CN104710100A - 一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道 - Google Patents

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杨岩
林漓
柯文祥
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Abstract

本发明提供了一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，所述分流料道为闭合环形或圆弧形，所述分流料道连接有至少两条长度相同的主料道，且所述分流料道与所述主料道的连接点在所述分流料道上均匀分布。鉴于玄武岩熔液特有的物理化学特性，该分流料道缩短了玄武岩熔液从分流料道入口到远端点漏板的流动路径，减小了不同漏板与分流料道入口之间的路径差别，从而提高了玄武岩熔液在流动方向上的成分及温度的均匀性及稳定性，提高了产品质量的稳定性和一致性；增大了漏板的安装数量，提高了单台窑炉的生产能力；减小了需要安装的加热装置的数量，节省大量能源，降低了生产成本。

Description

一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道
技术领域
本发明涉及玄武岩连续纤维生产设备技术领域，尤其是涉及一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道。
背景技术
玄武岩纤维是一种综合性能优异的纤维之一，具有强度高、耐酸碱、高低温性能良好、防火性能优越等特点，可广泛应用于军工及民用各个领域。
现今，玄武岩连续纤维的生产流程大致是：将玄武岩在窑炉炉体中熔化成液体，澄清、均化后，通过料道将玄武岩熔液输送至数个铂铑合金多孔漏板，熔液靠自身重力由漏板上的孔中流出，由拉丝机拉成玄武岩连续纤维。
料道的作用：一是提供一个场所，使得玄武岩熔液在化学成分及温度上尽量均匀化，以向漏板提供质量合格的玄武岩熔液；二是将在炉体内已经熔化的玄武岩熔液输送到漏板进行拉丝。随着技术进步，料道进一步分为主料道及分流料道，漏板设置在分流料道上，以提高漏板的安装数量及窑炉的生产能力。
目前，分流料道多是与主料道垂直布置的一条直线形料道或者是在主料道出口均匀布置的多条直线形料道。由于玄武岩熔液中铁氧化物含量比较高，导致其黑度系数高、传热慢、导热差，硬化速度快，不适合长距离输送，因此，此种分流料道布置形式容易造成：1.熔液从分流料道入口到远端点漏板的流动路径较长，熔液流动路径越长，熔液温降越大，熔液的成分及温度在流动方向上越不均匀，而且不同的漏板与分流料道入口之间的路径差别很大，导致漏板产出的纤维不合格或者不同漏板产出的纤维品质不一致，影响了产品质量；2.由于玄武岩熔液不适合长距离输送，为了使直线型料道远端点的漏板也能产出合格的玄武岩纤维，所以直线型料道不能修得很长，从而使得漏板的安装数量较少，限制了单台窑炉的生产能力；3.为了保证玄武岩熔液在流动方向上成分及温度的均匀性和稳定性，料道内需要设置数套加热装置，且随着熔液流动方向加热装置的功率需要逐渐递增，使得耗费大量能源，生产成本较高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，该分流料道可有效减小分流料道入口到远端点漏板的流动路径，减小分流料道入口与不同漏板之间的路径差别，提高分流料道内玄武岩熔液成分及温度的均匀性和稳定性，提高多孔漏板的安装数量，从而提高玄武岩连续纤维的成品质量和单台窑炉的生产能力，且能耗较低。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，所述分流料道为闭合环形或圆弧形，所述分流料道连接有至少两条长度相同的主料道，且所述分流料道与所述主料道的连接点在所述分流料道上均匀分布。
优选的，所述主料道与所述分流料道上设置有浸没式电加热装置。
优选的，所述浸没式电加热装置包括电极、引电棒、电源，所述电极浸没在熔液液面以下，所述电源设置在所述主料道与所述分流料道的外部，所述引电棒穿过所述主料道与所述分流料道的两侧墙体将所述电极与所述电源连接。
优选的，所述分流料道的内侧和/或外侧布置有多个漏板，所述漏板沿所述分流料道圆周向均匀布置。
优选的，所述分流料道及所述主料道的内腔底表面是水平的，且所述分流料道与所述主料道的内腔底表面在同一个水平面上。
优选的，所述分流料道与所述主料道的顶部设置有用于测量熔液表面温度的测温装置。
优选的，所述主料道入口处顶部墙体的内侧设置有挡墙，所述挡墙穿过顶部墙体与熔液表面之间的空间浸入熔液深度为2cm～10cm。
与现有技术相比，本发明提供了一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，所述分流料道为闭合环形或圆弧形，所述分流料道连接有至少两条长度相同的主料道，且所述分流料道与所述主料道的连接点在所述分流料道上均匀分布。鉴于玄武岩熔液特有的物理化学特性，通过将分流料道设置成闭合环形或圆弧形，缩短了玄武岩熔液从分流料道入口到远端点漏板的流动路径，减小了不同漏板与分流料道入口之间的路径差别，从而提高了玄武岩熔液在流动方向上的成分及温度的均匀性及稳定性，提高了产品质量的稳定性和一致性；同时，由于本发明提供的分流料道是围绕窑炉炉体的闭合环形或者圆弧形，可以设置多条长度相同且均匀布置的主料道向分流料道供液，缩短了玄武岩熔液从分流料道入口到远端点漏板的流动路径，使得玄武岩熔液在整个流动方向上成分及温度的均匀性及稳定性较好，从而使得漏板可以布满整个分流料道，增大了漏板的安装数量，提高了单台窑炉的生产能力；由于玄武岩熔液在整个流动方向上成分及温度的均匀性及稳定性较好，所以减小了需要安装的加热装置的数量，节省大量能源，降低了生产成本。
进一步的，选用浸没式电极加热装置对主料道及分流料道进行加热、保温，将电极浸没在玄武岩熔熔液内，利用玄武岩熔液本身的焦耳效应对熔液直接加热，热效率可达90％以上，使得熔液在横向、纵向及深度方向上的温度梯度较小，进一步改善玄武岩熔液成分及温度的均匀性，且能耗低、电极寿命长、无环境污染等优点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道的结构示意图；
图2为本发明另一实施例提供的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道的结构示意图；
图3为图1及图2中主料道与分流料道上浸没式电加热装置安装位置示意图；
图4为图1及图2中分流料道上的浸没式电加热装置安装位置示意图。
图中：1炉体，2主料道，3分流料道，4漏板，5浸没式电加热装置，51电极，52引电棒，6玄武岩熔液，7墙体。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参考图1～图4，图1为本发明实施例提供的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道的结构示意图；图2为本发明另一实施例提供的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道的结构示意图；图3为图1及图2中主料道与分流料道上浸没式电加热装置安装位置示意图；图4为图1及图2中分流料道上的浸没式电加热装置安装位置示意图。
本发明提供的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉，包括炉体1、主料道2、分流料道3、漏板4，炉体1通过主料道2与分流料道3连接，漏板4设置于分流料道3上，分流料道3为闭合环形或圆弧形，分流料道3连接有至少两条长度相同的主料道2，且分流料道3与主料道2的连接点在分流料道3上均匀分布。
本发明提供了一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，考虑到玄武岩熔液6特有的物理化学特性，将分流料道3设置成闭合环形或圆弧形，缩短了玄武岩熔液6从分流料道入口到远端点漏板4的流动路径，减小了不同漏板4与分流料道入口之间的路径差别，从而提高了玄武岩熔液6在流动方向上的成分及温度的均匀性及稳定性，提高了产品质量的稳定性和一致性；同时，由于本发明提供的分流料道3是围绕窑炉炉体1的闭合环形或者圆弧形，可以设置多条长度相同且均匀布置的主料道2向分流料道3供液，缩短了玄武岩熔液6从分流料道入口到远端点漏板的流动路径，使得玄武岩熔液6在整个流动方向上成分及温度的均匀性及稳定性较好，从而使得漏板4可以布满整个分流料道3，增大了漏板4的安装数量，提高了单台窑炉的生产能力；由于玄武岩熔液6在整个流动方向上成分及温度的均匀性及稳定性较好，所以减小了需要安装的加热装置的数量，节省大量能源，降低了生产成本。
为了使在主料道2、分流料道3内流动的玄武岩熔液6充分均匀化，能够向漏板4提供成分及温度均匀性较好的玄武岩熔液6，在主料道2与分流料道3上设置有浸没式电加热装置5。选用浸没式电极加热装置5对主料道2及分流料道3进行加热、保温，将电极浸没在玄武岩熔融液内，利用玄武岩熔液6本身的焦耳效应对玄武岩熔液6直接加热，热效率可达90％以上，使得玄武岩熔液6在横向、纵向及深度方向上的温度梯度较小，进一步改善玄武岩熔液6成分及温度的均匀性，且能耗低、电极寿命长、无环境污染等特点。在本发明的一种具体实施方式中，浸没式电加热装置5包括电极51、引电棒52、电源，电极51浸没在玄武岩熔液6液面以下，电源设置在炉体外部，引电棒52穿过分流料道3两侧墙体7将电极51与电源连接。
在本发明的一种具体实施方式中，在分流料道3的内侧和外侧布置多个漏板4，漏板4沿分流料道3圆周向均匀布置。在分流料道3两侧均布置漏板4，充分发挥了环形料道的结构特点，大大提高了漏板4的安装数量，进而提高了单台窑炉的生产能力。
在漏板拉丝过程中，玄武岩熔液6是靠自身的重力自动穿过漏板4上的孔，因此，在本发明的一种具体实施方式中，将主料道2及分流料道3的内腔底表面均设置成水平的，没有坡度，且分流料道与主料道的内腔底表面在同一个水平面上。这样设计，主料道2及分流料道3内的玄武岩熔液6深度是相同的，不同漏板处玄武岩熔液6所具有的重力是相同的，因此可以保证不同的漏板4具有相同的拉丝速度，进而提高了产品质量的一致性。
为了实时监测玄武岩熔液6的温度，在本发明的一种具体实施方式中，在主料道2与分流料道3的顶部设置有测温装置对玄武岩熔液6表面温度进行实时监测，测温装置与浸没式电加热装置5构成一个闭环反馈系统，测温装置测得温度后，将信号发送给浸没式电加热装置5，浸没式电加热装置5控制输出功率将玄武岩熔液6加热到设定温度或将玄武岩熔液6保温在设定温度。
实施例1：
如图1所示，窑炉炉体1为圆柱形，分流料道3为闭合环形，主料道2为长度相同的4条，且主料道2与分流料道3的连接点在分流料道3上均匀分布，漏板4设置在分流料道3的内外两侧且沿环形均匀布置。
实施例2：
如图2所示，窑炉炉体1为长方体形，分流料道3为圆弧形，主料道2从炉体1出口引出，为长度相同的3条，且主料道2与分流料道3的连接点在分流料道3上均匀分布，漏板4设置在分流料道3的内外两侧且沿环形均匀布置。
以上对本发明所提供的一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述分流料道为闭合环形或圆弧形，所述分流料道连接有至少两条长度相同的主料道，且所述分流料道与所述主料道的连接点在所述分流料道上均匀分布。
2.根据权利要求1所述的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述主料道与所述分流料道上设置有浸没式电加热装置。
3.根据权利要求2所述的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述浸没式电加热装置包括电极、引电棒、电源，所述电极浸没在熔液液面以下，所述电源设置在所述主料道与所述分流料道的外部，所述引电棒穿过所述主料道与所述分流料道的两侧墙体将所述电极与所述电源连接。
4.根据权利要求1～3任一项所述的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述分流料道的内侧和/或外侧布置有多个漏板，所述漏板沿所述分流料道圆周向均匀布置。
5.根据权利要求1～3任一项所述的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述分流料道及所述主料道的内腔底表面是水平的，且所述分流料道与所述主料道的内腔底表面在同一个水平面上。
6.根据权利要求1～3任一项所述的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述分流料道与所述主料道的顶部设置有用于测量熔液表面温度的测温装置。
7.根据权利要求1～3任一项所述的用于生产玄武岩连续纤维的窑炉分流料道，其特征在于，所述主料道入口处顶部墙体的内侧设置有挡墙，所述挡墙穿过顶部墙体与熔液表面之间的空间浸入熔液深度为2cm～10cm。
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