玻璃纤维生产用生石灰的质量管控研究范文

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摘要:玻璃纤维生产用生石灰质量及性能要求与冶金石灰等有较大差异，介绍了玻璃纤维用生石灰的原料成分、粒径及运输、存储等方面的要求及管控措施。

关键词:玻璃纤维;生石灰;管控措施

1引言

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，其主要成分为SiO2、Al2O3、CaO、MgO、TiO2、Fe2O3、R2O等。玻璃中适量的CaO，能降低玻璃液的高温黏度，促进玻璃液的熔化和澄清，温度降低时，能增加玻璃液黏度，有利于提高玻璃纤维引丝上车速度。但其缺点是CaO含量增高时，会增大玻璃的析晶倾向，降低玻璃的热稳定性。生石灰作为无碱玻璃中CaO成分摄入的主要原料，在玻璃原料中的使用比例占15%～25%，对生产稳定性影响较大。由于生石灰原料成分的波动造成玻璃黏度的变化，影响拉丝作业稳定;同时生石灰的灼减、含碳、含硫及粒径等指标的变化也会影响玻璃窑炉的熔化状态。目前，生石灰供应商产品主要针对冶金、化工、橡胶、造纸等行业，上述行业对生石灰品质的要求与玻璃纤维有本质的不同，这也是国内玻璃纤维生产企业无法充分利用窑外分解技术节能降耗的原因。为进一步节约挖潜、稳定生产、提高产品质量，各玻纤生产企业都在积极调研，对玻璃纤维级生石灰的采购和使用提出更高的要求。本文分析了玻璃纤维级生石灰原料的质量影响因素及管控措施。

2影响因素

2．1成分

玻璃纤维配方中使用叶蜡石、高岭土、生石灰、白云石、纯碱等多种原料，各原料成分必须保持稳定，才能保证玻璃配方的准确。生石灰主要成分为CaO及少量MgO、SiO2等，这些氧化物都属于玻璃结构组成。以某条玻璃纤维生产线玻璃配方为例，该生产线玻璃中CaO引入原料为生石灰、白云石、石灰石和助熔剂(高炉矿渣)，其中生石灰摄入CaO量最高，为玻璃成分的17．06%，一旦生石灰中CaO成分发生较大变化就会造成玻璃黏度及熔制发生变化，从而使玻璃性能发生改变，最终影响玻璃纤维生产效率并造成产品质量波动。

2．2粒径

玻璃纤维属于细纤维产品，其单丝的直径为几微米到二十几微米，相当于一根头发丝的1/20～1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。因此在生产过程中对玻璃液的质量要求非常严格，而原料的粒径是影响玻璃液熔化质量的重要因素。以生石灰原料为例，粒径过小，配合料进窑后，易造成投料区空间粉料飞扬，附着、粘结在耐火材料表面，缩短耐火材料使用寿命。同时，来不及反应的悬浮微粉会经烟道和换热器排出，加剧管道的堵塞，影响窑压的稳定，并造成尾气中颗粒物排放量的增加，不利于环保管控。生石灰原料粒径过大，则会增加配合料熔化难度、降低熔化速度，导致窑炉内料界线延长，玻璃熔制过程中能耗上升，并产生结石、气泡等缺陷，造成玻璃纤维拉丝生产过程中断头现象的发生。根据近几年对生石灰粒径与玻璃纤维拉丝生产断丝数据的总结与分析，生石灰粒径D50应控制在60～100μm之间。玻璃纤维产品纤维直径＜12μm时，D50应控制在60～80μm;玻璃纤维产品纤维直径＞12μm时，可将D50控制在80～100μm。

2．3运输及存储

生石灰遇水或吸收空气中水分会发生反应，生成氢氧化钙［CaO+H2O=Ca(OH)2］，造成物料比重上升，有效CaO含量下降。生石灰吸潮会导致玻璃配合料中CaO实际摄入量的下降，影响配方的准确性。因此要避免袋装运输或存储，应采用罐车运输。建议使用冷干压缩空气进行卸料，减少水分带入;同时确保生石灰在储料仓内始终保持高料位运行，减少仓内生石灰与空气的接触空间。

3管控措施

(1)制定严格的化学分析标准，对入厂生石灰进行检测，确保质量。

(2)运输方式采用罐车散装，避免吨袋包装，并对运输罐车进行严格要求，防止罐车混装其他物料造成生石灰污染。

(3)应避免阴雨潮湿天气卸料，并合理控制生石灰的库存量，避免受潮现象发生。

(4)对生石灰供货厂家及上游矿石生产单位定期进行检查走访工作，对影响生石灰质量的因素及时排查，并要求供货单位及时整改，保证生石灰质量的稳定。

(5)配合料系统应确保生石灰配料仓数量在3个以上，入厂生石灰经化验检测分析后，根据CaO含量的高低进行分仓存储，并保留一个备用料仓，各仓生石灰设置比例同时使用，如后续入厂生石灰质量在合格范围内但与之前出现较大差距时，应送入备用料仓，通过计算后，调整比例进行使用。

(6)因矿石品位变化造成生石灰品质发生变化时，应及时对玻璃配方进行调整，确保玻璃组分摄入的准确。

作者:孙凤莹 李宗伟 单位:山东玻纤集团股份有限公司