[发明专利]无碱玻璃及其生产工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于生产连续玻璃纤维产品的无碱玻璃及其生产工艺，属于无机非金属材料领域。

背景技术：

用于生产连续玻璃纤维的常用玻璃成份是无碱玻璃，这是生产电子级和增强玻璃纤维的最普遍的玻璃。无碱玻璃的主要优点是采用氟化物和硼化物作为助熔剂，在相对较低的温度下熔化和澄清。但是硼和氟在玻璃熔化过程中是易挥发成份，是玻璃熔化操作中挥发物的主要部份，形成较大量的废气污染物。为此需要建设高效率的废气处理设施，确保所排放的废气达到国家规定的环境保护要求，从而增加了生产成本，并且容易造成固体废弃物的二次污染。

发明内容：

为实现清洁生产保护环境，本发明通过调整玻璃原料的种类及其配比，去除无碱玻璃生产原料中所使用的莹石等氟化物原料，以及硼钙石等硼化物原料，从而在源头上控制废气污染物的产生。

本发明的主要生产原料采用石英砂、白云石或轻烧白云石或煅烧白云石、叶腊石或高岭土、石灰石或煅烧石灰石，生产步骤包括配料、熔化、纤维成型、拉丝和制品加工，无碱玻璃产品按重量百分比组分如下：

组成  重量百分比二氧化硅氧化钙三氧化二铝氧化镁氟氧化钾+氧化钠氧化钛三氧化二铁三氧化硫    58～62    20～24    12～14    2～4    0～0.6    0～2    0～2    0～0.6    0～0.2

包括所有成份，及其一些微量杂质，总量是按重量计算的100％。

这种玻璃材料，在成型温度摄氏1160度至摄氏1360度之间时拥有1000泊的粘度，液相温度至少低于成型温度摄氏97度。

本发明通过调整玻璃原料的种类及其配比，去除无碱玻璃生产原料中所使用的莹石等氟化物原料以及硼钙石等硼化物原料，从而在源头上控制废气污染物的产生，实现可持续性发展。

具体实施方式：

以下通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明内容并不受以下实施例的任何制约。

无碱玻璃的生产原料通常采用石英砂、煅烧石灰石、叶腊石、煅烧白云石，其中煅烧石灰石可由普通石灰石替代或两者混合使用，叶腊石可由高岭土替代或两者混合使用，煅烧白云石可由轻烧白云石或普通白云石替代或三者混合使用。一般而言，本发明实施例的加工过程如下：本发明实施例各成分可以从适当的配合料或生料中获取(例如：石英砂中的二氧化硅，石灰石中的氧化钙，白云石中的氧化镁)并且可能包含微量的其他成份，这些成份按适当比例用常规方法进行混和达到了最终成份的预期重量百分比；然后这种混合后的配料在熔炉或熔化器中熔化，熔化形成的玻璃液通过通路流至位于通路底部的纤维成型漏板；玻璃液通过漏板上的漏嘴被拉出从而形成玻璃纤维；玻璃纤维被牵引绕到拉丝机旋转机头上形成原丝饼或纱团；这些纤维可能需要用常规方法进行深加工以符合预期要求。以上工艺步骤和所需设备均同现有技术。

本发明实施例熔制每1000公斤玻璃液的原料配方如表1(单位：公斤)，其中总量(1051.51公斤)与预期主要有效成分(SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO、K₂O、Na₂O)重量(995.81公斤)的差额(55.70公斤)为原料中的杂质，有效成分重量(995.81公斤)与额定值(1000公斤)的差额(4.19公斤)为产品中的杂质。生产步骤包括配料、熔化、纤维成型、拉丝，产品的典型配比(各成份占总重量的百分比)及工艺参数见表2。