基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新型巖棉材料的制造方法，包括將按重量份計25-35份的鈦鐵石、35-45份的玄武巖、5-8份的石灰石、8-10份的礦渣、20-30份的焦炭及3-5份的輔料配成混合原料進入沖天爐熔成巖漿，然后成纖、集棉、鋪棉，再在三維壓棉機上壓制，經(jīng)過固化、修整而成。所制得的巖棉材料外觀呈黑色，成纖、憎水效果好，并具有良好的機械性能。
【專利說明】基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖棉新型材料領(lǐng)域，具體來說涉及一種基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]巖棉是一種無機材料，是以天然礦物巖石為原料制成的纖維集合體。市場上的一般巖棉是以玄武巖為基礎(chǔ)制成，外觀從淺黃或黃色至棕色。
[0003]現(xiàn)有的巖棉制造工藝涉及將礦石進料熔融而成的巖漿吹絲形成的纖維，通過擺錘鋪陳形成疏松的多層巖棉層，這種多層巖棉經(jīng)過壓棉機的上下壓輥經(jīng)過壓實，進入固化爐固化，形成巖棉制品。經(jīng)過這種工藝制成的普通巖棉在厚度方向上僅僅具有二維層疊，而沒有交聯(lián)咬合，因此剝離強度很低，在用作建筑材料時，必要時還需要在厚度方向上利用鉚釘?shù)裙ぜM行進一步固定，從而影響建筑工藝和材料壽命，并且這種對穿固定也對巖棉的實際使用效果造成了影響，例如影響了其隔離性能。
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中，對這個問題的解決方式之一是利用更強的膠粘劑，但是會出現(xiàn)環(huán)保問題，并且效果也并不理想。另一種方式是在制造過程中使巖棉的各層產(chǎn)生打褶。實用新型專利CN201220326750公開了一種具有打皺功能的巖棉定型系統(tǒng)，但是其并沒有公開如何實現(xiàn)打皺的細節(jié)。中國專利申請201010512495.8公開了一種巖棉打褶機，通過多組上下壓輥的速度差來實現(xiàn)巖棉的打褶，這種打褶方法所獲得的產(chǎn)品使得各巖棉層產(chǎn)生褶皺，這種褶皺在厚度方向上產(chǎn)生分力，有利于提高巖棉產(chǎn)品的剝離強度，但是根據(jù)產(chǎn)品原理可知，并不能在各層之間建立連接，因此對于剝離強度提高的效果有限，在市場上銷售的實際產(chǎn)品也證實了這一點。另一個缺點在于，巖棉產(chǎn)品內(nèi)起伏的皺裙實際上增加了巖棉層在縱向方向上的拉伸裕量，賦予了這種巖棉產(chǎn)品更多的縱向和厚度方向的彈性，在建筑上，這種性質(zhì)往往并不合乎需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于公開一種制造基于鐵礦石的新型巖棉材料的方法，通過采用新的材料配方，獲得具有特殊黑色外觀的巖棉材料，適合于一些特定應(yīng)用，并且利用新的配t匕，成纖效果好，纖維分布均勻，有利于在不同棉層間具有連接，從而形成相互搭接的結(jié)構(gòu)，獲得真正的三維結(jié)構(gòu)，以提高巖棉產(chǎn)品的性能。
[0006]具體來說，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:I)配料:將下列重量份的原料混合粉碎形成進爐原料:鈦鐵石25-35、玄武巖35-45、石灰石5-8、礦渣8-10、焦炭20-30及輔料3_5份；2)熔融:將配好的原料在沖天爐中熔成巖漿；3)成纖:將熔化的巖漿用離心機甩絲，同時噴灑粘結(jié)劑和憎水劑；4)集棉:甩出的纖維收集在集棉機的集棉網(wǎng)上；5)鋪棉:利用擺錘機形成多層疏松巖棉層；6)壓棉:將所述疏松巖棉層經(jīng)過三維壓棉機壓制；7)固化:將經(jīng)過三維壓棉機壓好的緊實巖棉體送入固化爐固化，形成具有層間搭接結(jié)構(gòu)的三維整體結(jié)構(gòu)；8)修整:按規(guī)格修剪成巖棉材料。
[0007]優(yōu)選地，輔料是選自螢石、硅藻土或頁巖中的任一種或多種的組合。
[0008]上述方法中所用的三維壓棉機包括至少三組上下壓輥，壓棉機入口處的一組壓輥稱為第一組壓輥，與其相鄰的下一組壓輥稱為第二組壓輥，以此類推，第一組壓輥的下壓輥組水平分布，而上壓輥組有張開角度，形成張開的入口，第一組壓輥的上下壓輥之間具有速度差V1，第二組壓輥的上下壓輥之間具有速度差V2，而最后一組壓輥的上下壓輥之間有速度差或沒有速度差，并且若速度差V1為正，則速度差V2為負，反之亦然，以此類推，在所述至少三組壓輥中，第二組至倒數(shù)第二組壓輥中有至少一組壓輥采用的是花式壓輥，所述花式壓輥具有突出的壓輥片和分布于壓輥片之間的壓輥槽。優(yōu)選地，花式壓輥的壓輥片的寬度與壓輥槽的寬度之間的比率是1:1-1.5。更優(yōu)選，花式壓輥的壓輥片與縱向軸線的夾角為O度，相鄰的兩個花式壓輥之間互相咬合。
[0009]有益效果:
本發(fā)明的巖棉材料原料按重量份包括鈦鐵石25-35、玄武巖35-45、石灰石5_8、礦洛8-10、焦炭20-30、輔料3-5份，所述配方生產(chǎn)出來的巖棉產(chǎn)品外觀呈黑色，適合于一些特定應(yīng)用，并且這種配比容易熔融，成纖效果好，纖維分布均勻。輔料選自螢石、硅藻土或頁巖，進一步提聞溶融效果。
[0010]一般的壓棉機采用的是平整光滑的壓輥，在有速度差存在下，通過壓輥與所接觸的巖棉層之間的摩擦力以及借助于巖棉層之間的摩擦力造成的這種摩擦力的向內(nèi)逐級傳遞來形成巖棉層打褶。這種打褶是有局限性的，即每一層巖棉層的整體性沒有改變，兩個相鄰的巖棉層之間原有的關(guān)系沒有改變，并且在打褶過程中，相鄰巖棉層之間的原有少量連接甚至被破壞，但是卻沒有建立新的連接，即在最終巖棉產(chǎn)品的厚度方向上的力學性能的改變并不是通過巖棉層間的連接來達到的，更多的是巖棉層的走向改變形成厚度方向上的分力。本發(fā)明利用采用花式壓輥的壓棉機制造出具有真正三維結(jié)構(gòu)的巖棉產(chǎn)品?；ㄊ綁狠伨哂型怀龅膲狠伷推溟g的壓輥槽，在壓棉過程中，壓輥速度差造成巖棉層褶皺，而壓輥片與所接觸的巖棉層之間的摩擦力使得這部分巖棉層的運行速度高于未接觸壓輥片的同一巖棉層的速度，從而對巖棉層的這一部分造成拉扯，這種作用也向內(nèi)傳遞，甚至突出的壓棍片直接作用于內(nèi)部的巖棉層，從而使得不同巖棉層之間建立搭接，經(jīng)過固化即獲得具有層間相互聯(lián)結(jié)的三維結(jié)構(gòu)巖棉產(chǎn)品。這種三維結(jié)構(gòu)增強了層間連接，使得各巖棉層之間不易分離，提高厚度方向的抗剝離性，還通過三維結(jié)構(gòu)的剛性作用減少了厚度方向的彈性，提高厚度方向的抗壓性，并且在縱向方向減少拉伸裕量和在橫向上增強各層之間相互的保護作用，提高縱向和橫向上的抗拉性，由此獲得巖棉產(chǎn)品在各個維度上性能的增強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為用于制造本發(fā)明的新型巖棉材料的壓棉機的總體側(cè)視圖。
[0012]圖2為圖1所示壓棉機的部分細節(jié)圖。
[0013]圖3為圖1所示壓棉機所采用的花式壓輥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4為普通打褶機所制造出來的巖棉打褶結(jié)構(gòu)的照片。
[0015]圖5為本發(fā)明的新型巖棉材料的剖面照片。
[0016]在圖中:1_第一壓輥組；2_第二壓輥組；3_第三壓輥組；4_驅(qū)動機構(gòu)；5_壓輥間距調(diào)節(jié)裝置；6-張緊機構(gòu)；7_壓輥片；8_壓輥槽。

【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖來更詳細的說明本發(fā)明。
[0018]本發(fā)明的新型巖棉材料的優(yōu)勢在于，通過采用新的配比，利用成纖效果好的配方，獲得均勻的纖維分布，通過在巖棉內(nèi)部形成層間連接，形成交錯的三維結(jié)構(gòu)，使得巖棉產(chǎn)品的總體性能得到增強。
[0019]現(xiàn)有技術(shù)的打褶僅僅具有巖棉層在水平方向上的走向改變，不同巖棉層之間沒有直接相互作用，因而不能形成三維搭接結(jié)構(gòu)。圖4示出具有巖棉層褶皺的現(xiàn)有技術(shù)巖棉產(chǎn)品的剖面，由圖4中可見，雖然巖棉層出現(xiàn)起伏皺褶，但是各層之間的關(guān)系仍然保持完整，層間關(guān)系不強。圖5是本發(fā)明的巖棉產(chǎn)品，從圖5中可以看出，各層之間的聯(lián)結(jié)關(guān)系大為增強，甚至難以分辨出完整的巖棉層，各巖棉層之間交錯咬合，使得整個產(chǎn)品成為了一個整體。
[0020]本發(fā)明的巖棉產(chǎn)品利用采用具有突出壓輥片和壓輥槽的花式壓輥的壓棉機制造而成。圖1示出該種壓棉機的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1所示的采用花式壓輥的壓棉機具有三組壓輥，分別為第一組壓輥1、第二組壓輥2和第三組壓輥3。應(yīng)了解，雖然本圖中出于示例的目的示出的是三組壓輥，但是實際的壓輥組數(shù)會有變化，例如四組或者更多組，例如在本圖1所示的第三組壓輥之后還有另外的壓輥組。每一組的上下壓輥組都有獨立的驅(qū)動機構(gòu)4，以便在每一組壓輥之間和上下壓輥之間制造速度差。或者速度差也可以借用共同或部分共同的驅(qū)動器，通過不同的傳動機構(gòu)采用不同的齒輪比來達成。上部還有上下壓輥間距調(diào)節(jié)裝置5。
[0021]花式壓輥的一個實施方案如圖3所見，該花式壓輥具有突出的壓輥片7和其間的壓輥槽8。本圖3中所顯示的壓輥片走向與巖棉運行方向相同，但是應(yīng)了解，實際的壓輥片走向還可以與巖棉運行方向成角度，甚至相互連接形成整體的螺紋結(jié)構(gòu)。
[0022]上述花式壓輥的壓輥片和壓輥槽之間的寬度比一般在1:1-1.5之間。兩個相鄰的花式壓輥可以相互咬合，如圖2所示。在另外的一些情況下，兩個花式壓輥并不互相咬合，例如在螺紋式壓輥的情況下，或者花式壓輥與普通光面壓輥相互交替間隔的情況下。
[0023]壓制巖棉時，鋪好的巖棉層從第一組壓輥進入。第一組壓輥的上壓輥組向上張開一定角度，以便接納疏松的巖棉層。第一組壓輥一般不采用花式壓輥，因為疏松的巖棉層不能將花式壓輥與表面巖棉層的作用傳遞到內(nèi)部，不能實現(xiàn)本發(fā)明的目的。但是也可以在第一組壓輥的后若干個壓輥中采用花式壓輥。
[0024]第一組和第二組和第三組的上下壓輥之間都具有速度差，并且速度差的正負關(guān)系相互相反。例如在第一組上下壓輥速度差^為正的情況下，即第一組上壓輥速度快于下壓輥，則第二組上下壓輥速度差V2為負，即第二組上壓輥速度慢于下壓輥，并且第三組上下壓輥差V3為正。在速度差的情況下，原有進入壓棉機的不同巖棉層開始以不同的速度運動，在進入時第一組壓輥的作用下，上部巖棉層運動的比下部巖棉層快，但運動到第二組壓輥時，下部巖棉層又比上部巖棉層快，到第三組壓輥，上部巖棉層又比下部巖棉層快，如此造成各巖棉層在扭曲，形成打褶。
[0025]壓棉機的第二組至第三組壓輥采用花式壓輥，如圖1所見。在巖棉層與花式壓輥接觸時，壓輥片與巖棉層接觸，而壓輥槽不能，因此造成同一巖棉層的不同部分之間的速度差，這種層內(nèi)速度差向內(nèi)逐級傳遞，特別是在褶皺的存在下，造成層內(nèi)整體破壞，而形成層間搭接，形成三維聯(lián)結(jié)。層間聯(lián)結(jié)使得整個巖棉產(chǎn)品形成一個整體，增強整體剛性，使得產(chǎn)品的性能增強。
[0026]實施例1:按重量份計將鈦鐵石35份、玄武巖40份、石灰石6份、礦渣10份、焦炭25份、螢石3份、硅藻土 I份混合粉碎加入沖天爐，爐溫1470-1570°C度，充入液氧，熔融，巖漿通過四輥離心機成纖，出口處噴灑酚醛樹脂粘結(jié)劑，經(jīng)過集棉、擺錘機鋪棉后，進入壓棉機，固化后制成黑色三維結(jié)構(gòu)巖棉。巖棉抗拉強度26kPa，壓縮強度85kPa。
[0027]上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作了詳細的說明，但是本發(fā)明不限于上述實施方式，在所屬【技術(shù)領(lǐng)域】普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟:I)配料:將下列重量份的原料混合粉碎形成進爐原料:鈦鐵石25-35、玄武巖35-45、石灰石5-8、礦渣8-10、焦炭20-30及輔料3_5份；2)熔融:將配好的原料在沖天爐中熔成巖漿；3)成纖:將熔化的巖漿用離心機甩絲，同時噴灑粘結(jié)劑和憎水劑；4)集棉:甩出的纖維收集在集棉機的集棉網(wǎng)上；5)鋪棉:利用擺錘機形成多層疏松巖棉層；6)壓棉:將所述疏松巖棉層經(jīng)過三維壓棉機壓制；7)固化:將經(jīng)過三維壓棉機壓好的緊實巖棉體送入固化爐固化，形成具有層間搭接結(jié)構(gòu)的三維整體結(jié)構(gòu)；8)修整:按規(guī)格修剪成巖棉材料。
2.如權(quán)利要求1所述的基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法，其特征在于，輔料是選自螢石、硅藻土或頁巖中的任一種或多種的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法，其特征在于，所述三維壓棉機包括至少三組上下壓輥，壓棉機入口處的一組壓輥稱為第一組壓輥，與其相鄰的下一組壓輥稱為第二組壓輥，以此類推，第一組壓輥的下壓輥組水平分布，而上壓輥組有張開角度，形成張開的入口，第一組壓輥的上下壓輥之間具有速度差V1，第二組壓輥的上下壓輥之間具有速度差v2，而最后一組壓輥的上下壓輥之間有速度差或沒有速度差，并且若速度差V1為正，則速度差V2為負，反之亦然，以此類推，在所述至少三組壓輥中，第二組至倒數(shù)第二組壓輥中有至少一組壓輥采用的是花式壓輥，所述花式壓輥具有突出的壓輥片和分布于壓輥片之間的壓輥槽。
4.如權(quán)利要求3所述的基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法，其特征在于，花式壓輥的壓輥片的寬度與壓輥槽的寬度之間的比率是1:1-1.5。
5.如權(quán)利要求4所述的基于鐵礦石的新型巖棉材料的制造方法，其特征在于，花式壓輥的壓輥片與縱向軸線的夾角為O度，相鄰的兩個花式壓輥之間互相咬合。
【文檔編號】C04B26/12GK104496278SQ201410769712
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】汪傳峰 申請人:廣德施可達巖棉制造有限公司