[发明专利]一种使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法

权利要求书

1.一种使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，使用的设备主要包括离心喷吹机，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、原料选择：原料包括石英砂、钠长石、锂长石、白云石、方解石、萤石和化工原料五水硼砂、纯碱和水；

步骤二、窑炉熔制：将上述原料准确称重，混合均匀，利用往复式自动投料机均匀薄层投入窑炉内，熔制成成分稳定、均匀的玻璃液；

步骤三、玻璃液组分测定：使用仪器设备对经过步骤二熔制成的玻璃液的组分进行测定，保证玻璃液中SiO₂、B₂O₃、Al₂O₃的含量比值在规定的范围内，其中SiO₂的含量比值在64%—67%之间，B₂O₃的含量比值在6%—%之间，Al₂O₃的含量比值在3.5%—4.5%之间；

步骤四、离心喷吹成纤：将经过步骤三测定合格的玻璃液进入料道并经安装在料道下部的漏板流出进入离心喷吹机附带的高速旋转的离心喷头，在离心力作用下，玻璃液从离心喷头四周的小孔中甩出；

步骤五、经过步骤四离心喷吹成纤后的玻璃丝在离心喷吹机的环形喷火口射出的高温高速气流作用下被拉伸成平均直径1—3μm的玻璃微纤维。

2.根据权利要求1所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：在步骤一中，各种原料配比为：石英砂240—280kg、钠长石60—85kg、锂长石20—30kg、白云石25—35kg、方解石25—30kg、萤石3.5—5kg、五水硼砂60—72kg、纯碱80—95kg，水的质量占总质量的的2—5%。

3.根据权利要求2所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：所述石英砂中SiO₂的含量不低于99%，所述五水硼砂中Na₂B₄O₇的含量不低于69%，所述纯碱中Na₂CO₃的含量不低于99%，所述钠长石中Al₂O₃的含量不低于18%，所述白云石中（CaCO₃+MgCO₃）的含量不低于96%，所述方解石中CaCO₃的含量不低于54%，所述锂长石中LiO₂的含量介于2%—3%之间。

4.根据权利要求3所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：所述步骤二中，用来熔制玻璃液的窑炉温度控制在1380—1400℃之间。

5.根据权利要求4所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：所述步骤四中，进行离心喷吹成纤的玻璃液温度控制在950—1090℃之间，玻璃液粘度控制在10—10^3.5 Pa.s之间。

6.根据权利要求1—5任一项所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：所述步骤四中，所述安装在料道下部的漏板为单孔圆柱型，漏嘴孔径25—36mm、漏嘴长度70—100mm，材质为06Cr25Ni20合金钢。

7.根据权利要求6所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：在步骤四中，所述离心喷吹机附带的高速旋转的离心喷头外径360mm，小孔孔径0.65—0.85mm、孔数11000—37000个，成纤时旋转角速度为2300—2800r/min，温度为900—1030℃。

8.根据权利要求7所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：在步骤五中，所述离心喷吹机的环形喷火口由直径为365mm的内圈和直径为377—383mm的外圈组成，与高速旋转的离心喷头上沿间距14—30mm。

9.根据权利要求8所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：所述环形喷火口外圈分布着空气喷嘴，所述步骤五中高温高速气流是离心喷吹机燃烧室内天然气和空气混合燃烧后的气体，遇环形火口横截面积变小后压力升高、流速加快。

10.根据权利要求9所述的使用离心喷吹工艺制备玻璃微纤维的方法，其特征在于：所述进入离心喷吹机燃烧室内空气流量500—900m³/h，所述天然气与空气流量的配比为1：12—1：15，所述高温高速气流在所述环形喷火口出口处的流速为240—290m/s，温度为1180—1350℃。