[發明專利]短料性微晶玻璃的制備方法及裝置

在審

• 申請號: 201910033288.5
• 申請日: 2019-01-14
• 公開（公告）號: CN111434635A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 謝夢芹;肖永力;李永謙;關運澤;顧秋生;王英杰;張友平
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C03C6/10
• 分類號: C03C6/10;C03B5/225;C03B13/16;C03B32/02;C03B25/00;C03C10/00;C03B7/07
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝;夏永興

本發明公開了一種短料性微晶玻璃的制備方法及裝置，該方法包括：步驟1：制備礦渣微晶玻璃調質料，待用；步驟2：接取熱態礦渣，接入調質爐并加熱；步驟3：加熱調質爐使礦渣微晶玻璃調質料和熱態礦渣混合熔融，形成調質熔渣；步驟4：將調質熔渣倒入玻璃池窯，澄清均化，形成微晶玻璃液（5），微晶玻璃液流出設有保溫罩（4）的料道（2），流經吸風冷卻系統（6），冷卻后經壓延機壓延成基礎玻璃板；步驟5：將基礎玻璃板送入晶化窯，均化溫度后升溫核化，繼續升溫晶化形成微晶玻璃；步驟6：將微晶玻璃退火降溫至室溫，切磨加工。本發明智能控制玻璃液流量和溫度，微晶玻璃產品性能優異，減少礦物原料和能源消耗，提升工業礦渣利用價值。

技術領域

本發明涉及建筑材料的制備方法及裝置，尤其涉及一種短料性微晶玻璃的制備方法及裝置。

背景技術

微晶玻璃（glass-ceramic）又稱玻璃陶瓷，是將特定組成的基礎玻璃，在加熱過程中通過控制晶化而制得的一類含有大量微晶相及玻璃相的多晶固體材料。微晶玻璃集中了玻璃與晶體材料二者的特點，具有強度高、熱膨脹系數小、硬度高、耐磨、抗化學腐蝕性好等優良性能，有的微晶玻璃還具有特殊的電學、熱學、光學、磁學、生物學性能。因此，微晶玻璃可以在很多領域中應用，市場上主要有建筑裝飾微晶玻璃、高強耐磨耐腐蝕工業微晶玻璃、低膨脹透明航天微晶玻璃、不導電不導熱只導磁的電子微晶玻璃等產品。

微晶玻璃的制備方法主要有熔融法和燒結法二種。熔融法是將高溫熔融玻璃液降至一定溫度，然后壓延或澆鑄成板再整體析晶的方法。這種方法工序簡單，適合大規模自動化連續生產，是目前建筑裝飾和工業用微晶玻璃的主要生產方式。燒結法是將熔融玻璃體水淬成粒料，將粒料堆積再燒結、析晶、熔平的方法。這種方法花紋明顯，裝飾性較好，但生產過程能耗較高。

選礦、鋼鐵冶煉、有色金屬冶煉、黃磷等非金屬原料生產、熱電廠等工業生產過程都會產生大量的高溫殘余物，一般稱為工業礦渣，比如：高爐渣等。在我國，每年都要排放數億噸級的工業礦渣。這不僅占據了寶貴的土地，還對環境造成了污染。同時，工業礦渣中富含SiO₂、Al₂O₃、CaO、MgO等成分，可作為生產微晶玻璃的原料。但由于鋼鐵渣、黃磷渣等礦渣中CaO、MgO成分較高，在熔融-成型粘度區間玻璃液粘度隨溫度變化速度快，即俗稱的“料性短”，導致礦渣微晶玻璃成形性能下降。熱態工業礦渣一般都是間歇批量出渣和取渣，相應地，調質爐也是間歇地向池窯輸入調質熔渣，這就導致池窯的玻璃液面有波動，微晶玻璃液容易在料道出現析晶，析晶物累加到一定程度，會導致生產中斷。另外，若壓延板上下表面與內部溫差大，則易產生內應力，板材性能下降，甚至出現裂紋，因此短料性微晶玻璃生產厚板難度很大。所以，市場上壓延微晶玻璃中CaO、MgO的質量含量一般控制在20%以內。為節約成本，有些微晶玻璃生產中會加入一點礦渣，但加入量不多，一般控制在總質量的40%以內。

熱態礦渣中不但含有豐富的礦物資源，還蘊含豐富的顯熱。比如，煉鐵高爐渣從高爐中排出時，溫度在1400℃左右，1噸高爐熔渣的顯熱大致相當于57公斤標準煤的熱量。若能以熱態礦渣為主原料，生產微晶玻璃材料，則可顯著降低微晶玻璃的礦物原料和能源消耗，對保護生態環境具有很大的意義。利用熱態渣生產微晶玻璃，需要在高溫下將熔渣與調質料混勻，這是需要補充能源的，因此熔渣在總原料中的配入比例較高才有意義，一般認為熔渣的加入量應該要超過70%。因此，短料性微晶玻璃的生產工藝成為利用熱態礦渣生產微晶玻璃的關鍵技術。