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玄武岩纤维资料的出产工艺
增添时候:2019-02-24

 玄武岩纤维的质料属于火成岩中SiO2含量为45%~53%的基性岩。首要矿物成份为基性斜长石和单斜辉石,其次有斜方辉石、橄榄石、角闪石的基性喷出岩。有些矿物含有结晶水,是以在加热熔制进程中会发生脱水效应。  玄...
    玄武岩纤维的质料属于火成岩中SiO2含量为45%~53%的基性岩。首要矿物成份为基性斜长石和单斜辉石,其次有斜方辉石、橄榄石、角闪石的基性喷出岩。有些矿物含有结晶水,是以在加热熔制进程中会发生脱水效应。
  玄武岩的化学构成为SiO245%~53%,A12O312%~18%,CaO6%~10%,MgO5%~10%,Fe2O3+FeO9%~15%,Na2O+K2O3%~6%,TiO21%~3%。此中SiO2、Al2O3增添熔体的低温粘度,CaO、MgO、Fe2O3、FcO、Na2O、 K2O降落熔体的低温粘度。是以,差别化学构成的玄武岩就具备差别的低温粘度,差别的熔制温度和成型温度。熔制实验成果标明,玄武岩熔体的纤维成型温度规模为1300~1450℃。针对差别形状纤维成型工艺的特色,将玄武岩熔体按粘度巨细分为:适于持续纤维成型的粘性熔体、适于持续纤维和超细纤维成型的中粘度熔体和适于定长纤维成型的低粘性熔体。其响应的成型粘度规模见表11-45。

 


  玄武岩成份中FeO和FeO3含量高达9%~15%,在降落熔体的低温粘度和析晶下限温度的同时,加速了析晶速率,使熔体在1230~1320℃温度规模内易于析晶,透热性差使熔体在液深标的目标上的温度梯度加大,这些都倒霉于熔体的熔制和纤维的成型。铁含量高还构成熔体在低温下对铂铑合金漏板的打仗角削减,给纤维成型工艺增添了难度。以是,窑炉必须设想成浅液面,以削减上述这些倒霉身分的影响。
  玄武岩熔体在1450~1490℃的熔制温度下,对通俗炉衬耐火资料的腐蚀很是严峻,实验标明,AZS-33对玄武岩低温熔体具备杰出的抗腐蚀机能,它在池窑池壁处的腐蚀速率仅为0.4mm/d,是以,接纳AZS-33电熔锆刚玉砖作为池窑炉衬、流液洞和流液槽处的耐火资料,将明显进步池窑运转周期和纤维成型工艺的不变性。
  上面就定长玄武岩纤维和持续玄武岩纤维的出产工艺作一先容。
      (一)通俗玄武岩棉
  通俗玄武岩棉凡是接纳氛围立吹法工艺停止纳税。图11-36是氛围立吹法出产玄武岩棉的工艺装备表示图。如图所示,经破裂、洗濯后直径为50mm的玄武岩料块,由加料装备投入池窑,在1450~1500℃温度下融化,均化,脱气后,熔体流入流液槽,进入装在流液槽底部的铂铑漏板,漏板有10个漏嘴,漏嘴直径为(3±0.2)mm,经由进程漏嘴流出的熔体构成必然直径的流股,流股被喷吹装备的高速紧缩气流分离并牵伸成纤维,降落在沉降室的保送带上,保送带上面抽真空,使沉降室构成负压。跟着保送带的活动,收卷成必然直径的棉卷。玄武岩棉以卷材情势供货,在0.5g/cm2载荷下容重为40kg/m3,纤维均匀直径为10~141μm。也有将棉间接沉降在多孔的滚筒上,滚筒外面抽真空。

      (二)超细玄武岩纤维
      图11-37是火焰喷吹法出产超细玄武岩棉的工艺装备表示图。如图所示,经粉碎、洗濯后的玄武岩碎料,由投料装备送入池窑,在垂直标的目标火焰的感化下,碎料融化、均化、脱气后,熔体流入装在流液槽底部的铂铑漏板,漏板有200~300只漏嘴,经由进程漏嘴流出的熔体软化后,被一对胶辊牵引上去.构成直径为0.1mm的一次纤维,随即送入熄灭室的喷火口,在熄灭室喷出的低温、高速的气流感化下,一次纤维很快熔融,并在气流平分离、牵伸生长度20~200mm的定长超细纤维,在多孔滚筒外部负压抽风体系的感化下,纤维经集棉管降落在迟缓动弹的多孔滚筒上,构成一全宽度的棉毡,当棉毡活动到与卷取滚筒相打仗时,即从多孔滚筒上剥离上去而卷绕在卷取滚筒上,在滚筒上棉毡到达必然厚度时,沿母线切下,从窗口掏出。负压抽风体系的另外一个功效是将喷吹进程构成的废气实时排走。
     玄武岩中(Fe2O3+FeO)含量9%~15%,间接影响到铂铑漏板的机能和利用周期。据资料报道,今朝有效中频感到炉熔制玄武岩,取得低粘度的熔体,再用氛围立吹工艺使熔体纤维化,便能够取得超细玄武岩纤维,其长处是出产本钱比火焰喷吹法降落了50%。
      (三)持续玄武岩纤维
  乌兰克是现今天下上独一产业性出产纯玄武岩(不增添其余质料)持续纤维的国度。在长达40多年的迷信研讨、实验和产业性出产的进程中,接踵处理了玄武岩质料挑选、熔制与成型工艺等方面的关头性手艺题目,成立了持续玄武岩纤维池窑拉丝出产线,完成了古代的产业化出产。
      玄武岩的熔制工艺和成型工艺本色上是环绕玄武岩熔体透热性差、易结晶和析晶下限温度高档特色而睁开的,颠末研讨、攻关,终究构成了一套顺应这些特色的工艺轨制。在质料方面,玄武岩是由多种矿物构成的灰玄色或灰色、棕玄色的矿物质料。作为单一质料利用时,必须具备肯定的化学构成、低温粘度、结晶机能、软化速率和外表张力等,这些对持续纤维成型工艺的不变性是非常主要的。研讨实验标明,接纳SiO2含量52%摆布,A12O3含量18%摆布的玄武岩,其熔体在1300~1450℃的温度规模内响应的粘度为50~l×103pa并且粘度对温度的变更率绝对较小,是以合适于出产持续玄武岩纤维。在熔制方面,接纳削减融化部面积,降落液深(液深为100~300mm),严酷节制窑炉的氧化-复原氛围,坚持不变的Fe2+Fe3+比值等手艺办法。同时接纳加热式管状流液洞,削减熔体对流液洞耐火资料的腐蚀净化,有益于基层熔体的活动与温度的恒定,到达向成型部或通路供给品质不变,合适纤维成型工艺请求的熔体的目标。在纤维成型方面,接纳铂管分流器、中间取液法(喂液器位于熔体液面高度的1/2处)、短漏板和热风式丝根冷却器等手艺,拉丝功课不变性大幅度进步,断头率降落到0.9根/h,取得了高品质的持续玄武岩纤维。
      玄武岩纤维的出产接纳单一的矿物质料,节流了一套共同料制备体系,同时不硼酸和纯碱等质料的挥发,和由此发生的对窑耐火资料的腐蚀,出产情况的卫生水平得以进步,这是它的长处。其错误谬误也是不言而喻的。起首,熔体铁含量高,因为铁离子对铂铑合金的冶金化学感化,使铂铑合金漏板的利用周期大大延长,铂耗增添;其次,铂用量大,投资大;再次,玄武岩熔制的进程便是粉碎各类矿物的晶格,使之成为熔体的进程。加上熔体透热性差,易结晶,是以须要更高的熔制温度和更长的熔体均化时候,使其热耗增添,出产效力降落。
      纯玄武岩池窑拉丝工艺进程是,经破裂、洗濯后直径为50~60mm的玄武岩料块,由加料装备投入池窑,在垂直火焰的感化下,在约1500℃的温度下融化、均化、脱气后,熔体穿过沉式加热式管状流液洞,进入通路,此时熔体到达合适成型的温度,并由铂管分流器输到达响应的中间喂液器,让它流入铂漏板,由漏嘴流出的熔体,在热风式丝根冷却器的强迫冷却下构成纤维,集束后卷绕在拉丝机机头的绕丝筒上。


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