专利名称：高氧化锆耐碱玻璃球的生产方法
技术领域：
本发明属于建材工业中的耐碱玻璃球的生产方法，特别是一种生产含高 氧化锆(Z》2)的耐碱玻璃球的方法。采用该方法生产的玻璃球可作为优质原料 用于生产高性能耐碱玻璃纤维。
背景技术：
耐碱玻璃纤维、特别是高氧化锆含量的耐碱玻璃纤维是制造玻璃纤维增强水泥制品(简称GRC)的优质增强基材。由于此类制品具有质轻、强度高、 不燃、可设计性强、易成型、使用寿命长，成本远低于玻璃钢、镁水泥且长 期性能优于镁水泥等优点。在国内、外的建筑和土木工程中得到广泛的应用， 不仅作为墙体材料用于寒冷地区，而且延伸到现有的一些通常由玻璃钢或镁 水泥制作的产品领域。申请人在公告号为CN1500753A，发明名称为《一种 耐碱玻璃球的生产方法》及公告号为CN1248980C，发明名称为《耐碱玻璃 球的生产方法及……》的专利文献中先后公开了生产同类耐碱玻璃球的方法， 其化学成份中Zr02含量分别为13.8 16. 2w"/。及13. 8 17. 5wt%， 1\02含量均 为5.0 6.5wt%，……。采用此类玻球生产的耐碱玻纤维用于生产玻璃纤维 增强水泥制品使用寿命仅50年左右，虽然可满足常规建筑和土木工程耐用度 的要求，但由于其Z力2的含量相对较低，而TA含量又较高，因此用以生产 的玻璃纤维既不符合高锆耐碱玻璃纤维的技术标准，又不能满足耐碱度要求 高、使用寿命要求较长的建筑和土木工程的需要；此外，上述玻璃球还存在 拉丝率较低、拉丝成本较高的弊病。 发明内容本发明的目的是针对背景技术存在的弊病，研究开发一种高氧化锆耐碱 玻璃球的生产方法，提高玻璃球中ZA的含量，降低TA含量，改进拉丝性 能和所生产纤维的耐碱性，以达到既符合高锆耐碱玻璃球(纤维)技术标准的 要求，又能满足耐碱度要求高、使用寿命要求较长的建筑和土木工程的需要， 以及提高拉丝率、降低拉丝成本等目的。本发明的解决方案是在背景技术基础上调整原料配方中Zr02、 TA等成份 的比例及相关参数，仍通过以天然气为燃料的双碹窑炉或带电辅助加热的双 碹窑炉熔制，从而实现其目的。因此，本发明方法包括A、 备料按总配合料重量百分比计，将含Si0》98. 0%的石英砂39. 0 51. 0%，含Zr02 63 68%的锆英砂21. 5 33. 5%，含TA 85 90%的金红石0. 2 2. 5%， CaO含量为55 60%的方石4. 0 11. 5%，含CaF2 90 96%的萤石0. 8 2. 6%以及纯度不低于95. 0%的硝酸钾4. 0 7. 0%，分别粉碎后过20 40目筛， 称量待用；B、 初混a、将上述称量待用的硝酸钾、萤石、金红石按比例混合均匀， 待用；b、同时将其余原、辅料亦按比例混合均匀，待用；C、 配制混合料启动搅拌机，将经上述"a"、 "b"初混的混合料交替或 先后加入搅拌机内，待搅拌混合均匀后喷水，将混合料的含水率调配到3 5%范围内，再经混合均匀后出料；D、 溶制玻璃液将经C工序配制好的混合料由送料机送入以天然气作燃 料的双碹窑炉或带电辅助加热的双碹窑炉内，在1600 165(TC温度范围内， 熔制成玻璃液；E、 冷却、澄清、出料熔制成的高温玻璃液经熔化池的流液洞流入工作 池，冷却、澄清、均化后流入喂料咀、再经出料口以料股的形式出料并送入 制球装置；料股的温度控制在1200土2CTC范围内；F、 制球送入制球装置的料股经剪料机剪成坯料、再送入成型机成型， 成型后的玻球经退火处理，即制得按重量百分比计化学成份为Si02 : 55 . 0 60. 0%, Zr02: 16. 2 20. 0%， TA: 0. 5 3. 0%， Ca0: 3. 8 5. 2%， K20: 1. 8 3. 0%， Na20: 11.5 13.8， Al203<1.0， Fe203<0. 5的玻璃球。上述玻璃球的密度为2. 7 2. 85g/cm3，球径为4> 19. 5 22. 5mm。为了节 约能源及原辅料资源，降低生产成本，在配制混合料时，可加入拟产玻球重 量10 35%的熟料，当加入熟料生产相同成份玻球时，其余原、辅料的加入 量取中上限值。本发明由于在背景技术基础上调整了各成份的比例及相应参数，因而有 效提高了 Zr02的在玻球中的含量、相应降低了 TA的含量，从而既使玻球的 化学成份满足高氧化锆耐碱玻璃球标准的要求，用于拉制玻璃纤维又可提高 拉丝率10%左右，拉丝成本降低6 8%;经破坏性实验，玻纤的强力保留率提 高20%以上，耐碱强度明显提高，用于生产的玻璃纤维增强水泥制品，其使 用寿命可达70年以上。因而具有玻球中ZA含量高，符合国标对高氧化锆玻 球技术标准的要求，用以拉丝效率高、而成本较低，所生产的玻璃纤维耐碱 强度高，使用寿命长等特点。
具体实施方式
实施例l:以每生产100kg高氧化锆耐碱玻璃球为例。A、备料各原、辅材料用量分别为石英砂56.2kg、其中SiO2》99.0%、 Fe2O3<0.06%、 A1202 <0.2%，锆英砂29.9kg、其中含ZrO2 65.0%、 TiO2<2.0%、 Al2O3<0.8%， 金红石0.7kg、其中含丁;0287%、 Zr02〉1.5%、 A12O3<1.0%，方解石9.5kg， 其中CaO含55.70/。、 SiO2<1.0%、 Fe2O3<0.6°/0/^CaF2 94。/o的萤石2.1kg，纯 度为99.6%的纯碱27.4kg，纯度为99.0%硝酸钾5.7kg;各成份均为粉碎后过 40目筛的粉料；B、 初混将硝酸钾、萤石和金红石及其余原辅料分别混合成初混物料；C、 制混合料将上述两种初混物料交替送入搅拌机内混合均匀后，再加 入3.0kg清水，继续搅拌3分钟后出料；D、 熔制玻璃液将配制好的混合料经送料机陆续送入双碹窑炉的熔化池内，在1630土2(TC温度下熔制玻璃液；E、 冷却、澄清、出料熔制成的高温玻璃液经熔化池流液洞流入工作池， 冷却、澄清、均化后，上部玻璃液经喂料咀出口以料股的形式送入制球装置； 料股的温度控制在1200士2(TC范围内；F、 制球输入玻球直径为d)21.0mm的制球装置中的料股，经剪料机剪 成坯料后，送入成型机成型，成型后的玻球进入滚道式退火机冷却退火，即 制得&02含量为17.1%， 1^02含1.2%的高氧化锆耐碱玻璃球。实施例2:仍以每生产100kg玻球为例，原、辅料化学成份同实施l。原 辅料分别为55.1kg石英砂、33.5kg锆英砂，0.5kg金红石，9.75kg方解石， 2.0kg萤石，28kg纯碱及5.7kg硝酸钾，配制成混合粉料，在实施例l的工艺 条件下熔制。所生产的玻球含Zr02 18.5%、 Ti02 1.3%。实施例3:每生产100kg玻球为例，原、辅料化学成份及生产工艺条件 亦与实施例l同。原、辅料用料为石英砂44.9kg，锆英砂24.16kg，金红石 1.8kg，方解石6.0kg，萤石1.5kg，纯碱21.2kg，硝酸钾4.2kg，配成混合料 后(该用量可产75.0kg玻球)，加入26.5kg其主成份Zr02约17.0%的熟料(产 25.0kg玻球用量)。可制得含&02 17.1%， Ti02 2.0%的耐碱玻璃球。
权利要求
1. 一种高氧化锆耐碱玻璃球的生产方法，其方法包括A、备料按总配合料重量百分比计，将含SiO2≥98.0％的石英砂39.0～51.0％，含ZrO263～68％的锆英砂21.5～33.5％，含TiO285～90％的金红石0.2～2.5％，CaO含量为55～60％的方石4.0～11.5％，含CaF290～96％的萤石0.8～2.6％以及纯度不低于95.0％的硝酸钾4.0～7.0％，分别粉碎后过20～40目筛，称量待用；B、初混a、将上述称量待用的硝酸钾、萤石、金红石按比例混合均匀，待用；b、同时将其余原、辅料亦按比例混合均匀，待用；C、配制混合料启动搅拌机，将经上述“a”、“b”初混的混合料交替或先后加入搅拌机内，待搅拌混合均匀后喷水，将混合料的含水率调配到3～5％范围内，再经混合均匀后出料；D、溶制玻璃液将经C工序配制好的混合料由送料机送入以天然气作燃料的双碹窑炉或带电辅助加热的双碹窑炉内，在1600～1650℃温度范围内，熔制成玻璃液；E、冷却、澄清、出料熔制成的高温玻璃液经熔化池的流液洞流入工作池，冷却、澄清、均化后流入喂料咀、再经出料口以料股的形式出料并送入制球装置；料股的温度控制在1200±20℃范围内；F、制球送入制球装置的料股经剪料机剪成坯料、再送入成型机成型，成型后的玻球经退火处理，即制得按重量百分比计化学成份为SiO255.0～60.0％，ZrO216.2～20.0％，TiO20.5～3.0％，CaO3.8～5.2％，K2O1.8～3.0％，Na2O11.5～13.8，Al2Oa＜1.0，Fe2O3＜0.5的玻璃球。
2、 按权利要求1所述高氧化锆耐碱玻璃球的生产方法；其特征在于所述 玻球的密度为2.7 2.85g/cm3，球径为4> 19.5 22.5mm。
3、 按权利要求1所述高氧化锆耐碱玻璃球的生产方法；其特征在于在配 制混合料时，加入拟产玻球重量10 35%的熟料，当加入熟料生产相同成份 玻球时，其余原、辅料的加入量取中上限值。
全文摘要
本发明公开了一种高氧化锆含量的耐碱玻璃球的生产方法，该方法采用石英砂、方解石、锆英砂、金红石、萤石及硝酸钾、纯碱作为原、辅料或引入部分熟料代替原辅料，经粉碎，配制成混合料后送入天然气熔窑中熔制，再经冷却、澄清，制球、退火处理而成。本发明方法由于在原料粉中提高了锆英砂的用量、大大降低了金红石的用量，并相应调整了工艺参数，从而制得符合高氧化锆耐碱玻璃球技术标准的产品。采用该方法生产的玻球，具有可提高拉丝效率10％左右，拉丝成本降低6～8％，所产玻纤的强力保留率提高20％以上，耐碱强度明显提高，用以生产玻璃纤维增强水泥制品，使用寿命可长达70年以上等特点。
文档编号C03B5/00GK101269912SQ20081004435
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者范国矿, 莫云武 申请人:自贡市宏洋新型材料制品有限公司