專利名稱：一種以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法及其該方法的產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種巖棉的制作方法及其該方法的產(chǎn)品，特別涉及一種以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法及其該方法的產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的礦巖棉制作通常是使用煉鐵余下的鐵礦渣為作為主要原料，加上少量的白灰石、玄武巖作為調(diào)節(jié)劑，采用經(jīng)沖天爐高溫熔融，吹制成纖制成巖棉，其中，由于材料原因，制成的巖棉中二氧化硅的含量相對(duì)不高，存在纖維較短、韌性差、重量沉，保溫阻燃、耐腐蝕性不佳的品質(zhì)缺陷。盡管富含二氧化硅的石材原材料廣泛，二氧化硅具有性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，但由于富含二氧化硅的巖石熔點(diǎn)高，多年以來(lái)，本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍認(rèn)為在巖棉 制作中，富含二氧化硅的石材材料由于其熔點(diǎn)較高，通常作為添加劑用于制作巖棉工藝中，由于將富含二氧化硅的石材熔融需要較高的爐溫，加工成本相對(duì)高，通常難于用高比例的含富含二氧化硅的天然石材為主料制作巖棉。為了適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的需求，需要尋找一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、能耗較低、成本低的制作巖棉方法，以制作出具有纖維長(zhǎng)、韌性佳、重量輕、高阻燃、低導(dǎo)熱、耐腐蝕等特性的巖棉，作為高品質(zhì)的保溫、隔熱、抗蝕材料，以滿足建筑、工業(yè)制造、航空航天等各種領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅艿谋亍⒏魺岵牧系男枨蟆?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一，是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述巖棉生產(chǎn)工藝的缺陷，提供一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成本低的使用高比例的含富含二氧化硅的天然石材制作巖棉的方法，更具體的是提供一種以玄武巖為主料，以輔料白云石或石灰石為助熔劑、以輔料螢石、硅石為調(diào)節(jié)劑制作微空心、微氣泡巖棉的方法。本發(fā)明另一個(gè)目的，是克服現(xiàn)有巖棉產(chǎn)品的上述產(chǎn)品缺陷，提供一種具有微空心、微氣泡纖維結(jié)構(gòu)，具備纖維長(zhǎng)、韌性好、重量輕、保溫阻燃效果好、耐腐蝕的高品質(zhì)巖棉產(chǎn)品O為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一個(gè)目的，第一方面，本發(fā)明提供一種以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法，所述方法的步驟如下步驟一起火，在熔煉爐中放入起火材料，放二分之一底炭焦炭，點(diǎn)火給風(fēng)4-10分鐘后停風(fēng)，加入其余二分之一的底炭焦炭并予以夯實(shí)，繼續(xù)給風(fēng)5-10分鐘后停風(fēng)，至焦炭完全點(diǎn)燃時(shí)，再繼續(xù)給風(fēng)；步驟二 備料，首先對(duì)選用的石料、助燃炭進(jìn)行粉碎加工，將主料玄武巖、輔料助熔劑白云石或石灰石石料粉碎加工為直徑3-10CM的塊料，將選用的輔料調(diào)節(jié)劑螢石和硅石石料分別粉碎加工為直徑O. 5-2CM的塊料，將助燃炭加工成粒徑5-15CM的塊料，按照重量比例主料玄武巖60-85 %，助熔劑白云石10-28%或石灰石10-28%，調(diào)節(jié)劑螢石5-15%和硅石0-10%的比例配備石料，將所述配備好的石料與助燃炭按照體積比石料4. 5-6 助燃碳3-4的比例分別備料；步驟三裝料，以先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式進(jìn)行裝料，將備好的石料與助燃炭按照先裝一層助燃炭，然后分別逐層裝入不同的石料組成一組循環(huán)疊層，逐層將原料裝入爐中，以循環(huán)疊層方式進(jìn)行裝料直至裝滿熔煉爐；步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱25-40分鐘，爐內(nèi)溫度加熱至1350-1750°C，使?fàn)t中的循環(huán)疊層石料由下至上熔化，所述疊層中的主料玄武巖、輔料調(diào)節(jié)劑石料先于助熔劑石料熔化而形成熔體包裹助熔劑，繼后助熔劑熔化，形成由玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔體包裹助熔劑熔體的熔融流股，所述熔融流股以1350-1700°C的表面溫度從流槽口處流出；步驟五制纖，將熔融流股引導(dǎo)入高速離心機(jī)的輥輪上，所述熔融流股經(jīng)離心機(jī)棍輪高速離心后，被離心成纖細(xì)狀熔體，同時(shí)給予不間斷高壓風(fēng)吹制冷卻，使所述纖細(xì)狀熔體瞬間被吹制成具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二個(gè)目的，本發(fā)明的第二方面，提供一種利用本發(fā)明的方法制備的微空心、微氣泡巖棉產(chǎn)品，所述巖棉由以重量比例玄武巖60-85%,輔料助熔劑白云石10-28%或石灰石10-28%，輔料調(diào)節(jié)劑螢石5-15%和硅石0-10%的天然石材為原材料加工制備而成，所述巖棉纖維具有微空心、微氣泡的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步的，所述巖棉的組成成分為=SiO2的百分比為40-45%，Al2O3的百分比為10-15%, CaO的百分比為20-25%, MgO的百分比為8_11 %，其余為微量物質(zhì)Fe203、Fe。、TiO2, K2O, Na2O及雜質(zhì)；所述微空心、微氣泡巖棉具有纖維長(zhǎng)度為30-50CM，纖維直徑為
4-7 μ ,比重為30-60kg/m3，所述纖維具有的導(dǎo)熱系數(shù)彡O. 035w/mk，最高使用溫度是700°C，具有的酸度系數(shù)為I. 2-2. 6。玄武巖由于二氧化硅含量高，大約在40%以上，但將其熔融的溫度相對(duì)于鐵礦渣要高，在本領(lǐng)域內(nèi)通常認(rèn)為不能使用高比例的玄武巖用作制作巖棉的主料，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)人員的技術(shù)偏見(jiàn)，采用富含二氧化硅的玄武巖為主料，并配以適當(dāng)?shù)钠鹬蹌┳饔玫陌自剖蚴沂⑵鹫{(diào)節(jié)劑作用的硅石和螢石為輔料，在點(diǎn)火、備料、裝料、熔制、制纖各個(gè)工藝步驟中采用本發(fā)明的工藝方法，制備出具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維，本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，制作出的富含二氧化硅的、具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)巖棉纖維，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低、產(chǎn)量高的優(yōu)點(diǎn)。使用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的巖棉產(chǎn)品，由于以玄武巖為主料，其二氧化娃含量高，特別是本發(fā)明方法對(duì)原材料的備料比例和疊層狀循環(huán)裝料方式，原材料在熔煉爐中經(jīng)歷的是熔化-熔解-共熔的過(guò)程，流出的熔融流股為主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑組成的熔體包裹在助熔劑白云石或石灰石的熔體外的熔融流股，因熔融的原料化學(xué)成分、熔點(diǎn)不同，其熔融流股內(nèi)外溫度不同，所述熔融流股被高速離心甩出成為熔融體纖維細(xì)流，釋放出熱能的同時(shí)，在高壓冷卻風(fēng)的吹制下，遇冷急速收縮冷卻，在纖維中形成微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的方法制成的微空心、微氣泡巖棉纖維，具有質(zhì)輕、韌性好、優(yōu)良的保溫隔熱、耐腐蝕的優(yōu)良品質(zhì)。


附圖I系采用本發(fā)明的方法制作的具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維在顯微鏡下的照片圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一
本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例是關(guān)于以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法。本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例所述方法的工藝步驟是步驟一起火，在熔煉爐中放入起火材料，放二分之一底炭焦炭，點(diǎn)火給風(fēng)4-10分鐘后停風(fēng)，加入其余二分之一的底焦焦炭并予以夯實(shí)，繼續(xù)給風(fēng)5-10分鐘后停風(fēng)，至焦炭完全點(diǎn)燃時(shí)，再繼續(xù)給風(fēng)；步驟二 備料，首先對(duì)選用的石料、助燃炭進(jìn)行粉碎加工，將主料玄武巖、助熔劑白云石或石灰石石料粉碎加工為直徑3-10CM的塊料，將選用的調(diào)節(jié)劑螢石和硅石石料分別粉碎加工為直徑O. 5-2CM的塊料，將助燃炭加工成粒徑5-15CM的塊料，按照重量比例主料玄武巖60-85%，輔料助熔劑白云石10-28%或石灰石10-28%，輔料調(diào)節(jié)劑螢石5-15 %和硅石0-10%的比例配備石料比例配備石料，將所述配備好的石料與助燃炭按照體積比石料4. 5-6 助燃碳3-4的比例備料；步驟三裝料，以先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式進(jìn)行裝料，將備好的石料與助燃炭按照先裝一層助燃炭，然后分別逐層裝入不同的石料組成一組循環(huán)疊層，逐層將原料裝入爐中，以循環(huán)疊層方式進(jìn)行裝料直至裝滿熔煉爐；步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱25-40分鐘，爐內(nèi)溫度加熱至1350-1750°C，使?fàn)t中的循環(huán)疊層石料由下至上熔化，所述疊層中的主料玄武巖、輔料調(diào)節(jié)劑石料先于助熔劑石料熔化而形成熔體包裹助熔劑，繼后所述助熔劑熔化，形成由玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔體包裹助熔劑熔體的熔融流股，所述熔融流股以1350-1700°C的表面溫度從流槽口處流出；步驟五制纖，將熔融流股引導(dǎo)入高速離心機(jī)的輥輪上，所述熔融流股經(jīng)離心機(jī)棍輪高速離心后，被離心成纖細(xì)狀熔體，同時(shí)給予不間斷高壓風(fēng)吹制冷卻，使所述纖細(xì)狀熔體瞬間被吹制成具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維。在步驟一中，優(yōu)選的是，采用的熔煉爐為沖天爐，所述起火材料選用木拌，所述底炭焦炭的厚度約為45-55CM，以40-100m/s的風(fēng)速值給風(fēng)。采用本發(fā)明的步驟一中的起火方式，十分有利于點(diǎn)火，間斷給風(fēng)目的是讓第一次加的底炭充分點(diǎn)燃第二次加入的底炭，停風(fēng)起到燜爐預(yù)熱的效果，能夠迅速將爐溫升溫至所需溫度，待焦炭完全燃燒后繼續(xù)給風(fēng)，能夠很好的去除點(diǎn)火材料燃燒后產(chǎn)生的雜質(zhì)，直到吹制生產(chǎn)結(jié)束停風(fēng)。在本實(shí)施例一的步驟二中，所述玄武巖的主要成分是，SiO2含量在40%以上，其余是Al203、Ca0、Mg0、Fe0以及其它化學(xué)成分；所述白云石的化學(xué)成分為CaMg[CO3]2，主要理論成分CaO含30%以上，MgO含20%以上，CO2含45%以上，以及其它雜質(zhì)，所述石灰石的主要成分是CaCO3 ;所述調(diào)節(jié)劑瑩石的主要成分是CaF2，還含有少量的Fe203、SiO2和其它微量物質(zhì)，所述調(diào)節(jié)劑硅石的主要成分是Si02。優(yōu)選的原材料是選用的是黑龍江省穆棱地區(qū)的中長(zhǎng)玄武巖作為主料，所述玄武巖的主要成分是=SiO2含48. 67% ,Al2O3含16. 13%，CaO含8. 02%,MgO含6. 77%，F(xiàn)e07. 29%，以及其它化學(xué)成分；選用白云石作為助熔劑；選用螢石、硅石作為調(diào)節(jié)劑。優(yōu)選的是，在步驟二中，分別將所述主料玄武巖、助熔劑白云石或石灰石分別加工成粒徑為4-8CM的塊料，將所述瑩石、硅石分別加工成粒徑為O. 5-1. 5CM左右的的塊料，將助燃炭加工成粒徑6-12CM的塊料備用；更加優(yōu)選的是，所述塊料被加工為方棱型；另一個(gè)優(yōu)選的是，所述助燃炭是冶金焦炭。在步驟三中，所述裝料，是以先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式進(jìn)行裝料，將備好的石料與助燃炭按照先裝一層助燃炭，然后分別逐層裝入不同的石料組成一組循環(huán)疊層，以循環(huán)疊層方式進(jìn)行裝料直至裝滿熔煉爐。例如，可以采用如下方式方式一按照一層助燃炭、一層玄武巖、一層助熔劑、一層調(diào)節(jié)劑的順序逐層將原料裝入爐中，以此類推，裝滿熔煉爐；方式ニ 按照ー層助燃炭、ー層助熔劑、ー層調(diào)節(jié)劑、ー層玄武巖的順序逐層將原料裝入爐中，以此類推，裝滿熔煉爐；方式三按照ー層助燃炭、ー層調(diào)節(jié)劑、ー層助熔劑、ー層玄武巖的順序逐層將原料裝入爐中，以此類推，裝滿熔煉爐；方式四按照ー層助燃炭、一層助熔劑、ー層玄武巖、一層調(diào)節(jié)劑的順序逐層將原料裝入爐中，以此類推，裝滿熔煉爐，等等。優(yōu)選的是，所述先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式，是按照一層助燃炭、ー層助熔劑、一層主料、一層調(diào)節(jié)劑的順序組成ー組循環(huán)疊層，逐層將原材料裝入熔煉爐中，以循環(huán)疊層方式進(jìn)行裝料直至裝滿熔煉爐。優(yōu)選的是，所述每ー組循環(huán)疊層的厚度為45-60CM，例如，先放ー層厚度為18-24M的焦炭，再放ー層厚度為6-8. 5CM的白云石或石灰石石料，再放ー層厚度為20-25CM玄武巖石料，最后放ー層厚度為1-2. 5CM的瑩石和硅石石料，依此類推，以疊層狀循環(huán)方式直至將熔煉爐裝滿料。在此，各原材料的厚度是根據(jù)各原材料比例得出的，本發(fā)明在裝料時(shí)采用按體積計(jì)算，其目的是為了方便工人的裝料操作，使得エ藝更加簡(jiǎn)便、易于掌握。本發(fā)明采用的備料和裝料方式不同于現(xiàn)有技術(shù)的裝料方式。現(xiàn)有技術(shù)的備料和裝料方式是首先，備料是將原材料、助燃炭進(jìn)行粉碎，然后使其充分混合，其次，裝料是將備 好的混合料裝入爐中直至裝滿。這樣的備料和裝料方式具有的缺點(diǎn)是ー是不容易使得原料熔融，需要較高的爐溫才能夠使石材熔融，能耗較高；ニ是由于存在主料與輔料局部成分混合不均，使得熔融的原料液體的組成成分會(huì)產(chǎn)生不均；三是由于現(xiàn)有技術(shù)的原材料比例中，難于采用本發(fā)明的富含ニ氧化硅的材料作為主料，存在酸度、粘度控制不理想的問(wèn)題，制成的巖棉纖維短，品質(zhì)差；四是現(xiàn)有技術(shù)的エ藝制備出的巖棉纖維為實(shí)心的，柔韌性差，比重大，品質(zhì)不高。而在本發(fā)明中，采用富含ニ氧化硅的玄武巖為主料，輔以助熔劑調(diào)、調(diào)節(jié)劑的特定比例，并采用本發(fā)明的疊層裝循環(huán)裝料的方式及其相關(guān)エ藝，能夠很好的克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，并帶來(lái)了不同于現(xiàn)有技術(shù)的積極技術(shù)效果，第一方面，本發(fā)明選用的是富含SiO2的玄武巖為主料，為制備高品質(zhì)巖棉提供了原材料的保障；第二方面，本發(fā)明的裝料方式中，因每ー組循環(huán)疊層的底層是助燃炭，在后續(xù)的熔制步驟中，位于底層助燃炭的燃燒，使得位于其上的各層的石料能夠充分受熱，易于熔化，井能夠節(jié)約能源，第三方面，由于玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔點(diǎn)低于助燃劑的熔點(diǎn)，本發(fā)明的這樣的裝料方式，使得在后面的熔制步驟中玄武巖、調(diào)節(jié)劑先于助燃劑熔化而形成熔體包裹助燃劑，在助燃劑熔化后，形成玄武巖、調(diào)節(jié)劑熔體包裹助燃劑熔體的熔融流股，能夠?qū)崿F(xiàn)制作本發(fā)明的具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維。在本發(fā)明的步驟四熔制中，優(yōu)選的是，以風(fēng)速值40-100m/s向爐內(nèi)給風(fēng)。更加優(yōu)選的是加熱原料30-35分鐘，爐內(nèi)溫度達(dá)到1450—1750°C左右，爐內(nèi)的石料開始熔融成液態(tài)，以表面溫度1450—1650°C的流股從出料ロ處流出。因?yàn)橹髁闲鋷r、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石的熔融溫度低于助熔劑白云石或石灰石，主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石先于助熔劑白云石或石灰石熔化，這樣的疊層裝料使得先熔化的玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔體熔融并包裹在助熔劑白云石或石灰石外，繼后助熔劑白云石或石灰石熔化，形成由主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石的熔體包裹在助熔劑白云石或石灰石的熔體外的熔融流股，所述熔融流股從槽ロ流出。在本發(fā)明的步驟五的制品過(guò)程中，將步驟四中流出的由主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石的熔融體包裹在助熔劑白云石或石灰石的熔體外的熔融流股經(jīng)導(dǎo)流槽引入輥輪高速離心機(jī)的輥輪上進(jìn)行高速離心，一個(gè)優(yōu)選方案是離心機(jī)為四輥輪離心機(jī)；另一個(gè)優(yōu)選的是，所述輥輪以3700-5800r/m轉(zhuǎn)數(shù)高速離心所述熔融流股；更加優(yōu)選的是，所述輥輪以3900-5500r/m轉(zhuǎn)數(shù)高速離心所述熔融流股；所述熔融流股的熔體被離心成纖細(xì)狀熔體，同時(shí)持續(xù)以流量壓力為5-12Kpa，風(fēng)速值為40-100m/s的高壓冷卻風(fēng)吹制冷卻所述纖細(xì)狀熔體，使其在離心后的瞬間被冷卻吹制成為具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維；優(yōu)選的是，所述熔融流股被離心成纖細(xì)狀熔體后，持續(xù)以流量壓力為6-10Kpa，風(fēng)速值為50-100m/s的高壓冷卻風(fēng)吹制冷卻所述纖細(xì)狀熔體。這是因主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石、助熔劑白云石或石灰石的化學(xué)成分不同，其熔點(diǎn)不同，主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔點(diǎn)低于助熔劑的熔點(diǎn)，本發(fā)明的裝料方式使得形成的熔融流股為主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔體包裹在助熔劑熔體夕卜，由于各材質(zhì)的化學(xué)成分不同，熔融流股內(nèi)外溫度不同，在經(jīng)高速離心成纖細(xì)狀熔體時(shí)釋放出大量熱能，同時(shí)經(jīng)高壓風(fēng)冷卻吹制，遇冷急速收縮，瞬間被冷卻成巖棉纖維，使得吹制出的巖棉纖維具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)，附圖I是所述巖棉纖維在顯微鏡下的照片，而且因本發(fā)明的原料配比，制得的巖棉纖維富含SiO2，具有纖維細(xì)而長(zhǎng)、比重輕、耐高溫、耐腐蝕的聞品質(zhì)優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選的是，本發(fā)明的方法還具有步驟六制品，將酚醛樹脂膠以霧狀噴到被吹制而 成的巖棉纖維上，經(jīng)傳送帶傳送到壓板機(jī)上，進(jìn)行固化、烘干，烘干后進(jìn)行切割并包裝，制成巖棉制品。可見(jiàn)，本發(fā)明的工藝方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的難于用玄武巖為主料制作優(yōu)質(zhì)巖棉的技術(shù)缺陷，能夠使本發(fā)明選用的各類原材料充分熔化分解，避免傳統(tǒng)配料方式及其工藝帶來(lái)的弊端，具有既節(jié)約能源，又提高了巖棉的品質(zhì)和產(chǎn)量的積極技術(shù)效果。實(shí)施例二本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例是關(guān)于以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法。本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的方法與實(shí)施例一的方法的不同處在于步驟二中，原材料的選取、原料比例不同，選取的原材料是玄武巖、白云石、螢石，按照重量比例為玄武巖66-74% 白云石15-26% 螢石5_12%的比例分別做好備料，將所述配備好的石料與助燃炭按照體積比石料4. 5-6 助燃炭3-4的比例分別備料；步驟三裝料，將備好的石料與助燃炭按照先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式裝料，每一組由一層助燃炭、一層白云石、一層玄武巖、一層螢石組成的疊層組，其厚度為45-60CM，優(yōu)選的厚度為45-55CM，以疊層狀循環(huán)裝料直至裝滿熔煉爐；步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱原料28-35分鐘，爐內(nèi)溫度加熱至1450-1650°C，使加入的石料開始熔融成液態(tài)，形成溫度為1450-1650°C的玄武巖熔體包裹白云石熔體的熔體流股，使流股從流槽口處流出。在本實(shí)施例二中的其余工藝步驟與實(shí)施例一的相同，在此不再贅述。實(shí)施例三本發(fā)明的實(shí)施例三是關(guān)于以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法。本實(shí)施例三的方法與實(shí)施例一的方法的不同在于步驟二中，原材料的選取與比例不同，選取的原材料按照重量比例為玄武巖60-70 % :白云石20-28 %或石灰石20-28% 螢石5-10% 硅石5-10%的比例分別做好備料，將所述配備好的石料與助燃炭按照體積比石料4. 5-6 助燃炭3-4的比例分別備料；步驟三裝料，將備好的石料與助燃炭按照先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式裝料，每一組由一層助燃炭、一層助熔劑、一層玄武巖、一層調(diào)節(jié)劑的順序組成的疊層組裝料，所述疊層組的厚度為45-60CM，以此疊層狀循環(huán)裝料方式直至裝滿熔煉爐，疊層組的優(yōu)選厚度是45-55CM，其中，調(diào)節(jié)劑層螢石層和硅石層的裝料順序可不分先后；步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱原料28-35分鐘，爐內(nèi)溫度加熱至1350-1650°C，使加入的石料開始熔融成液態(tài)，形成溫度為1350-1650°C的玄武巖、調(diào)節(jié)劑熔體包裹助熔劑白云石熔體的熔融流股，使流股從流槽ロ處流出。在本實(shí)施例中，選用硅石、螢石作為調(diào)節(jié)劑，所述硅石的主要成分為SiO2，其含量在90%以上，所述螢石的主要成分是氟化鈣，還含有少量的Fe203、SiO2和其它微量元素。優(yōu)選的是,在步驟三中，米用ー層炭，ー層白云石,ー層玄武巖，ー層螢石，ー層娃石這樣的方式疊層狀循環(huán)裝料，直至加滿料。在本實(shí)施例三中的其余エ藝步驟與實(shí)施例一中的相同，在此不再贅述。實(shí)施例四
本發(fā)明的實(shí)施例四是關(guān)于以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法。本實(shí)施例四的方法與實(shí)施例一的方法的不同在于步驟ニ中，原材料的選取與比例不同，選取的原材料按照重量比例為玄武巖70-85% 白云石或石灰石10-25% 螢石5-12%的比例分別做好備料，將所述配備好的石料與助燃炭按照體積比石料4. 5-6 助燃炭3-4的比例分別備料；步驟三裝料，將備好的石料與助燃炭按照先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式裝料，每ー組由一層助燃炭、ー層助熔劑、ー層玄武巖、一層調(diào)節(jié)劑的順序組成的疊層組裝料，所述疊層組的厚度為45-60CM，優(yōu)選的是厚度為45-55CM，以此疊層狀循環(huán)裝料方式直至裝滿熔煉爐；步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱原料28-40分鐘，爐內(nèi)溫度加熱至1450-1750°C，使加入的石料開始熔融成液態(tài)，形成溫度為1450-1750°C的玄武巖、螢石熔融體包裏白云石熔體的熔融流股，使流股從流槽ロ處流出。在本實(shí)施例四中的其余エ藝步驟與實(shí)施例一中的相同，在此不再贅述。實(shí)施例五本實(shí)施例五是關(guān)于利用本發(fā)明的方法制備的具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉產(chǎn)品O所述巖棉產(chǎn)品是由以重量比例主料玄武巖60-85%，助熔劑白云石10-28%或石灰石10-28%，調(diào)節(jié)劑螢石5-15%和硅石0-10%的天然石材為原材料，經(jīng)本發(fā)明的エ藝制備而成，所述巖棉纖維具有微空心、微氣泡的結(jié)構(gòu)，附圖I是所述巖棉纖維在顯微鏡下的照片。本發(fā)明的方法能夠生產(chǎn)具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)巖棉的具體原理是主料玄武巖主要成分為Si02、Al2O3,輔料助熔劑白云石的主要成分是CaO、MgO,石灰石的主要成分是CaCO3，調(diào)節(jié)劑螢石的主要成分是氟化鈣，還含有少量的Fe203、SiO2和其它微量物質(zhì)，硅石的主要成分是SiO2，主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石的熔點(diǎn)比白云石或石灰石要低。所述石料在熔煉爐內(nèi)的最終融化機(jī)理是基于熔化-熔解-共熔過(guò)程，即配料中的易熔原料首先熔化，然后熔解難熔原料，繼而混熔為一體。在本發(fā)明的熔制過(guò)程中，主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑螢石、硅石因熔點(diǎn)低于助熔劑白云石或石灰石，因此主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑先于助熔劑熔化，調(diào)節(jié)劑熔化后的熔體對(duì)于熔體酸度、粘度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并包裹未熔化的助熔劑，助熔劑在高溫作用下熔解，進(jìn)而與主料玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔體混熔，形成本發(fā)明中的玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔融體包在助熔劑白云石或石灰石熔體的外面的熔融流股，因熔融原料化學(xué)成分、熔點(diǎn)不同，其熔融的流股內(nèi)外溫度不同，所述熔融流股流出槽口后，流出的熔融流股為近似玻璃質(zhì)體，經(jīng)離心機(jī)棍輪高速離心，被離心成纖細(xì)狀熔體并釋放出大量熱能，在釋放熱能同時(shí)遇高壓冷卻強(qiáng)風(fēng)吹制后，急速收縮冷卻形成巖棉纖維，所述巖棉纖維在結(jié)構(gòu)上會(huì)出現(xiàn)微空心、微氣泡現(xiàn)象。本發(fā)明方法制備的巖棉纖維由于本發(fā)明的原材料的選料配比，使得其巖棉纖維富含SiO2，所述巖棉纖維的組成成分為=SiO2的百分比為40-45% ,Al2O3的百分比為10-15%，CaO的百分比為20-25%, MgO的百分比為8-11 %，其余為微量物質(zhì)Fe2O3、FeO, T i02、K2O、Na2O及雜質(zhì)。由于所述巖棉富含SiO2,使得所述巖棉纖維具有諸多優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)制備的巖棉纖維，本發(fā)明的巖棉纖維具有的纖維長(zhǎng)度為30-50CM，纖維直徑為4-7μ，比重為30-60kg/m3，所述纖維具有的導(dǎo)熱系數(shù)< O. 035w/mk，最高使用溫度是700°C，其酸度系數(shù)為I. 2-2. 6。本發(fā)明中的方法生產(chǎn)出的巖棉產(chǎn)品，由于其二氧化娃含量高，巖棉纖維具有微空 心、微氣泡結(jié)構(gòu)，具有纖維長(zhǎng)、韌性佳、重量輕、高阻燃、低導(dǎo)熱、耐腐蝕等優(yōu)良特性，是高品質(zhì)的保溫、隔熱、抗蝕材料，可以滿足建筑、工業(yè)制造、航空航天等各種領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅艿谋亍⒏魺岵牧系男枨蟆?br> 權(quán)利要求
1.一種以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法的，其特征在于所述方法的步驟是 步驟一起火，在熔煉爐中放入起火材料，放二分之一底炭焦炭，點(diǎn)火給風(fēng)4-10分鐘后停風(fēng)，加入其余二分之一的底炭焦炭并予以夯實(shí)，繼續(xù)給風(fēng)5-10分鐘后停風(fēng)，至焦炭完全點(diǎn)燃時(shí)，再繼續(xù)給風(fēng)； 步驟二 備料，首先對(duì)選用的石料、助燃炭進(jìn)行粉碎加工，將主料玄武巖、輔料助熔劑白云石或石灰石石料粉碎加工為直徑3-10CM的塊料，將選用的輔料調(diào)節(jié)劑螢石和硅石石料分別粉碎加工為直徑0. 5-2CM的塊料，將助燃炭加工成粒徑5-15CM的塊料，按照重量比例主料玄武巖60-85%，助熔劑白云石10-28%或石灰石10-28%，調(diào)節(jié)劑螢石5-15%和硅石0-10%的比例分別配備石料，將所述配備好的石料與助燃炭按照體積比石料4. 5-6 助燃碳3-4的比例分別備料； 步驟三裝料，以先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式進(jìn)行裝料，將備好的石料與助燃炭按照先裝一層助燃炭，然后分別逐層裝入不同的石料組成一組循環(huán)疊層，逐層將原料裝入爐中，以循環(huán)疊層方式直至裝滿熔煉爐； 步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱25-40分鐘，將爐內(nèi)溫度加熱至1350-1750°C，使?fàn)t中的裝入的循環(huán)疊層石料由下至上熔化，所述疊層中的主料玄武巖、輔料調(diào)節(jié)劑石料先于助熔劑石料熔化而形成熔體包裹助熔劑，繼后所述助熔劑熔化，形成由玄武巖、調(diào)節(jié)劑的熔體包裹助熔劑熔體的熔融流股，所述熔融流股以1350-1700°C的表面溫度從流槽口處流出；步驟五制纖，將熔融流股引導(dǎo)入高速離心機(jī)的輥輪上，所述熔融流股經(jīng)離心機(jī)棍輪高速離心后，被離心成纖細(xì)狀熔體，同時(shí)給予不間斷高壓風(fēng)吹制冷卻，使所述纖細(xì)狀熔體瞬間被吹制成具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 步驟一中，以風(fēng)速值40-100m/s向爐內(nèi)給風(fēng)； 步驟二中，所述主料玄武巖、所述助熔劑白云石或石灰石石料被加工成粒徑為4-8CM的塊料，所述調(diào)節(jié)劑螢石、硅石石料加工為粒徑為0. 5-1. 5CM的塊料，所述助燃炭加工為粒徑6-12CM的塊料； 步驟三中，所述先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式中，是按照一層助燃炭、一層助熔劑、一層玄武巖、一層調(diào)節(jié)劑的順序組成一組循環(huán)疊層，逐層將原材料裝入爐中，所述每一組循環(huán)疊層的厚度為45-60CM;
3.如權(quán)利要求I至2—所述的方法，其特征在于 步驟一中，所述熔煉爐為沖天爐，所述底焦焦炭的厚度為40-60CM ； 步驟二中，所述主料玄武巖、所述助熔劑白云石或石灰石石料被加工成粒徑為4-8CM的方棱型塊料，所述調(diào)節(jié)劑螢石、硅石石料加工為粒徑為0. 5-1. 5CM的方棱型塊料，所述助燃炭是冶金焦炭，將其加工為粒徑6-12CM的塊料； 步驟三中，所述先炭后料的疊層狀循環(huán)的裝料方式，是按照助燃炭層的厚度為18-24CM、助熔劑白云石或石灰石層的厚度為6-8. 5CM、主料玄武巖層的厚度為20-25CM石料、調(diào)節(jié)劑螢石和硅石的厚度為1-2. 5CM的順序循環(huán)疊層裝料； 步驟四熔制，向爐內(nèi)給風(fēng)，加熱28-35分鐘，爐內(nèi)溫度加熱至1450-1650°C，使加入的石料開始熔融成液態(tài)，形成溫度為1450-1650°C的玄武巖、調(diào)節(jié)劑熔體包裹助熔劑熔體的熔融流股。
4.如權(quán)利要求I至3之一所述的方法，其特征在于 步驟一中，所述底焦焦炭的厚度為45-55CM，所述起火材料是木拌，以風(fēng)速值50-100m/s向爐內(nèi)給風(fēng)； 步驟二中，選取原材料按照重量比例為玄武巖66-74% 白云石15-26% 螢石5-12%的比例分別做好備料； 步驟三中，所述先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式，是按照一層助燃炭、一層白云石、一層玄武巖、一層螢石的順序組成一組循環(huán)疊層，逐層將原料裝入爐中直至將爐裝滿料，所述每一組循環(huán)疊層的厚度為45-55CM ； 步驟四中，所述向爐內(nèi)給風(fēng)，其風(fēng)速值為40-100m/s ； 步驟五中，所述高速離心機(jī)的輥輪以3700-5800r/m轉(zhuǎn)數(shù)高速離心所述熔融流股，所述熔融流股的熔體被離心成纖細(xì)狀熔體，同時(shí)持續(xù)以流量壓力為5-12Kpa、風(fēng)速值為40-100m/s的高壓冷卻風(fēng)吹制冷卻所述纖細(xì)狀熔體。
5.如權(quán)利要求I至4之一所述的方法，其特征在于 步驟四中，所述向爐內(nèi)給風(fēng)的風(fēng)速值為50-100m/s ； 步驟五中，所述高速離心機(jī)為四輥輪離心機(jī)，所述離心機(jī)的輥輪以轉(zhuǎn)速3900-5500r/m高速離心所述熔融流股，所述熔融流股的熔體被離心成纖細(xì)狀熔體，同時(shí)持續(xù)以流量壓力為6-10Kpa，風(fēng)速值為50-100m/s的高壓冷卻風(fēng)不間斷冷卻吹制所述纖細(xì)狀熔體。
6.如權(quán)利要求I至5之一所述的方法，其特征在于還具有步驟六制品，將酚醛樹脂膠以霧狀噴到被吹制而成的巖棉纖維上，經(jīng)傳送帶傳送到壓板機(jī)上，進(jìn)行固化、烘干，烘干后進(jìn)行切割并包裝，制成巖棉制品。
7.—種根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的方法制備的巖棉產(chǎn)品,其特征在于所述巖棉由以重量比例主料玄武巖60-85%，輔料助熔劑白云石10-28%或石灰石10-28%，輔料調(diào)節(jié)劑螢石5-15%和硅石0-10%的天然石材為原材料加工制備而成，所述巖棉纖維具有微空心、微氣泡的結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要7所述的巖棉產(chǎn)品,其特征在于所述巖棉由以重量比例玄武巖66-74%:白云石15-26% 螢石5-12%的比例制備而成。
9.如權(quán)利要求7、8之一所述的巖棉產(chǎn)品，其特征在于所述巖棉纖維的組成成分為SiO2的百分比為40-45%, Al2O3的百分比為10-15%, CaO的百分比為20-25%,MgO的百分比為8-11%，其余為微量物質(zhì)Fe203、FeO、TiO2, K2O, Na2O及雜質(zhì)。
10.權(quán)利要求7、8之一所述的巖棉產(chǎn)品，其特征在于所述巖棉具有纖維長(zhǎng)度為30-50CM，纖維直徑為 4-7 ii，比重為 30-60kg/m3。
11.權(quán)利要求7、8之一所述的巖棉產(chǎn)品，其特征在于所述纖維具有的導(dǎo)熱系數(shù)(0. 035w/mk，所述巖棉最高使用溫度是700°C，所述巖棉纖維的酸度系數(shù)為I. 2-2. 6。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以玄武巖為主料制作微空心、微氣泡巖棉的方法及其該方法的產(chǎn)品。所述方法的步驟為1起火；2備料將玄武巖、助熔劑白云石或石灰石粉碎加工為直徑3-10CM的塊料，將調(diào)節(jié)劑螢石和硅石分別粉碎加工為直徑0.5-2CM的塊料，將助燃炭加工成粒徑5-15CM的塊料，按照重量比例玄武巖60-85％，助熔劑白云石10-28％或石灰石10-28％，調(diào)節(jié)劑螢石5-15％和硅石0-10％備料，按體積比石料4.5-6∶助燃炭3-4比例備料；3裝料將備好的石料與助燃炭按照先炭后料的疊層狀循環(huán)裝料方式裝入熔煉爐直至裝滿料；4熔制使玄武巖、調(diào)節(jié)劑、助熔劑石料熔化成熔融流股；5制纖對(duì)熔融流股高速離心，不間斷高壓風(fēng)吹制冷卻，制成具有微空心、微氣泡結(jié)構(gòu)的巖棉纖維。本發(fā)明的克服了技術(shù)偏見(jiàn)，工藝簡(jiǎn)單、成本低。本發(fā)明的產(chǎn)品具有十分優(yōu)良的品質(zhì)。
文檔編號(hào)C03C13/06GK102757178SQ20121023015
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者鞠加會(huì) 申請(qǐng)人:鞠加會(huì)