玻璃纖維生產用生石灰的質量管控研究范文

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摘要:玻璃纖維生產用生石灰質量及性能要求與冶金石灰等有較大差異，介紹了玻璃纖維用生石灰的原料成分、粒徑及運輸、存儲等方面的要求及管控措施。

關鍵詞:玻璃纖維;生石灰;管控措施

1引言

玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料，其主要成分為SiO2、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、Fe2O3、R2O等。玻璃中適量的CaO，能降低玻璃液的高溫黏度，促進玻璃液的熔化和澄清，溫度降低時，能增加玻璃液黏度，有利于提高玻璃纖維引絲上車速度。但其缺點是CaO含量增高時，會增大玻璃的析晶傾向，降低玻璃的熱穩定性。生石灰作為無堿玻璃中CaO成分攝入的主要原料，在玻璃原料中的使用比例占15%～25%，對生產穩定性影響較大。由于生石灰原料成分的波動造成玻璃黏度的變化，影響拉絲作業穩定;同時生石灰的灼減、含碳、含硫及粒徑等指標的變化也會影響玻璃窯爐的熔化狀態。目前，生石灰供應商產品主要針對冶金、化工、橡膠、造紙等行業，上述行業對生石灰品質的要求與玻璃纖維有本質的不同，這也是國內玻璃纖維生產企業無法充分利用窯外分解技術節能降耗的原因。為進一步節約挖潛、穩定生產、提高產品質量，各玻纖生產企業都在積極調研，對玻璃纖維級生石灰的采購和使用提出更高的要求。本文分析了玻璃纖維級生石灰原料的質量影響因素及管控措施。

2影響因素

2．1成分

玻璃纖維配方中使用葉蠟石、高嶺土、生石灰、白云石、純堿等多種原料，各原料成分必須保持穩定，才能保證玻璃配方的準確。生石灰主要成分為CaO及少量MgO、SiO2等，這些氧化物都屬于玻璃結構組成。以某條玻璃纖維生產線玻璃配方為例，該生產線玻璃中CaO引入原料為生石灰、白云石、石灰石和助熔劑(高爐礦渣)，其中生石灰攝入CaO量最高，為玻璃成分的17．06%，一旦生石灰中CaO成分發生較大變化就會造成玻璃黏度及熔制發生變化，從而使玻璃性能發生改變，最終影響玻璃纖維生產效率并造成產品質量波動。

2．2粒徑

玻璃纖維屬于細纖維產品，其單絲的直徑為幾微米到二十幾微米，相當于一根頭發絲的1/20～1/5，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。因此在生產過程中對玻璃液的質量要求非常嚴格，而原料的粒徑是影響玻璃液熔化質量的重要因素。以生石灰原料為例，粒徑過小，配合料進窯后，易造成投料區空間粉料飛揚，附著、粘結在耐火材料表面，縮短耐火材料使用壽命。同時，來不及反應的懸浮微粉會經煙道和換熱器排出，加劇管道的堵塞，影響窯壓的穩定，并造成尾氣中顆粒物排放量的增加，不利于環保管控。生石灰原料粒徑過大，則會增加配合料熔化難度、降低熔化速度，導致窯爐內料界線延長，玻璃熔制過程中能耗上升，并產生結石、氣泡等缺陷，造成玻璃纖維拉絲生產過程中斷頭現象的發生。根據近幾年對生石灰粒徑與玻璃纖維拉絲生產斷絲數據的總結與分析，生石灰粒徑D50應控制在60～100μm之間。玻璃纖維產品纖維直徑＜12μm時，D50應控制在60～80μm;玻璃纖維產品纖維直徑＞12μm時，可將D50控制在80～100μm。

2．3運輸及存儲

生石灰遇水或吸收空氣中水分會發生反應，生成氫氧化鈣［CaO+H2O=Ca(OH)2］，造成物料比重上升，有效CaO含量下降。生石灰吸潮會導致玻璃配合料中CaO實際攝入量的下降，影響配方的準確性。因此要避免袋裝運輸或存儲，應采用罐車運輸。建議使用冷干壓縮空氣進行卸料，減少水分帶入;同時確保生石灰在儲料倉內始終保持高料位運行，減少倉內生石灰與空氣的接觸空間。

3管控措施

(1)制定嚴格的化學分析標準，對入廠生石灰進行檢測，確保質量。

(2)運輸方式采用罐車散裝，避免噸袋包裝，并對運輸罐車進行嚴格要求，防止罐車混裝其他物料造成生石灰污染。

(3)應避免陰雨潮濕天氣卸料，并合理控制生石灰的庫存量，避免受潮現象發生。

(4)對生石灰供貨廠家及上游礦石生產單位定期進行檢查走訪工作，對影響生石灰質量的因素及時排查，并要求供貨單位及時整改，保證生石灰質量的穩定。

(5)配合料系統應確保生石灰配料倉數量在3個以上，入廠生石灰經化驗檢測分析后，根據CaO含量的高低進行分倉存儲，并保留一個備用料倉，各倉生石灰設置比例同時使用，如后續入廠生石灰質量在合格范圍內但與之前出現較大差距時，應送入備用料倉，通過計算后，調整比例進行使用。

(6)因礦石品位變化造成生石灰品質發生變化時，應及時對玻璃配方進行調整，確保玻璃組分攝入的準確。

作者:孫鳳瑩 李宗偉 單位:山東玻纖集團股份有限公司