利用高爐渣制備可雕刻微晶玻璃的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用高爐渣制備可雕刻微晶玻璃的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市雕塑主要是用于城市的裝飾和美化。它的出現(xiàn)使城市的景觀增加，豐富了城 市居民的精神享受。作為城市的組成部分，城市雕塑一般建立在城市的公共場所，既可以單 獨存在，又可與建筑物結(jié)合在一起。在雕塑的材料上有石材、水泥、銅雕及其他金屬材料。各 種材料的城市雕塑在材質(zhì)上、文化渲染上、裝飾效果上、雕塑的材料成本上，以及材料對環(huán) 境的友好性上千差萬別。石材作為天然材料其加工性好，但在開采過程中會造成巨大的生 態(tài)環(huán)境破壞。雕塑材料在可加工性和環(huán)境友好方面已經(jīng)顯示的非常重要。
[0003] 微晶玻璃是一類既有玻璃性能，又具有陶瓷性能的復(fù)合材料。就其微觀結(jié)構(gòu)而言 是指以玻璃為基體的含有微米或納米晶體的復(fù)合材料，是一種近乎理想的均勻多晶材料。 微晶玻璃在機械強度、表面硬度、熱膨脹系數(shù)、化學(xué)穩(wěn)定性等諸多方面顯示出優(yōu)異的性能。
[0004] 通過組分設(shè)計微晶玻璃可以實現(xiàn)其可切削性能。目前可加工微晶玻璃是以合成云 母為主晶相的云母微晶玻璃，可以用對金屬加工的工具和器械對其進行鉆孔、車削、銑削、 攻絲等加工并獲得精密尺寸的陶瓷材料。該材料具備了良好的加工性能、真空性能、電絕緣 特性及耐熱沖擊、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良性能。其產(chǎn)品也主要用于各類化工設(shè)備中作為密封件 材料。
[0005] 高爐渣是冶煉生鐵時從高爐中排出的廢物，當爐溫達到1400- 1600°C時，爐料熔 融，礦石中的脈石、焦炭中的灰分和助溶劑和其他不能進入生鐵中的雜質(zhì)形成以硅酸鹽和 鋁酸鹽為主浮在鐵水上面的熔渣。高爐渣中主要成分為Ca0、Si02、Al203。高爐渣一種工業(yè) 固體廢物。每煉1噸鐵排出〇. 3噸左右的渣，礦石品位越低，排渣量越大。
[0006] 據(jù)統(tǒng)計，我國渣場堆積的高爐渣約1億噸。如果不加以資源化處理，不但是可利用 資源的極大浪費，日積月累勢必造成占地侵田、污染環(huán)境等一系列嚴重問題。因此，高爐渣 資源化既可以變廢為寶，又可以減少環(huán)境的污染、土地的占用等，從而達到經(jīng)濟效益與社會 效益雙贏的局面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明目的在于提供一種利用高爐渣制備可雕刻微晶玻璃的方法，制備的高性能 微晶玻璃具有可雕刻的性能，主要用于雕刻材料，以取代一部分天然石材。
[0008] 為達到上述方案，采用技術(shù)方案如下：
[0009] 利用高爐渣制備可雕刻微晶玻璃的方法，包括以下步驟：
[0010] 1)其原料按重量份數(shù)計如下：高爐渣粉42-48份，石英砂6-8份，氧化鋁2-4份，石 灰石6-10份，純堿2-4份，碳酸鉀8-12份，氟硅酸鈉5-8份，碳酸鋇1-3份，氟化鈣1-2份， 二氧化鋯0. 5-1份；所述原料混合得到配合料；1480-1550°C下保溫12-16h得到熔體；
[0011] 2)將熔體引入供料槽，微冷后導(dǎo)入料碗并形成料股，料股連續(xù)流入槽型耐熱鋼成 模具中，通過模具定型后，利用網(wǎng)帶退火窯對連續(xù)的玻璃坯體進行退火冷卻，切割成為玻璃 坯料；
[0012] 3)將玻璃坯料的表面噴涂氫氧化鋁粉后鋪裝入耐火材料模具中，進行微晶化處 理，包括核化、晶化兩個階段；然后以2_5°C/分鐘的降溫速率退火、冷卻至100°C以下，即得 到了可雕刻微晶玻璃坯體材料。
[0013] 按上述方案，所述核化、晶化兩個階段即從室溫升溫至核化溫度700_760°C，升溫 速率為4-6°C/分鐘并保溫2-3h;再由核化溫度升溫至晶化溫度980-1050°C，升溫速率為 2-4°C/分鐘并保溫4-1Oh。
[0014] 按上述方案，其原料按重量份數(shù)計如下：高爐渣粉44份，石英砂7份，氧化鋁3份， 石灰石8份，純堿3份，碳酸鉀10份，氟硅酸鈉7份，碳酸鋇2份，氟化鈣1份，二氧化鋯1 份。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0016] 本發(fā)明所制備的可雕刻微晶玻璃具有密度和強度大的特點，密度為2. 8-2. 9g/ cm3,抗折強度高達70-120MPa。
[0017] 高爐渣資源化既可以變廢為寶，又可以減少環(huán)境的污染、土地的占用等，從而達到 經(jīng)濟效益與社會效益雙贏的局面。
【附圖說明】
[0018] 圖1 :實施例2所得可雕刻微晶玻璃坯體材料的微觀結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019] 以下實施例進一步闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案，但不作為對本發(fā)明保護范圍的限制。
[0020] 利用XAxiosadvancedX射線熒光光譜儀對本實施方案中高爐渣的化學(xué)成分進 行分析，氧化物成分見表1。
[0021] 表 1
[0022]

[0023] 以上成分全部可以為制備可雕刻微晶玻璃坯體材料時所利用。
[0024] 實施例1
[0025] (1)基礎(chǔ)玻璃配方：一種以高爐渣為主原料的可雕刻微晶玻璃，按重量份數(shù)計其 原料如下：高爐渣粉42份，石英砂6份，氧化鋁2份，石灰石6份，純堿4份，碳酸鉀12份， 氟硅酸鈉5份，碳酸鋇1份，氟化鈣2份，二氧化鋯0. 5份，其中晶核劑為氟化鈣和二氧化鋯。
[0026] (2)基礎(chǔ)玻璃配合料的制備：按（1)中重量份數(shù)稱取各原料，稱量好后放入混合機 中，混合10分鐘，即可制得混合均配合料。
[0027] (3)配合料的熔化：用電熔窯將步驟（1)中所得的配合料熔化成熔體，熔化條件 為：熔化溫度1480°C，保溫12小時。
[0028] (4)玻璃坯體的制備：將高溫熔化的熔體引入供料槽，微冷后導(dǎo)入料碗并形成料 股，料股連續(xù)流入槽型耐熱鋼成模具中，通過模具定型后，利用網(wǎng)帶退火窯對連續(xù)的玻璃坯 體進行退火冷卻。在退火窯的尾部將玻璃坯體切割成一定長度的坯料。
[0029] (5)玻璃坯料的晶化與退火：將玻璃坯體的表面噴涂上氫氧化鋁粉后鋪裝入耐火 材料模具中，晶化爐為電加熱爐。微晶化過程包括核化和晶化兩個階段，從室溫至核化