BRPI0618113A2 - método para a fabricação de fibras de vidro de alto desempenho em um forno de fusão refratário revestido e as fibras formadas através do mesmo - Google Patents

método para a fabricação de fibras de vidro de alto desempenho em um forno de fusão refratário revestido e as fibras formadas através do mesmo Download PDF

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BRPI0618113A2
BRPI0618113A2 BRPI0618113-9A BRPI0618113A BRPI0618113A2 BR PI0618113 A2 BRPI0618113 A2 BR PI0618113A2 BR PI0618113 A BRPI0618113 A BR PI0618113A BR PI0618113 A2 BRPI0618113 A2 BR PI0618113A2
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Douglas A Hofmann
Peter B Mcginnis
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Abstract

<b>MéTODO PARA A FABRICAçãO DE FIBRAS DE VIDRO DE ALTO DESEMPENHO EM UM FORNO DE FUSãO REFRATáRIO REVESTIDO E AS FIBRAS FORMADAS ATRAVéS DO MESMO<d> é apresentado um método para a formação de fibras de vidro de alta resistência em um forno de fusão refratário revestido. O forno de fusão refratário revestido é adequado para as composições de batelada apresentadas para a formação de fibras de vidro de alta resistência e de módulo elevado. A composição de vidro para uso no método da invenção atual é de até cerca de 70,5% em peso de Si0~ 2~, 24,5% em peso de Al~ 2~O~ 3~, 22% em peso de óxidos alcalino terrosos e poderá incluir pequenas quantidades de óxidos alcalino metálicos e ZrO~ 2~. Os refratários com base em óxido incluem alumina, óxi- do crómico, sílica, alumina-sílica, zircónio, zircónia-alumina-sílica e combinações dos mesmos. Utilizando-se os fornos revestidos refratários com base em um óxido, o custo de produção das fibras de vidro é substancialmente reduzido em comparação com o custo de fibras utilizando-se um forno de fusão revestido com platina. São também apresentadas as fibras formadas pela invenção atual.

Description

"MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE FIBRAS DE VIDRO DEALTO DESEMPENHO EM UM FORNO DE FUSÃO REFRATÁRIO REVESTIDO EAS FIBRAS FORMADAS PELO MESMO"
CAMPO TÉCNICO E APLICABILIDADE INDUSTRIAL DA IN-VENÇÃO
A invenção atual é geralmente direcionada para ummétodo de fabricação de fibras de vidro continuas para usoem aplicações de alta resistência e fibras produzidas atra-vés do mesmo.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
A composição de vidro mais comum para a produçãode segmentos de fibra de vidro é a "E-Glass". A temperaturado "liquidus" da E-Glass é de aproximadamente 2.100 0 F(114 9 ° C) ou menor. Uma vantagem da E-Glass é que a suatemperatura do "liquidus" permite temperaturas de operaçãopara a produção de fibras de vidro que são de aproximadamen-te 1900 ° F a 2400 ° F (1038 ° C a 1316 ° C). A classifica-ção ASTM para os filmes de fibra de vidro de E-Glass utili-zados em placas de circuitos impressos e aplicações aeroes-paciais define a composição como sendo de 52 a 56% em pesode SiO2, 16 a 25% em peso de CaO,12 a 16% em peso de Al2O3, 5a 10% em peso de B2O3, 0 a 5% em peso de MgO, 0 a 2% em pesode Na2O e K2O, 0 a 0,8% em peso de TiO2, 0,05 a 0,4% em pesode Fe2O3 e 0 a 1,0% em peso de flúor.
As fibras isentas de boro são vendidas com a marcacomercial ADVANTEX (Owens Corning, Toledo, Ohio, USA) . Asfibras isentas de boro, tais como aquelas apresentadas napatente americana de número 5.789.329 incorporada aqui comoreferência na sua integridade, oferecem uma melhora signifi-cativa nas temperaturas de operação em relação ao E-Glasscontendo boro. As fibras de vidro isentas de boro se enqua-dram na definição ASTM para fibras de E-Glass para uso emaplicações de uso geral.
S-Glass é uma família de fibras de vidro compostaprincipalmente de óxidos de magnésio, alumínio e silício,com uma composição química que produz fibras de vidro tendouma resistência mecânica maior do que as fibras de vidro deE-Glass. A composição para a formação de S-Glass incluí a-proximadamente 65% em peso de SiO2, 25% em peso de AI2O3, e10% em peso de MgO. A S-Glass tem uma composição que foi o-riginalmente projetada para ser utilizada em aplicações dealta resistência, tais como armas balísticas.
A R-Glass é uma família de fibras de vidro que sãocompostas principalmente de óxidos de silício, alumínio,magnésio e cálcio, com uma composição química que produz fi-bras de vidro com uma resistência mecânica maior do que asfibras de E-Glass. a R-Glass tem uma composição que contémaproximadamente 58 - 60% em peso de SiO2, 23, 5 - 25, 5% empeso de Al2O3, 14 - 17% em peso de CaO mais MgO, 0% de B2O3,0% de F2 e menos de 2% em peso de componentes de miscelânea.A R-Glass contém mais alumina e sílica do que a E-Glass erequer temperaturas de fusão e de processamento mais eleva-das durante a formação da fibra. Tipicamente, as temperatu-ras de fusão e de processamento para a R-Glass são pelo me-nos 160 0 C maiores do que para a E-Glass. Este aumento natemperatura de processamento requer o uso de um forno de fu-são revestido com platina, de custo_elevado. Além disso, asproximidade estreita da temperatura do "liquidus" com atemperatura de formação na R-Glass requer que o vidro sejatransformado em fibra em uma viscosidade menor do que a E-Glass, que costumeiramente é transformada em fibra com oupróximo de 1000 poise. A formação de fibras de R-Glass naviscosidade costumeira de 1000 poise provavelmente resulta-ria em uma desvitrificação do vidro, que causa interrupçõesdo processo e uma produtividade reduzida.
As tabelas IA-IE apresentam as composições parauma quantidade de composições de fibra de vidro convencio-nais de alta resistência.
Tabela I-A
<table>table see original document page 4</column></row><table><table>table see original document page 5</column></row><table>
Tabela I-B
<table>table see original document page 5</column></row><table>
Tabela I-C
<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table> Tabela I-D
<table>table see original document page 6</column></row><table><table>table see original document page 7</column></row><table>
Tabela I-E
<table>table see original document page 7</column></row><table>
R-Glass e S-Glass são produzidas fundido-se osconstituintes das composições em um recipiente de fusão re-vestido com platina. Os custos de formação de fibras de R-Glass e S-Glass são dramaticamente mais elevados do que asfibras E-Glass, devido ao custo de produção das fibras emtais fornos de fusão. Assim sendo, existe uma necessidade naarte por métodos de formação de composições de vidro úteisna formação de fibras de vidro de alto desempenho a partirde um processo de fusão direta em um forno refratário reves-tido e as fibras formadas pelo método.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A invenção, em parte, é um método de produção deuma composição de vidro para a formação de fibras de vidrocontinuas que são adequadas para uso em aplicações de altaresistência. A composição útil para a invenção atual poderáser formada de forma não dispendiosa como fibras de vidroutilizando-se a fusão direta em fornos refratários revesti-dos de baixo custo, devido à temperatura de formação relati-vamente baixa das fibras de vidro. Tão logo seja transforma-da em fibras, a composição de vidro produz as caracter!sti-cas de resistência das fibras de vidro de preço mais eleva-do, tais como a S-Glass. A composição da invenção atual in-clui cerca de 60,5 a cerca de 70,5% em peso de S1O2, cercade 10,0 a cerca de 24,5% em peso de AI2O3, cerca de 6,0 acerca de 20,0% em peso de RO, onde RO é igual à soma de MgO,CaO, SrO e BaO, e cerca de 0,0 a cerca de 3,0% em peso deóxidos alcalino metálicos. Em uma realização preferida, acomposição de vidro é composta de cerca de 61 a cerca de 68%em peso de S1O2, cerca de 15 a cerca de 19% em peso de AI2O3,cerca de 15 a cerca de 20% em peso de RO, onde RO é igual àsoma de MgO, CaO, SrO e BaO, e cerca de 0 a cerca de 3% empeso de óxidos alcalino metálicos. A composição, de prefe-rência, não contém mais do que cerca de 4% em peso de óxidoshalogenados escolhidos do grupo consistindo de ZnO, SO3,flúor, B2O3, T1O2, ZrÜ2 e FeaO3. As propriedades desejadas dasfibras compostas de alto desempenho fabricadas pela invençãoatual incluem uma temperatura de formação de fibras menor doque cerca de 2650 0 F (1454 0 C) e uma temperatura de "li-quidus" que, de preferência, está abaixo da temperatura deformação de fibras, pelo menos em cerca de 80 0 F (44°C) ,mais de preferência, pelo menos cerca de 120 0 F (67°C) , emais de preferência, pelo menos cerca de 150 0 F (83°C) .
A invenção atual inclui um processo para a produ-ção de vidro refinado a partir de uma batelada de vidro bru-to em um forno de fusão de fibra refratário revestido. 0processo inclui a colocação de uma batelada de vidro brutoem uma zona de fusão de um forno de fusão de vidro, fundir abatelada de vidro bruto dentro da zona de fusão e a formaçãode fibras a partir do fundido. A invenção atual também in-clui fibras formadas por tal método.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista longitudinal de seção emcorte de um forno de fusão de vidro útil com o método da-in-venção atual;
A Figura 2 é uma vista plana de seção em corte doforno de fusão de vidro da figura 1 considerado ao longo dalinha 2-2;A Figura 3 é uma vista de seção em corte do fornode fusão de vidro da figura 1 considerado ao longo da linha3-3, ilustrando dois queimadores adjacentes à parede finala montante do forno;
A Figura 4 é uma vista plana de seção em corte al-ternativa do forno de fusão de vidro da figura 1, considera-do ao longo da linha 3-3, ilustrando um queimador adjacen-te à parede final a montante do forno; e
A Figura 5 é uma vista lateral, parcialmente deseção em corte, de um arranjo de conjunto de revestimento daalimentação do vidro/estrutura de suporte para a produção defilamentos contínuos de vidro úteis no método da invençãoatual.
DESCRIÇÃO DETALHADA E REALIZAÇÕES PREFERIDAS DA INVENÇÃO
As propriedades de formação de fibras da composi-ção de vidro utilizada para formar as fibras de vidro utili-zadas no método da invenção atual incluem a temperatura deformação de fibras, o "liquidus", e o delta Τ. A temperaturade formação de fibra é definida como a temperatura que cor-responde a uma viscosidade em torno de 1000 Poise. Conformediscutido em mais detalhes abaixo, uma temperatura de forma-ção de fibras reduzida reduz o custo de produção das fibras,permite uma vida mais longa do revestimento de alimentaçãodo vidro, aumenta a produção, permite que o vidro seja fun-dido em um forno refratário revestido, e reduz a utilizaçãode energia. Por exemplo, em uma temperatura menor de forma-ção de fibras, o revestimento de alimentação de vidro operaem uma temperatura mais fria e não "amolece" tão rapidamen-te. O amolecimento é um fenômeno que ocorre em revestimentosde alimentação de vidro que são mantidos em temperaturas e-levadas durante períodos prolongados de tempo. Reduzindo-sea temperatura de formação de fibras, a velocidade de amole-cimento do revestimento da alimentação de vidro poderá serreduzida e a vida do revestimento pode ser aumentada. Alémdisso, uma temperatura de formação de fibra menor permiteuma produção mais elevada, porque mais vidro pode ser fundi-do em um determinado período com uma determinada utilizaçãode energia. Como resultado, o custo de produção é reduzido.Além disso, uma temperatura de formação de fibras menor tam-- bém permitirá que o vidro formado com a composição da inven-ção seja fundido em um forno refratário revestido, porquetanto a temperatura de fusão como a de formação das fibrasestão abaixo das temperaturas mais elevadas de utilização devários refratários disponíveis comercialmente.
O "liquidus" é definido como a temperatura maiselevada na qual existe equilíbrio entre o vidro líquido e asua fase cristalina primária. Em todas as temperaturas acimado "liquidus", o vidro é isento de cristais na sua fase pri-mária. Em temperaturas abaixo do "liquidus", poderão serformados cristais.
Outra propriedade de formação de fibras é o deltaT(ΔΤ) , que é definido como a diferença entre a temperatura daformação das fibras e o "liquidus". Um delta T maior ofereceum grau maior de flexibilidade durante a formação das fibrasde vidro e ajuda a inibir a desvitrificação do vidro (istoé, a formação de cristais dentro do fundido) durante a fusãoe a formação das fibras. 0 aumento do deltaT também reduz ocusto de produção das fibras de vidro, permitindo uma vidamaior do revestimento de alimentação de vidro e fornecendouma janela de processo mais ampla para a formação das fibras.
Os vidros da invenção atual são adequados para fu-são em fornos de fusão de vidro refratários revestidos tra-dicionais, disponíveis comercialmente, que são largamenteutilizados na fabricação de fibras de reforço de vidro. Oscomponentes iniciais da batelada tipicamente incluem SiO2(areia moida de silica), e Al2O3 (alumina calcinada) , assimcomo modificadores de cadeia de materiais de fonte, tais co-mo MgCO3 (magnetita), CaCO3 (calcário), SrCO3 (estrontiani-ta), BaCO3 (viterita), ZrSiO4 (zircônio), e Na2CO3 (natrita).
As figuras 1-4 detalham um forno de fusão de vidro10 útil no método de formação de fibras de vidro descritasaqui e apresentado nos exemplos e reivindicações abaixo. 0forno de fusão de vidro 10 produz vidro fundido na saída devidro 12. O vidro fundido, de preferência, é composto decerca de 60,5 a cerca de 70,5% em peso de SiO2, ' cerca de10,0 a cerca de 24,5% em peso de Al2O3, cerca de 6,0 a cercade 20,0% em peso de RO, onde RO é igual à soma de MgO, CaO,e SrO, e cerca de 0,0 a cerca de 3,0% em peso de óxidos al-calino metálicos. Uma fibra formada de acordo com a invençãoatual tipicamente incluirá pequenas quantidades de ZnO, SO3,flúor, B2O3, TiO2 e Fe2O3, de preferência, em uma quantidadede menos de cerca de 4% em peso. Além disso, uma fibra for-mada de acordo com o método e a composição da invenção atu-al, de preferência, terá uma temperatura de formação de fi-bras menor do que cerca de 2650 ° F (1454 °C), um delta Tde pelo menos cerca de 80 ° F (44 °C), de preferência, umdelta T de pelo menos cerca de 120 ° F (67 ° C) , e mais depreferência, um delta T de pelo menos cerca de 150 ° F (83 °C) , e um coeficiente de expansão térmica (CTE) de cerca de2,28 χ 10"6 polegadas/polegadas/0 F a cerca de 2,77 χ IO"6polegadas/polegadas/0 F. Além disso, as fibras de vidro fa-bricadas pelo método da invenção atual, de preferência têmuma resistência acima de cerca de 600 KPSI, de preferência,uma resistência acima de cerca de 630 KPSI, e mais de prefe-rência, uma resistência acima de cerca de 695 KPSI. Alémdisso, as fibras de vidro, desejavelmente, terão um módulomaior do que cerca de 12,0 MPSI, de preferência, maior doque cerca de 12,18 MPSI, e mais de preferência, maior do quecerca de 12,6 MPSI. Será visto que certos detalhes de cons-trução não são apresentados, porque tais detalhes são con-vencionais e estão bem dentro do conhecimento da arte.
O método da invenção atual, de preferência, é exe-cutado utilizando-se o forno de fusão de vidro 10 que incluium canal alongado tendo uma parede final a montante 14, umaparede final a jusante 16, paredes laterais 18, um fundo 20,e a um teto 22. Cada um dos componentes do forno de fusão devidro 10 são feitos de materiais refratários apropriados co-mo alumina, óxido crômico, silica, alumina-silica, zircônio,zirconia-alumina-silica, ou materiais refratários semelhan-tes com base em óxidos. O teto 22 é mostrado geralmente comotendo um formato arqueado transversal ao eixo longitudinaldo canal da composição; no entanto, o teto poderá ter qual-quer projeto adequado. 0 teto 22 tipicamente é colocado en-tre cerca de 3 - 10 pés (0,91 a 3 m) acima da superfície dacomposição de batelada de vidro 30. O material da bateladade vidro 30 é uma mistura de matérias-primas utilizadas nafabricação de vidro de acordo com a invenção atual. O fornode fusão de vidro 10 opcionalmente poderá incluir um ou maisborbulhadores 24 e/ou eletrodos elétricos (não mostrados).Os borbulhadores 24 e/ou os eletrodos elétricos aumentam atemperatura do volume de vidro e aumentam a circulação dovidro fundido embaixo da cobertura da batelada.
Alem disso, o forno de fusão de vidro 10 poderáincluir duas zonas sucessivas, uma zona de fusão a montante26 e uma zona de refino a juzante 28. Na zona de fusão 26, acomposição da batelada de vidro 30 poderá ser colocada noforno utilizando-se um dispositivo de carregamento 32 de umtipo bem conhecido na arte.
Em uma configuração adequada do forno de fusão, omaterial da batelada de vidro 30 forma uma camada de batela-da de partículas sólidas sobre a superfície do vidro fundidona zona de fusão 26 do forno de fusão de vidro 10. As partí-culas da batelada sólida que flutuam da composição da bate-lada de vidro 30 são pelo menos parcialmente fundidas porpelo menos um queimador 34 tendo um formato e um comprimentode chama controlados que é montado dentro do teto 22 do for-no de fusão de vidro 10.
Em uma realização preferida, conforme mostrado nafigura 1, o forno de fusão de vidro 10 inclui 3 queimadores
34. Um só queimador 34 é colocado a montante de dois queima-dores a jusante colocados de forma adjacente 34. No entanto,será visto que qualquer quantidade de queimadores 34 poderáser colocada em qualquer local adequado no teto 22 do forno10 sobre a batelada, para fundir a composição da batelada devidro 30. Por exemplo, dois queimadores 34 poderão ser colo-cados em uma relação lado a lado (figura 3) ou poderá serutilizado um só queimador (figura 4).
Outros fornos de fusão convencionais poderão serutilizados sem se afastarem da invenção atual. Os fornos defusão convencionais incluem fornos de fusão ar-gás, fornosde fusão oxigênio-gás, fornos de fusão acesos eletricamente,ou qualquer forno de fusão de chama de combustível fóssil. Épossível adicionar-se promotores elétricos ou borbulhadoresem qualquer dos processos de fusão. Também é possível inclu-ir uma zona de refino separada (conforme mostrado na figura1) ou incorporar-se a zona de refino no reservatório princi-pal do forno de fusão.
Conforme mostrado nã figura 5, um conjunto de re-vestimento da alimentação de vidro 100 inclui um revestimen-to 110 e um suporte do revestimento 210. 0 revestimento 110inclui um corpo principal de revestimento 120 com paredeslaterais 122 e uma placa na extremidade 124 que se estendeentre as paredes laterais 122. 0 corpo principal 120 é colo-cado abaixo de um bloco de revestimento 300 que, por seu la-do, é colocado embaixo de uma saída 310. Na prática do méto-do da'invenção atual, uma corrente de vidro fundido é rece-bida pelo corpo principal 120 a partir da conexão 310. A co-nexão 310 recebe o vidro fundido de um forno de fusão 10(mostrado na figura 1) . Um canal de descarga 40 é colocadoentre o forno de fusão 10 e a conexão 310 para descarregar acomposição da batelada de vidro fundida 30 do forno de fusão10 para a conexão 310. A conexão 310 e o bloco de revesti-mento de alimentação de vidro 300 poderão ser de construçãoconvencional e ser formados de materiais refratários.
A placa da extremidade 124 contendo uma quantidadede orifícios 124a (também referidos aqui como orifícios) a-través dos quais uma quantidade de correntes de vidro fundi-do poderá ser descarregada. As correntes de material fundidopoderão ser retiradas mecanicamente da placa da extremidade
124 para a formação de filamentos contínuos 125 através deum dispositivo convencional "de bobina" 400. Os filamentos
125 poderão se unidos em um só' segmento contínuo 125 apósterem recebido um revestimento protetor de uma composição decolagem a partir de um aplicador de colagem 410. Os filamen-tos contínuos 125 poderão ser bobinados em um coletor rota-tivo 402 do dispositivo "de bobina" 400 para formar uma em-balagem 125b. Os filamentos contínuos 125 poderão também serprocessados em outros materiais de vidro composto desejados,incluindo, sem limitação, fibras de segmentos cortados uti-lizados úmidos, fibras de segmentos cortados de uso a seco,mantas contínuas de filamentos, mantas de segmentos corta-dos, mantas formadas úmidas ou mantas formadas ao ar.
Tendo esta invenção sido descrita de forma geral,um melhor entendimento pode ser obtido através de referênciaa certos exemplos específicos ilustrados abaixo, os quaissão apresentados para fins de ilustração somente e não sedestinam a ser todos incluídos ou limitantes, a não ser queseja especificado de outra forma.
EXEMPLOS
Os vidros nos exemplos listados nas tabelas IIA -IIC foram fundidos em cadinhos de platina ou em um forno defusão contínua revestido com platina, para a determinaçãodas propriedades mecânicas e físicas do vidro e das fibrasproduzidas a partir do mesmo. As unidades de medição para aspropriedades físicas são: viscosidade (° F) , temperatura do"liquidus" (° F) e o Δ T (° F) . Em alguns exemplos, os vi-dros foram transformados em fibras e foram medidos a resis-tência (KPsi), densidade (g/cm3), módulo (MPsi) , ponto deamaciamento (0F) e coeficiente de expansão térmica (CTE)(polegada/polegada/(° F).
A temperatura de produção de fibras foi medida u-tilizando-se um viscosímetro rotativo de fuso. A viscosidadede formação de fibras é definida como sendo de 1000 Poise. 0líquido foi medido colocando-se um recipiente de platinacheio com vidro em um forno de gradiente térmico durante16h. A temperatura mais elevada na qual os cristais estãopresentes foi considerada a temperatura do líquido. 0 módulo- foi medido utilizando-se a técnica sônica em uma única fibrade vidro. A resistência à tração foi medida em uma única fi-bra de pristina. O CTE foi medido com um dilatômetro ao lon-go da faixa de temperatura de 25 a 600 C. A temperatura deponto de amaciamento foi medida utilizando-se o método dealongamento de fibras ASTM C 338.
Tabela IIA
<table>table see original document page 18</column></row><table>
Tabela IIB
<table>table see original document page 18</column></row><table><table>table see original document page 19</column></row><table>
Tabela IIC
<table>table see original document page 19</column></row><table>Conforme é entendido na arte, as composições deexemplo da invenção nem sempre totalizam 100% dos compostoslistados, devido às convenções estatísticas (tais como apro-ximações e médias) e o fato de que algumas composições pode-rão incluir impurezas que não estão listadas. É claro que asquantidades reais de todos os componentes, incluindo quais-quer impurezas, em uma composição, constituem sempre um to-tal de 100%. Além disso, deve ser entendido que onde são es-pecificadas pequenas quantidades de componentes nas composi-ções, por exemplo, quantidades da ordem de cerca de 0,05% oumenos, aqueles componentes poderão estar presentes na formade traços de impurezas presentes nas matérias-primas, ao in-vés de serem adicionados intencionalmente.
Adicionalmente, os componentes poderão ser adicio-nados na composição de batelada, por exemplo, para facilitaro processamento, que são eliminados mais tarde, dessa formaformando uma composição de vidro que é essencialmente isentade tais componentes. Assim sendo, por exemplo, quantidadesmínimas de componentes, tais como flúor e sulfato, poderãoestar presentes como impurezas de traços nas matérias pri-mas, produzindo os componentes de sílica, cálcio, alumina, emagnésia na prática comercial da invenção, ou eles poderãoser auxiliares de processamento que são essencialmente remo-vidos durante a fabricação.
Conforme fica aparente dos exemplos acima, as com-posições de fibra de vidro da invenção têm propriedades van-tajosas, tais como temperaturas baixas de formação de fibrase largas diferenças entre as temperaturas do "liquidus" eas temperaturas de formação de fibras (valores de delta Televados). Outras vantagens e modificações óbvias da inven-ção ficarão aparentes para o artesão a partir da descriçãoacima, e além disso, através da prática da invenção). O vi-dro de alto desempenho da invenção atual é fundido e refina-do em temperaturas relativamente baixas, tem uma viscosidadede trabalho ao longo de uma larga faixa de temperaturas re-lativamente baixas e uma faixa de temperatura do "liquidus"baixa.
A invenção desta solicitação foi descrita acima,tanto genericamente como com relação a realizações especi-ficas. Apesar da invenção ter sido apresentada no que se a-credita serem as realizações preferidas, uma larga faixa dealternativas conhecidas por aqueles adestrados na arte podeser escolhida dentro da apresentação genérica. Outras vanta-gens e modificações óbvias da invenção ficarão aparentes pa-ra o artesão, a partir da descrição acima, e além disso a-través da prática da invenção. A invenção não é portanto Ii-mitada, exceto pelo conteúdo das reivindicações apresentadasabaixo.

Claims (20)

1. Processo para a produção de fibras de vidro apartir de uma batelada de vidro bruto em um forno de fusãode vidro refratário revestido, o processo sendoCARACTERIZADO pelo fato de ser composto das etapas de:carregamento da batelada de vidro bruto na zona defusão do forno de fusão de vidro, a batelada de vidro sendocomposta de:cerca de 60,5 a cerca de 70,5% em peso de SiO2;cerca de 10 a cerca de 24,5% em peso de Al2O3;cerca de 6,0 a cerca de 20,0% em peso de RO, ondeRO é igual à soma de MgO, CaO, SrO e BaO na composição debatelada; ecerca de 0 a cerca de 3% em peso de óxidos alcali-no metálicos;o aquecimento da batelada de vidro até uma tempe-ratura de formação acima da temperatura "liquidus" de umvidro resultante, para formar um vidro fundido transformávelem fibras; ea formação de fibras a partir do referido vidro fundido.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato da batelada de vidro ser composta de:menos de 4% em peso dos compostos escolhidos dogrupo consistindo de ZnO, SO3, flúor, B2O3, TiO2 e Fe2O3.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato do vidro produzido a partir da refe-rida batelada ter temperatura de formação de fibras menor doque cerca de 2650 ° F (1454 °C), e um delta T de pelo menoscerca de 80 ° F (44 ° C).
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo fato do vidro produzido a partir da refe-rida batelada ter um delta T de pelo menos 120 ° F (67 ° C) .
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato do forno de fusão de vidro ser re-vestido com um material refratário com base em óxido esco-lhido do grupo consistindo essencialmente de alumina, síli-ca, óxido crômico, alumina-silica, zircônio, zircônia-alumina-síIica e combinações dos mesmos.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato do vidro produzido a partir da bate-lada ser transformado em fibras em uma temperatura de forma-ção menor do que cerca de 2650 ° F (1454 ° C).
7. Fibra de vidro formada pela fusão de uma bate-lada de vidro em um forno de fusão de vidro refratário re-vestido, o processo sendo CARACTERIZADO pelo fato de sercomposto de:carregamento de uma batelada de vidro bruto em umazona de fusão de um forno de fusão de vidro, a batelada devidro sendo composta de:cerca de 60,5 a cerca de 70,5% em peso de SiO2;cerca de 10 a cerca de 24,5% em peso de Al2O3;cerca de 6,0 a cerca de 20,0% em peso de RO, ondeRO é igual à soma de MgO, CaO, SrO e BaO na composição debatelada; ecerca de zero a cerca de 3% em peso de óxido alca-lino metálico.o aquecimento da batelada de vidro até uma tempe-ratura de formação acima da temperatura "liquidus", de umvidro resultante, para formar um vidro fundido transformávelem fibras; ea formação de fibras a partir do referido vidrofundido.
8. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato do referido vidro ter uma tempe-ratura de formação de fibras menor do que cerca de 2650 ° F(1454 °C), e um delta T de pelo menos cerca de 80 0 F (44 °C).
9. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-8, CARACTERIZADA pelo fato do delta T para o vidro ser pelomenos em torno de 120 ° F (67 ° C) .
10. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-8, CARACTERIZADA pelo fato do delta T para o vidro ser pelomenos em torno de 150 ° F (83 ° C) .
11. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter um coefici-ente de expansão térmica (CTE) entre cerca de 2,28 χ 10-6polegada/polegada/° F e cerca de 2,77 χ 10-6 polega-da/polegada/° F.
12. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter uma resis-tência acima de cerca de 600 KPSI.
13. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter uma resis-tência acima de cerca de 630 KPSI.
14. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter uma resis-tência acima de cerca de 695 KPSI.
15. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter um móduloacima de cerca de 12,0 MPSI
16. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter um móduloacima de cerca de 12,2 MPSI
17. Fibra de vidro, de acordo com a reivindicação-7, CARACTERIZADA pelo fato da referida fibra ter um móduloacima de cerca de 12,6 MPSI.
18. Processo para a produção de vidro a partir deum material de formação de vidro bruto em um forno de fusãode vidro refratário revestido, o forno de fusão de vidrotendo um teto, um fundo e paredes laterais, definindo um ca-nal alongado tendo uma zona de fusão e uma zona de refino ajusante, o processo sendo CARACTERIZADO pelo fato de sercomposto das etapas de:carregamento da batelada de vidro bruto na zona defusão do forno de fusão de vidro, a batelada de vidro sendocomposta de:-60, 5 - 70, 5% em peso de SiO2;-10 - 24, 5% em peso de Al2O3;-6,0 a 20,0% em peso de RO, onde RO é igual à somade MgO, CaO, SrO e BaO; na composição da batelada;-0 a 3% em peso de óxidos alcalino metálicos; e- O a 3% em peso de ZrO2o fornecimento pelo menos de um queimador dentrodo teto do forno de fusão de vidro; ea fusão da batelada de vidro para formar um vidrofundido transformável em fibras.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato do forno de fusão de vidro ser re-vestido com um material refratário escolhido do grupo con-sistindo essencialmente de alumina, óxido crômico, silica,alumina-silica, zircônio, zircônia-alumina-síIica e combina-ções dos mesmos.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 18,CARACTERIZADO pelo fato do vidro produzido a partir da bate-lada ser transformado em fibras em uma temperatura de forma-ção menor do que 2650 °F (1454 °C).
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