人造玻璃质纤维的制造方法技术

本发明专利技术提供了制造人造玻璃质纤维(MMVF)的方法，包括提供具有钼电极的电炉，提供矿物原料，其中所述矿物原料包含(a)包含金属铝的颗粒材料和(b)其他矿物组分，将所述矿物原料引入炉，熔化所述矿物原料以形成矿物熔体，以及从所述矿物熔体中形成MMVF，该方法有利于减少固结MMVF产品的收缩。少固结MMVF产品的收缩。少固结MMVF产品的收缩。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人造玻璃质纤维的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种使用电炉熔化矿料来制造人造玻璃质纤维(MMVF)的方法。

技术介绍

[0002]本专利技术涉及制造MMVF和固结MMVF产品(例如绝缘产品)的方法。通常，将具有所需总体化学组成的矿物原料(矿料)在炉中熔化，将矿物熔体移出并送入纤维化装置，例如外部或内部离心装置，然后收集纤维，必要时进一步加工并通常用粘结剂使其形成为隔热棉。
[0003]出于多种原因，优选使用电炉代替燃煤、燃油或燃气炉。电炉具有由可再生能源供电的潜力，因此电炉的环境概况可能优于燃烧炉。如果使用可再生电力也可能是有利的，因为它更便宜，至少部分原因是碳税较低。与燃煤或燃油炉相比，使用电和/或燃气炉还消除了清除二氧化硫的需要。
[0004]然而，在使用钼电极的电炉的情况下，得到的MMVF产品在高温下可能会因烧结而出现过度收缩。收缩会导致热桥的形成，如果产品用于防火，这可能是至关重要的。一般来说，低密度产品比高密度产品表现出更大的收缩率。
[0005]用于MMVF生产的标准电炉使用钼或碳电极。这些电极通过焦耳效应提供熔化矿物材料所需的能量。通常，Mo纯度>99％的钼电极对熔化的矿物材料是惰性的，因此不参与熔池中Fe2O3到FeO氧化物的还原。在固结MMVF产品中，FeO是限制纤维收缩、提供耐火性和高温稳定性的重要成分。
[0006]期望提供一种方法，利用该方法可以制造适合加工成MMVF的熔体，该方法使用具有钼电极的电炉来提供熔体，而且产品中不会出现过度收缩。<br/>[0007]要求得到的固结MMVF产品在高温或火灾条件下的烧结收缩率在可接受的范围内。应尽可能避免或至少减少收缩，因为当固结MMVF产品在高温情况下收缩时会形成热桥和绝缘间隙。
[0008]希望进一步降低固结MMVF产品的收缩程度。

技术实现思路

[0009]专利技术人利用权利要求1的方法解决了减少固结MMVF产品收缩的问题。
[0010]钼电极与矿物熔化炉的主要可选电极类型(即石墨电极)不同，不会在矿物熔体中产生还原条件。这导致Fe(II)与Fe(III)的比率低于防火MMVF产品所需的比率，因为需要还原条件才能提高该比率。希望提高Fe(II)与Fe(III)的比率以提高MMVF产品的高温稳定性并提高其耐火性。特别地，较高的比率将最小化甚至防止MMVF在火灾或其他高温情况下的收缩。
[0011]权利要求1的方法通过将金属铝引入炉解决了这个问题，金属铝与其他矿物材料组合或者单独添加，从而产生实现Fe(II)与Fe(III)的所需比率所需的还原条件。这是因为在本专利技术的方法中发生氧化还原反应，由此金属铝氧化形成Al2O3并且Fe2O3还原形成FeO。因此可以控制FeO:Fe2O3的比率。
[0012]包含金属铝的材料可以包含0.5重量％至10重量％的金属铝，优选1重量％至5重量％的金属铝。
[0013]除了金属铝之外，包含金属铝的材料还可包含50重量％至90重量％的氧化铝。氧化铝是MMVF的重要组成部分，因此将其与金属铝一起包含是有益的。
[0014]包含金属铝的材料可以是颗粒状的，90重量％的颗粒小于1mm。这可以促进金属铝源与其他矿物组分的均匀预混合，从而使矿物熔体能够具有一致的组成。优选地，这种材料是铝渣。
[0015]铝渣是来自铝加工行业的颗粒状废料，主要包含(通常为50重量％至90重量％)Al2O3，以及约0.5重量％至10重量％的金属铝。铝渣可占总矿料的5重量％至30重量％，例如约10重量％。
[0016]铝渣包含0.5重量％至10重量％的金属铝、50重量％至90重量％的氧化铝Al2O3和0重量％至49.5重量％的其他材料。优选地，铝渣包含2重量％至6重量％的金属铝。其他材料可以包括SiO2、MgO和Fe2O3中的一种或多种。优选地，铝渣包括刚玉、尖晶石和莫来石的氧化物。
[0017]铝渣可具有受控的粒度分布。例如，铝渣可以具有这样的粒度分布，使得按重量计90％的颗粒小于1mm，优选地按重量计90％的颗粒小于200μm。铝渣的平均粒度可以为10μm至100μm，例如20μm至30μm。
[0018]金属铝和氧化铝(和其他成分)的含量以干基计，可以使用标准方法测定。例如，可以通过将材料与强碱(如NaOH)反应来确定金属铝的含量。可以由释放的氢气量来确定金属铝的量。
[0019]铝渣可优选来源于铝的二次开采的废产物。特别是，铝铸造工艺提供了一种特殊的富含氧化铝的废料，通常称为“铝渣”。铝渣往往包含显著比例的金属铝，因此对其进行处理以回收金属铝。铝渣通常经过粉碎、研磨和筛分。这会产生一些用于再销售的铝和富含铝的部分，这些部分会被送入炉进行再利用。作为副产品，还生产富含氧化铝的粉末。在本专利技术的方法中，该粉末可用作金属铝的来源。这种由处理铝渣(压碎的铝渣)产生的富含氧化铝的粉末可以含有例如1％至10％，优选1％至8％的卤素材料(按重量计)。卤素特别包括氟化物和氯化物。
[0020]富铝部分，任选与其他含铝废料一起，在炉中重新熔化。所述炉可以是旋转炉或窑。铝废料可经受等离子体加热。可以使用传统的炉。通常在炉中添加盐以降低铝的表面张力并减少氧化。该工艺产生用于转售的铝部分、更多的铝渣和盐渣材料。盐渣可经湿化学工艺(包括水洗和高温处理)处理产生盐部分(其再循环到炉中)以及进一步的富含氧化铝的粉末(其也可以用作本专利技术中的金属铝源)。与铝渣处理(粉碎铝渣)产生的富氧化铝粉末相比，该产品的卤素材料(如氟化物)含量往往更低。其卤素含量(按重量计)倾向于为0至5％，通常至少为0.5％或1％，优选不超过3％。
[0021]铝渣是来自铝加工行业的颗粒状废料，主要包含(通常为50重量％至90重量％)Al2O3，以及约0.5重量％至10重量％的金属铝。铝渣可占总矿料的5重量％至30重量％，例如约10重量％。使用该范围内的量减少了对MMVF组合物的氧化铝组分使用原始原料的需要，同时保持了使固结MMVF产品的收缩最小化的所需效果。
[0022]在一些实施方案中，包含金属铝的材料包含45重量％至100重量％的金属铝，优选
地至少85重量％的金属铝。这种较高百分比的金属铝意味着这种材料在总矿物原料中的百分比可能较低。例如，矿物原料可包含按金属铝计0.05重量％到10重量％的所述包含45重量％到100重量％金属铝的材料。包含45重量％到99重量％金属铝的材料可以为任何合适的物理形式。合适的材料包括铝粒和一个或多个金属铝块。
[0023]作为总矿料的一部分所需的铝粒的量远低于相同数量的金属铝所需的铝渣量，以金属铝计，约为总矿料的0.2重量％，例如总矿料的0.1重量％至0.5重量％，例如总矿料的0.2重量％至0.4重量％。
[0024]块体可以采取任何合适的形式，例如棒状、条状、团状或其他形状。块体可包含45重量％至99重量％的金属铝并且优选地基本上完全是金属铝。当一个或多个块体被用作为金属铝源时，优选块体是棒状的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造人造玻璃质纤维(MMVF)的方法，该人造玻璃质纤维包含至少3重量％测定为Fe2O3的氧化铁，该方法包括：提供具有钼电极的电炉，提供矿物原料，其中所述矿物原料包括(a)包含金属铝的材料和(b)其他矿物组分，将所述矿物原料引入所述炉，熔化所述矿物原料以形成矿物熔体，以及由所述矿物熔体形成MMVF。2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述包含金属铝的材料包含0.5重量％至10重量％的金属铝。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述包含金属铝的材料还包含50重量％至90重量％的氧化铝。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述包含金属铝的材料是颗粒状的，并且其中90重量％的颗粒小于1mm。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述包含金属铝的材料是铝渣。6.根据权利要求4或5所述的方法，其中5重量％至30重量％的矿物原料是铝渣。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述包含金属铝的材料包含45重...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔斯，
申请(专利权)人：洛科威有限公司，
类型：发明
国别省市：