玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法与流程

1.本发明涉及玻璃棉制品制备技术领域，尤其是涉及玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法。


背景技术：

2.玻璃棉是将处于熔融状态的玻璃液用离心喷吹法工艺进行纤维化，喷涂热固性树脂制成的丝状材料，再经过热固化深加工处理，可制成具有多种用途的系列产品。玻璃棉有阻燃、无毒、耐腐蚀、容重小、导热系数低、化学稳定性强、吸湿率低、憎水性好等诸多优点，是公认的性能最优越的保温、隔热、吸音材料，具有十分广泛的用途。用该材料制成的板、毡、管已大量用于建筑、化工、电子、电力、冶金、能源、交通等领域的保温隔热、吸声降噪，效果十分显著。
3.现有电熔炉生产玻璃棉仍使用传统火焰窑炉的配方进行配比，需要添加石英砂和纯碱等多种高价值辅料，导致制备成本升高，另外大量使用石英砂会导致玻璃液熔化率降低，所需炉温也会升高，增大用电量，浪费能源。传统火焰窑炉的配方中砷、硫、锑、铁等物质含量过高，导致钼电极和耐火材料的侵蚀加快，减少窑炉的使用周期。制备出的玻璃液成分波动较大，难以达到玻璃棉生产的工艺要求，导致玻璃纤维质量不稳定，韧性不足容易断裂、抗拉伸性差、纤维直径波动大、扎手不够柔软、粉尘大、渣球多等问题。因此提出一种原料简单、生产的玻璃液成分和玻璃纤维直径稳定的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，解决上述技术中缺陷。
5.为实现上述目的，本发明提供了玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，包括以下步骤：
6.(1)回收碎玻璃，清洗并剔除杂质；
7.(2)按重量百分比含量：碎玻璃70％～80％，钠长石10％～15％，石灰石1.5％～3％，五水硼砂8％～12％，准确称量后送入混合机进行充分混合；
8.(3)将配置好的混合料投入玻璃棉电熔炉，进行高温融化，制成玻璃液；
9.(4)将玻璃液流入玻璃棉离心机中，经离心高温拉伸形成玻璃纤维，经过喷胶、集棉、固化得到玻璃棉制品。
10.优选的，步骤(3)中的温度设置为1300-1400℃。
11.优选的，步骤(4)中离心机内玻璃液的流量为500-600kg/h，离心器的转速为2300-2400rpm。
12.优选的，所述碎玻璃剔除杂质后各成分含量为sio269％～76％，cao7％～12％，mgo2.5％～4.5％，al2o30.4％～1.5％，k2o0.15％～0.6％，na2o12.5％～16％，fe2o30.1％～0.3％。
13.优选的，所述钠长石中各成分含量为sio264％～70％，al2o318％～20％，na2o10％～13％。
14.优选的，所述石灰石中各成分含量为cao53％～56％，mgo1％～3％，co242％～46％。
15.优选的，所述五水硼砂中各成分含量为na2o20％～23％，b2o345％～50％，其余为杂质。
16.优选的，所述玻璃液中成分包括sio263-65％，cao7-8％，mgo3-4％，al2o33-4％，na2o14-15％，b2o35-6％，k2o0-0.3％，fe2o30～0.3％
17.sio2能增加玻璃液的粘度，降低结晶倾向，提高玻璃纤维的化学稳定性和热稳定性，含量应控制在63-65％。
18.cao能加速玻璃的熔化和澄清过程，并提高玻璃纤维的化学稳定性；但cao会使玻璃产生结晶的倾向；在高温时，能降低玻璃液的粘度，但玻璃液中cao的含量也不宜过大否则会增加玻璃纤维的脆性，因此cao含量应控制在7-8％。
19.mgo能提高玻璃纤维的化学稳定性和机械强度，并能降低玻璃的结晶倾向，对玻璃液的粘度有一定的作用，当温度高于1200℃时，会使玻璃液的粘度降低，而在1200～900℃之间，又有使玻璃液的粘度增加的倾向，低于900℃，反而使玻璃的粘度下降，因此mgo含量应控制在3-4％。
20.al2o3含量增加，会使熔化速度减慢和使澄清时间拖长，但能降低玻璃的结晶倾向和速度，降低玻璃纤维的膨胀系数，从而提高玻璃纤维的热稳定性，并提高玻璃纤维的化学稳定性和机械强度，因此al2o3含量应控制在3-4％。
21.na2o能大大降低玻璃液的粘度，含量过多，则会使玻璃的化学稳定性、热稳定性以及机械强度大大降低，因此na2o含量应控制在14-15％。
22.b2o3能降低玻璃纤维热膨胀系数，提高机械性，加速玻璃液的澄清和降低玻璃的结晶倾向，过多会导致玻璃纤维的热膨胀系数提高，因此b2o3含量应控制在5-6％。
23.k2o能降低玻璃的粘度，因此k2o含量应控制在0-0.3％。
24.fe2o3是一种杂质，会使玻璃着色，影响电极使用寿命。因此玻璃液中fe2o3含量应控制在0-0.3％。
25.上述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法制得的玻璃棉。
26.优选的，玻璃棉的直径90％分布在3-4微米。
27.本发明所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法的优点和积极效果是：
28.1、本发明中将传统的电熔炉生产玻璃棉所需的玻璃液原料精简为碎玻璃、钠长石、石灰石和五水硼砂四种物质；大量使用回收碎玻璃降低了成本也更加的环保，通过钠长石和碎玻璃的精确配比，在不使用石英砂和纯碱的情况下保证了硅、钠和铝的含量，使生产玻璃棉所需玻璃液的成分到达最佳，提高融化率。
29.2、本发明中玻璃液原料为碎玻璃、钠长石、石灰石和五水硼砂四种物质，不含石英砂，因此在保证熔化率不变的情况下，可降低电熔炉的炉温，节约耗电量，降低成本。
30.3、本发明中制备的玻璃液以500～600kg/h的流量流入玻璃棉离心机，离心机甩出的玻璃纤维直径90％分布在3-4微米，玻璃纤维的质量稳定，韧性强、抗拉伸性强、纤维直径和长度稳定、光滑柔软、粉尘和渣球少。
31.4、本发明中回收的碎玻璃通过自卸除铁器除去磁性金属，再由大型光选机剔除有色玻璃、非磁性金属等非透明玻璃物质，大大降低碎玻璃中的砷、硫、锑、铁等杂质对钼电极和耐火材料的侵蚀，延长了电熔炉的使用寿命。
32.下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
33.以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
34.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
35.实施例
36.玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，包括以下步骤：
37.(1)回收碎玻璃，清洗并剔除杂质，剔除的杂质包括磁性金属、有色玻璃、非磁性金属等非透明玻璃物质，大大降低碎玻璃中所含有的砷、硫、锑、铁等对钼电极和耐火材料的侵蚀；
38.(2)按重量百分比含量：碎玻璃75.2％，钠长石12.9％，石灰石2％，五水硼砂9.9％，准确称量后送入混合机进行充分混合；
39.其中碎玻璃剔除杂质后各成分含量为sio271.7％，cao8.8％，mgo3.73％，al2o30.85％，k2o0.27％，na2o13.63％，fe2o30.29％。
40.其中，钠长石中各成分含量为sio268.8％，al2o319.4％，na2o11.8％。
41.其中，石灰石中各成分含量为cao54％，mgo2％，co244％。
42.其中，五水硼砂中各成分含量为na2o21.6％，b2o348.5％，其余为杂质。
43.(3)将配置好的混合料投入玻璃棉电熔炉，1350℃进行高温融化，制成玻璃液；
44.其中，玻璃液中成分包括sio263.44％，cao7.77％，mgo3.03％，al2o32.87％，na2o14.05％，b2o35.08％，k2o0.21％，fe2o30.28％。
45.(4)将玻璃液流入玻璃棉离心机中，经离心高温拉伸形成玻璃纤维，经过喷胶、集棉、固化得到玻璃棉制品。
46.其中，玻璃液流股温度1150℃，离心器温度1080℃，离心器孔径0.6mm，离心器孔数28000个，离心机内玻璃液的流量为520kg/h，离心器的转速为2350rpm。
47.任意选取约200根制得的玻璃纤维进行质量检测，检测结果如下表
48.直径/μm＜2μm2-3μm3-4μm4-5μm5-6μm＞6μm 0.5％2％91％4％1.5％1％
49.其中，平均值为3.81μm，最大值为6.9μm，最小值为1.4μm，众数为3.8μm。
50.由检测结果可知，玻璃纤维的直径90％分布在3-4微米，玻璃纤维的质量稳定，纤维直径和长度稳定，得到的玻璃棉制品韧性强、抗拉伸性强。
51.因此，本发明采用上述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，能够解决传统制备玻璃液的配方所需要的高价值辅料过多，配方复杂，导致制备成本高和玻璃液成分不易控制的问题。
52.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)回收碎玻璃，清洗并剔除杂质；(2)按重量百分比含量：碎玻璃70％～80％，钠长石10％～15％，石灰石1.5％～3％，五水硼砂8％～12％，准确称量后送入混合机进行充分混合；(3)将配置好的混合料投入玻璃棉电熔炉，进行高温融化，制成玻璃液；(4)将玻璃液流入玻璃棉离心机中，经离心高温拉伸形成玻璃纤维，经过喷胶、集棉、固化得到玻璃棉制品。2.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的温度设置为1300-1400℃。3.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中离心机内玻璃液的流量为500-600kg/h，离心器的转速为2300-2400rpm。4.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述碎玻璃剔除杂质后各成分含量为sio269％～76％，cao7％～12％，mgo2.5％～4.5％，al2o30.4％～1.5％，k2o0.15％～0.6％，na2o12.5％～16％，fe2o30.1％～0.3％。5.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述钠长石中各成分含量为sio264％～70％，al2o318％～20％，na2o10％～13％。6.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述石灰石中各成分含量为cao53％～56％，mgo1％～3％，co242％～46％。7.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述五水硼砂中各成分含量为na2o20％～23％，b2o345％～50％，其余为杂质。8.根据权利要求1所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，其特征在于：所述玻璃液中成分包括sio2，cao，mgo，al2o3，na2o，b2o3，k2o，fe2o3。9.一种如权利要求1-8任一项所述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法制得的玻璃棉。10.根据权利要求9所述的玻璃棉，其特征在于：所述玻璃棉的直径90％分布在3-4微米。

技术总结
本发明公开了玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，包括以下步骤：(1)回收碎玻璃，清洗并剔除杂质；(2)按重量百分比含量：碎玻璃70％～80％，钠长石10％～15％，石灰石1.5％～3％，五水硼砂8％～12％，准确称量后送入混合机进行充分混合；(3)将配置好的混合料投入玻璃棉电熔炉，进行高温融化，制成玻璃液；(4)将玻璃液流入玻璃棉离心机中，经离心高温拉伸形成玻璃纤维，经过喷胶、集棉、固化得到玻璃棉制品。本发明采用上述的玻璃棉电熔炉专用玻璃液的制备方法，解决了传统制备玻璃液的配方所需要的高价值辅料过多，配方复杂，导致制备成本高和玻璃液成分不易控制的问题。和玻璃液成分不易控制的问题。


技术研发人员：刘长凯
受保护的技术使用者：大圆节能材料股份有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/9/23