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1、玻璃纤维的成型本讲稿第一页，共四十二页玻璃纤维的成型本讲稿第二页，共四十二页玻璃纤维棒本讲稿第三页，共四十二页本讲稿第四页，共四十二页本讲稿第五页，共四十二页本讲稿第六页，共四十二页本讲稿第七页，共四十二页一 玻璃纤维及其制品的生产工艺流程坩埚法拉丝池窑漏板法拉丝本讲稿第八页，共四十二页L O G O坩锅法拉丝工艺生产工艺由制球和拉丝两部分组成，整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的本讲稿第九页，共四十二页本讲稿第十页，共四十二页本讲稿第十一页，共四十二页补充12如图2-5所为玻璃纤维坩埚拉丝示意图。制好的玻璃球，经热水清洗、去污和挑选后，装入料斗，由加球机送至坩埚内。坩埚通
2、过电流发热熔化玻璃球，并使坩埚内的玻璃液保持所要求的温度和液面高度。玻璃液借助自重，从埚身底部漏板上的漏孔中稳定地流出，形成液滴。操作工用玻璃棒将液滴引下成丝，集成一束，经过集束轮（浸润槽），使丝束涂上浸润剂，绕在高速旋转的绕丝筒上，然后将丝束放入排线轮内，旋转的排线轮使丝束按照所要求的卷绕结构，有规律地卷绕在绕丝筒上。在卷绕过程中，排线轮逐渐后移，使原丝布满丝筒。当丝筒绕满后取下，即成为玻璃纤维原丝。本讲稿第十二页，共四十二页池窑拉丝连续玻璃纤维生产的一种新工艺方法，是将玻璃配合料投入溶窑熔化后直接拉制成各种支数连续玻璃纤维本讲稿第十三页，共四十二页本讲稿第十四页，共四十二页池窑拉丝法生产工
3、艺流程见图先根据产品所需玻璃的化学组成要求，精确计算出各种矿物原料、化工原料的用量，将各原料细粉称量混合后投人玻璃熔窑内，经高温熔融制成玻璃，在熔窑料道底部装有用铂铑合金制造的多孔漏板，当玻璃液从漏板孔流出的时候，受到高速运转拉丝机的牵引，同时涂覆浸润剂，制成纤维，称原丝。本讲稿第十五页，共四十二页 池窑拉丝是用国际上普遍采用的玻璃纤维生产新工艺。玻璃技术特点是：采用重油或燃气加热单元窑，粉料直接融化成 玻璃，经燃气加热的成型通路由多台（数十到上百台）漏板同时拉制各种规格的玻璃纤维原丝，具有生产规模大、效率高、能耗低、产品质量好等优点，能适应800-4000孔大漏板拉丝成型的要求，是生产高质量
4、低成本玻璃纤维材料的最佳方法。本讲稿第十六页，共四十二页池窑拉丝与坩埚拉丝相比较，具有如下优点1 省去制球工艺，简化工艺流程，效率高2 池窑拉丝一窑可安装几块到上百块漏板，熔量大，生产能力高3 易实现自动化4 适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维5 生产的废砂便于回炉本讲稿第十七页，共四十二页二 玻璃纤维制品的生产工艺 主要设备是纺纱机和织布机 连续玻璃纤维毡生产示意图本讲稿第十八页，共四十二页本讲稿第十九页，共四十二页玻璃纤维纱的规格和性能 玻璃纤维纱可分为无捻纱和有捻纱两种 无捻纱，一般用增强型浸润剂，由原纱直接并股，络纱无捻纱，一般用增强型浸润剂，由原纱直接并股，络纱制成。制成。有捻纱则
5、多用纺织型浸润剂，原纱经过退烧加捻并股有捻纱则多用纺织型浸润剂，原纱经过退烧加捻并股络纱而制成。络纱而制成。由于生产玻璃纤维纱的纤维直径支数及股数不同，使无由于生产玻璃纤维纱的纤维直径支数及股数不同，使无捻纱和有捻纱的规格有许多种捻纱和有捻纱的规格有许多种本讲稿第二十页，共四十二页纤维支数有两种表达方法定质量法：用质量为1克原纱的长度来表示，即 纤维支数=纤维长度（通常用100m测量）/纤维质量（100m原纱质量数）例如：40支纱，就是指重量为1克原纱长40米本讲稿第二十一页，共四十二页定长法：目前国际上统一使用的方法通常为“TEX”（公制量数）1000m长的原纱的克质量例如：4“TEX”就是
6、指1000m原纱质量为4g本讲稿第二十二页，共四十二页 捻是指单位长度内纤维与纤维之间新加转数，以捻/m为单位 Z捻（左捻）顺时针加捻 S捻（右捻)逆时针加捻本讲稿第二十三页，共四十二页1 通过加捻可提高纤维的报合力，改善单位纤维的受力状况，有利于纺织工序的进行，捻度过大不易被树酯浸透。本讲稿第二十四页，共四十二页2 无捻粗砂中的纤维是平行排列的拉伸强度很高，易被树酯浸透。故无捻粗砂多用于缠绕高压容器及管道等，同时也用于拉挤成型喷射成型等工艺中。本讲稿第二十五页，共四十二页玻璃纤维成型设备本讲稿第二十六页，共四十二页本讲稿第二十七页，共四十二页 玻璃纤维是最为典型的一种延续玻璃制品（连续拉伸成
7、型 横截面呈简单圆形）成型机理比较容易研究，对（玻璃平板 玻璃管棒）都具有指导作用和参考意义本讲稿第二十八页，共四十二页 连续玻璃纤维成型 属于熔体拉丝范畴，丝径39um，可制成纱、布、带；1019um的可制成无纺或少纺织品，如无捻粗布、布、薄毡等。本讲稿第二十九页，共四十二页成型方法如下 1 早期方法：在中国玻璃纤维工业发展初期曾经用过的几种主要拉丝方法有：棒法 陶土坩埚法 镍镉中孔板平拉法2 鉑漏板法3 拉丝新技术本讲稿第三十页，共四十二页鉑漏板法（球法、池窑法、拉丝新技术）1 球法（即再熔拉丝法）将玻璃求加入带有鉑（铑）漏板的坩埚中再熔后被连续拉丝。再熔工艺有利于保证拉丝的连续性与稳定性
8、。按其坩埚材料与加热方法的不同，可由下列两种方法（a全鉑坩埚法，b代鉑坩埚法）本讲稿第三十一页，共四十二页全鉑坩埚法：埚身也由鉑铑合金制，直接通电发热进行再熔。适用于很细的高支数原丝生产，如3um的600支原丝本讲稿第三十二页，共四十二页代鉑坩埚法 仅漏板采用鉑铑合金，其他均有无机材料制成 玻璃加热方法有：直接电熔 铂电阻发热 硅碳棒辐射加热。本讲稿第三十三页，共四十二页2 池窑法（或直接拉丝法）从20世纪50年代单元池窑问世开始，有两种 单元窑拉丝法 po cht 窑型拉丝法本讲稿第三十四页，共四十二页单元窑拉丝法：由于单元窑的特点为长宽比值较大可至3.5，由于加热用燃烧气体与玻璃液流呈相反
9、方向，且用多对燃烧喷嘴加热，有助于控制温度。对于玻璃的熔化率为0.70.9大/m2.24h，漏板的孔数为4004000孔6000孔，单根纤维直径为919um（21um)本讲稿第三十五页，共四十二页po cht 窑型拉丝法 玻璃液在内衬材料的水浅碗内，液面始终有生料覆盖，三根加热用钼电极伸入碗内测，其汇聚处形成2000摄氏度的热点，该处玻璃液经鉑衬通路向下流出而被拉成丝，适用于较难熔的玻璃。窑的体积小而产量高（=2m，h=0.5时达7t/d）使用灵活（升温时间仅4h）玻璃液质量好。本讲稿第三十六页，共四十二页3 拉丝新技术 无嘴漏板法 加压拉丝法本讲稿第三十七页，共四十二页定长玻璃纤维成型方法
10、定长300500um，该不连续纤维不呈棉絮状，但组织蓬松，表面有绒毛，有较好的柔性、弹性和挠曲性。其成型方法：气流法 滚筒法 移动炉法本讲稿第三十八页，共四十二页玻璃棉（呈絮状定长玻纤）的成型方法：立吹法 火焰喷射法 离心喷射法本讲稿第三十九页，共四十二页拉丝过程及其变量 该过程是现将制备的玻璃熔体通过漏嘴而挤出到冷却介质中（空气），与此同时被拉伸成纤维，然后卷取在拉丝机的绕丝筒上。其变量可分为三类：一次变量；派生变量；终结变量本讲稿第四十页，共四十二页一次变量 这类变量由工艺参数来决定，它是由丝根拉伸成纤维时的变形和应力方程边界条件或起始条件，具体有玻璃熔体物性化学组成，分子结构、流变性能和其他物理性能。本讲稿第四十一页，共四十二页谢谢观赏鲁登高王艺娜吴晓鹏本讲稿第四十二页，共四十二页