一種硅酸鋁纖維的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機(jī)材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅酸鋁纖維的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅酸鋁纖維，又稱作陶瓷纖維，是一種新型輕質(zhì)的耐火材料，具有容重輕、耐高溫、 熱穩(wěn)定性好、熱傳導(dǎo)率低、熱容小、抗機(jī)械振動好、受熱膨脹小、隔熱性能好等優(yōu)點(diǎn)。中國從 上世紀(jì)70年代開始硅酸鋁纖維的生產(chǎn)研究，當(dāng)前，生產(chǎn)硅酸鋁所用原料主要為焦寶石、煤 矸石、高嶺巖、鋁礬土等天然礦物原料，在使用前，需把礦物原料在一定的溫度下進(jìn)行煅燒， 燒除水分、有機(jī)物及其它易燒除的雜質(zhì)，獲得一種相對穩(wěn)定的材料狀態(tài)，即礦物熟料，一般 燒后的礦物熟料多數(shù)呈大塊狀。在生產(chǎn)硅酸鋁纖維時，通常需要把大塊狀的原料經(jīng)鄂破加 工成小塊料，經(jīng)電阻爐中進(jìn)行熔融、形成的熔融液經(jīng)離心甩絲或噴吹成纖制備成硅酸鋁纖 維。
[0003] 生產(chǎn)硅酸鋁纖維所用的天然礦物熟料一般呈大塊狀，盡管在使用時，會先進(jìn)行鄂 破加工，把大塊狀的原料加工成小塊狀的原料再進(jìn)行使用，但原料粒徑仍然較大，一般在厘 米級別。受原料粒徑較大影響，原料受熱面積小，并且原料之間間隙大，在原料熔化過程中， 熱量散失較多，導(dǎo)致原料熔化速度慢、能耗升高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種硅酸鋁纖維的制備方法，本發(fā)明中的制備方法原料熔 化速率快，能耗低。
[0005] 本發(fā)明提供一種硅酸鋁纖維的制備方法，包括以下步驟：
[0006] 將硅酸鋁纖維的原料熟料依次進(jìn)行粉碎、熔融和離心甩絲，得到硅酸鋁纖維；
[0007] 所述粉碎的粒度級配為：2~5mm粒徑的質(zhì)量百分含量為50~99% ;0~2mm粒 徑的質(zhì)量百分含量為1~50%。
[0008] 優(yōu)選的，所述粉碎后2~5mm粒徑的質(zhì)量百分含量為60~95%。
[0009] 優(yōu)選的，所述粉碎后2~5mm粒徑的質(zhì)量百分含量為70~90%。
[0010] 優(yōu)選的，所述粉碎后0~2mm粒徑的質(zhì)量百分含量為5~40%。
[0011] 優(yōu)選的，所述粉碎后0~2_粒徑的質(zhì)量百分含量為10~30%。
[0012] 優(yōu)選的，所述硅酸鋁纖維的原料熟料包括煤矸石熟料和高嶺巖熟料。
[0013] 優(yōu)選的，所述煤矸石熟料和高嶺巖熟料的質(zhì)量比為（6~9) : (1~4)。
[0014] 優(yōu)選的，所述煤矸石熟料和高嶺巖熟料的質(zhì)量比為（7~8) : (2~3)。
[0015] 優(yōu)選的，所述煤矸石熟料經(jīng)粉碎后的粒度級配為：2~5_粒徑的質(zhì)量百分含量為 70~90% ;0~2mm粒徑的質(zhì)量百分含量為10~30%。
[0016] 優(yōu)選的，所述高嶺巖熟料經(jīng)粉碎后的粒度級配為：2~5mm粒徑的百分含量為 70~90% ;0~2mm粒徑的質(zhì)量百分含量為10~30%。
[0017] 本發(fā)明經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，原料粒度過小（2mm以下）會存在缺點(diǎn)，一方面會造成原料透 氣性不好，在原料結(jié)晶水脫除時，因局部積存水蒸氣過多、壓力過大，會造成鼓液，造成熱量 損失，并且存在安全隱患；另一方面有機(jī)雜質(zhì)（如原料中殘余的碳）因得不到充足的空氣， 不能燃燒脫除，熔化后進(jìn)入熔融液中造成產(chǎn)品變色，影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量。
[0018] 因此，本發(fā)明提供了一種硅酸鋁纖維的制備方法，包括以下步驟：將硅酸鋁纖維的 原料熟料依次進(jìn)行粉碎、熔融和離心甩絲，得到硅酸鋁纖維；所述粉碎的粒度級配為：2~ 5mm粒徑的質(zhì)量百分含量為50~99% ;0~2mm粒徑的質(zhì)量百分含量為1~50%。本發(fā)明 將粉碎粒徑限制在5mm以下，并且通過合理的粒徑配比，不僅可提高原料熔化速度，減低能 耗，還能規(guī)避原料粒度過小存在的缺點(diǎn)。在使用相同原料及相同生產(chǎn)條件下，按照本發(fā)明中 的方法生產(chǎn)每噸硅酸鋁纖維可節(jié)省能源100kW·h左右。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明提供了一種硅酸鋁纖維的制備方法，包括以下步驟：
[0020] 將硅酸鋁纖維的原料熟料依次進(jìn)行粉碎、熔融和離心甩絲，得到硅酸鋁纖維；
[0021] 所述粉碎的粒度級配為：2~5mm粒徑的質(zhì)量百分含量為50~99% ;0~2mm粒 徑的質(zhì)量百分含量為1~50%。
[0022] 本發(fā)明中的制備方法原料熔化速率快，能耗低。
[0023] 在本發(fā)明中，所述硅酸鋁纖維的原料熟料優(yōu)選包括焦寶石熟料、煤矸石熟料、 高嶺巖熟料和鋁礬土熟料中的一種或幾種，其中，焦寶石熟料中，Al203:40~50%、 Al203+Si02> 97%、Fe203〈1 % ;煤矸石熟料中，Al203:40 ~50 %、A1 203+Si02> 97 %、 Fe203〈l% ;高嶺巖熟料中，Al203:20 ~40%、A1 203+Si02多 96%、Fe203〈l% ;鋁礬土熟料中， Al203:50~60%、A1 203+Si02> 97%、Fe203〈1· 5%。本發(fā)明對所述各種原料熟料的來源沒 有特殊的限制，滿足上述成分質(zhì)量配比即可。
[0024] 在本發(fā)明中，所述硅酸鋁纖維的原料熟料經(jīng)粉碎后得到熟料的粉料，以質(zhì)量百分 數(shù)計(jì)，所述熟料粉料的粒度級配為：2~5mm粒徑的占50~99% ;優(yōu)選為60~95%，更優(yōu) 選為70~90% ;0~2mm粒徑的占1~50%，優(yōu)選為5~40%，更優(yōu)選為10~30%，具體 的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可采用70 %的2~5mm粒徑和30 %的0~2mm粒徑；60 %的2~ 5mm粒徑和40 %的0~2_粒徑；50 %的2~5_粒徑和50 %的0~2_粒徑。
[0025] 本發(fā)明優(yōu)選將采用煤矸石熟料和高嶺巖熟料作為生產(chǎn)硅酸鋁纖維的原料熟料，所 述煤矸石熟料和高嶺巖熟料的質(zhì)量比優(yōu)選為（6~9) : (1~4)，更優(yōu)選為（7~8) : (2~3)， 最優(yōu)選為8:2。本發(fā)明優(yōu)選將所述煤矸石熟料和高嶺巖熟料分別粉碎后，再混合均勻。具體 的，在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述煤矸石熟料可采用以下粒度級配：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，2~5_ 粒徑占70%，0~2mm粒徑占30% ;2~5_粒徑占60%，0~2mm粒徑占40% ;2~5_粒 徑占50%，0~2mm粒徑占50% ;所述高嶺巖熟料可采用以下粒度級配，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)， 2~5_粒徑占70 %，0~2mm粒徑占30 % ;2~5_粒徑占60 %，0~2mm粒徑占40 % ; 2~5_粒徑占50 %，0~2_粒徑占50 %。
[0026] 本發(fā)明限定的特定的粒徑級配具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0027] 1、可以提高原料加工混合均勻度及降低原料運(yùn)輸及使用過程中原料偏析程度，提 高了產(chǎn)品化學(xué)成分及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
[0028] 2、縮短了原料內(nèi)部結(jié)晶水向表面迀移的距離，加快了原料中結(jié)晶水的脫除；同時， 增大了有機(jī)雜質(zhì)與熔融液直接接觸的機(jī)會，加快了有機(jī)雜質(zhì)的脫除。
[0029] 3、原料粒度在0~5_之間，其比表面積較大，表面能較高，原料表面缺陷增多，從 而增加了原料的活性，增加了燒結(jié)助動力，促進(jìn)物料燒結(jié)，從而原料熔化速度加快。
[0030] 在本發(fā)明中，所述熔融和離心甩絲均為本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的制備硅酸鋁纖維的 方法，在此不再贅述，其中，熔融的溫度優(yōu)選為2000~2500°C，更優(yōu)選為2100~2400°C。
[0031] 本發(fā)明測試了本發(fā)明得到的硅酸鋁纖維的纖維直徑，結(jié)果表明，本發(fā)明中硅酸鋁 纖維的纖維直徑為3~5μπι。
[0032] 本發(fā)明按照GB/T17911-2006抗拉強(qiáng)度測試了本發(fā)明得到的硅酸鋁纖維的抗拉強(qiáng) 度，結(jié)果表明，本發(fā)明中硅酸鋁纖維的抗拉強(qiáng)度為0. 05~0. 06MPa。
[0033] 本發(fā)明按照YB/T4130-2005水流量平板法測試了本發(fā)明得到的硅酸鋁纖維的導(dǎo) 熱系數(shù)，結(jié)果表明，本發(fā)明中硅酸鋁纖維的導(dǎo)熱系數(shù)為0. 128W/m·k(平均500°C)。
[0034] 本發(fā)明按照GB/T17911 -2006加熱永久線變化測試了本發(fā)明得到的硅酸鋁 纖維的加熱永久線變化，結(jié)果表明，本發(fā)明中硅酸鋁纖維的加熱永久線變化為-0. 8% (80(TCX24h)〇
[0035] 本發(fā)明提供了一種硅酸鋁纖維的制備方法，包括以下步驟：將硅酸鋁纖維的原料 熟料依次進(jìn)行粉碎、熔融和離心甩絲，得到硅酸鋁纖維；所述粉碎的粒度級配為：2~5_粒 徑的質(zhì)量百分含量為50~99% ;0~2mm粒徑的質(zhì)量百分含量為1~50%。本發(fā)明將粉 碎粒徑限制在5mm以下，并且通過合理