專利名稱：一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用液態(tài)工業(yè)爐渣和微晶玻璃廢料制備一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，工業(yè)固體廢棄物的排放量逐年增加，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和破壞。如何有效利用工業(yè)固體廢棄物并保護(hù)環(huán)境，已受到人們的普遍關(guān)注。目前，高溫磷渣、冶金爐渣出爐的方式是將液態(tài)爐渣導(dǎo)出并水淬，使其成為一定大小的固體顆粒。利用磷渣、冶金爐渣等固體廢棄物為原料制備微晶玻璃的方法已有報道，其制備方法是將包括爐渣在內(nèi)的各種原料按一定配比混合后高溫熔制，再成型、燒結(jié)、晶化、退火，雖然這些方法可以利用固體廢棄物，但材料制備工藝過程較復(fù)雜，需對混合料重新進(jìn)行高溫熔化， 因此能耗高。此外，在建筑裝飾微晶玻璃生產(chǎn)過程中，一些廢品和切裁邊角料通常是重新回爐高溫熔化，消耗了大量能源。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有工業(yè)固體廢棄物和微晶玻璃廢料利用技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，該方法工藝簡單、節(jié)能，節(jié)約資源，利于環(huán)保。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣(如磷渣、鋼渣)出口，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料粉碎成0. 1 0. 5mm的顆粒，得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維23 35%、微晶玻璃廢料顆粒60 75%、發(fā)泡劑2 7%，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、 微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至850°C 950°C (室溫至700°C升溫速率為4 6°C /分鐘，700°C以上升溫速率為6 8°C /分鐘)、保溫1. 0 2. 0小時進(jìn)行燒成；然后經(jīng)退火、冷卻(以15 20°C /分鐘的降溫速度降至600°C，再以0. 7 1. 2V / 分鐘的降溫速度降至250°C，然后以5 7°C /分鐘的降溫速度冷卻至60°C )，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。所述高溫液態(tài)爐渣為高溫液態(tài)磷渣或高溫液態(tài)鋼渣。所述微晶玻璃廢料為建筑裝飾用微晶玻璃廢品或建筑裝飾用微晶玻璃切裁的邊角料。所述發(fā)泡劑為碳粉、白云石、云母中的任意一種或任意二種以上(含任意二種)的混合物，任意二種以上(含任意二種)混合時為任意配比。
本發(fā)明的有益效果是一是直接將工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣(磷渣、鋼渣)制成短纖維作為原料，節(jié)約資源，利于環(huán)保；二是纖維狀爐渣(爐渣短纖維)起到材料骨架結(jié)構(gòu)的作用，與顆粒狀微晶玻璃相結(jié)合，提高了整體強(qiáng)度。三是原料不需高溫熔化，工藝過程簡單并節(jié)省了大量能源。四是微晶玻璃廢料因其本身已是微晶玻璃則不需再晶化，只需燒成而大大縮短了制備時間。與其它保溫材料相比，本發(fā)明材料具有纖維增強(qiáng)和微晶增強(qiáng)的雙重特性，其抗折強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、隔熱性能好，使用溫度范圍廣，可用于建筑物及工業(yè)設(shè)備的保溫。
具體實施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。實施例1 一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣出口(在制磷電爐出渣口)，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料(建筑裝飾用微晶玻璃切裁的邊角料)粉碎成0. 1 0. 2mm的顆粒，得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維35%、微晶玻璃廢料顆粒61%、發(fā)泡劑(碳粉)4%，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至850°C (室溫至700°C升溫速率為 5°C /分鐘，7000C以上升溫速率為8°C /分鐘)、保溫1. 0小時進(jìn)行燒成，利用纖維界面易于析晶的原理，短時間內(nèi)形成大量纖維狀微晶玻璃，而微晶玻璃粒料軟化并出現(xiàn)部分液相，燒結(jié)成一整體材料，同時由于發(fā)泡劑的作用，在材料中形成一定量封閉氣孔；然后經(jīng)退火、冷卻(以15°C /分鐘的降溫速度降至600°C，再以1°C /分鐘的降溫速度降至250°C，然后以 5°C /分鐘的降溫速度冷卻至60°C )，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。所得到的纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的性能指標(biāo)為密度1. 7g/cm3，抗折強(qiáng)度 30MPa，吸水率< 0. 12%，耐酸性0. 011%，耐堿性0. 014%，使用溫度-506000C0實施例2 一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣出口(即煉鋼爐出渣口)，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料(即建筑裝飾用微晶玻璃廢品)粉碎成0. 2 0. 3mm的顆粒， 得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維30%、微晶玻璃廢料顆粒64%、發(fā)泡劑(白云石)6%，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至880°C (室溫至700°C升溫速率為 40C /分鐘，700°C 880°C升溫速率為7°C /分鐘)、保溫1. 5小時進(jìn)行燒成，利用纖維界面易于析晶的原理，短時間內(nèi)形成大量纖維狀微晶玻璃，而微晶玻璃粒料軟化并出現(xiàn)部分液相，燒結(jié)成一整體材料，同時由于發(fā)泡劑的作用，在材料中形成一定量封閉氣孔；然后經(jīng)退火、冷卻(以18°C /分鐘的降溫速度降至600°C，再以0. 8°C /分鐘的降溫速度降至250°C， 然后以6°C /分鐘的降溫速度冷卻至60°C )，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。獲得的纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的性能指標(biāo)為1. 8g/cm3,抗折強(qiáng)度35MPa，吸水率< 0. 10%，耐酸性0. 010%，耐堿性0. 013%，使用溫度-506000C0實施例3 一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣出口(在制磷電爐出渣口)，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料粉碎成0. 3 0. 4mm的顆粒，得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維23%、微晶玻璃廢料顆粒75%、發(fā)泡劑(云母)2%，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至900°C (室溫至700°C升溫速率為6°C /分鐘，7000C以上升溫速率為8°C /分鐘)、保溫1. 5小時進(jìn)行燒成；然后經(jīng)退火、冷卻(以20°C /分鐘的降溫速度降至600°C，再以0. 7°C /分鐘的降溫速度降至250°C，然后以5°C /分鐘的降溫速度冷卻至60°C )，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。獲得的纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的性能指標(biāo)為1. 9g/cm3,抗折強(qiáng)度36MPa，吸水率< 0. 11 %，耐酸性0.010%,耐堿性0.013%,使用溫度-50V 600V。實施例4 —種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣出口(即煉鋼爐出渣口)，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料粉碎成0. 4 0. 5mm的顆粒，得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維33%、微晶玻璃廢料顆粒60%、發(fā)泡劑7% (碳粉4%，白云石3% )，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至950°C (室溫至700°C升溫速率為 5°C /分鐘，700°C 950°C升溫速率為8°C /分鐘)、保溫2. 0小時進(jìn)行燒成；然后經(jīng)退火、 冷卻(以16°C /分鐘的降溫速度降至600°C，再以1. 2V /分鐘的降溫速度降至250°C，然后以6°C /分鐘的降溫速度冷卻至60°C )，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。獲得的纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的性能指標(biāo)為1. 7g/cm3,抗折強(qiáng)度30MPa，吸水率< 0. 15%，耐酸性0. 011%，耐堿性0. 014%，使用溫度-506000C0
權(quán)利要求
1.一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣出口，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料粉碎成0.1 0. 5mm的顆粒，得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維23 35%、微晶玻璃廢料顆粒60 75%、 發(fā)泡劑2 7%，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至850°C 950°C、保溫1.0 2. 0小時進(jìn)行燒成；然后經(jīng)退火、冷卻，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，其特征在于 所述高溫液態(tài)爐渣為高溫液態(tài)磷渣或高溫液態(tài)鋼渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，其特征在于 所述微晶玻璃廢料為建筑裝飾用微晶玻璃廢品或建筑裝飾用微晶玻璃切裁的邊角料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，其特征在于 所述發(fā)泡劑為碳粉、白云石、云母中的任意一種或任意二種以上的混合物，任意二種以上混合時為任意配比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的方法。一種纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料的制備方法，其特征在于它包括如下步驟1)首先在工業(yè)爐的高溫液態(tài)爐渣出口，通過離心噴吹工藝獲得爐渣短纖維；2)將微晶玻璃廢料粉碎成0.1～0.5mm的顆粒，得到微晶玻璃廢料顆粒；3)按各原料所占重量百分?jǐn)?shù)為爐渣短纖維23～35％、微晶玻璃廢料顆粒60～75％、發(fā)泡劑2～7％，選取爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑，備用；將爐渣短纖維、微晶玻璃廢料顆粒和發(fā)泡劑混合均勻，得到混合料；4)將混合料放進(jìn)模具中，然后置于燒成窯加熱至850℃～950℃、保溫1.0～2.0小時進(jìn)行燒成；然后經(jīng)退火、冷卻，取出脫模，即獲得纖維增強(qiáng)微晶玻璃保溫材料。該方法工藝簡單、節(jié)能，節(jié)約資源，利于環(huán)保。
文檔編號C03C14/00GK102173567SQ20111002376
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者何峰, 全健, 李宏, 湯李纓, 程金樹, 鄭偉宏, 陸平 申請人:武漢理工大學(xué)