目前,國(guó)內(nèi)外泡沫玻璃的生產(chǎn)廣泛采用的是美國(guó)康寧公司的“兩步法”生產(chǎn)工藝。
匹茲堡- 康寧法采用的原料為專門設(shè)計(jì)并熔化的玻璃,所以該法使用的玻璃原料較為純凈,玻璃原料更加適合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)泡沫玻璃產(chǎn)品。該玻璃原料在粉磨車間中與發(fā)泡劑、助劑等一起磨成細(xì)粉,即泡沫玻璃配合料,加入模具中經(jīng)過壓實(shí)后,再在發(fā)泡爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)和發(fā)泡,發(fā)泡溫度為830～860℃,但為了使配合料均勻發(fā)泡,應(yīng)在500～600℃進(jìn)行充分預(yù)熱,然后再進(jìn)行快速的升溫。
泡沫玻璃經(jīng)過發(fā)泡和定型后再脫模(為了防止玻璃與金屬模具的粘結(jié),事先要在金屬模具的內(nèi)壁噴涂一層脫模劑,脫模劑多以鋁硅質(zhì)無(wú)機(jī)材料為主) ,泡沫玻璃毛坯經(jīng)退火后消除其熱應(yīng)力,退火后的泡沫玻璃毛坯即可進(jìn)行鋸切加工,形成泡沫玻璃成品,并進(jìn)行檢驗(yàn)和包裝。
2、 回收- 有模法
回收- 有模法使用的原料主要是回收的廢棄玻璃,但是該工藝亦可用于專門熔化的玻璃原料的生產(chǎn)。
回收- 有模法是借助于模具進(jìn)行發(fā)泡、退火和加工泡沫玻璃的生產(chǎn)工藝。除所用原料不同,其余與匹茲堡-康寧法基本相同。圖2是回收廢棄玻璃的有模生產(chǎn)技術(shù)的泡沫玻璃生產(chǎn)工藝示意圖。
3、 回收- 無(wú)模法
回收- 無(wú)模法是利用連續(xù)發(fā)泡工藝,使用的原料主要是回收的廢棄玻璃,也可以用專門熔化的玻璃原料進(jìn)行發(fā)泡、退火和加工,與匹茲堡- 康寧法基本相同,但是發(fā)泡工藝最大的特點(diǎn)是不需要模具。
國(guó)外早就有專利介紹無(wú)模連續(xù)發(fā)泡工藝[ 4 ] ,德國(guó)的高溫發(fā)泡生產(chǎn)工藝就是先將玻璃配合料與發(fā)泡劑均勻混合制成泡沫玻璃配合料,再將泡沫玻璃配合料經(jīng)干燥后送入發(fā)泡窯的爐膛中,通過對(duì)發(fā)泡窯爐膛加熱,使泡沫玻璃配合料熔化,并在熔窯內(nèi)部保持較大的氣壓,使氣體不能從玻璃液中排出,當(dāng)玻璃液從熔窯中流出時(shí),溶解在玻璃液中的飽和氣體開始發(fā)泡,成型為連續(xù)泡沫玻璃帶,形成泡沫玻璃毛坯,定型固化后經(jīng)過輥筒碾壓拉引,再切割成所需的泡沫玻璃制品塊。切割后的泡沫玻璃毛坯只需經(jīng)短時(shí)間的急冷,在退火溫度以上進(jìn)入退火窯中進(jìn)行退火,退火后再進(jìn)行后加工。
采用無(wú)模連續(xù)發(fā)泡工藝具有以下特點(diǎn)[ 3 ] :
①采用快速加熱、冷卻,縮短了生產(chǎn)周期,并可以連續(xù)生產(chǎn),提高了生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本;
②減少了發(fā)泡窯冷卻和穩(wěn)定段所需的窯長(zhǎng)和退火窯加熱段的窯長(zhǎng),降低了能源的消耗量;
③在加熱發(fā)泡過程中因?yàn)椴粫?huì)軟化變形,完全不需要模具,減少了模具費(fèi)用和脫模劑的消耗;
④免除了噴涂脫模劑、配合料裝模、毛坯出模、搬運(yùn)模具等多個(gè)工序,減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,降低了裝模時(shí)的粉塵污染。
4、 顆粒法
顆粒法是將廢棄玻璃在球磨機(jī)中破碎后添加發(fā)泡劑、助劑,經(jīng)過粉磨形成泡沫玻璃配合料,再將配合料送入發(fā)泡窯的爐膛,使泡沫玻璃配合料熔化并發(fā)泡,泡沫玻璃配合料就成型為連續(xù)泡沫玻璃帶,形成泡沫玻璃毛坯,定型固化后經(jīng)過輥筒碾壓拉引后,就形成了泡沫玻璃顆粒。
該工藝過程中不需要使用模具,并且沒有退火工藝過程。泡沫玻璃顆粒是性能優(yōu)越的隔熱、防潮、防火、永久性的高強(qiáng)輕質(zhì)骨料,可用于建筑業(yè)[ 8～9 ] 。
圖4是泡沫玻璃顆粒生產(chǎn)技術(shù)的生產(chǎn)工藝示意圖。
5、 浮法- 帶狀法[ 2 ]
英國(guó)是首家采用浮法工藝生產(chǎn)帶狀及夾金屬絲網(wǎng)增強(qiáng)泡沫玻璃的國(guó)家。配合料由帶式輸送器送入錫槽,發(fā)泡劑采用Na2 SO4 等。配合料在熔融錫液表面加熱到850～950℃,熔融錫上面空間有隔墻將發(fā)泡帶和冷卻帶都分開。
錫液中有溫度調(diào)節(jié)加熱裝置。當(dāng)泡沫玻璃帶在600～650℃溫度下具有一定強(qiáng)度后,逐步被牽引出錫液,然后輸送到退火窯進(jìn)行退火,最終制成合格的泡沫玻璃毛坯產(chǎn)品。
采用該裝置可生產(chǎn)增強(qiáng)泡沫玻璃帶,即泡沫玻璃中夾有金屬絲網(wǎng),在送入泡沫玻璃配合料時(shí),于熔融錫液表面上有一定距離處由輥筒裝置同時(shí)送入金屬絲織網(wǎng),如同混凝土中加鋼筋一樣,增強(qiáng)了泡沫玻璃強(qiáng)度。
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(guó)對(duì)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(huì)。
本文對(duì)國(guó)內(nèi)外泡沫玻璃生產(chǎn)工藝進(jìn)行重點(diǎn)總結(jié),以期對(duì)我國(guó)泡沫玻璃新產(chǎn)品的研發(fā)有所啟示,提高泡沫玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量,降低泡沫玻璃生產(chǎn)中的能耗及成本。只有了解和掌握泡沫玻璃關(guān)鍵生產(chǎn)工藝,才能促進(jìn)泡沫玻璃的推廣與應(yīng)用,擴(kuò)大社會(huì)需求,對(duì)提高我國(guó)的泡沫玻璃生產(chǎn)規(guī)模和質(zhì)量起到重要的指導(dǎo)作用。
