BR0015756B1 - dispositivo e processo de formaÇço de fibras minerais por centrifugaÇço interna, lç mineral, e, produto de isolamento tÉrmico ou acéstico. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO E PROCESSO DE FORMAÇÃO DE FIBRAS MINERAIS PORCENTRIFUGAÇÃO INTERNA, LÃ MINERAL, E, PRODUTO DEISOLAMENTO TÉRMICO OU ACÚSTICO"

A invenção se refere às técnicas de formação de fibras minerais oude outros materiais termoplásticos através do processo de centrifugação internaassociada a um estiramento por uma corrente gasosa em alta temperatura. Ela seaplica notadamente à produção industrial de lã de vidro destinada a entrar porexemplo na composição de produtos de isolamento térmico e/ou acústico.

O processo de formação de fibras ao qual a invenção se refereconsiste em introduzir um filete de vidro fundido em um centrifugador, tambémchamado de prato de formação de fibras, que gira em grande velocidade e éperfurado em sua periferia por um número muito grande de orifícios através dosquais o vidro é projetado sob a forma de filamentos sob o efeito da forçacentrífuga. Esses filamentos são então submetidos à ação de uma corrente anularde estiramento com temperatura e velocidade elevadas que passa ao longo daparede do centrifugador, corrente que os adelgaça e os transforma em fibras. Asfibras formadas são arrastadas por essa corrente gasosa de estiramento na direçãode um dispositivo de recepção geralmente constituído por uma tira permeável aosgases.

Esse processo foi objeto de numerosos aperfeiçoamentos. Assim, apatente EP-0189354B1 tem como objeto um queimador que melhor gera acorrente anular de estiramento, que é queimador de combustão interna quecompreende uma câmara de combustão anular.

O pedido de patente WO 97/15532 também tem como objeto umamelhora desse queimador, melhora que consiste no fato de que os gases deestiramento apresentam radialmente um gradiente de temperatura, sendo maisquente na proximidade do centrifugador.

A patente EP-0519797B1 tem como objeto a adição de uma coroade insuflação disposta a uma distância radial do eixo do centrifugador superior àdistância radial do queimador que gera os gases de estiramento, essa coroa deinsuflação emitindo jatos de gás individualizados e divergentes que se unemembaixo da fileira de orifícios mais abaixo do centrifugador e que têm comofunção gerar uma manta gasosa fria que vem canalizar as fibras estiradas a quente.

A invenção refere-se mais especialmente, sem caráter limitativo noentanto, aos produtos de isolamento térmico e/ou acústico que apresentampropriedades mecânicas especialmente elevadas, para aplicações específicas quenecessitam de tais propriedades. Trata-se notadamente dos produtos de isolamentoque sustentam elementos de alvenaria e que devem em conseqüência disso resistira grandes compressões tais como os elementos que servem para o isolamento dostelhados-terraços acessíveis à circulação. Esse é também o caso dos produtosutilizados em isolamento para o exterior e que devem poder, notadamente, resistiraos esforços no arrancamento.

Para atingir esses desempenhos, esse tipo de produto deisolamento é geralmente de alta densidade, por exemplo de pelo menos 40 kg/m , esofreu, depois da operação de formação de fibras propriamente dita, uma operaçãoque visa a que as fibras no interior do feltro tomem direções que sejam as maisvariadas possíveis sem modificar demais de modo sensível a orientação geral damanta de fibras proveniente da centrifiigação. Essa operação consiste notadamenteem uma "gofragem" das fibras, obtida por passagem da manta de fibras entre duasséries de transportadores que delimitam suas faces inferior e superior, umacompressão longitudinal resultando da passagem de um par de transportadoresanimados com uma certa velocidade a um par de transportadores com velocidadeinferior à precedente. Esse tipo de operação é por exemplo descrito na patente EP-0 133 083.

No entanto, foi constatado que essa operação de gofragem nemsempre permitia obter a melhora nas propriedades mecânicas esperada.

A invenção se fixou então como objetivo melhorar as propriedadesmecânicas de produtos de isolamento térmico e/ou acústico (ou pelo menosassegurar uma melhor constância dessas propriedades de um produto para ooutro), sem degradar as propriedades de isolamento dos mesmos, se concentrandopara isso mais especialmente nos produtos de isolamento de alta densidade quesofreram uma gofragem.

No lugar de procurar modificar os parâmetros do processo degofragem habitual, os inventores do presente pedido estudaram as razões pelasquais essa gofragem nem sempre era satisfatória. Eles chegaram à conclusão quedepois de gofragem, acontecia que as fibras não apresentavam suficientemente aorientação isotrópica que se esperava, e que isso era devido ao fato, notadamente,de que suas dimensões não eram necessariamente as mais adaptadas: as fibras,longas demais, eram difíceis por simples gofragem de reorientar tão aleatoriamentequanto era necessário para assegurar a melhor resistência ao arrancamento e àcompressão.

A invenção consistiu então em modificar as condições deformação de fibras para ajuste de suas dimensões a fim de que elas se prestemmelhor à gofragem, notadamente tornando as mesmas mais curtas. Essamodificação teve como objeto, entre outras coisas, o modo pelo qual as fibras quetinham sofrido o estiramento gasoso a quente eram canalizadas, como descritoabaixo:

A invenção tem desse modo primeiramente como objeto umdispositivo de formação de fibras minerais por centrifiigação interna quecompreende:

—> um centrifugador próprio para girar em torno de um eixo,notadamente vertical, e do qual a tira periférica é perfurada por uma pluralidade deorifícios;

—> um meio de estiramento gasoso em alta temperatura sob aforma de um queimador anular;

—> um meio pneumático para canalizar e ajustar as dimensões dasfibras sob a forma de uma coroa de insuflação.A invenção prevê por outro lado que a canalização e o ajuste dasdimensões das fibras ajustadas pelo meio pneumático sejam completados por pelomenos um outro meio, do qual um meio mecânico que compreende uma parederesfiiada disposta em torno do centrifiigador pelo menos em frente de sua tiraperiférica.

O queimador anular pode por exemplo ser do tipo descrito napatente EP-0189354 anteriormente mencionada.

A coroa de insuflação pode por exemplo ser do tipo descrito napatente EP-0519797 anteriormente mencionada. Essa patente já explicava que amanta de gás em temperatura ambiente emitida pela coroa de insuflaçãoenvolvendo os jatos de gás de estiramento do queimador anular, tinha o papel decanalizar as fibras, de comprimir o toro formado pelas fibras entre o momento noqual elas são ejetadas pelo centrifugador e o momento em que elas são recolhidaspelo dispositivo de recepção situado sob o centrifugador.

De fato, esquematicamente, essa manta de gás não é uma barreirapneumática "estanque", no sentido que a totalidade ou parte das fibras sãoanimadas por uma força centrífuga suficiente para atravessá-la. Em contrapartida,essa barreira pneumática vem frear as mesmas, infietir eventualmente a direção deseu movimento; mas também agir sobre suas dimensões: quando as fibras vêm deencontro à manta de gás frio, o choque que resulta disso é suficientemente fortepara que as fibras possam eventualmente ser quebradas.

Esse é portanto um meio para controlar o comprimento das fibras.No entanto, ele se revelou insuficiente para verdadeiramente obter umcomprimento de fibras suficientemente curto para permitir uma gofragem emmelhores condições sem por causa disso comprometer suas capacidades deisolamento. O meio mecânico adicional preconizado pela invenção se mostroubastante eficaz para completar a ação da coroa de insuflação e oferecer maispossibilidades para controlar a dimensão das fibras. Trata-se aqui portanto deacrescentar à barreira pneumática da coroa de insuflação uma outra barreira, dessavez mecânica, disposta em torno do centrifugador, depois da barreira pneumática,que também vai desempenhar dois papéis: primeiro, ela vai canalizar todas asfibras, todas aquelas fibras que já puderam ultrapassar a primeira barreirapneumática, sob o dispositivo receptor das fibras, em seguida, ela vai permitirajustar mais finamente o comprimento das fibras recolhidas: os choques das fibrascontra a parede física permitem bastante eficazmente diminuí-las para obter umagofragem ótima. Além da gofragem facilitada, a invenção também permite que seobtenha fibras cujas dimensões são menos dispersada, cujo histograma dostamanhos, tende a ser mais comprimido. Finalmente, as fibras mais curtas têmtambém menos tendência a formar aglomerados de fibras coladas entre si, fibrascoladas que abaixam tanto a qualidade térmica quanto mecânica do produto final,mais especialmente sua resistência ao arrancamento.

De fato quando se fabrica produtos de isolamento de grandedensidade, o diâmetro das fibras é um parâmetro menos crucial para obter um bomnível de isolamento térmico do que para os produtos mais leves: é possível assim"se permitir" ter fibras mais grossas para uma melhor resistência mecânica. Odiâmetro é uma característica que se pode notadamente controlar através daescolha dos parâmetros de funcionamento do queimador anular e através da vazãode vidro que alimenta o centrifugador. No entanto, geralmente quanto mais grossassão as fibras, mais longas elas são. É aí que a invenção intervém, a paredemecânica permitindo, muito esquematicamente, cortar essas fibras grossas parafacilitar a gofragem das mesmas conservando suas propriedades mecânicas.

Entretanto a invenção se aplica de modo mais geral a fibras detodas as dimensões, de qualquer diâmetro.

A barreira pneumática e a barreira mecânica se combinam, aprimeira permitindo modular a velocidade, a direção de movimento das fibras, emesmo já cortá-las, a segunda vindo bloqueá-las em sua expansão radial e terminaro ajuste em comprimento das mesmas. Geralmente, a maior parte das fibrasejetadas do centrifugador, notadamente pelo menos 80 a 90% das fibras, vêm sechocar contra a parede resfriada, o resto tendo essencialmente sido parado pelosgases da coroa de insuflação. Assim como a barreira pneumática, é possívelmodular bastante livremente a configuração e os parâmetros dessa parede,notadamente sua geometria e sua posição relativa em relação ao centrifugador, aoqueimador anular, à coroa de insuflação. Essa parede é resfriada, de modo a que asfibras que entram em contato com ela, que estão ainda relativamente quentes, nãocorram o risco de se colar nela.

Vantajosamente, a superfície exterior da parede resfriada voltadana direção do centrifugador é essencialmente metálica, notadamente à base de açoinoxidável.

De preferência, essa superfície exterior é concêntrica em torno doeixo do centrifugador, em uma parte ou em várias partes solidarizadas porelementos de ligação mecânica. Essa superfície exterior é de preferência pelomenos parcialmente cilíndrica ou sob a forma de um tronco de cone. (Nesse últimocaso, o cone é de preferência alargado em sua parte superior. Em todo o presentetexto, por convenção, "inferior" e "superior" se referem a uma altura projetada deacordo com um eixo vertical). Essa conicidade é favorável, pois ela vai permitirrebater melhor as fibras, e facilitar uma interação com os gases emitidos pela coroade insuflação como será detalhado mais adiante. Vantajosamente, a parederesfriada tem pelo menos em parte a forma de um tronco de cone inclinado de umângulo ai em relação ao eixo Xi do centrifugador compreendido entre 0 e 30°,notadamente estritamente superior a 0o, por exemplo entre 2 e 20° ou entre 5 e 15°.(Nos casos mais freqüentemente encontrados, o eixo do centrifugador é vertical oupróximo da vertical).

Também é possível caracterizar a parede resfriada em relação aoeixo X2 de projeção dos jatos de gás (ou da manta gasosa) provenientes da coroade insuflação. É possível assim ter vantajosamente um ângulo de inclinação a2 daparede sob a forma de um tronco de cone em relação ao eixo X2 que écompreendido entre 0 e 60 ou 70°, notadamente entre 2 e 20 ou 30°, ou entre 5 e15°.

O ângulo CC3 que o eixo X2 forma com a vertical pode ser igual a 0.Nesse caso, vai se ter, em vista dos valores de ai e/ou de a2 descritos mais acima,uma convergência dos gases da coroa de insuflação na direção da parede resfriada.

Mas esse ângulo a3 pode diferir de 0o. Vantajosamente se a3 estácompreendido entre + 30° e - 30°, nos encontramos no caso precitado de umaconvergência dos gases da coroa de insuflação na direção da parede resfriada. Emcontrapartida, se a3 tem uma amplitude superior a 30°, (até 90°), é possível ter ocaso em que não há mais necessariamente convergência dos gases provenientes dacoroa de insuflação na direção da parede resfriada, mas sim convergência dessesgases na direção do plano de acordo com o qual é disposta a tira periféricaperfurada de orifícios do centrifugador.

De preferência, a altura da parede resfriada medida de acordo comum eixo vertical é superior à altura da tira periférica do centrifugador, a distânciamedida verticalmente entre a extremidade inferior da dita parede e a fileira deorifícios mais baixa do centrifugador sendo igual a pelo menos a metade da alturada tira periférica, notadamente entre a metade e o dobro da dita altura.

A parede oferece assim uma superfície suficiente para alojar atrajetória das fibras sob o centrifugador, para acompanhar e canalizar melhor atrajetória das mesmas na direção do dispositivo de recepção e garantir que todas asfibras ou quase todas são afetadas pela presença dessa parede, mesmo as fibrasprovenientes das fileiras de orifícios mais baixas do centrifugador.

O modo de realização mais simples dessa parede resfriada consisteem integrar a mesma em um dispositivo mecânico que apresenta uma cavidademunida de um sistema de resfriamento por circulação de fluido do tipo água,notadamente um dispositivo do tipo camisa de água ("wateijacket" em inglês).Também se utiliza uma camisa de água anular em torno e embaixo docentrifugador.

Vantajosamente, a configuração do meio pneumático e aconfiguração da parede são tais que os jatos provenientes da coroa de insuflaçãotêm uma direção de emissão na saída da coroa que converge na direção da parederesfriada, convergência que é operada de preferência a uma altura inferior à alturado meio da tira periférica. De fato, os jatos de gás podem ser projetados de modo apassar ao longo, pelo menos em parte, da parede. Como esses últimos são emitidosgeralmente verticalmente, a conicidade da parede evocada mais acima vai permitiruma convergência progressiva e obrigar os jatos de gás a virem passar ao longo daparede, pelo menos em sua parte inferior. Como evocado mais acima, essaconvergência não é sistemática, alguns modos de realização que fazem parte dainvenção incluem uma divergência, os jatos de gás emitidos pela coroa deinsuflação podendo ser dirigidos para a parede do centrifugador e não para aparede resfriada de acordo com a invenção.

E previsto de preferência que a borda superior da parede resfriadaestá mais afastada do eixo do centrifugador do que o são os pontos de emissão degás da coroa de insuflação. Preferencialmente, é possível configurar a parederesfriada de modo a que sua borda superior se encontre contígua aos pontos deemissão dos gases da coroa de insuflação, pontos de emissão que estão porexemplo sob a forma de orifícios de um conduto anular, de bicos como detalhadona seqüência. Também é possível afastar a mesma um pouco deles:vantajosamente, essa borda superior está a uma distância Xi (medida radialmenteem relação ao eixo do centrifugador) dos eixos de projeção dos jatos gasosos (ou,dito de outro modo, dos centros dos orifícios que emitem os jatos de gás) de nomáximo 40 mm, notadamente de no máximo 20 mm e de pelo menos 0,5 mm.

A coroa de insuflação preferida possui elementos geradores dejatos de gás, de preferência individualizados e divergentes que se unem embaixoda fileira de orifícios mais baixa da tira periférica. Dois modos de realização sãopreferidos: um anel tubular perfurado com orifícios nos quais são fixadas umasérie de bicos.

Vantajosamente, a temperatura dos gases de estiramento emitidosna saída do queimador anular é de no máximo 1600°C, notadamentecompreendida entre 1350 e 1450°C: é uma temperatura que pode portanto sermenos elevada do que a temperatura que pode ser encontrada em centrifiigaçãointerna, a temperatura dos gases de estiramento sendo geralmente de pelo menos1500°C e de preferência de cerca de 1600°C. Gases de estiramento "mais frios",além do ganho energético induzido, apresentam o interesse de deteriorar menos oligante que se vem pulverizar sobre as fibras sob o centriíugador, as fibras tendode fato uma temperatura menos elevada no momento da pulverização. Também éverossímil que fibras estiradas em temperaturas inferiores às temperaturashabituais seriam mais "frágeis" mecanicamente, o que facilitaria o corte dasmesmas em fibras curtas por ocasião de sua travessia da manta fria emitida pelacoroa de insuflação e depois o impacto das mesmas contra a parede mecânica deacordo com a invenção. Essa escolha de temperatura de estiramento contribuiriaassim também, indiretamente, para o ajuste das dimensões das fibras.

Um meio adicional opcional para canalizar e ajustar as dimensõesdas fibras é estrutural: ele consiste em ajustar a perfuração da tira periférica demodo a que o tamanho dos orifícios, dispostos em fileiras concêntricas, varie decima para baixo na altura do centrifugador em posição de centrifugação, essetamanho de orifícios diminuindo e depois aumentando de novo na dita altura.

De acordo com um modo de realização preferido, os orifícios sãodistribuídos em grupos de fileiras concêntricas com, de cima para baixo, pelomenos um primeiro grupo de ni fileiras "altas" de orifícios circulares de diâmetrodi, um segundo grupo de n2 fileiras "intermediárias" de orifícios circulares dediâmetro d2 inferior a di e finalmente um terceiro grupo de n3 fileiras "baixas" deorifícios circulares de diâmetro d3 superior ao diâmetro d2, corriημ n2, n3 > 1 e!notadamente compreendidos entre 3 e 10. De preferência, têm-se as seguintesrelações entre os diâmetros d], d2 e d3:

(1) di é próximo de d3, com di = d3 + / - 0,2 mm, notadamente di= d3 ± 0,1 mm,(2) d3-d2«di-d2,

(3) d3 - d2 compreendido entre 0,1 e 0,5 mm, com notadamente d3- d2 > 0,1 mm ou > 0,2 mm.

A invenção também tem como objeto o processo de formação dasfibras, que utiliza notadamente o dispositivo descrito acima e que consiste em umacentrifugação interna associada a um estiramento gasoso em alta temperatura deacordo com o qual o material de fibra é vertido no interior do centrifugador quegira de acordo com um eixo essencialmente vertical e do qual a tira periférica éperfurada com uma pluralidade de orifícios, de onde o material é ejetado e depoisestirado por uma corrente gasosa em alta temperatura emitida por um queimadoranular, as fibras sendo canalizadas, ajustadas em dimensão por um dispositivopneumático sob a forma de uma coroa de insuflação. O processo é tal que secompleta essa canalização, esse ajuste em dimensões com pelo menos um outromeio, do qual um meio mecânico que forma barreira fisicamente à propagação dasfibras radialmente em relação a uma do centrifugador: trata-se da parede resfriadadescrita mais acima.

O processo da invenção consiste em ajustar a configuração dessemeio mecânico, os parâmetros dos gás de estiramento e dos gases da coroa deinsuflação, e opcionalmente a perfuração da tira periférica do centrifugador para afabricação de uma lã mineral apresentando um índice micronaire compreendidoentre 3 e 8 sob 5 gramas. O diâmetro médio das fibras que constituem a lã mineralestá vantajosamente compreendido entre 4 e 13 pm.

A invenção se refere também à aplicação do processo e dodispositivo descritos mais acima para a fabricação de materiais de isolamentotérmico e/ou acústico de densidade superior a 40 kg/m , notadamente de 40 a 160kg/m , dos quais a lã mineral foi notadamente gofrada.

A invenção se refere também a esses próprios produtos deisolamento de grande densidade, notadamente destinados a fazer painéis deisolamento para teto de automóvel. Geralmente, para uma espessura de 50 mm,uma densidade de 80 kg/m e um teor de ligante de massa em relação à lã de vidrode cerca de 6 %, obtém-se:

—> uma resistência ao arrancamento de cerca de 20 ± 3 kPa,—» uma resistência à compressão a 10% de cerca de 60 ± 5 kPa,—> uma condutividade térmica de no máximo 38 W/m.k.

A invenção será descrita mais em detalhes abaixo com o auxíliodas figuras seguintes:

—> figura 1: uma vista esquemática em corte vertical da instalaçãode formação de fibras de acordo com a invenção,

-» figura 2: uma vista esquemática ampliada em corte vertical docentrifugador de acordo com uma primeira variante,

—> figura 3: uma vista esquemática ampliada em corte vertical docentrifugador de acordo com uma segunda variante.

A figura 1 representa bastante esquematicamente uma instalaçãode formação de fibras própria para a execução da invenção e próxima doensinamento da patente EP 0519797 no que diz respeito ao centrifugador, aoqueimador anular e à coroa de insuflação. Essa instalação é essencialmenteconstituída por um centrifugador sem fundo 1 do qual a tira periférica 2 éperfurada por um grande número de orifícios, fixados a um cubo engatado naárvore de rotação 3 de acordo com um eixo Xj montado vertical, acionada por ummotor não representado. O filete de vidro fundido alimenta o centrifugadorpassando para isso pela árvore vazada 3 e escoa dentro de um cesto 5 de fundocheio provido de uma parede cilíndrica perfurada por um pequeno número deorifícios relativamente grandes, por perfuração e por exemplo, de um diâmetro daordem de 3 mm graças aos quais o vidro fundido é distribuído sob a forma defiletes primários 7 dirigidos para o interior da tira periférica de onde ele é expulsosob o efeito da força centrífuga sob a forma de filamentos 8.

O centrifugador é circundado por um queimador anular 9 e poruma coroa de insuflação 10. As fileiras são distribuídas em três grupos de cimapara baixo: as fileiras intermediárias têm um diâmetro de furo inferior às fileirasalta e baixa de pelo menos 0,1 ou 0,2 mm.

O queimador anular 9 (de acordo com o ensinamento da patenteEP-0189354) gera um jato gasoso do qual a temperatura nas bordas do queimadoré da ordem de 1450°C.

A fineza das fibras é determinada pelo valor de seu índicemicronaire (F) sob 5 g. A medição do índice micronaire também chamada de"índice de fineza" expõe a superfície específica graças à medição da perda decarga aerodinâmica quando uma quantidade dada de fibras extraídas de umcolchão não encolado é submetida a uma pressão dada de um gás - em geral ar ounitrogênio. Essa medição é usual nas unidades de produção de fibras minerais, elaé normalizada (DIN 53941 ou ASTM D 1448) e ela utiliza um aparelho conhecidocomo "aparelho micronaire".

A coroa de insuflação 10 é constituída por um anel tubular do qualos orifícios são munidos de bicos 11 fixados por exemplo por solda. Permitindoassim uma guia prolongada dos jatos, os bicos levam a uma maior estabilidade dascondições de emissão dos jatos individualizados e devido a isso à regularidade defuncionamento da coroa é favoravelmente afetada por elas.

De acordo com a invenção, e como está representado maisclaramente na figura 2, existe um dispositivo anular 12 que compreende umaparede exterior 13 feita de aço inoxidável voltada na direção do centrifugador 2 esob a forma de um tronco de cone alargado para cima. Essa parede forma umângulo ai de cerca de 5 a 12° em relação à vertical. No caso especial não limitativoda figura 2, o eixo vertical é concêntrico com o eixo de rotação Xi docentrifugador e com o eixo de emissão X2 dos jatos de gás provenientes da coroade insuflação 10.

A borda superior 14 da parede 13 é contígua à parede dos bicos 11da coroa de insuflação. Sua borda inferior está a uma altura nitidamente inferior àaltura da fileira de orifícios mais baixa do centrifugador.Essa parede 13 pertence portanto a um dispositivo de formasensivelmente anular disposto em frente ao centrifugador, que é do tipo "camisa deágua": ele é munido em sua cavidade de um sistema de resfriamento por circulaçãode água para assegurar que a parede com a qual as fibras vão entrar em contatopermaneça a uma temperatura suficientemente baixa para que elas não fiquemcoladas nela, mas sim "ricocheteiem" e se quebrem eventualmente sob o impacto.

Em funcionamento, as fibras em decorrer de formação conseguemultrapassar, para a maior parte delas, a manta gasosa fria emitida pela coroa deinsuflação 10, e vêm se chocar na parede 13 de modo a se rebaterem em direçãoconvergente para o dispositivo de recepção não representado.

Também não está representada, pois ela é convencional, a coroa depulverização de ligante sob o centrifugador. A lã mineral recolhida em manta é emseguida tratada termicamente de modo convencional para reticular o ligantenotadamente, e depois sofre uma gofragem de acordo com o ensinamento dapatente EP-O 133 083.

As fibras obtidas apresentam um índice micronaire de cerca de 7sob 5 gramas.

Os desempenhos térmicos e mecânicos a 80 kg/m forammencionados mais acima.

Por outro lado, foi constatado que as propriedades mecânicasdesse tipo de produto de isolamento pesado eram tão boas, e mesmo melhores,quando para um mesmo centrifugador aumenta-se a produção de 22 toneladas/diapara 35 toneladas/dia. Isso é absolutamente notável na medida em que se observageralmente a tendência inversa a saber uma deterioração progressiva daspropriedades mecânicas quando o rendimento de produção aumenta no caso dosprodutos ditos leves ou de baixa densidade (quer dizer uma densidade inferior a 40kg/m3). Essa é uma conseqüência surpreendente e vantajosa da invenção, que podetalvez ser explicada pelo fato de que quanto maior é a vazão de vidro ejetado docentrifugador, mais os impactos das fibras sobre a parede resfriada sãograndes/violentos e mais se reduz o tamanho das fibras.

A figura 3 retoma os elementos estruturais já descritos na figura 2.Nesse modo de realização, os jatos de gás provenientes da coroa de insuflação 10são emitidos de acordo com um eixo X2 que forma um ângulo a3 de cerca de 60°com a vertical. Esses jatos são dirigidos para a tira periférica 2 do centrifiigador, enão para a parede resfriada 13.

Os dois modos de realização representados nas figuras 2 e 3 nãosão limitativos da invenção: muitas outras configurações são possíveis. Assim, épossível configurar o elemento 12 assim como a coroa 10 com seus bicos 11, demodo a que a superfície sensivelmente horizontal da parte superior do elemento 12se encontre a um nível mais alto, em relação à vertical, do que a extremidade dosbicos 11 (ou modificando-se a geometria dos bicos, inclinando-se os mesmas porexemplo, ou modificando-se a geometria da zona superior do elemento 12,notadamente a zona de sua borda 14): "levanta-se" assim o elemento 12 emrelação aos bicos 11. Também é possível escolher o procedimento inverso,"abaixando-se" um pouco o elemento 12 em relação aos bicos 11, a única restriçãosendo a de no entanto evitar que as fibras possam passar por cima da parede 13resfriada.

Claims (23)

1. Dispositivo de formação de fibras minerais por centrifiigaçãointerna, compreendendo:—» um centrifugador (1) próprio para girar em torno de um eixoXi, notadamente vertical, e do qual a tira periférica (2) é perfurada por umapluralidade de orifícios;—> um meio de estiramento gasoso em alta temperatura sob aforma de um queimador anular (9); e,—» um meio pneumático para canalizar e ajustar as dimensões dasfibras sob a forma de uma coroa de insuflação (10),caracterizado pelo fato de que a canalização e o ajuste dasdimensões das fibras operados pelo meio pneumático são completados por pelomenos um outro meio, do qual um meio mecânico (12) que compreende umaparede resfiiada (13) disposta em torno do centrifugador (1) pelo menos em frentede sua tira periférica (2).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a superfície da parede resfiiada (13) voltada na direção docentrifugador (1) é essencialmente metálica, notadamente feita de aço inoxidável.

3. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1ou 2, caracterizado pelo fato de que a parede resfiiada (13) é concêntrica em tornodo eixo do centrifugador (1), e apresenta uma superfície exterior dirigida para ocentrifugador (1) que é pelo menos parcialmente cilíndrica ou sob a forma de umtronco de cone, de preferência alargado na parte superior.

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-3, caracterizado pelo fato de que a parede resfiiada (13) está pelo menos em partesob a forma de um tronco de cone inclinado de um ângulo ai em relação ao eixoXi do centrifugador (1) compreendido entre 0 e 30°, notadamente estritamentepositivo e de preferência compreendido entre 2 e 20°.

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-4, caracterizado pelo fato de que a parede (13) resfriada está pelo menos em partesob a forma de um tronco de cone inclinado de um ângulo 0C2 em relação ao eixoX2 de projeção dos jatos de gás provenientes da coroa de insuflação (10)compreendido entre 0 e 60 ou 70°, notadamente igual a 0 ou compreendido entre 2e 20 ou 30°, ou entre 5 e 15o.

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-5, caracterizado pelo fato de que o eixo X2 de projeção dos jatos de gásprovenientes da coroa de insuflação (10) forma um ângulo a3 com a vertical que éigual a 0 ou diferente de 0, notadamente de ± 30°, ou de amplitude superior.

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-6, caracterizado pelo fato de que a altura da parede resfriada (13) medida de acordocom um eixo vertical é superior à altura da tira periférica (2) do centrifugador (1), adistância medida verticalmente entre a extremidade inferior da dita parede e afileira de orifícios mais baixa do centrifugador (1) sendo igual a pelo menos ametade da altura da tira periférica (2), notadamente entre a metade e o dobro dadita altura.

8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-7, caracterizado pelo fato de que a parede resfriada (13) faz parte de um dispositivomecânico (12) que apresenta uma cavidade munida de um sistema de resfriamentopor circulação de líquido, dispositivo notadamente de tipo camisa de água.

9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-8, caracterizado pelo fato de que a configuração do meio pneumático em relação àconfiguração da parede resfriada (13) é tal que os jatos provenientes da coroa deinsuflação (10) têm uma direção de emissão que converge na direção da parederesfriada.

10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 9, caracterizado pelo fato de que a coroa de insuflação (10) possui elementosgeradores de jatos de gás individualizados divergentes que se unem embaixo dafileira de orifícios mais baixa da tira periférica a coroa sendo notadamenteconstituída por um anel tubular perfurado com orifícios nos quais são fixadas umasérie de bicos (11).

11. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1a 10, caracterizado pelo fato de que a temperatura dos gases de estiramentoemitidos na saída do queimador anular é de no máximo 1600°C, notadamentecompreendida entre 1350°C e 1450°C.

12. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1ali, caracterizado pelo fato de que um meio suplementar é previsto para canalizare ajustar as dimensões das fibras, meio estrutural que consiste em prever umtamanho para os orifícios da tira periférica que, de cima para baixo em posição decentrifugação, varia diminuindo e depois aumentando na altura da tira periférica (2).

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 12, caracterizadopelo fato de que os orifícios da tira periférica (12) são distribuídos em três gruposde fileiras altas, intermediárias e baixas que têm diâmetros dl, d2, d3 querespeitam as seguintes relações:(1) di = d3 + / - 0,2 mm, de preferência dj = d3 ± 0,1 mm,(2) d3 - d2 ss di - d2,(3) d3 - d2 compreendido entre 0,1 e 0,5 mm, com notadamente d3-d2> 0,1 mm ou >0,2 mm.

14. Processo de formação de fibras minerais por centrifugaçãointerna, associada a um estiramento gasoso em alta temperatura de acordo com oqual o material a ser convertido em fibras é vertido no interior de um centrifugador(1) que gira em torno de um eixo notadamente vertical e do qual a tira periférica(2) é perfurada com uma pluralidade de orifícios, de onde o material é ejetado edepois estirado por uma corrente gasosa em alta temperatura emitida por umqueimador anular (9), as fibras sendo canalizadas e ajustadas em dimensão por ummeio pneumático sob a forma de uma coroa de insuflação (10), caracterizado pelofato de que completa-se a canalização e o ajuste em dimensão de fibras com pelomenos um outro meio, do qual um meio mecânico (12) que forma barreirafisicamente à propagação das fibras radialmente em relação ao eixo (Xi) docentrifugador (1).

15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelofato de que a barreira física é um elemento mecânico que oferece uma parede (13)disposta em torno do centrifugador em frente à tira periférica (2), notadamenteresfriada e essencialmente metálica pelo menos em superfície.

16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14ou 15, caracterizado pelo fato de que a parede (13) é pelo menos parcialmentecilíndrica ou está sob a forma de um tronco de cone alargado de preferência naparte superior.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás emitidos pela coroa de insuflação(10) convergem na direção dessa parede (12) e/ou passam ao longo dela pelomenos em parte.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que os jatos de gás emitidos pela coroa de insuflação(10) são individualizados, divergentes, e se unem depois da fileira de orifícios maisbaixa do centrifugador (1).

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelo fato de que os gases emitidos pela coroa de insuflação (10)convergem na direção da tira periférica (2) do centrifugador (1).

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizado pelo fato de que os gases de estiramento são emitidos na saída doqueimador anular (9) a uma temperatura de no máximo 1600°C, notadamentecompreendida entre 1350°C e 1450°C.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de que a maior parte das fibras ejetadas docentrifugador vêm se chocar na parede (12).

22. Lã mineral, produzida com um dispositivo como o descrito emqualquer uma das reivindicações 1 a 13 ou pelo processo de acordo com qualqueruma das reivindicações 14 a 21 caracterizada pelo fato de apresentar índicemicronaire compreendido entre 3 e 8 sob 5 gramas.

23. Produto de isolamento térmico ou acústico, obtido a partir dalã mineral descrita na reivindicação 22 e depois gofrada, caracterizado pelo fato deque apresenta densidade de pelo menos 40 kg/m, notadamente compreendidaentre 40 e 160 kg/m3, apresentando resistências ao arrancamento de pelo menoscerca de 20 kPa e uma resistência à compressão de cerca de 60 kPa para umaespessura de cerca de 50 mm, uma taxa de ligante de cerca de 6% e uma densidadede 80 kg/m3.