玻璃纤维生产工艺流程及产品基础知识Word文档下载推荐.docx

1、Ai2O3（20-25）土5%；R2O0.6；Fe2O3（0.3土0.1）%;TiO20.8%；SO30.6；水分 0.5200目全通过,325目筛1%高岭土接近白色的细粉,不含任何团块和杂质SiO2（46.0土0.6）%；Ai2O3（38.0土0.5）%Fe2O30.5%；R2O0.5%； TiO20.1.5%；C0.05%；水分0.5%200目全通过，325目筛余1%石英沙白色细粉，不含结块和杂质SiO298%；Ai2O30.5%；R2O0.2%；200目全通过，325目筛余1%硼钙石白色粉状，无结块和杂质B2O3 42土0.5；CaO 29土1；Fe2O30.3；S，AS微量；水分1.0

2、%30目全通过，50目筛余1%，200目筛余30%硼镁石B2O3（32土1）%；MgO（17土1）% ；Fe2O30.1%；水分1.030目全通过，50目筛余1%，200目筛余30%硼酸H2BO399.5%；R2O0.1%；Fe2O30.1%20目筛余1%，200目筛余90%萤石浅黄，浅灰色粉状，无结块和杂质CaO85%；SiO25%；Fe2O30.2%；50目全通过，200目筛余30%芒硝白色细粉，不含任何团块和杂质Na2SO498%；化工产品硝酸钠白色细粉不含团块和杂质NaNO398%，水分1.0%30目筛余1%，100目筛余30% 4、原料的质量管理（1）建立原料质量技术规范在供销合同上

3、注明原料的质量要求，统一双方的检测方法和质量仲裁单位。（2）建立原矿加工前的质量检测，包括化学分析，矿相分析（避免有害矿物杂质的混入），粒度、水分的分析，碳、有机特的污染防止，必要时测定原料的化学氧需要值（即COD值），控制它的波动范围。原料矿石加工一定要有批量，每批至少500T以上才能保证其质量的稳定性。块矿进厂要分堆码放，每堆矿石插上标牌，标明品名、产地、批量、进货日期等等。堆场必须是水泥混凝土地，防止泥土等其它杂质混入。5、原料的均化（1） 原料均化的必要性：玻璃纤维生产过程中要获得优质稳定的玻璃液时，首先要对其原料的质量稳定性、原料化学成分的均匀性提出更高的要求。天然矿物原料的氧化物含

4、量不可能很纯，波动也很大，而且常常带些有害杂质。如E玻璃所需的叶腊石，同一产地、不同坑口、不同批次的AI2O3含量变化很大，不同产地矿石的矿相结构和成分波动更大；此外，粉料的粒度在进仓时不可避免地会发生一定程度的粒度分层，如果料仓内流动形式属于明显的“漏斗流”料仓，则会使原料的粒度波动加大，粒度与成分的关系密切，所造成的成分波动也大，因此有必要在加工时进行均化。（2） 原料粉体的均化粉体的均化可由多种形式来进行，常用的方法有三种：1 机械均化； 重力均化； 气力均化原料粉体需要控制以下几个要素：均匀度；化学成份；含水率三、配合料制备配合料首先需要解决的问题是各种原料的配比，也就是料方设计。1、

5、 玻璃配合料的料方设计依据（1）玻璃纤维制品要求的基本性能（2）玻璃熔制性能2、辅助原料含量的确定以100Kg玻璃为基准分别计算各辅助原料在其中的重量百分比含量。3、配合料的计算方法配合料的计算，是以玻璃的重量百分数和原料的化学成分为基础，计算出熔化100Kg玻璃所需各种原料的用量，然后算出每副配合料（一般为8001000Kg）中各种原料的用量。计算方法一般是算术渐进法和联立方程法，通常可以用二者相结合的方法计算。4、配合料的制备（1）配料工艺流程：E玻璃粉料特点是干燥的微粉，流动性好，在配制上要求全密封运行，防止粉尘飞扬。物料输送采用气力系统；称量采用电子称；混合多数采用气力混合输送设备。物

6、料的输送、称量、混合、直至发送到窑头仓可连续、自动完成。配料生产工艺线主要由上料、称量和混合、输送三部分组成。（2）主要配料主设备： 气力发送罐（单仓泵）； 螺旋给料机； 气力混合罐； 双向分配器； 电子称。5、配合料的质量检测内容：（1）配合料均匀性能检测（2）配合料中COD值控制6、配合料控制系统简介配合料控制系统由PLC（可编程控制器）加PC（个人电脑）上位机或触摸屏，再配以相应的继电器组成。PLC控制系统主要功能：（1）数据存贮； （5）快速供料预置； （9）公差检查；（2）零点误差核对； （6）慢速供料预置； （10）成分误差检查； （3）自动去皮； （7）自动快加料预置调节； （1

7、1）自动精密送料四、纤维玻璃的熔制1、纤维玻璃熔制的工艺原理所谓玻璃的熔制过程是指配合料在高温下经过硅酸盐反应、熔融再转化成均质玻璃液的过程。所谓熔融是指配合料反应后固相相融的过程；澄清是指从熔融的玻璃中排除气泡的过程；而均化是指把线道、条纹以及节瘤等缺陷减少到容许程度的过程，也是把玻璃的化学成分均化的过程。这些过程是分阶段交叉进行的。2、熔制设备（1）熔窑；（2）附属设备： 投料机； 鼓泡器； 燃烧系统（由熔窑燃烧系统和通路燃烧系统两部分组成）； 金属换热器。注：鼓泡器的工作原理：为了强化玻璃液的均化效果和澄清效果，采用池底鼓泡是十分有效的办法。它是将净化的压缩空气，从窑底鼓泡管鼓入玻璃液中

8、，使它在熔窑深层的玻璃液中产生一定压力的气泡，并迅速上升到玻璃液的表面而破裂。在上升过程中吸收了玻璃液中的小氯泡，使其本身迅速长大，并搅动四周的玻璃液，强制其均化和促进了澄清。所谓鼓泡器就是在熔化池热点附近设置一排鼓泡点，鼓出的气泡将沿着熔窑的宽度方向上升，形成一排“幕帘”，将深化池分成两个单独的循环区域，这一排鼓泡设在玻璃液热点附近，将推动两股环流向前后两个方向运动，前面的环流有着阻挡玻璃液回流的作用，后边的环流迫使配合料较长时间滞留在熔化区域中，进行充分熔化，而不会越出鼓泡区，即不会跑料。金属换热器的作用：一般水平烟道进口的烟气温度在1500以下，经水平烟道和垂直烟道的冷却后，也仍可能达1

9、3001400左右。通过金属换热器回收余热，可使助燃空气温度预热到700850。相当于增加3040%的热能利用率，提高了燃料的理论燃烧温度，增强了火焰国辐射强度，对提高单元窑熔化能力也有好处，所以其综合节能效果还要大。 3、E玻璃熔窑选用的主要耐火材料（1）致密氧化铬砖 （2）致密氧化锆砖 （3）标准锆砖 （4）烧结莫来石砖 （5）电熔铬刚玉砖 （6）电熔锆刚玉砖五、玻璃纤维的成型池窑拉丝采用微粉原料制成配合料，经窑头料仓、螺旋投料机送入单元熔窑。熔化好的玻璃液自单元窑熔化部流出后即进入主通路（或称澄清均化或调节通路）进行进一步澄清均化和温度调理，然后进入过渡通路（或称分配通路）和作业通路（或

10、称成型通路）再经流液槽进入铂铑合金漏板。漏板底部一般密布8004000只漏嘴。池窑拉丝生产线通常分上下两层作业，上层为漏板拉丝操作区，底层为拉机卷绕操作区。 1、铂合金漏板漏板是玻璃纤维生产中主要装置之一，形状为一个槽形容器。在拉过程中熔融玻璃流入漏板，由它将其调制到适合温度，然后通过底板上的漏嘴流出，并在出口处被高速旋转的拉丝机拉伸为连续玻璃纤维。在以上过程中漏板自身通过电流发热调制玻璃液的温度，并维持足够均匀的温度分布以满足拉丝工艺需求。漏板的组成： 底板，其上有所需数目的漏嘴； 侧壁； 堵头；接线端子，也称为 电极； 滤网； 法兰等。漏板材料的要求：漏板的使用工作温度为1200左右，工作

11、环境处于高温氧化和玻璃液浸蚀的状态，正常的拉丝作业又需要漏板尽可能长期保持良好的尺寸稳定性和导电性，此外材料的选择不觉 受到其机加工性能，经济性等因素的制约，因此漏板材料大体上应具备如下要求： 较高的熔点，高温强度和较好的抗变形能力； 良好的高温抗菌素氧化性和化学稳定性； 良好的延展性和可焊性，易于加工成型； 抗玻璃液浸蚀能力强； 可以循环使用，且使用和回收损耗低； 适宜拉丝的热电性能。 2、玻璃纤维的成型原理高温粘性的玻璃液呈滴状从漏嘴流出后，被下面的拉丝机以一定的恒定速度牵伸并固化成一定直径的连续玻璃纤维。在漏嘴出口下部，由于玻璃液的表面张力和牵伸力的平衡，形成一个形状如新月形的直径渐渐变

12、细的部分，叫做丝根。由漏嘴出口直到最终直径不变的纤维，这段距离叫纤维成型线。包含这段纤维线的区间叫纤维成型区。在漏嘴出口到拉丝机上纤维卷取点的距离叫拉丝作业线，这段距离视工艺要求可以人为地规定得长些或短些。纤维成形过程中，纤维成形总是比拉丝作业线短得多。丝根和纤维成型线是否稳定，是拉丝机能否得到直径均匀的优质纤维和降低断头的关键。与此有关的工艺参数主要有：液面高度、漏板温度、拉丝速度、玻璃液性质、冷却条件、牵伸比及气流控制等 8、池窑拉丝成形工艺（1）池窑漏板的安装与升温具体步骤如下： 漏板浇注模具及材料准备； 浇注漏板托砖； 漏板安装； 漏板升温。（2）成型工艺装置 包括： 漏板； 丝根冷却

13、器； 喷水雾器； 单丝涂油器；分束器； 集束器； 慢拉辊； 气流扩散板； 拉丝机。（3）成形工艺位置线所谓成形工艺位置线，就是指漏板、涂油器、集束器和拉丝机的排线轮与机头之间的布局位置关系。这种布局可以是单层布置，也可以是双层布置，我公司目前采取的是双层布置。（4）纤维成形区的气流控制纤维成形区从工艺角度上看，也可以视为整个单根纤维丝所构成的扇面区域，这个区域中气状态，既不容易直观看到，也不易为人们所重视。实际上气流状态的好坏，对于稳定拉丝作业和得到优质产品的重要性丝毫不亚于以上所述的硬件（漏板、温度控制系统、涂油器、集束器以及拉丝机等）质量的好坏。气流状态首先影响玻璃从液态丝根被牵伸为纤维时

14、的冷却过程。气流不稳定，轻则造成纤维直径粗细不匀，重则造成断头。另外，纤维以很高速度在运动，周围气体介质必然要对它有摩擦力以附加在纤维上的张力形式出现。显然，为克服气体磨擦力而造成的纤维张力大小是直接和气流的状态有关系的。实验证明，因气流状态不理想，造成的张力值能占纤维上总张力的40%左右，这是一个不小的数值，不可忽视。 3、拉丝机拉丝机是生产连续玻璃纤维的主要设备，它的主要功能是将漏板漏嘴流出的玻璃液拉伸成一定细度的玻璃纤维，并以某种排线方式交其规则地卷绕成为特定要求的原丝筒，以供下道工序使用。拉丝机的种类从广义上可归纳为两类，即硬筒机头拉丝机和软筒拉丝机。（6）玻璃纤维成型过程的影响因素（

15、1） 漏板温度（2） 拉丝速度（3） 玻璃液面高度（4） 漏嘴孔径及长度4、DCS控制系统在熔制与拉丝过程中的应用DCS控制系统是完成从投料到拉丝漏板这一核心生产段的连续过程的控制系统。DCS系统具有连续控制、批量控制与顺序控制的功能，其中以连续控制见长。DCS控制系统具体功能主要有：（1）自动控制； （2）数据采集； （3）报警；六、玻璃纤维浸润剂 1、浸润剂概论在玻璃纤维拉丝过程中，需要在玻璃纤维表面涂覆一种以有机物乳状液或溶液为主体的多相结构的专用表面处理剂。这种涂覆物既能有效地润滑玻璃纤维表面，又能将数百根乃至数千根玻纤单丝集成一束，还能改变玻璃纤维的表面状态，这样不仅满足了玻纤原丝后

16、道工序加工性能的要求，而且在复合材料中还能促进玻璃纤维与被增强的高分子聚合物的结合。对这些有机涂覆物统称为玻璃纤维浸润剂（简称拉丝浸润剂）。浸润剂能有效地改变玻璃纤维某些缺陷和表面性质，使玻璃纤维及其制品得到更广泛应用。对各种不同的玻璃纤维增强材料的成型工艺，同样必须有专用的浸润剂与之配套，赋予玻纤制品（无捻粗纱、毡或织物）各种加工工艺及玻璃纤维增强树脂（FRP）、增强水泥（GRC）、增强橡胶等制品所必需的技术性能，如穿透性、硬挺性、切割性、分散性、成带性、短切纱的流动性等等。可以说，浸润剂技术的发展是玻璃纤维工业及FRP工业发展的先决条件之一。 2、浸润剂的作用在玻璃纤维生产和应用中，浸润剂

17、的作用可概括为以下几个方面：（1）润滑保护作用（2）粘结集束作用（3）防止玻璃纤维表面静电电荷的积累（4）为玻璃纤维提供进一步加工和应用所需要的特性（5）使玻璃纤维获得与基材有良好的相容性及界面化学结合或化学吸附性能。3、浸润剂的分类（1）增强型浸润剂（2）纺织型浸润剂（3）增强纺织型浸润剂 4、浸润剂的组分浸润剂是多种有机物和无机物混合而成的体系，从外观看，可以是深液、乳状液、触变型胶体或膏体。因其作用和性能多样，其组分相当复杂。其配方包含的主要组分和辅助组分如下：（1）主要组分为：偶联剂；成膜剂； 润滑剂；抗静电剂。（2）辅助组分为： 润湿剂； pH值调节剂； 增塑剂； 交联剂； 防腐剂或

18、杀菌剂； 消泡剂； 颜料。七、玻璃纤维的原丝烘干 1、原丝烘干的目的玻璃纤维在拉制成型后经过集束器将纤维集束成原丝，再经过排线器将原丝卷绕在拉丝机的机头上，从机头上卸下的半成品称谓原丝丝饼。可通过生产工序将其制作各类玻纤制品。为了减轻纤维与集束器和排线器等的接触磨擦，并保护纤维的原形以及赋予纤维某些特殊性能，在拉制成型过程中必须对纤维外表面通过涂油辊或槽轮涂覆浸润剂。这种浸润剂可分淀粉型和增强型两大类，前者用于纺织纱，后者用于增强型制品。它们通常都是水乳液。该液除了润滑、粘结等主要组分外，其余80%以上是水。一般一个原丝饼所含的水分大约是其总重量的8%14%。这些水分对后道加工工序和制品有不利

19、影响，因此必须除掉。对非增强型普通玻纤原丝，原丝含水量允许大一点，而且原丝从拉丝、退并、整经、织造等多种工序经过的时间较长，所以只需要通过自然干燥就可满足生产工艺和制品的要求，具体的作法是将原丝挂在小车上，放在常温室内12天让其自然干燥。原丝也可以在退并时用热风（3040）吹烘。对增强型玻纤原丝含水量必须控制在一定的范围，一般含水率在0.1%左右，有的达0.07%以下（我公司软质纱控制在0.1%，硬质纱控制在0.2%之内）。用自然干燥难以实现上述要求，这就必须采用专用的烘干设备给予人工干燥。增强型玻纤原丝的烘干目的主要有两个： 去除原丝丝饼内的水分，使其含水率达到规定的指标； 浸润剂中的粘结剂

20、经过加热熔融后，转为聚合、交联、成膜，使原丝性能得到改善。 2、原丝烘干过程玻纤原丝线在烘干炉内的烘干过程大致可分两个阶段：（1）预热预热温度设定为105120，预热时间1.53h。（2）烘干烘干温度、时间由各类增强性玻纤原丝和其相应的浸润剂要求而定。烘干温度在120135范围，烘干时间在818h。 3、影响玻璃纤维原丝烘干的因素（1）温度； （2）风量； （3）相对湿度； （4）原丝丝饼厚度及其排列；（5）浸润剂；（6）原丝Tex；（7）烘干方式 4、烘干炉种类：（1）间歇炉； （2）蒸汽隧道炉； （3）微波隧道炉 5、烘干炉的组成：（1）热源部分；（2）炉体结构；（3）热风循环系统；（4）

21、温度控制系统；（5）排气系统；（6）大型隧道式烘干炉还有传动装置。七、玻璃纤维生产工艺流程图成第三章 玻璃纤维制品基本知识一、玻璃纤维纺织制品概述 1、分类：玻璃纤维纺织制品的国际标准名称为Textile Glass。标准定义是“以连续玻璃纤维或定长玻璃纤维为基材制成的纺织制品的通称”。玻璃纤维制品总体分为无纺制品和纺织制品两大类。（我公司目前生产的玻纤制品总体属于无纺制品类）按产品形态划分可分为纱线和织物两大类别。附注：国际标准定义：“纱线是由连续纤维和定长纤维所所制成的有捻或无捻的各种结构纺织材料的通称”；无捻结构包括：复丝、原丝、毛条、粗纱、无捻粗纱和定长毛纱。有捻结构包括：单股纱、合股

22、纱、多股络纱和花式线。”我国惯于认同的玻璃纤维纺织制品概念是采用玻璃纤维为原料，通过纺纱（包括捻线和络纱）或纺纱织造加工制成的各种玻璃成分、不同形态结构、不同工艺和平共处应用性能的众多产品的通称。二、直接纱直接纱又称直接无捻粗纱，定义为：平行单丝不加捻并合而成的集束体，国际标准名称为direct roving。直接无捻粗纱的原丝生产过程相对简单，成品做成的玻璃钢制品强度较高，可以直接应用于缠绕和拉挤工艺，也可直接用来织布（即无捻粗纱编织物，国际标准名称为：woven roving，俗称方格布），因此用途非常广泛，是我公司的主要的产品，约占公司总制品量的1/3强。目前，池窑拉丝均用大漏板拉制高T

23、EX的直接纱，纤维直径大，漏板分布集中，生产过程稳定，产质量容易保证，多数用于出口。一、直接纱工艺流程（自拉丝工艺起）二、生产主要控制要点：1、严格按照浸润剂配制表进行配制，并每天对新配制原料（固含量、PH值）进行检测，并每天抽检配制过的原料。 2、拉丝工艺位置定期标定，操作人员严格执行操作规程。 3、控制湿纱的外观质量、线密度，并积极调整新品种的可燃物含量。 4、严格执行烘干制度，控制湿纱滞留时间在4h之内，确保成膜质量。5、干态原丝进行MOI、LOI、线密度等的检测，每天每班进行抽检，保证的分检顺利的进行。三、原丝生产主要工艺特点： 1、漏板主要采用2000H、4000H拉制。 2、直接纱

24、散热量大、拉丝速度慢，在原丝喷雾器多使用锥型喷雾，即保证了直接纱穿透性，又起到很好的雾化冷却效果。 3、涂油器均使用长度在390mm100mm，甚至更短，浸润剂控制流量2000500ml/min，防止高热量、低速度状态使浸润剂温度变的更高。 4、因使用软质型浸润剂，对集束性要求不高，所以直接纱拉丝机的丝筒曲率较小；采用槽筒排线，非接触（接触）外移，变频控制，所以精度高，恒线速度卷绕，拉制的粗纱的张力均匀、强度高；机头长，可以两分拉、四分拉。 5、部分直接纱拉丝机卷绕比输入为无限不循环数值，可以使丝饼表面排成网状结构，有利于烘干时水份的排出，并因此能够控制原丝纱束的宽度。 6、直接纱的浸润剂的分

25、子量较小，容易迁移，所以烘干制度通常采用微波炉：125/12h+20kw，其他热源有余热和蒸汽。四、直接纱命名规则：直接无捻粗纱按拉丝生产工艺称为直接纱，按照浸润剂类别则为软质纱，按照客户使用工艺又称之为缠绕纱或拉挤纱等。五、直接无捻粗纱的主要质量控制标准1、直接纱在包装检验过程中，主要控制每个丝饼的含水率、可燃物含量、强度、浸透速度、线密度、悬垂度、外观质量和卷重等。2、含水率严格控制在0.1%之内。3、可燃物含量按国家标准必须大于0.35%。4、线密度控制范围：7%（特殊品种除外，如：T931控制范围：14%）5、直接纱强度：国家标准不得低于0.25N/TEX。6、浸透时间；因品种不同而不

26、同，但都不得大于60s。7、直接无捻粗纱的悬垂度不大于50mm。8、外观质量疵点：变形、凹凸、蛛网、毛丝、污渍（油污、灰尘等）、卷绕不良、断头、碰伤、散丝、颜色不一致（黄纱、控制去皮量）。9、卷重基本标准：A级：14kg B级：9kg C级：3kg七、直接无捻粗纱玻璃钢成型工艺直接纱在玻璃钢成型工艺上主要适用于拉挤、缠绕、纺织成方格布后的手糊工艺。以下就应用特性和使用用途做简要说明：（一）拉挤玻璃钢制品的用途：电子电气、娱乐或运动器材、防腐蚀制品、建筑、汽车等。主要产品有帐篷杆、格栅、拉挤门窗和其他型材。拉挤工艺的玻璃纤维直接无捻粗纱应具有下列特性：1、玻璃纤维的浸润性和基体树脂匹配性好无捻粗

27、纱，在各种情况下都应使用含硅烷偶联剂的浸润剂。2、无论多股还是单股其悬垂度小。3、无论多股还是单股其线密度要有保证；4、直接纱外观质量要好，拉挤过程中不起毛丝。5、成品具有可接受的强度。6、成带性好，不散丝。（二）作为缠绕的直接无捻粗纱主要的玻璃钢制品有贮罐及管道，用于贮存和运输各种气体和液体，特殊情况下还用于输送干物料。广泛应用于石油、化工、轻工、航空、采矿、电气等行业。纤维缠绕。用于缠绕的玻璃纤维直接无捻粗纱应具有以下特性：1、缠绕制品说贮的介质对玻璃纤维化学特性的要求，例如制造贮酸用玻璃钢时，实际上往往采用价廉的C玻璃纤维无捻粗纱；2、玻璃纤维被树脂完全浸透；3、与树脂有良好的相容性（这要根据再对复合材料性能测试时所获得力学数据来判断，大型的工程更要注意）；4、线密度要有保证；5、可接受的均匀的纤维缠绕结构；6、无捻粗纱悬垂性要小。（三）直接无捻粗纱织物（俗称方格布）是一种材质均匀的片状双向增强材料，与其它无纺织材料相比，它的纤维排列密度大，在制造玻璃钢（FRP）时可以达到更高的纤维含量，强度更高，贴模性好；与有捻织物相比，其经纬纱的纤维平行排列呈扁状，极少扭转，制造屈曲小，强度利用率高，织物厚度大而结构疏松，树脂渗透性好，而且纺织工艺