CN101913771B - 一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法:首先,制备基础玻璃,通过配料、熔化、冷却和粉碎,得到基础玻璃粉料;然后,制备微晶多孔泡沫玻璃原料;其次,将原料装入模具中成型;最后,烧成微晶泡沫玻璃管。本发明能够制备出轻质保温、抗磨耐腐蚀、强度较高的多孔泡沫微晶玻璃管,该种管材可以具有不同的颜色,且可随意切割加工成需要的管道部件。
Description
技术领域
本发明涉及泡沫玻璃管的制备领域,具体涉及一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法。
背景技术
磷渣是磷矿石热法生产黄磷过程中排放的工业废渣,每生产1吨黄磷,大约产生8-10吨磷渣。以我国目前的黄磷生产能力,每年的磷渣排放量都在500万吨以上,且逐年递增,目前全国的磷渣排放量约为680-850万吨。通常情况下,磷渣的排放是采用水淬工艺进行的,即将熔融的高温磷渣水淬为磷渣粒料,这样的处理方法存在两个缺点:(1)熔融的磷渣中所蕴含的大量热能被浪费掉;(2)水淬处理工艺产生大量的腐蚀性热蒸汽,造成废水的二次污染。
目前磷渣绝大多数作为制造水泥、砖瓦等的原材料,制成低附加值的产品,经济上不划算,也有少量的磷渣用来作为制CaO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃的原材料,但是CaO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃中CaO的含量为15%左右,而磷渣中CaO的含量一般在40%左右,若制备CaO-Al2O3-SiO2微晶玻璃,则磷渣在微晶玻璃中的使用率非常低,其直占原材料总重量的30%左右。综上所述,磷渣的利用情况不符合大宗量、高附加值综合利用工业固体废弃物的产业政策和要求。
在微晶玻璃—微晶泡沫玻璃—泡沫玻璃这一系列中,微晶玻璃容重大(2500-3000kg/m3),大量用于非建筑行业,在建筑业中主要用作装饰材料。泡沫玻璃质轻(≤500kg/m3)、保温,但机械强度低,所以适宜做保温材料而不宜做墙体材料。为了克服微晶玻璃和泡沫玻璃在使用过程中存在的不足,研制了微晶泡沫玻璃。微晶泡沫玻璃由玻璃相、晶体和气孔三部分组成。在均匀分布着大量气孔的玻璃相基体中,均匀散布着大量的纳米级微小晶体,使玻璃与晶体网络连结在一起,形成玻晶交织结构,大大提高了材料的机械强度,从而能用于对强度要求较高的使用场合。由于该种材料中存在大量气孔,其容重大大减轻,又因气孔互不连通,所以材料具有轻型、保温、隔音的性能。它的容重一般均小于1000kg/m3,机械强度比饱沫玻璃大得多。它不权具有保温材料性能,更具有直接用于墙体建筑上优于石膏板和其它多孔砌块墙体材料的一大优点。
管道作为输送流体物质的装置,被广泛用于化工、石油、冶金、发电等行业。普通的管件比较简单,大多数由铸铁管或镀锌管构成。在一些腐蚀性较强的场合就需要在金属管内衬耐腐蚀材料,如四氟乙烯塑料等,或者利用玻璃、陶瓷等材料制作管件。这类材料存在的普遍问题是强度较低,很难进行切削加工。另外,在深冷或高热等特殊环境下使用的管道,或者输送需要保冷、保温流体的管道,需要在管件外部包覆保温材料。因此,制造出的管件在使用时,受到较大的限制。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,能够制备出轻质保温、抗磨耐腐蚀、强度较高的多孔泡沫微晶玻璃管,该种管材可以具有不同的颜色,且可随意切割加工成需要的管道部件。
为了达到上述目的,本发明通过以下具体的方案来实现:
一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量20.0-27.0wt%的添加剂,占总重量3.0-8.0wt%的助熔澄清剂,其中添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、NaNO3、CaF2、SiO2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是(8-20)∶(0-7)∶(0-8)∶(0-3)∶(0-5)∶(0-12)∶(0-7),澄清剂为CeO2、Na2O、NH4NO3和Na2SO4组成的混合物,它们之间的重量比是(0-4)∶(0-7)∶(2-5)∶(0-15),将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料。
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量65.0-75.0wt%的熔融态磷渣中,1460-1560℃范围内熔化2.0-4.0h,制成玻璃熔液,然后在1350-1500℃范围内保温1.0-3.0h,均化、澄清玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体。
磷渣的主要化学成分及其重量比是40.0-52.0%CaO、35.0-42.0%SiO2、3.2-6.8%Al2O3,2.8-3.6%MgO、1.3-4.0%P2O5、0.4-2.6%K2O、1.4-2.6%F、0.1-0.7%Fe2O3,磷渣在基础玻璃原材料中的使用量占其总重量的65.0-75.0%,基础玻璃的原材料还可由含有基础玻璃化学成分的矿物、化工原料、尾矿、废渣提供。
c、冷却
将高温玻璃熔体通过压延形成基础玻璃板,或将高温玻璃熔体浇注到预热的钢制模具中成型得到基础玻璃块,还可以将玻璃液直接水淬后干燥,得到基础玻璃粒料,将基础玻璃板块或粒料粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料。
(2)微晶多孔泡沫玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的85.0-90.0%,发泡剂占总重量的3.0-10.0%,稳泡剂占总重量的2.0-6.0%,调节成分占总重量的0-5.0%,着色剂占总重量的0-2.0%,其中发泡剂为SiC、碳粉(C)、碳酸钙(CaCO3)、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是(2-5)∶(0-3)∶(0-2)∶(0-3)∶(0-1),稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁中,它们之间的重量比是(1-6)∶(0-2)∶(0-3)∶(0-4),调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是(2-5)∶(0-3)∶(0-2)∶(0-5)∶(0-3)∶(0-2),着色剂为含有Fe、Mn、Cu、Cr、Co、Ni或Ti着色离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用,
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型,
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以8-20℃/min的升温速度,升温至850-1080℃,保温10-30min,再降温至600℃以下保温0-4.0h,形成泡沫玻璃,然后,以10-20℃/min的升温速度升温至700-800℃,保温2.0-6.0h核化,再以5-15℃/min的升温速度,升温至825-900℃,保温2.0-4.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃管。
本发明的有益效果和优点在于:
1、固体废弃物综合利用率高
充分利用磷渣,磷渣在基础玻璃原材料中的使用量可达总重量的85.0-90.0%,其在微晶泡沫玻璃原材料中的使用量最高可达67.5%。
2、微晶泡沫玻璃管重量轻、保温效果好
管壁内部结构以闭合型气泡为主,平均泡径0.2-2.0mm,密度≤0.72g/cm3,隔热保温性能优良,导热系数≤0.098W/m·K。
3、机械强度高、抗磨耐腐蚀
微晶泡沫玻璃管体抗压强度≥10.4MPa,弯曲强度≥2.0MPa,耐磨性≤1.8×10-3g/cm2,耐酸碱腐蚀,耐酸性k≤0.05%,耐碱性k≤0.03%。
4、可切削加工性能优良
微晶多孔泡沫玻璃管可根据实际需要,切割加工成不同规格和形状的管件。
5、坯体与烧成品的体积相同,即在烧成过程中,体积没有发生变化,粉料烧成收缩与发泡的体积膨胀相同。
6、管件的外形可以是圆筒形或弯曲形或异径的,也可以做成三通或者四通,甚至其它形状,管件的内部还可以带有螺纹。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作详细描述,本发明的范围不受实施例的限制。
实施例1
一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量25.0wt%的添加剂,占总重量5.0wt%的助熔澄清剂,其中澄清剂为NH4NO3和Na2SO4组成的混合物,它们之间的重量比是2∶1,添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、SiO2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是10∶4∶5∶10∶5,将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料。
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量70.0wt%的熔融态磷渣中,在1560℃熔化4h,制成玻璃熔液,然后在1480℃保温1h,澄清、均化玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体,其中磷渣的主要化学成分是42.35%CaO、38.65%SiO2、6.65%Al2O3、2.94%MgO、2.62%P2O5、1.64%K2O、1.48%F、0.47%Fe2O3、0.46%TiO2、0.38%Na2O、0.28%BaO、0.15%SrO、0.14%ZrO2。
c、冷却
将高温玻璃熔体浇注到在600℃预热的钢制模具中成型,得到成型的玻璃块,将基础玻璃块粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料。
(2)微晶多孔(泡沫)玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的85.0%,发泡剂占总重量的6.0%,稳泡剂占总重量的4.0%,调节成分占总重量的4.0%,着色剂占总重量的1.0%,其中发泡剂为SiC、碳粉(C)、碳酸钙(CaCO3)、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是5∶1∶0∶2∶1,稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁中,它们之间的重量比是4∶0∶0∶1,调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是3∶1∶0∶0∶0∶0,着色剂为含有Fe离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用。
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型。
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以15℃/min的升温速度,升温至920℃,保温20min,再降温至600℃以下保温3.0h,形成泡沫玻璃,然后,以15℃/min的升温速度升温至725℃,保温4.0h核化,再以8℃/min的升温速度,升温至835℃,保温2.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃。
该微晶多孔(泡沫)玻璃管体的体积密度为0.70g/cm3,平均泡径0.7mm,导热系数0.087W/m·K,抗压强度12MPa,弯曲强度2.4MPa,耐磨性1.7×10-3g/cm2,耐酸性k=0.05%,耐碱性k=0.03%。
实施例2
一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量25.0wt%的添加剂,占总重量3.0wt%的助熔澄清剂,其中澄清剂为NH4NO3、Na2SO4和CeO2份组成的混合物,它们之间的重量比是4∶1∶1,添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、SiO2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是15∶3∶5∶8∶3,将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料,
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量72.0wt%的熔融态磷渣中,在1540℃熔化4h,制成玻璃熔液,然后在1460℃保温1h,澄清、均化玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体,其中磷渣的主要化学成分是42.35%CaO、38.65%SiO2、6.65%Al2O3、2.94%MgO、2.62%P2O5、1.64%K2O、1.48%F、0.47%Fe2O3、0.46%TiO2、0.38%Na2O、0.28%BaO、0.15%SrO、0.14%ZrO2。
c、冷却
玻璃液通过压延形成基础玻璃板,将基础玻璃板粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料。
(2)微晶多孔(泡沫)玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的87.0%,发泡剂占总重量的5.0%,稳泡剂占总重量的5.0%,调节成分占总重量的2.5%,着色剂占总重量的0.5%,其中发泡剂为SiC、碳粉(C)、碳酸钙(CaCO3)、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是5∶1∶0∶1∶0,稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁中,它们之间的重量比是5∶0∶0∶1,调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是4∶2∶0∶1∶0∶0,着色剂为含有Ti离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用。
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型。
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以15℃/min的升温速度,升温至970℃,保温15min,再降温至600℃以下保温4.0h,形成泡沫玻璃,然后,以15℃/min的升温速度升温至735℃,保温3.5h核化,再以5℃/min的升温速度,升温至840℃,保温2.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃。
该微晶多孔(泡沫)玻璃管体的密为0.66g/cm3,平均泡径0.85mm,导热系数0.081W/m·K,抗压强度11.7MPa,弯曲强度2.8MPa,耐磨性1.73×10-3g/cm2,耐酸性k=0.04%,耐碱性k=0.025%。
实施例3
一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量27.0wt%的添加剂,占总重量5wt%的助熔澄清剂,其中澄清剂为NH4NO3、Na2SO4和CeO2组成的混合物,它们之间的重量比是2∶1∶1,添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、SiO2、CaF2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是20∶3∶5∶6∶2∶1,将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料。
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量68wt%的熔融态磷渣中,在1530℃熔化4h,制成玻璃熔液,然后在1460℃保温1h,澄清、均化玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体。其中磷渣的主要化学成分是42.35%CaO、38.65%SiO2、6.65%Al2O3、2.94%MgO、2.62%P2O5、1.64%K2O、1.48%F、0.47%Fe2O3、0.46%TiO2、0.38%Na2O、0.28%BaO、0.15%SrO、0.14%ZrO2。
c、冷却
玻璃液直接水淬后干燥,得到基础玻璃粒料,将基础玻璃粒料粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料。
(2)微晶多孔(泡沫)玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的90.0%,发泡剂占总重量的4.0%,稳泡剂占总重量的3.0%,调节成分占总重量的2.7%,着色剂占总重量的0.3%,其中发泡剂为SiC、碳粉(C)、碳酸钙(CaCO3)、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是5∶1∶1∶0∶0,稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁中,它们之间的重量比是4∶0∶1∶1,调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是5∶0∶1∶3∶0∶0,着色剂为含有Co离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用,
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型,
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以18℃/min的升温速度,升温至1020℃,保温20min,再降温至600℃以下保温3.0h,形成泡沫玻璃,然后,以10℃/min的升温速度升温至750℃,保温3.0h核化,再以7℃/min的升温速度,升温至875℃,保温2.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃。
该微晶多孔(泡沫)玻璃管体的密为0.60g/cm3,平均泡径1.1mm,导热系数0.074W/m·K,抗压强度12.6MPa,弯曲强度3.4MPa,耐磨性1.8×10-3g/cm2,耐酸性k=0.04%,耐碱性k=0.03%。
Claims (4)
1.一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量20.0-27.0wt%的添加剂,占总重量3.0-8.0wt%的澄清剂,其中添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、NaNO3、CaF2、SiO2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是(8-20)∶(0-7)∶(0-8)∶(0-3)∶(0-5)∶(0-12)∶(0-7),澄清剂为CeO2、Na2O、NH4NO3和Na2SO4组成的混合物,它们之间的重量比是(0-4)∶(0-7)∶(2-5)∶(0-15),将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料,
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量65.0-75.0wt%的熔融态磷渣中,1460-1560℃范围内熔化2.0-4.0h,制成玻璃熔液,然后在1350-1500℃范围内保温1.0-3.0h,均化、澄清玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体,磷渣的主要化学成分是40.0-52.0%CaO、35.0-42.0%SiO2、3.2-6.8%Al2O3,2.8-3.6%MgO、1.3-4.0%P2O5、0.4-2.6%K2O、1.4-2.6%F、0.1-0.7%Fe2O3,磷渣在基础玻璃原材料中的使用量占其总重量的65.0-75.0%,
c、冷却
将高温玻璃熔体通过压延形成基础玻璃板,或将高温玻璃熔体浇注到预热的钢制模具中成型得到基础玻璃块,或将玻璃液直接水淬后干燥,得到基础玻璃粒料,将基础玻璃板、块或粒料粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料,
(2)微晶多孔泡沫玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的85.0-90.0%,发泡剂占总重量的3.0-10.0%,稳泡剂占总重量的2.0-6.0%,调节成分占总重量的0-5.0%,着色剂占总重量的0-2.0%,其中发泡剂为SiC、碳粉C、碳酸钙CaCO3、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是(2-5)∶(0-3)∶(0-2)∶(0-3)∶(0-1),稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁,它们之间的重量比是(1-6)∶(0-2)∶(0-3)∶(0-4),调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是(2-5)∶(0-3)∶(0-2)∶(0-5)∶(0-3)∶(0-2),着色剂为含有Fe、Mn、Cu、Cr、Co、Ni或Ti着色离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用,
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型,
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以8-20℃/min的升温速度,升温至850-1080℃,保温10-30min,再降温至600℃以下保温0-4.0h,形成泡沫玻璃,然后,以10-20℃/min的升温速度升温至700-800℃,保温2.0-6.0h核化,再以5-15℃/min的升温速度,升温至825-900℃,保温2.0-4.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃管。
2.根据权利要求1所述的一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量25wt%的添加剂,占总重量5.0wt%的助熔澄清剂,其中澄清剂为NH4NO3和Na2SO4组成的混合物,它们之间的重量比是2∶1,添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、SiO2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是10∶4∶5∶10∶5,将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料,
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量70wt%的熔融态磷渣中,在1560℃熔化4h,制成玻璃熔液,然后在1480℃保温1h,澄清、均化玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体,其中磷渣的主要化学成分是42.35%CaO、38.65%SiO2、6.65%Al2O3、2.94%MgO、2.62%P2O5、1.64%K2O、1.48%F、0.47%Fe2O3、0.46%TiO2、0.38%Na2O、0.28%BaO、0.15%SrO、0.14%ZrO2,
c、冷却
将高温玻璃熔体浇注到在600℃预热的钢制模具中成型,得到成型的玻璃块,将基础玻璃块粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料,
(2)微晶多孔泡沫玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的85.0%,发泡剂占总重量的6.0%,稳泡剂占总重量的4.0%,调节成分占总重量的4.0%,着色剂占总重量的1.0%,其中发泡剂为SiC、碳粉C、碳酸钙CaCO3、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是5∶1∶0∶2∶1,稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁,它们之间的重量比是4∶0∶0∶1,调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是3∶1∶0∶0∶0∶0,着色剂为含有Fe离子的着色剂,然 后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用,
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型,
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以15℃/min的升温速度,升温至920℃,保温20min,再降温至600℃以下保温3.0h,形成泡沫玻璃,然后,以15℃/min的升温速度升温至725℃,保温4.0h核化,再以8℃/min的升温速度,升温至835℃,保温2.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量25.0wt%的添加剂,占总重量3.0wt%的助熔澄清剂,其中澄清剂为NH4NO3、Na2SO4和CeO2组成的混合物,它们之间的重量比是4∶1∶1,添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、SiO2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是15∶3∶5∶8∶3,将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料,
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量72wt%的熔融态磷渣中,在1540℃熔化4h,制成玻璃熔液,然后在1460℃保温1h,澄清、均化 玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体,其中磷渣的主要化学成分是42.35%CaO、38.65%SiO2、6.65%Al2O3、2.94%MgO、2.62%P2O5、1.64%K2O、1.48%F、0.47%Fe2O3、0.46%TiO2、0.38%Na2O、0.28%BaO、0.15%SrO、0.14%ZrO2,
c、冷却
玻璃液通过压延形成基础玻璃板,将基础玻璃板粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料,
(2)微晶多孔泡沫玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的87.0%,发泡剂占总重量的5.0%,稳泡剂占总重量的5.0%,调节成分占总重量的2.5%,着色剂占总重量的0.5%,其中发泡剂为SiC、碳粉C、碳酸钙CaCO3、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是5∶1∶0∶1∶0,稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁,它们之间的重量比是5∶0∶0∶1,调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是4∶2∶0∶1∶0∶0,着色剂为含有Ti离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用,
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型,
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以15℃/min的升温速度,升温至970℃,保温15min,再降温至600℃以下保温4.0h,形成泡沫玻璃,然后,以15℃/min的升温速度升温至735℃,保温3.5h核化,再以 5℃/min的升温速度,升温至840℃,保温2.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃。
4.根据权利要求1所述的一种微晶多孔泡沫玻璃管的制备方法,其特征在于:具体步骤如下:
(1)基础玻璃制备
a、配料
将各种辅料粉碎,然后过40目筛,按照成分配比称量占总重量27.0wt%的添加剂,占总重量5.0wt%的助熔澄清剂,其中澄清剂为NH4NO3、Na2SO4和CeO2组成的混合物,它们之间的重量比是2∶1∶1,添加剂为Na2CO3、ZnO、MgO、SiO2、CaF2和Al2O3组成的混合物,它们之间的重量比是20∶3∶5∶6∶2∶1,将添加剂与澄清剂混合,形成均匀的辅料配合料,
b、熔化
将辅料配合料投入到占总重量68.0wt%的熔融态磷渣中,在1530℃熔化4h,制成玻璃熔液,然后在1460℃保温1h,澄清、均化玻璃液,得到熔融态的高温玻璃熔体,其中磷渣的主要化学成分是42.35%CaO、38.65%SiO2、6.65%Al2O3、2.94%MgO、2.62%P2O5、1.64%K2O、1.48%F、0.47%Fe2O3、0.46%TiO2、0.38%Na2O、0.28%BaO、0.15%SrO、0.14%ZrO2,
c、冷却
玻璃液直接水淬后干燥,得到基础玻璃粒料,将基础玻璃粒料粉碎、球磨,得到基础玻璃粉料,
(2)微晶多孔泡沫玻璃原料的制备
按照微晶多孔泡沫玻璃的原材料配比称量基础玻璃粉料、发泡剂、稳泡剂、调节成分和着色剂,基础玻璃占总重量的90.0%,发泡剂占总重量的4.0%,稳泡剂占总重量的3.0%,调节成分占总重量的2.7%,着色剂占总重量的0.3%,其中发泡剂为SiC、碳粉C、碳酸钙CaCO3、MnO2和Fe2O3,它们之间的重量比是5∶1∶1∶0∶0,稳泡剂为磷酸钠、磷酸、磷酸二氢钠和磷酸镁,它们之间的重量比是4∶0∶1∶1,调节成分为硼砂、硼酸、硝酸钠、氟硅酸钠、碳酸钠和碳酸镁,它们之间的重量比是5∶0∶1∶3∶0∶0,着色剂为含有Co离子的着色剂,然后,将原材料混合球磨至180目以下,形成微晶泡沫玻璃原料待用,
(3)成型
把脱模剂刷涂在耐热模具表面,然后,将混合好的微晶泡沫玻璃原料装入模具中成型,
(4)烧成
将坯体和模具一起送入窑炉,以18℃/min的升温速度,升温至1020℃,保温20min,再降温至600℃以下保温3.0h,形成泡沫玻璃,然后,以10℃/min的升温速度升温至750℃,保温3.0h核化,再以7℃/min的升温速度,升温至875℃,保温2.0h晶化,得到微晶泡沫玻璃。
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CN101602574A (zh) * | 2009-07-14 | 2009-12-16 | 陕西科技大学 | 一种高强度泡沫玻璃的制备方法 |
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