(合肥水泥研究設(shè)計院 安徽 合肥 230051)

泡沫玻璃及其生產(chǎn)工藝特點(diǎn)

張惠平

(合肥水泥研究設(shè)計院 安徽 合肥 230051)

泡沫玻璃就是玻璃內(nèi)部充滿無數(shù)微小開孔或閉孔氣泡的—種玻璃，又稱多孔玻璃。該種玻璃氣孔直徑大小約為0.5～5 mm，也有的小到幾個微米。正是因為玻璃內(nèi)部含有無數(shù)微小氣孔，使該種玻璃的性質(zhì)不同于一般玻璃。這種玻璃具有良好的隔熱、吸聲、難燃等特點(diǎn)，并可制成塊狀或顆粒狀，廣泛用作建筑工程、冷凍裝置、熱工設(shè)備的保溫材料。

泡沫玻璃性能；生產(chǎn)工藝特點(diǎn)；應(yīng)用實例；用途

1 概述

泡沫玻璃按其用途可分為隔熱泡沫玻璃和吸聲泡沫玻璃。根據(jù)其所用原料的不同，可分為石英泡沫玻璃、鈉鈣硅泡沫玻璃和熔巖、廢渣泡沫玻璃。根據(jù)泡沫玻璃形成溫度的高低，又可分為高溫發(fā)泡型泡沫玻璃和低溫發(fā)泡型泡沫玻璃。也有按形狀劃分，可分為塊狀泡沫玻璃和顆粒狀泡沫玻璃。

泡沫玻璃的主要性能：體積密度為120～500 kg／m3；導(dǎo)熱系數(shù)為0.035～0.14 W／(m·K)；吸聲系數(shù)0.3～0.34(聲頻100～250 H z)；抗壓強(qiáng)度為0．7～8 MPa；使用溫度為 240～420 ℃。

2 泡沫玻璃的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)

根據(jù)泡沫玻璃生產(chǎn)過程中模具與毛坯在退火方面的差別，可以將泡沫玻璃的生產(chǎn)工藝分為“兩步法”和“一步法”。目前絕大多數(shù)工廠是采用“兩步法”生產(chǎn)工藝。

“兩步法“生產(chǎn)工藝是將泡沫玻璃配合料在發(fā)泡窯中發(fā)泡后，在發(fā)泡窯外將模具脫除，脫模后的毛坯再送入退火窯中進(jìn)行退火。該生產(chǎn)工藝的優(yōu)點(diǎn)是其發(fā)泡和退火過程相互獨(dú)立，互不干擾，便于工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，并能及時觀察和判斷泡沫玻璃的發(fā)泡質(zhì)量狀況，然后立即調(diào)整發(fā)泡溫度和發(fā)泡時間，很靈活地生產(chǎn)出不同密度、不同品種的泡沫玻璃，同時可最大限度地減少模具的投入量。

“一步法”是將泡沫玻璃配合料在同一模具和同一座窯爐中進(jìn)行發(fā)泡和退火，并獲得泡沫玻璃產(chǎn)品，它占用大量模具，并且?guī)Ｍ嘶鸩焕诿骱细衤?，毛坯開裂情況較多。

2.1所用原料及其處理工藝

泡沫玻璃所用原料有基礎(chǔ)原料和發(fā)泡劑。基礎(chǔ)原料一般為各種廢玻璃(包括廢玻璃纖維絲)。為了特殊需要，也可采用特定組成的玻璃，例如石英玻璃。發(fā)泡劑是可在某一溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生氣體使玻璃發(fā)泡的原料。發(fā)泡劑的種類很多，比較常用的有以下幾類 ：⑴碳酸鹽化合物，如石灰石 、碳酸鎂、白云石 ；⑵碳及碳化物，如活性碳 、碳化硅 、碳化鈦。

所選發(fā)泡劑的種類不同，產(chǎn)生氣體的溫度不同，其發(fā)泡溫度不同。

發(fā)泡劑的摻入量一般為玻璃粉的0．2～5% ，然后放入攪拌裝置中進(jìn)行混合?；旌暇鶆虺潭葘⒂绊懪菽ＡУ馁|(zhì)量。

將廢玻璃和發(fā)泡劑進(jìn)行粉碎 ，所用粉碎設(shè)備為球磨機(jī) ，使其成為粉末狀。玻璃粉的粒度在 60~ 250μm，一般不超過 500μm，發(fā)泡劑的粒度要比玻璃粉小得多，這對于獲得均勻而量大的微小氣孔是十分重要的。發(fā)泡劑的顆粒越細(xì) ，產(chǎn)生的泡沫玻璃的氣孔就越小。

玻璃風(fēng)選及輸送：用鏟車將廢玻璃送入喂料斗，經(jīng)電磁振動給料機(jī)皮帶機(jī)喂入□2.2x12m烘干機(jī)，經(jīng)烘干機(jī)風(fēng)選后由皮帶機(jī)送入碎玻璃堆棚儲存，玻璃風(fēng)選及輸送工藝流程見圖1。

玻璃粉磨：將粒度符合要求的碎玻璃、粘接劑和發(fā)泡劑進(jìn)行配料，經(jīng)皮帶機(jī)送入□2.8x9m管磨機(jī)粉磨，由磨尾選粉及收塵系統(tǒng)收塵，成品玻璃粉經(jīng)螺旋輸送機(jī)送入玻璃粉儲存及輸送車間，碎玻璃配料、粉磨工藝流程見圖2。

玻璃粉儲存及輸送：來自磨房玻璃粉經(jīng)提升機(jī)送入玻璃粉中間倉儲存，儲存在中間倉玻璃粉經(jīng)螺旋輸送機(jī)、提升機(jī)等送入窯頭儲存?zhèn)}，經(jīng)計量后喂入發(fā)泡窯模具內(nèi)發(fā)泡。玻璃粉儲存及輸送工藝流程見圖2

2.2發(fā)泡工藝

混合均勻的配合料放入模具中進(jìn)行燒結(jié)發(fā)泡。所用模具材料一般為耐熱鋼板。為使脫模方便，模具做成組合可拆卸式。為防止制品與模具粘接，可在模具壁上涂一層耐高溫泥漿( 例如：氧化鋁泥漿或高嶺土泥漿)?；旌狭箱佋谀＞叩撞?，厚度視產(chǎn)品體積膨脹比例而定 。一般占模具高度的20%左右 。接著將盛有配合料的模具送入輥道窯中燒結(jié)發(fā)泡。發(fā)泡經(jīng)過三個階段，即預(yù)熱、發(fā)泡和穩(wěn)定，各階段所需溫度和時間視具體配方由實驗確定。(混合料層厚度一般為 0．1～0．5 m 左右)。在隧道窯的出口處進(jìn)行切割，即成泡沫玻璃砌塊。

2.3泡沫玻璃的退火

泡沫玻璃在燒結(jié)發(fā)泡過程中，在內(nèi)部產(chǎn)生一定的應(yīng)力。為了消除應(yīng)力，增加泡沫玻璃的強(qiáng)度，需對泡沫玻璃制品進(jìn)行退火。退火溫度～般控制在 530~ 570℃之間。保溫一段時間后，進(jìn)行緩慢冷卻，冷卻速度一般控制在1℃／min左右。

圖1 玻璃風(fēng)選及輸送

圖2 碎玻璃和發(fā)泡劑配料粉磨及窯頭計量喂料

3 應(yīng)用實例

江蘇德和絕熱科技有限公司18萬立方泡沫玻璃項目：用碳黑作發(fā)泡劑生產(chǎn)泡沫玻璃的具體工藝如下：基礎(chǔ)原料為普通玻璃粉，約占 99.8%，粒度小于325目，碳黑粉為0.2%。將裝有配合料的模具送入隧道窯中，升溫到800～900℃左右，保溫90～120分鐘，使玻璃粉與碳化硅粉燒結(jié)及發(fā)泡。為消除因急冷而產(chǎn)生的應(yīng)力，將脫膜后泡沫玻璃快速冷卻530～570℃以下，經(jīng)過22～26小時緩慢冷卻到常溫。

4 結(jié)束語

綜上所述，泡沫玻璃是一種性能優(yōu)良的保溫隔熱材料，它有著廣泛的用途。隨著我國對建筑節(jié)能的重視，泡沫玻璃作為一種性能優(yōu)良的保溫隔熱防火材料，必將得到巨大的發(fā)展機(jī)會。

國內(nèi)外泡沫玻璃發(fā)展概況和生產(chǎn)工藝 [J] 田英良等 玻璃與搪瓷 2010年02期

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