專利名稱：超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種玄武巖纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，特別是涉及一種超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
玄武巖是一種地下巖漿從火山中噴出或從地表裂隙中溢出凝結(jié)形成的火成巖。玄武巖的主要成分是硅鋁酸鈉或硅鋁酸鈣，二氧化硅的含量大約是45-52%，還含有較高的氧化鐵和氧化鎂，是一種細(xì)粒致密的黑色巖石。由于噴發(fā)時(shí)產(chǎn)生大量氣孔，有時(shí)是大孔如杏仁狀構(gòu)造，后來(lái)中間常被其他礦物充填。玄武巖巖漿的黏度小，易于流動(dòng)，形成很大的覆蓋層，常形成廣大的熔巖臺(tái)地，所以分布很廣。 玄武巖根據(jù)其成分不同可以分為拉斑玄武巖、堿性玄武巖、高鋁玄武巖；按其結(jié)構(gòu)不同可分為氣孔狀玄武巖、杏仁狀玄武巖、玄武玻璃；按其充填礦物不同可分為橄欖玄武巖、紫蘇輝石玄武巖等。沒(méi)有被風(fēng)化的玄武巖是黑色或暗綠色的致密巖石，由于其凝結(jié)后產(chǎn)生六方晶體節(jié)理，被風(fēng)化后形成六方柱狀，風(fēng)化厲害可以形成黃褐色的玄武土，如果進(jìn)一部被雨水淋濾，除去二氧化硅形成鋁土礦。有的玄武巖氣孔中還充填有銅、鈷、硫磺等礦物。玄武巖是基性噴出巖的一種。成分相當(dāng)于輝長(zhǎng)巖。灰黑色。常具氣孔狀、杏仁狀構(gòu)造和斑狀結(jié)構(gòu)。斑晶為橄欖石、輝石、基性長(zhǎng)石等；基質(zhì)一般為細(xì)?；螂[晶質(zhì)。按次要礦物的不同，可劃分為橄欖玄武巖、紫蘇輝石玄武巖等；按結(jié)構(gòu)構(gòu)造，可分為氣孔狀玄武巖、杏仁狀玄武巖等；按化學(xué)成分和礦物成分，可分為高鋁玄武巖、堿性玄武巖和拉斑玄武巖等。由于玄武巖漿粘度小，流動(dòng)性大，噴溢地表易形成大規(guī)模熔巖流和熔巖被，但也有呈層狀侵入體的，如巖床等。在高原地區(qū)常形成面積達(dá)數(shù)千至數(shù)十萬(wàn)平方千米的熔巖臺(tái)地，有人稱其為高原玄武巖，如印度的德干高原玄武巖。在海洋則構(gòu)成海嶺和火山島。與之有關(guān)的礦產(chǎn)有銅、鈷、硫黃、冰洲石、寶石等，其本身亦可作耐酸鑄石原料。玄武巖連續(xù)纖維作為一種新型綠色環(huán)保原料出現(xiàn)于上世紀(jì)中期。從70年代起，美國(guó)和德國(guó)的科學(xué)家先后對(duì)玄武巖連續(xù)纖維的制備進(jìn)行了大量的探究，但未能成功的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)化。烏克蘭建筑材料工業(yè)部與當(dāng)年設(shè)立的科研生產(chǎn)聯(lián)合體，經(jīng)過(guò)幾十年的探索，終于在1985年成功的研制出了玄武巖纖維并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，玄武巖纖維直徑為13um。迄今為止，經(jīng)專家們的精心探研，玄武巖纖維的直徑可達(dá)7um以左右。玄武巖纖維化學(xué)性穩(wěn)定，具有良好的耐酸、耐堿性，使用溫度范圍大，力學(xué)性強(qiáng)，無(wú)毒，不易燃。而且具有優(yōu)良的物理機(jī)械性能，拉伸強(qiáng)度、彈性模量及斷裂伸長(zhǎng)都比較大。在一些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)完全可以替代玻璃纖維、碳纖維、高硅氧纖維、陶瓷纖維、芳綸及其他化學(xué)纖維等充當(dāng)復(fù)合材料的增強(qiáng)體。目前經(jīng)過(guò)多國(guó)專家20幾年的不懈攻關(guān)，玄武巖纖維的制作工藝已經(jīng)有了很大的提高，但仍然存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題I.整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程需要的成本較高。由于沒(méi)有找到合適的爐體材料，導(dǎo)致爐體壽命短，單位成本提高。也是因爐體材料的原因，如保溫做得好，爐體壽命就縮短，想延長(zhǎng)爐體壽命就不敢將爐體做太好的保溫層，導(dǎo)致加溫過(guò)程中電耗過(guò)高。2.玄武巖纖維的性能不能夠滿足特定的工況條件的需求。玄武巖的化學(xué)成分基本上是穩(wěn)定的，由于纖維直徑?jīng)Q定了一定的物理性能，所以必須將玄武巖的熔融條件進(jìn)行改變，也就是在其礦石中加入其他的成分。3.生產(chǎn)過(guò)程中的拉絲作業(yè)不穩(wěn)定目前國(guó)內(nèi)的一些玄武巖纖維生產(chǎn)企業(yè)，在生產(chǎn)中普遍存在纖維成型過(guò)程中作業(yè)不穩(wěn)定，成纖不勻，號(hào)數(shù)不勻率難控制的問(wèn)題，主要是因?yàn)闋t窯在融化巖石的過(guò)程中，電極分布不勻，電流不勻，導(dǎo)致融化熔體不勻所造成。4.拉絲爐、漏板的壽命短，產(chǎn)量低 玄武巖纖維在熔化過(guò)程中的熔融溫度要比普通玻纖高200多度，而巖石中又有很多金屬鐵的存在，還有很多的氧化物的不斷揮發(fā)，對(duì)爐體和漏板有著極大的損傷，導(dǎo)致對(duì)兩者的嚴(yán)重破壞。由此可見，上述現(xiàn)有的玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)方法顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有的玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)存在的缺陷，而提供一種新的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的制備系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是降低玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)成本，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。生產(chǎn)的玄武巖連續(xù)纖維的直徑更細(xì)，從而更加適于實(shí)用。本實(shí)用新型目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)系統(tǒng)，依次包括粉碎單元、除鐵單元、清洗單元、調(diào)配單元、熔化單元、浸潤(rùn)單元、拉絲單元。所述除鐵單元中溶液為無(wú)機(jī)酸。所述無(wú)機(jī)酸為鹽酸、硫酸、硝酸和/或磷酸。所述調(diào)配單元中加入助溶劑，所述助溶劑為占混合原料總重O. l_15wt%，為粉石英、蠟石、高嶺土、石灰石、白云石、純堿、硼鎂石、螢石和/或氧化鉀中的一種或幾種。所述熔化單元、浸潤(rùn)單元，拉絲單元在池窯中進(jìn)行，所述池窯采用鋯鋼玉耐火材料制作爐體。所述拉絲單元主要由三部分組成熔化部，澄清部，作業(yè)部，由數(shù)塊漏板同時(shí)生產(chǎn)。所述熔化部與澄清部之間裝有鉬金擋墻。所述拉絲單元采用鉬金漏板拉絲。所述鉬金漏板呈錐形。綜上所述，本發(fā)明超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)具有下列優(yōu)點(diǎn)I、成本低本實(shí)用新型的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)成本能夠控制在每噸4000-8000元人民幣，比目前采用其他技術(shù)生產(chǎn)成本至少低50%以上。這是因?yàn)楸景l(fā)明采用了如下工藝，從而大幅降低了成本2、本系統(tǒng)生產(chǎn)的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維具有優(yōu)異的耐候性和耐折性能[0031]由于本實(shí)用新型將普通的玄武巖礦石再加上其他有助于熔化和成纖的礦石一起進(jìn)行熔化，既解決了熔融困難的問(wèn)題，又進(jìn)一步改善了纖維性能的問(wèn)題。因此，本系統(tǒng)生產(chǎn)的纖維其耐折性是普通玄武巖連續(xù)纖維的5. 5倍，耐酸耐堿性分別提高了 2. 5倍3、本實(shí)用新型超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的單絲細(xì)度(直徑)低于5um本實(shí)用新型采用了化學(xué)方法對(duì)原料進(jìn)行篩選，使原料更純潔，更易于熔化，從而使熔體更均勻，使得成纖性能更加容易，進(jìn)而使得拉制出更細(xì)的纖維變成可能。4、本實(shí)用新型池窯的爐體壽命延長(zhǎng)本實(shí)用新型采用的爐體材料不同，爐體設(shè)計(jì)更加科學(xué)，保溫性能更好，使得爐體壽命可提高I. 5-3年，從而降低了成本投入?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型提出的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)能夠真正達(dá) 到工業(yè)化大批量的生產(chǎn)，使得玄武巖纖維的工業(yè)化量產(chǎn)變成可能。綜上所述，本系統(tǒng)特殊結(jié)構(gòu)具有上述諸多的優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，并在同類的系統(tǒng)中未見有類似的設(shè)計(jì)公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，在技術(shù)上有較大的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且具有增進(jìn)多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。

圖I所示的是本實(shí)用新型生產(chǎn)系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I所示，本系統(tǒng)較佳實(shí)施例，其主要包括以下步驟I、選礦首先是對(duì)從礦山開采出的礦石進(jìn)行破碎，加工成直徑為5mm的碎石。2、礦石粉碎及過(guò)篩。將礦石磨碎成直徑小于Imm的小塊后洗凈，繼續(xù)將其精磨制成50目左右的粉末狀。3、混合原料的除鐵。除鐵的過(guò)程中采用化學(xué)除鐵法，經(jīng)酸濾浙，在此過(guò)程中可產(chǎn)生一些有價(jià)值的貴金屬。除鐵過(guò)程中酸液的溫度為45°C，酸液為濃度為40wt%的硫酸，除鐵中也可以用鹽酸、硝酸和磷酸等。4、洗料。酸洗除鐵后，將分離后最后形成的礦石原料用清水清洗干凈。5、混料。加入3. 5%的高嶺土添加劑后，通過(guò)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)混料、加料、喂料，使原料能夠自動(dòng)混合、自動(dòng)加料。6、投料。[0052]將預(yù)處理后的原料通過(guò)投料口投入窯爐內(nèi)。7、升溫。升溫是爐體預(yù)熱的過(guò)程也是將原料逐步融化的過(guò)程，玄武巖礦石必須經(jīng)過(guò)高溫才能夠形成玄武巖熔融玻璃體，熔制溫度為129(Tl320°C。8、浸潤(rùn)。本發(fā)明在生產(chǎn)中需使用德固賽公司所生產(chǎn)的潤(rùn)滑劑及道康寧公司生產(chǎn)的偶聯(lián)劑進(jìn)行浸潤(rùn)。該步驟是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。9、采用鉬金漏板拉絲。優(yōu)選200孔或400孔的鉬金漏板，可以使拉絲作業(yè)具有很好的穩(wěn)定性。10、將原絲進(jìn)行退解并捻，形成完整的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維。下面進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型中所使用的池窯和其爐體結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)池窯及其爐體結(jié)構(gòu)、電極設(shè)置，從而進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行公開。本池窯的熔窯主要由三大部分組成熔化部，上升道(澄清部)，通道(作業(yè)部)。爐體選用材料為高密度的鋯鋼鈺磚等靜壓制而成，根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)格購(gòu)進(jìn)，以砌筑方式將其安裝，選用本材料可以延長(zhǎng)爐體壽命，提高生產(chǎn)效率。本實(shí)用新型池窯的鉬銠合金材料形成的電極，以不同的位置分別安裝在窯池中，更有效的達(dá)到熔化所需的的溫度，使玄武巖溶液在池窯內(nèi)流動(dòng)暢通，再配合熱電偶顯示溫度對(duì)其調(diào)解，使其發(fā)揮最佳效果。本實(shí)用新型池窯的鉬金擋墻的獨(dú)有設(shè)計(jì)加快了熔化部與澄清部之間的溫度均勻，是溫度控制更具有實(shí)用性與階梯性，達(dá)到理想要求。本實(shí)用新型漏板的設(shè)計(jì)采用鉬銠100%的含量材料，特別是獨(dú)特的錐形漏板設(shè)計(jì)使得粘性玄武巖熔液由圓錐體變成圓柱體，即在拉力作用下克服高粘度玄武巖液體的內(nèi)摩擦力和形成纖維新表面的表面漲力給玄武巖熔液以加速度從而引申變成纖維狀的這一過(guò)程提供最佳效果。再配合恒流恒溫的漏板控制系統(tǒng)使漏板溫度均勻，使得成纖均勻，在變頻調(diào)整拉絲機(jī)牽弓I下使號(hào)數(shù)均勻達(dá)到可控標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)用新型為池窯拉絲，主要由三大部分組成熔化部，上升道(澄清部)，通道(作業(yè)部)。由數(shù)塊漏板進(jìn)行同時(shí)生產(chǎn)。熔化部?jī)?nèi)設(shè)有三對(duì)鉬銠合金電極，將熱電偶安裝在熔化部高溫區(qū)部分，根據(jù)電偶顯示溫度來(lái)調(diào)節(jié)電流大小，達(dá)到其熔化溫度。熔化部與上升道之間裝有一個(gè)鉬銠合金擋墻，距離窯底200cm上方有一個(gè)直徑150cm的流溢口。將完全熔化好的熔液流入到上升道內(nèi)。上升道內(nèi)裝有一對(duì)鉬金電極，將熔化好的熔液再次加熱，澄清，均化后再經(jīng)過(guò)爬坡磚流到作業(yè)部。作業(yè)部裝有鉬金電極和熱電偶，根據(jù)電偶顯示溫度來(lái)調(diào)整電極電流，使得溫度控制在1305°C ±2°C內(nèi)，玄武巖溶液經(jīng)過(guò)流溢槽再經(jīng)漏板，在拉絲機(jī)高速牽引下經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑槽完成拉絲過(guò)程。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型 技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，依次包括粉碎單元、除鐵單元、清洗單元、配料單元、熔化單元、浸潤(rùn)單元、拉絲單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，在池窯中進(jìn)行熔化、浸潤(rùn)和拉絲，所述池窯采用鋯鋼玉耐火材料制作爐體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述拉絲單元由三部分組成熔化部，澄清部和作業(yè)部，由數(shù)塊漏板同時(shí)拉絲。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述熔化部與澄清部之間裝有鉬金擋墻。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述拉絲單元采用鉬金漏板拉絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述鉬金漏板呈錐形。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)依次包括粉碎單元、除鐵單元、清洗單元、調(diào)配單元、熔化單元、浸潤(rùn)單元、拉絲單元。最終得到超細(xì)玄武巖連續(xù)纖維。本實(shí)用新型系統(tǒng)降低玄武巖連續(xù)纖維的生產(chǎn)成本，從而更加適于實(shí)用，使得玄武巖纖維的工業(yè)化量產(chǎn)變成可能，具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
文檔編號(hào)C03B37/00GK202754896SQ20122038921
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月7日
發(fā)明者宋朋澤 申請(qǐng)人:宋朋澤