조성물 및 그로부터 제조된 미네랄울 섬유 | |
JP5019157B2 (ja) | ロックウール | |
CN103172267A (zh) | 高强高模玻璃纤维及其制备方法 | |
JP4090495B1 (ja) | ガラス短繊維および構造物 | |
RU2540676C2 (ru) | Способ получения непрерывного волокна на основе базальта |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121102 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141220 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20150508 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191102 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210114 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20210310 |