Стекло для получения стекловолокна

 

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов из стеклянного штапельного волокна. С целью снижения неволокнистых включений, диаметра волокон и коэффициента теплопроводности стекло имеет следующий состав, мас.%: SI02 52,65-56,85, АЬОз 5.9-7.5. Рв20з 1,3- 1,6, СаО 16,8-19,4, МдО 5,0-8.3, Na20 11,5- 13,0, S 0.03-0.16. Содержание волокнистых включений 2,5-3.5%. Средний диаметр волокна 9,8-12.8 мкм, коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала при 25 + 5°С 0,02-0,04 ккал/м -ч. 2 табл. .

СОЮЗ СОВГТСVИX

СОЦИАЛИСТ ИЧ Е СКИХ

РЕСПУБГ1ИК

s С 03 С 13/

;9- Р -9 2:.

ОСЕСОИЗЗНАЯ + ПА?ЕНИЕ Ф.

Цй ь,ФПСКМ

Мфб (Ь4 . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4820764/33 (22) 26.03.90 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (71) Научно-производственное объединение ."Хрусталь" (72) К.С.Каткова, T.È,Áàëàíäèíà, S.В;Пузь, Л.А.Лямина, Е.С.Донской, В,А.Хиневич.

Е.М.Шеховцова, Т,С.Зубенко и А.M.Áàêèí (53) 666.1.022 (088.8) (56) Справочник Ilo производству стекла. Под ред. И.И. Китайгородского. — М., 1963, с. 833.

Стеклянное волокно.Под ред. М.С.Аслановой.— М;Химия, 1979, с. 30. (54) СТЕКЛО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛОВОЛОКНА

Изобретение относится к стекольной промышленности, к стекловарению и может быть использовано при получении теплоизоляционных изделий из стеклянного штапельного волокна.

Известны бесщелочные составы стекол для производства стеклянного штапельного волокна на основе шихт, содержащих глинозем 51-65 кг, карбонатное СаО-, М90.содержащее сырье 0,1-2,5 кг и кварцевый песок остальное.

Стеклянное волокно на основе такой шихты обладает повышенной механической прочностью. Изделия иэ такого волокна могут использоваться в качестве теплоизоляционных материалов при работе в высоких температурах. Однако для варки такой шихты требуется высокая температура (свыше.

1650 С), что резко сокращает воэможность.

его производства.

Широко известны также натрий-кальций-силикатные составы стекол для произ-. водства теплоизоляционных материалов из стеклянного штапельного волокна, содер-.

„„SU „„1728149 А1 (57) Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов из стеклянного штапельного волокна. С целью снижения неволокнистых включений, диаметра волокон и коэффициента теплопроводности стекло имеет следующий состав, мас.7:

SIOz 52,65-56,85, А120з 5,9-7,5, Ге20з 1,31,6, СаО 16,8 — 19,4, MgO 5,0-8,3, NazO 11,513,0, S " 0,,03-0.16. Содержание волокнистых включений 2,5-3,5 . Средний диаметр волокна 9,8-12,8 мкм, коэффициент теплопроводности тепаоиэоляционного материала при 25 «+ 5 Ñ 0,02-0,04 ккал/м ч.

2 табл. жащ е, мас. g,: SIOz 56,0-59,1; AfzOa+ Ре20з

4,1-9,0; Са0 16,0-22,0; Mg0 4,0-6.0; Naz0

11,0 — 13,0.

Для варки стекол. используются шихты на основе традиционных сырьевых материалов, следующих составов:

Песок кварцевый 32,0-38,0

Нефелин 9,0-22,0

Доломит 15,8-32.0

Мел 4,1-18

Сода 5,4 — 10, Сульфат 1.5-5,2

Уголь 0,07 — 0.31

Температура варки таких шихт значительно ниже и составляет 1-350-1400 С. Однако расплавы стекол на основе таких шихт обладают высоким поверхностным натяжением, особенно в интервале температур выработки (1280-1320 С). что способствует образованию неволокнистых включений (корольков) и препятствует растягиванию волокон. Это является основным фактором, препятствующий повышению скорости аы1728149

10

15 тягивания штапельного волокна. повышению производительности.

Кроме того, при увеличении количества неволокнистых включений и диаметра волокна резко ухудшаются теплоизоляционные свойства изделий из штапельного волокна, например увеличивается их теплопроводность.

Целью изобретения является увеличение производительности, снижение неволокнистых включений и диаметра стеклянного штапельного волокна при производстве теплоизоляционных материалов.

Цель достигается тем, что в составе стекла, включающего $10г, А(гОз, ЕегОз, СаО, MgO и ИагО, дополнительно вводится двухвалентная сера (S ) при следующем соотношении компонентов, мас.%: $10г

52,65 — 56,85; А1гОз 5.9-7,5; ЕегОз 1,3 — 1,6:

СаО 16.8-19,4; MgO 5,0 — 8,3; йагО 11,5 — 13,0;

S 0,05 — 0.15.

При этом двухвалентная сера вводится в состав стекла посредством пыли газоочистки следующего химического состава, мас.%: Я(Ог 5,3 — 7,8; А1гОз+ ГегОз 5,8 — 7,8;

СаО 32,7-43,2; MgO 19,6 — 24,0; $ до 0,9.

Пыль газоочистки является отходом флюсового обожженного доломита (температура обжига 1650 — 1800 С) и представляет собой тонкодисперсный порошок, обладающий высокой реакционной способностью.

В процессе высокотемпературного обжига формируется новый минеральный состав доломита с новой структурой.

Минеральный состав пыли газоочистки представлен высокоактивными фазами СаО и Са(ОН)г, а также готовыми силикатами

54СаО 16.5$10г А(гОз MgO; Сазе(зОя, которые вступают в твердофазные реакции с компонентами шихты, начиная с процесса приготовления.

Присутствующая в доломите сульфидная сера (S ) при высокой температуре выстраивается в структуру.и преобразовывает доломит в поверхностно-активный компонент. Благодаря этому, при вводе в шихту пыли газоочистки значительно изменяются физико-химические свойства расплава, в частности существенно снижается поверхностное натяжение. Благодаря снижению поверхностного натяжения расплава удается существенно повысить производительность вытяжки стеклянного штапельного волокна при снижении количества неволокнистых включений и диаметра волокна. Кроме того, ввод нового компонента

50 способствует повышению провара шихты и осветления стекломассы, что является существенным фактором повышения однородности стекломассы, оказывающей положительное влияние на процесс вытягивания волокна.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава приготовлено 5 шихт, из которых 3 шихты показали оптимальные результаты (см. табл. 1). Стекла варили в тигельной печи и в промышленной печи непрерывного действия при 1380ОС, При испытании в промышленных условиях призводили выработку теплоизоляционных иэделий из стеклянного штапельного волокна по способу вертикального раздува (ВPВ).

Составы и свойства стекол приведены в табл. 1.

В табл. 2 приведены химические составы сырьевых материалов.

Из табл. 1 и 2 следует, что использование предлагаемого стекла (1,.2, 3) для получения стеклянного штапельного волокна позволяет снизить количество включений на 2-2,5, т. е. в 1,5-2 раза, снизить диаметр вытягиваемых волокон на 2,5-3,7 мкм, увеличить выпуск теплоизоляционных изделий на 25-35%. При этом выход готового стекла из шихты увеличивается на 3.3-7,3% и снижается стоимость 1 т шихты на 2,8-4,1 руб.

Для составов стекол в запредельных областях компонентов (составы 4 и 5) не достигнуто существенного улучшения показателей. в соответствии с поставленной целью, Так, при сокращении ввода пыли газоочистки (состав 4) количество неволокнистых включений снижается незначительно (на 1,5%), при увеличении — снижается однородность стекла и производительность при этом практически не возрастает.

Формула изобретения

Стекло для получения стекловолокна, включаю(иее $10г, А1гОз, ГегОз. СаО, MgO, йагО и S, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с ! целью снижения неволокнистых включений, диаметра волокон и коэффициента теплопроводности, оно содержит указанные компоненты при следующем соотношении, мас.%:

3(Ог 52.65-56,85

А(гОз 5,9-7,5

ЕегОз 1,3-1,6

СаО 16,8-19,4

MgO 5.0-8,3

1728149

Таблица 1

Содержание компонентов и значения показателей в составах

Компоненты и пока" затем

»»»»»

4 5 Известнь ) »

52 17

8,4

1,4

20,5

4,0

13,5

MgO

))& @0 л

0,03

Состав вихты,Ф:

27;7

17,7

0,2

35.7

19,9

15,4

34,2

19 7

8,1

31,6

20,9

21,0 . 36,5

17,8

1,) песок нефелин мел доломит пыль газоочистки

32>7

10>8

0 9. сода сульфат уголь

81, ) Выход стекла из аихты,3

Содержание волокнистых включений, Ф

° 5,0

3 0

2 5

2 5

3.5

12,8

Средний диаметр волокна, мкм

1),0

9,8

13у5

10,5 . 13,0

Коэффициент теллопровод-. ности {25+5 C) теплоизо" ляционного материале, ккал/и ч

0,038 0,047

0,02 . 0,03 0,04

0,03

Производительность теплоизолвцмонного металла, мЗ.410 430 350 . 360 320 .

430

Однородность стекла, 6с, с

4,5 5,0

14.3 )7 2

2,0 2,5 3,0

13ф) 13,9 13,3

1,5

Стоимость I т вихты, руб. )4,4 .

Состав стекла, мас.а:

$ 0в

А4.0э

Рейз

Са0

52,65

7 5

1,6

16,8

8 3

13,0

0,15

31,8 8,9

3.7

0,2

80,6

56,85

5,9

) 3

19 4

5,0 11,5

0 05

l9,4

7,6

) 9

0,1

81,5

55,3 6,5

1,6

17,8

6,6

12,1

0,1

26.5

8,0

3.3

0,2

84,6

15,7

5,7

4,8

0 3

82,8

58,1

4 3

),7

16,2

8,5

11,0

0,2

S3,4

8,1

1,0

16,2

8,3

13,0

32,9

20,0

5,6

30,3

9,5

1,6

0,1

77,3

1728149

Табл ица2

Составитель К. Камкова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Патай

Редактор И.Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 1373 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5