CZ285472B6

CZ285472B6 - Způsob a zařízení pro výrobu minerální vlny

Info

Publication number: CZ285472B6
Application number: CZ94872A
Authority: CZ
Inventors: Jean Battigelli; Guy Berthier; Hans Dr. Furtak; Daniel Sainte-Foi
Original assignee: Isover Saint-Gobain
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1999-08-11
Also published as: SK281343B6; GR3025850T3; EP0583792A1; HRP931149B1; FI941817A; AU671804B2; ATE161807T1; CA2121573C; DE69316107D1; SK45494A3; CN1087610A; DK0583792T3; CA2121573A1; RU2100298C1; IS4062A; PL171157B1; CN1049879C; HU9400684D0; NO941300D0; WO1994004469A1

Abstract

Minerální materiál, zejména čedičového typu, se rozvlákňuje vnitřním odstřeďováním v odstředivém rozvlákňovači (1'), majícím obvodovou stěnu (19) s větším počtem otvorů, kterými může tavenina vystupovat do okolí, kde vyfukovaný proud horkého plynu ztenčuje taveninové kužely vystupující z otvorů na vlákna. Tvar plynných proudů je vytvářen vnějším prstencovým dmychadlem (24), doplňujícím vnější prstencový hořák (13), které vytváří proudy chladného vzduchu v sousedství obvodové stěny (19 odstředivého rozvlákňovače (1'), kde konce taveninových kuželů zasahují do chladního pásma. ŕ

Description

Vynález se týká způsobu výroby minerální vlny z termoplastických minerálních materiálů s vysokými teplotami tání nebo s vysokými teplotami likvidu, a konkrétněji způsobu používání zvlákňovacího procesu spočívajícího v tak zvaném vnitřním odstřeďování roztaveného minerálního materiálu. Dále se týká zařízení pro provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Uvedené termoplastické materiály jsou konkrétněji čedičovité materiály, buď z přírodních, nebo modifikovaných čedičů, nebo vedlejší produkty z průmyslu výroby železa a oceli, zejména z vysokopecních strusek. Vynález se obecně vztahuje na výrobu minerální vlny, tak zvané horninové (skalní) vlny, která má široký rozsah použití, zejména v oblasti tepelných a zvukových izolací.

Tyto materiály se volí na jedné straně pro jejich nízkou cenu a na druhé straně pro jejich vlastnosti, zejména jejich dobrou odolnost proti vysokým teplotám. Tato výroba však s sebou nese konkrétní problémy, které vyplývají z podmínek, v nichž jsou tyto materiály zpracovatelné.

Vysoké teploty tavení uvedených materiálů přinášejí samy o sobě obtíže. Teplota tavení je teplota, na níž musí být suroviny zahřátý, aby se zaručilo roztavení. Z hlediska výroby je to dále teplota, nad níž musí být materiál udržován, aby netuhnul před jeho přeměnou na vlákna.

Další zvláštností, kterou se tyto materiály odlišují od skel většinou používaných pro výrobu skleněné vlny, je to, že jsou zpravidla vysoce tekuté při teplotách v těsné blízkosti teploty likvidu.

Také vzhledem k požadovaným vysokým teplotám jsou zařízení, která se dostávají do kontaktu s materiály, které mají být zvlákňovány, vystaveny velmi intenzivnímu působení koroze. Operační životnost těchto zařízení představuje problém i u běžných skel. Problém se stává ještě důležitější s materiály s vysokou teplotou likvidu.

V minulosti výše uvedené obtíže znamenaly, že se na uvedené materiály mohly aplikovat pouze určité zvlákňovací postupy. Jedná se v zásadě o dva druhy postupů, a to postupy, při nichž se zvlákňuje odstřeďováním roztaveného materiálu a postupy, kde je materiál veden do nepohyblivé trysky a je ztenčován na vlákna plynnými proudy, často zrychlovanými na nadzvukové rychlosti (tak zvané tažení foukáním).

U postupů používajících pevnou trysku je zapotřebí používat trysku, která je schopná odolávat napadení roztaveným minerálním materiálem. Tradičně se jedná o platinové trysky, schopné vzdorovat těmto napadením i při tak vysokých teplotách. Výrobní kapacita každé trysky je však omezená. Navíc vyvolává použití plynných proudů pro ztenčování potřebu vynaložit poměrně vysoké náklady na energii.

Postupy používající odstřeďování dovolují dosáhnout značných výrobních množství na jednotku. Tyto postupy lze shrnout pod obecným pojmem vnější odstřeďování, aby bylo zřejmé, že roztavený minerální materiál zůstává vně odstředivého zvlákňovače. Roztavený minerální materiál je buď přiváděn na čelní plochu kotouče, nebo na obvodovou plochu válcového rotoru, nebo několik takových rotorů. Výhoda těchto postupů je jednoduchost částí zařízení, které vstupují do styku s roztaveným minerálním materiálem. Vzhledem ktéto relativní jednoduchosti

- 1 CZ 285472 B6 jsou dotyčné části a zejména obruby odstřeďovacího zvlákňovače relativně levné a mohou být proto vyměněny po relativně krátkých časových obdobích. Podíl takových materiálových nákladů na celkových výrobních nákladech zůstává relativně nízký. Skutečnost, že tyto částice zařízení jsou vystaveny velkému opotřebení v důsledku kontaktu z roztaveným minerálním materiálem tedy není na překážku.

Hlavní nevýhoda výroby minerální vlny vnějším odstřeďováním spočívá vtom, že vlastnosti konečného výrobku jsou horší, než jsou vlastnosti skleněné vlny, která se hlavně vyrábí tak zvaným vnitřním odstřeďováním.

Při vnějším odstřeďování materiál teče na točivá kola a je jimi odhazován do množství kapek. Vlákno se zjevně vytváří po odhození, a to mezi povrchem odstředivého zvlákňovače a kapky táhnoucí vlákno za sebou. Je zřejmé, že při takovém zvlákňovacím mechanismu zůstává značná část odstředěných materiálů ve formě nezvlákněných částic. Jejich podíl pro velikost částic větších než 100 pm může představovat až 40 procent materiálu plněného do výrobního procesu. I když je k dispozici několik metod pro oddělování nezvlákněných částic, není výsledná minerální vlna nikdy zcela prostá takových částic, které v lepším případě nejsou k užitku a která přináší řadu obtíží v případech konkrétního použití.

Je třeba poznamenat, že tvorba kapek je nejen nutným výsledkem vnějšího odstřeďování, ale závisí také na Teologických vlastnostech dotyčných materiálů. Materiály zpracovávané podle vynálezu mají zpravidla relativně nízké viskozity, a to i při teplotách jen lehce nad teplotou likvidu. Roztavený minerální materiál, který je relativně tekutý, se dá obtížně zvlákňovat, jelikož primární praménky mají tendenci se rozpadat a tvořit kapky a kuličky. Určitým způsobem postup vnějšího odstřeďování spoléhá na tuto tendenci, avšak bez vyloučení jejích nevýhod.

Zásadním cílem vynálezu je proto navrhnout způsob výroby minerální vlny z materiálu s vysokou teplotou likvidu a nízkou viskozitou, například viskozitou pod 500 Pa.s (5000 poise) při teplotě likvidu, a většinou pod 300 Pa.s (3000 poise) nebo i pod 100 Pa.s (1000 poise) při teplotě likvidu, a to v takových podmínkách, že aby se dala vytvořit minerální vlna v podstatě prostá nezvlákněných částic.

Pokud jde o zařízení, je zařízení pro vnitřní odstřeďování, používané pro výrobu skleněné vlny, podrobně popsáno zejména ve francouzském patentovém spisu FR-B1-2 442 436 a evropském patentovém spisu EP-B1-91 382. Toto obvyklé zařízení sestává především z odstředivého zvlákňovače, jehož obvodová stěna má větší počet vypouštěcích otvorů. Obvodová stěna je připojena k přírubě přes spojovací pás, označovaný jako tulipán vzhledem kjeho tvaru. Obvodová stěna, tulipán a příruba jsou s výhodou vytvořeny jako celek v jediném jednotkovém dílu.

Příruba je uložena na nosném hřídeli, který je ve znázorněném provedení dutý, a jehož dutinou je roztavený minerální materiál přiváděn. Nosný hřídel, nebo i příruba, dále nese soustředný rozdělovači prostředek, obvykle označovaný jako pohárek nebo koš. Rozdělovači pohárek s obvodovou stěnou, která má relativně malý počet otvorů se srovnatelně velkými průměry, -slouží jako dnová stěna odstředivého zvlákňovače a rozděluje roztavený minerální materiál tak, že centrálně dodávaný proud roztaveného minerálního materiálu je rozdělován do většího počtu dílčích malých proudů a je rozdělován na vnitřní obvod obvodové stěny.

Odstředivý zvlákňovač je obklopován různými ohřívacími prostředky, a to prstencovým magnetem indukčního ohřívače, který obzvláště zahřívá dnovou část odstředivého zvlákňovače, především pro kompenzování chlazení chladicím kontaktem okolním vzduchem, který je silně chlazen značnými množstvími vzduchu nasávanými otáčením odstředivého zvlákňovače a vodou

-2CZ 285472 B6 chlazeným prstencovým vnějším hořákem. Konce kanálových stěn vnějšího hořáku jsou uspořádány v malé svislé vzdálenosti od odstředivého zvlákňovače, například přibližně 5 mm.

Prstencový vnější hořák vyvíjí vysokou teplotu a plynný proud s vysokou rychlostí, v podstatě orientovaný dolů, takže prochází podél obvodové stěny. Plynný proud jednak slouží pro ohřívání nebo udržování teploty obvodové stěny a na druhé straně přispívá ke ztenčování primárních vláknových útvarů odstřeďovaného zvlákněného roztaveného minerálu na vlákna. Vnější hořák je s výhodou obklopován foukacím prstencem na chladný vzduch, například stlačený vzduch, jehož hlavním účelem je omezovat radiální rozpínání proudu horkého plynu a tím i udržovat vytvořená vlákna proti tomu, aby se dostala do styku s prstencovým magnetem.

Tyto prstencové ohřívače odstředivého zvlákňovače jsou doplněny na své vnitřní straně vnitřním prstencovým hořákem, který je uložen uvnitř nosného hřídele a je používán pouze během spouštěcí fáze zvlákňovací jednotky pro předehřívání pohárku.

Tento popis zařízení podle známého stavu techniky je ještě jednou reprodukován níže s odvoláním na výkresy, sloužící pro porovnání příkladu zařízení podle vynálezu se stavem techniky.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo způsobem výroby minerální vlny z materiálu, který je vysoce tekutý při zvýšené teplotě likvidu, zejména nad 1200 °C, s viskozitou menší než 500 Pa.s (5000 poise) při teplotě likvidu, při kterém se roztavený minerální materiál zavádí do odstředivého zvlákňovače, jehož obvodová stěna obsahuje množinu otvorů s malými průměry, kterými se tento roztavený minerální materiál odstřeďuje při vytváření množiny primárních vláknových útvarů, přičemž se stěna zvlákňovače obklopuje po celém obvodě proudem zahřátého plynu proudícího podél uvedené obvodové stěny, uvedený proud zahřátého plynu se zahřívá prstencovým vnějším hořákem, soustředně uloženým vzhledem ke zvlákňovači, a uvedená množina primárních vláknových útvarů se ztenčuje tím, že se vystavují přídavnému ztenčovacímu účinku uvedeného proudu zahřátého plynu, proudícího podél uvedené obvodové stěny, čímž se vytváří kužele vycházející z otvorů zvlákňovače, z jejichž vrcholů vystupuje výsledné vlákno, čímž se tvoří výsledná vlákna, jehož podstatou je, že se délky kuželů primárních vláknových útvarů a uspořádání proudu zahřátého plynu, vyvíjeného okolo odstředivého zvlákňovače, nastavují kombinací zahřátého proudu plynu, proudícího podél obvodové stěny zvlákňovače, a radiální rychlosti roztaveného materiálu vystupujícího z otvorů zvlákňovače tak, že na isotermě odpovídající viskozitě 10 Pa.s (100 poise) je ztenčování pro vytváření výsledných vláken dokončeno na méně než 50 % kuželů, zatímco na více než 50 % kuželů, vystupujících ze zvlákňovače, dochází ke konečnému ztenčení pro vytvoření výsledného vlákna vně pásma, vymezovaného u zvlákňovače uvedenou isotermou.

Podle výhodného provedení je více než 50 % kuželů protínáno isotermou odpovídající viskozitě 10 Pa.s (100 poise). Kužely začínají v otvorech a končí (mají fiktivní vrchol) na začátku hotového vlákna, které j iž má konstantní průřez.

Vynález tak umožňuje vyrábět minerální vlnu z takového materiálu, který má vysokou teplotu likvidu, zejména s liquidem nad 1200 °C, odstřeďováním roztaveného minerálního materiálu zvlákňovačem s velkým počtem otvorů malého průměru v jeho obvodové stěně, přičemž se teplota odstředivého zvlákňovače během pokračujícího chodu udržuje pod teplotou, při níž může materiál zanášet otvory vzhledem ke krystalizaci, a přičemž se okolo odstředivého zvlákňovače vytvoří plynné okolí za výše uvedených podmínek.

-3CZ 285472 B6

Pro zvlákňování materiálu je potřebné, aby nekrystalizoval uvnitř odstředivého zvlákňovače, a aby měl viskozitu dovolující ztenčování do vláken. Je běžně známo, že na 8000 Pa.s (80 000 poise) se viskozita stává nepřekonatelnou překážkou pro ztenčování vláken, alespoň v průmyslových podmínkách, ale že ve skutečnosti s materiály uvažovanými v rozsahu vynálezu s viskozitami nižšími než 500 Pa.s (5000 poise) nebo i s 100 nebo 200 Pa.s (1000/2000 poise) při jejich teplotách likvidu, nemůže být tato hodnota 8000 Pa.s (80 000 poise) v praxi použitá, neboť materiál z takové mnohem nižší viskozity velmi náhle přejde do neurčité hodnoty viskozity. V takových případech je horní mez pro viskozitu ta, která odpovídá nejnižším teplotám, při nichž viskozita μ materiálu v jednotkách poise se stále ještě chová podle tak zvané Vogel-FulcherTammannovy rovnice

B log μ = A + --------T-C kde T představuje teplotu ve stupních Celsia a A, B a C představují konstanty typické pro dotyčný materiál, vypočítané způsobem, který je sám o sobě známý, ze tří dvojic měření μ a T tohoto materiálu. Ve většině případů může být tato mez považována přibližně 3500 poise (350 Pa.s) nebo dokonce 3000 poise (tj. hodnota log μ mezi 3,47 a 3,54 a z tohoto důvodu bude dále udávána teplota odpovídající log μ = 3,5).

Naproti tomu nesmí být materiál v okamžiku ztenčování do vláken příliš tekutý. Pod hodnotou 100 poise (log μ = 2) a někdy i experimentálně pod 200 až 320 nebo 350 poise (log μ = 2,3 až log μ = 2,5) bude minerální materiál tvořit kapénky, které budou přítomné ve výrobku ve formě nezvlákněných částic. Při praktické práci podle vynálezu byly pozorovány míry výskytu nezvlákněných částic nižší než 10 % hmotnosti při viskozitách okolo 100 poise (10 Pa.s), a míry výskytu nezvlákněných částic nižší než 5 % hmotnosti pro viskozity vyšší než 320 až 350 poise (32/35 Pa.s). Je třeba poznamenat, že tato mez 100 poise (10 Pa.s) je relativně vysoká a charakteristická pro vynález. Při vnějším odstřeďování se materiál zpracovává při viskozitách tak nízkých jako je několik Pa.s a jak bylo uvedeno, vytváří se velké množství nezvlákněných částic.

Problém separování materiálu do kapének a mez 100 až 350 poise (32/35 Pa.s) z toho vyplývající se týká nejen okamžiku, v němž materiál prochází otvoiy odstředivého zvlákňovače, ale může být pozorován během celé doby trvání ztenčování do vláken, k němuž dochází vně odstředivého zvlákňovače. Z toho vyplývá, že by se odstředivý zvlákňovač neměl ukládat do prostředí, které je tak horké, že by nežádoucím způsobem snížilo viskozitu materiálu.

Zde je možné uvažovat čtyři teplotní pásma, jimiž materiál prochází:

- teplota stěny odstředivého zvlákňovače, která je stejná, jako je teplota materiálu uvnitř otvorů;

- teplota plynů v pásmu o tloušťce několika milimetrů v bezprostředním sousedství kotoučovitého odstředivého zvlákňovače, které bude označeno jako mezní vrstva okolo odstředivého zvlákňovače;

- teplota plynů v pásmu rozprostírajícím se radiálně od volného konce ztenčovacích kuželů o několika (5 až 10) milimetrech, které bude označováno jako chladicí pásmo a

- teplota plynu v mezilehlém pásmu mezi dvěma předchozími pásmy, které bude označováno jako ztenčovací pásmo.

-4CZ 285472 B6

Podle vynálezu je tvar proudu plynu, vyvíjeného okolo zvlákňovače, takový, že ve ztenčovacím pásmu odpovídá teplota prostředí a tedy i teplota materiálu, nejméně lOPa.s (100 poise a s výhodou 25 až 30 Pa.s (250-350 poise).

Takový teplotní profil může být například dosažen prostřednictvím horkého prstencového plynného proudu, který obklopuje perforovanou stěnu odstředivého zvlákňovače po jejím celém obvodu a v kombinaci s materiálem v jejím nitru vymezovaným ho udržuje na teplotě dostatečně vysoké proto, aby se zabránilo devitrifikaci, a dále prostřednictvím s výhodou chladného proudu, který zachycuje horký proud vzduchu po jeho celém obvodu a vymezuje působení horkého proudu na bezprostřední okolí perforované obvodové stěny. Horký plynný proud je vytvářen soustředným prstencovým hořákem zvlákňovací jednotky a chladný proud je vysílán dmychadlem uspořádaným soustředně s uvedeným hořákem, jak bude popsáno níže.

Podle výhodného provedení vynálezu je na isotermě odpovídající viskozitě 25 až 30 Pa.s (250 300 poise) ztenčování pro vytváření výsledných vláken dokončeno na méně než 50 % kuželů, zatímco na více než 50 % kuželů vystupujících ze zvlákňovače dochází ke konečnému ztenčování pro vytvoření výsledného vlákna vně pásma vymezovaného u zvlákňovače uvedenou isotermou. S výhodou je více než 50 % kuželů je protínáno isotermou odpovídající viskozitě 25 až 30 Pa.s. Opět se rozumí, že kužely začínají v otvorech a končí (mají fiktivní vrchol) na začátku hotového vlákna, které již má konstantní průřez.

Vzhledem k nepřesné poloze okrajů ztenčovacího pásma jako nutného důsledku míšení chladného a horkého proudu s odlišnými teplotami, je dávána přednost tomu, aby bylo možné samostatně ovlivňovat délku ztenčujících kuželů nezávisle na sobě, aby mohly být, alespoň jejich většina, umístěny uvnitř uvedeného ztenčovacího pásma, jak je definované plynnými proudy po jejich celé délce. Podle dalšího znaku vynálezu se délky kuželů nastavují měněním průměru otvorů pro vypouštění roztaveného minerálního materiálu a/nebo rychlosti otáčení odstředivého zvlákňovače.

Vnitřek odstředivého zvlákňovače se s výhodou zahřívá přídavnými zahřívacími prostředky pro udržování viskozity roztaveného minerálního materiálu uvnitř otvorů odstředivého zvlákňovače nad 10 Pa.s (100 poise) a s výhodou nad 35 Pa.s (350 poise).

Při ztenčování se soustředně okolo uvedeného zahřátého proudu vzduchu z hořáku vypouští, přídavně k zahřátému proudu vzduchu, bezprostředně obklopujícímu zvlákňovač a vypouštěnému z hořáku, vnější prstencový vzduchový proud, mající teplotu nižší než 250 °C, tj. při teplotě blízké teplotě okolí, nebo nepřesahující například 250 °C. Za těchto okolností dmychadlo přispívá k vytváření chladného okolí ještě v krátké vzdálenosti okolo hořáku, tj. ještě uvnitř pásma ztenčování vláken. Toto uspořádání má výhodu vtom, že dovoluje zlepšit poměr viskózního odporu proti deformaci a povrchového napětí, které je příčinou tvorby kapky. Vztah mezi těmito silami je funkcí bezrozměrného čísla pV/σ, kde μ značí viskozitu materiálu ve chvíli jeho vrhání z otvoru, V jeho rychlost a σ jeho povrchové napětí. Zvětšením součinu pV, díky působení dmychadla chladného proudu, kteiý ovlivňuje viskozitu a také lychlost rychlostí vysílaného chladného proudu, je tendence tvořit kapky a následné nezvlákněné části snížená.

Uvedený vnější prstencový vzduchový proud se nastavuje volbou přetlaku, s nímž se vypouští, v rozmezí od 0,05 MPa do 0,4 MPa a s výhodou od 0,1 MPa do 0,2 MPa.

Aby se udržela rovnovážná hodnota odstředivého zvlákňovače na hodnotě dostatečné k zabránění devitrifikaci, je zapotřebí ho zahřívat, i když roztavený minerální materiál již tvoří velmi značný zdroj tepla. Pro tento účel jsou s výhodou použita v kombinaci různá ohřívací zařízení.

-5CZ 285472 B6

Vně odstředivého zvlákňovače jde zejména o prstencový hořák, jaký byl uveden výše, s výhodou s vnitřním spalováním a vytvářející prstencový plynný proud s vysokou teplotou v sousedství horní strany obvodové stěny odstředivého zvlákňovače. S výhodou je horký plynný proud směrován nejen tak, aby procházel okolo obvodové stěny odstředivého zvlákňovače, ale tak, aby také obklopoval část spojovacího pásu nebo tulipánovité plášťové stěny spojující obvodovou stěnu s přírubou, která je použita pro upevnění odstředivého zvlákňovače na jeho nosném hřídeli (v případě odstředivého zvlákňovače bez dna) nebo s horní výztužnou objímkou (v případě odstředivého zvlákňovače poháněného prostřednictvím jeho dnové stěny), takže tyto části jsou také zahřívány.

Pro tento účel mohou být použity přídavné hořáky, jejichž plameny jsou orientovány na spojovací tulipánovitou stěnu. Dalším řešením je uspořádat vnější hořák ve větší vzdálenosti od horní strany obvodové stěny, takže proud plynů je již poněkud rozšířen před tím, než se přiblíží k odstředivému zvlákňovači a dosáhne odpovídající část spojovací stěny. Zde je však třeba udržovat vzdálenost tak malou, aby bylo možné udržet dobrou přesnost narážení plynného proudu. Podle třetí varianty vynálezu může být použit prstencový vnější hořák, jehož vnitřní kanálová část má menší průměr, než je vnější průměr odstředivého zvlákňovače. V tomto případě může být například použit hořák s prodlouženými šikmými vypouštěcími hubicemi pro vymezování rozšiřujícího se proudu horkých plynů.

Opět na vnější straně odstředivého zvlákňovače je s výhodou umístěn indukční ohřívač opatřený prstencovitým magnetem pro průchod elektrického proudu s vysokým nebo s výhodou středně velkým kmitočtem. Jak je samo o sobě známo, prstencový magnet může být uložen bezprostředně pod odstředivým zvlákňovačem a soustředně s ním. Kombinace těchto dvou ohřívacích zařízení podstatně přispívá k tepelné rovnováze odstředivého zvlákňovače aje třeba vzít na zřetel, že účelnost těchto zahřívacích zařízení je tím lepší, čím blíže jsou uspořádána v blízkosti odstředivého zvlákňovače, a že tímto způsobem vnější hořák převážně zahřívá horní část odstředivého zvlákňovače, zatímco prstencový magnet sám převážně zahřívá dolní část odstředivého zvlákňovače. Jelikož bylo zjištěno, že je velmi obtížné zahřívat horní stranu obvodové stěny bez zahřívání všech okolních kovových částí, které jsou zejména obklopeny horkým plynným proudem, popsaný podvojný zahřívací systém vylučuje technologické problémy.

Jiný další podstatný rozdíl mezi těmito zahřívacími zařízeními spočívá v jejich účinku na teplotu plynu v okolí zvlákňovače. Indukční ohřívač v tomto ohledu nemá praktický účinek a nepřispívá proto ohřevu okolí kromě malé míry ohřevu sáláním. Prstencový vnější ohřívač naproti tomu musí nevyhnutelně zahřívat okolí do značné míry, ačkoliv sekundární vzduch nasávaný otáčivým pohybem odstředivého zvlákňovače a vysokou rychlostí prstencového plynného proudu sám potom narušuje přivádění tepla prstencovým vnějším hořákem do okolí. Pro optimální kvalitu vlákna, zejména s ohledem na mechanickou odolnost, však není výhodné, jestliže jsou vlákna vystavena nadměrně horkému okolí bezprostředně po výstupu z odstředivého zvlákňovače. Z těchto hledisek je teplota plynu vypouštěného z prstencového vnějšího hořáku s výhodou omezena.

Dmychadlo má dále odlišný účinek na ztenčování vláken. Při stejných pracovních podmínkách vnějšího hořáku tak zvýšený tlak dmychadla dovoluje zvýšit jejich jemnost. Z jiného hlediska dmychadlo dovoluje snížit dmýchací tlak vnějšího hořáku a tím umožňuje šetřit energii se stejnou jemností. Například byly dosaženy dobré výsledky s přetlaky dmychadla mezi 0,05 a 0,4 MPa a s výhodou mezi 0,1 a 0,2 MPa.

I s ohledem na toto zdokonalení, nemusí vnější zahřívací zařízení stačit na udržování tepelné rovnováhy odstředivého zvlákňovače. Tento nedostatek může být odstraněn přídavnými zahřívacími zařízeními umístěnými uvnitř odstředivého zvlákňovače. Tento přídavný přívod tepla je s výhodou dosažen prostřednictvím rozbíhavého vnitřního hořáku, uspořádaného

-6CZ 285472 B6 soustředně s nosným hřídelem odstředivého zvlákňovače, jehož plameny jsou orientovány a vnitřní stranu obvodové stěny. S výhodou je poměr paliva a vzduchu seřízen tak, že kořen plamenu je uložen v bezprostředním sousedství vnitřní stěny. Dále je s výhodou uložen na vnitřní stěně tulipánovité plášťové stěny určitý počet výběžků, sloužících jako přídržný prostředek plamene. Rozbíhavý vnitřní hořák přispívá s výhodou mezi 3 a 15% tepelného přívodu při pokračujícím plynulém chodu, pokud není odvozován od roztaveného minerálního materiálu. Toto se ukazuje jako příspěvek pouze menšího významu, ale tento přívod tepla se děje s mimořádnou přesností, je uspořádán přesně v požadovaném místě a je proto mimořádně účinný.

Rozbíhavý vnitřní hořák použitý během zvlákňování s výhodou doplňuje centrální vnitřní hořák známý ze známého stavu techniky, kde je však výlučně používán během spouštěcí fáze a v principu je určen pro zahřívání dnové stěny odstředivého zvlákňovače, nebo rozdělovacího prostředku sloužícího jako dnová stěna a obvykle označovaného jako pohárek, nebo obecněji střední plocha odstředivého zvlákňovače. Střední vnitřní hořák předehřívá pohárek nebo dnovou stěnu před tím, než dojde k přivádění roztaveného minerálního materiálu. Podle vynálezu je střední hořák s výhodou prstencový hořák se sbíhavým plamenem, uspořádaný mezi nosným hřídelem zvlákňovače a rozbíhavým středním vnitřním zvlákňovačem.

Během spouštěcí fáze se rozumí, že se používá také vnějších ohřívacích zařízení. V případě potřeby je možné použít plamenných výfučen nebo podobných zařízení jako přídavných hořáků. Rozbíhavý vnitřní hořák se samozřejmě také používá během kritické spouštěcí fáze, když tepelný přívod roztaveného minerálního materiálu ještě není k dispozici.

Vynález dále přináší zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu pro zvlákňování vnitřním odstřeďováním, obsahující odstředivý zvlákňovač, jehož obvodová stěna obsahuje množinu otvorů s malými průměry, kterými se roztavený materiál odstřeďuje a který je axiálně středově napájen zahřátým roztaveným materiálem, který se má zvlákňovat, přičemž obvodová stěna, opatřená otvory, je zahřívaná a okolo této obvodové stěny je umístěn prstencový vnější hořák, jehož podstatou je, že soustředně okolo vnějšího prstencového hořáku je uloženo prstencové vnější dmychadlo pro vnější prstencový vzduchový proud, přičemž prstencový vnější hořák obsahuje radiálně vnitřní stěnu a radiálně vnější stěnu, které vymezují vypouštěcí kanál pro vypouštění zahřátého proudu plynu, přičemž průměr vnitřní stěny je menší, než je průměr homí strany obvodové stěny zvlákňovače a přičemž vypouštěcí kanál je prodloužen šikmými stěnami, vymezujícími rozšiřující se proud vypouštěných horkých plynů. Prstencový vnější hořák je s výhodou uložen ve vzdálenosti v rozmezí od 15 do 20 mm od homí strany obvodové stěny zvlákňovače.

Prstencové vnější dmychadlo má doplňkový účinek na nastavování tvaru zahřátého proudu plynu tím, že omezuje radiální expanzi tohoto zahřátého proudu plynu.

Materiály, které jsou použitelné podle vynálezu, jsou zejména přírodní čediče, ale také podobné kompozice, jako ty, které se získávají přidáváním složek k čediči za účelem ovlivnění jeho určitých vlastností, nebo kombinací materiálů, čímž je umožňováno reprodukování hlavních vlastností čedičů, zejména jejich teplotní chování a především skutečnost, že se tavení dosahuje při teplotách zpravidla nikoliv pod 1200 °C. Jsou to také minerální kompozice, jako jsou vysokopecní strusky nebo všechny kompozice používané pro výrobu tak zvané minerální vlny. Dotyčné materiály také zahrnují kompozice vhodné pro název sklovité. Tyto kompozice se označují jako tvrdá skla, aby se ukázala obtížnost vytvářená jejich teplotami tání.

-7CZ 285472 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. la schematický podélný řez odstřeďovacím zařízením podle známého stavu techniky, obr. lb schematický podélný řez, odpovídající obr. la, provedením zvlákňovacího zařízení podle vynálezu, obr. 2 grafické znázornění izoterm ukazující působení dmychadla podle vynálezu, obr. 3 grafické znázornění izoterm ukazující působení dmychadla podle vynálezu, obr. 4 schematická znázornění ztenčovacích kuželů, ukazující způsob tvorby vláken.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je znázorněn prostřednictvím obr. la a lb, ukazujících schematické znázornění zařízení podle známého stavu techniky (obr. la) a podle vynálezu (obr. lb).

Jak již bylo naznačeno, byla zvlákňovací jednotka vyvinuta ze zařízení dříve používaného pro výrobu skleněné vlny vnitřním odstřeďováním, které je podrobně popsáno zejména ve francouzském patentovém spisu FR-B1—2 442 436 a evropském patentovém spisu EP-B1-91 382. Toto obvyklé zařízení, znázorněné schematicky na obr. 8a, sestává především z odstředivého zvlákňovače 1, jehož obvodová stěna 2 má větší počet vypouštěcích otvorů. Obvodová stěna 2 je připojena k přírubě 3 přes spojovací pás 4, označovaný jako tulipán vzhledem k jeho tvaru. Jak je znázorněno ve výkresech, jsou obvodová stěna 2, tulipán 4 a příruba 3 vytvořeny jako celek v jediném jednotkovém dílu.

Příruba 3 je uložena na nosném hřídeli 5, který je ve znázorněném provedení dutý, a jehož dutinou je roztavený minerální materiál přiváděn.

Nosný hřídel 5, nebo i příruba 3, dále nese soustředný rozdělovači prostředek 6, obvykle označovaný jako pohárek nebo koš. Rozdělovači pohárek 6 s obvodovou stěnou, která má relativně malý počet otvorů se srovnatelně velkými průměry, slouží jako dnová stěna odstředivého zvlákňovače a rozděluje roztavený minerální materiál tak, že centrálně dodávaný proud roztaveného minerálního materiálu je rozdělován do většího počtu dílčích malých proudů aje rozdělován na vnitřní obvod obvodové stěny 2.

Odstředivý zvlákňovač 1 je obklopován různými ohřívacími prostředky, a to prstencovým magnetem 7 indukčního ohřívače, který obzvláště zahřívá dnovou část odstředivého zvlákňovače 1, především pro kompenzování chlazení chladicím kontaktem okolním vzduchem, který je silně chlazen značnými množstvími vzduchu nasávanými otáčením odstředivého zvlákňovače 1 a vodou chlazeným prstencovým vnějším hořákem 8. Konce kanálových stěn 9 a 10 vnějšího hořáku 8 jsou uspořádány v malé svislé vzdálenosti h od odstředivého zvlákňovače 1, například přibližně 5 mm, jak je znázorněno zjednodušeně skicou na horní levé straně obr. la.

Prstencový vnější hořák 8 vyvíjí vysokou teplotu a plynný proud s vysokou rychlostí, v podstatě orientovaný dolů, takže prochází podél obvodové stěny 2. Plynný proud jednak slouží pro ohřívání nebo udržování teploty obvodové stěny 2 a na druhé straně přispívá ke ztenčování primárních vláknových útvarů odstřeďovaného zvlákněného roztaveného minerálu na vlákna.

Jak je znázorněno na výkrese, vnější hořák 8 je s výhodou obklopován foukacím prstencem 11 na chladný vzduch, například stlačený vzduch, jehož hlavním účelem je omezovat radiální rozpínání proudu horkého plynu a tím i udržovat vytvořená vlákna proti tomu, aby se dostala do styku s prstencovým magnetem 7.

-8CZ 285472 B6

Tyto prstencové ohřívače odstředivého zvlákňovače 1 jsou doplněny na své vnitřní straně vnitřním prstencovým hořákem 12, který je uložen uvnitř nosného hřídele 5 a je používán pouze během spouštěcí fáze zvlákňovací jednotky pro předehřívání pohárku 6.

Jak je znázorněno na obr. lb, zvlákňovací zařízení podle vynálezu sestává ze stejných součástek, a dále budou vysvětleny pouze rozdíly.

Nejnápadnější rozdíl se týká polohy prstencového vnějšího hořáku 13 s kanálovými stěnami 14 a 15, jejichž konce jsou uloženy ve vzdálenosti ď nad obvodovou stěnou 19, která je zřetelně větší, než je vzdálenost h podle obr. la. Tyto vztahy jsou rovněž zjednodušeně znázorněny skicou na homí pravé straně obr. lb. Kupříkladu je vzdálenost h' v rozpětí od 15 do 30 mm, přičemž zejména výhodné je rozmezí od 20 do 25 mm, jelikož taková vzdálenost ještě dovoluje vysokou přesnost průtoku plynného proudu. Dále má kanálová vnitřní stěna 14 průměr, kteiý je zřetelně menší, než je průměr homí strany obvodové stěny 19. Pro vedení plynného proudu při jeho vypouštění je výstupní otvor vnějšího hořáku 13 omezován dvěma šikmými stěnami 16 a 17 vzájemně v pravém úhlu, například s nakloněním směrem ven v úhlu přibližně 45°. Aby se omezily problémy s radiálním rozpínáním horkého plynu od vnějšího hořáku 13» má vnější šikmá plocha pouze poloviční délku, jako vnitřní šikmá stěna 16, a končí na v podstatě svislé stěně 18. Stěny 16 a 18 končí ve výšce v blízkosti výšky stěn vypouštěcího kanálu běžného vnějšího hořáku.

Při takovém uspořádání vnějšího hořáku 13 je zahřívána nejen obvodová stěna 19 odstředivého zvlákňovače Γ, ale také tulipán, nyní označený jako stěna 20, se zahřívá, plynný proud by však neměl stoupat podél stěny 20 a ohřívat nosný hřídel, nyní označený jako hřídel 22, odstředivého zvlákňovače, nyní označeného jako zvlákňovač Γ. Aby se tomu předešlo, může být použit prstencový výběžek 21 nebo ekvivalentní prostředek sloužící jako těsnicí prvek, umístěný například v polovině výšky stěny 20, přičemž tato poloha určuje délku stěny 20, která je zahřívána prstencovým plynným proudem.

Dále je ke vnějšímu hořáku 13 připojeno dmychadlo 24. Vzdálenost ď (měřená porovnáním s centrálními vypouštěcími osami vnějšího hořáku a dmychadla, jak je znázorněno ve výkresu podrobnosti), je velmi malá a například řádově 10 až 15 mm. Účel tohoto dmychadla je podrobněji znázorněn na obr. 2. Tento obrázek ukazuje vnější stěnu 19 odstředivého zvlákňovače ve zjednodušené formě, vnější hořák 13 ve tvaru obměněném vůči vynálezu, a dmychadlo 24. V blízkosti obvodové stěny byly vyneseny izotermy pro 1300 °C a pro tři dmýchací přetlakové hodnoty (0,03 MPa, 0,1 MPa a 0,16 MPa) pro stejný dynamický tlak hořáku 350 mm H₂O (3,5 kPa). Zvyšování tlaku dmychadla působí, že se izotermy posouvají blíže směrem ke stěně odstředivého zvlákňovače 19.

Zvyšování tlaku hořáku naproti tomu působí, že se všechny izotermy obvodové stěny odstředivého zvlákňovače budou posouvat velmi zřetelně, jak je znázorněno na obr. 3, kde tlak hořáku byl změněn z 250, 350 a 450 mm H₂O (2,5 a 3,5 a 4,5 kPa) pro přetlak dmychadla 0,03 MPa.

Na obr. 2 a 3 je dále patrné, že dmychadlo vysílá proudy, které nejsou dokonale svislé, ale jsou lehce nakloněné směrem ke spodní straně odstředivého zvlákňovače. Hlavním důsledkem je, že účinek prstencovitého vnějšího hořáku je soustředěn na homí stranu obvodové stěny, zatímco chladicí účinek na dolní stranu stěny je slabý. Tento chladicí účinek však může být snadno kompenzován ohříváním pomocí prstencového magnetu.

Kromě vymezování plynů vysílaných prstencovým vnějším hořákem má dmychadlo přímý účinek na ztenčování primárních vláknových útvarů vytvářených odstředivým zvlákňovačem. Jemnost vláken může být udržována zmenšováním foukacího tlaku horkých plynů a kompenzováním tohoto zmenšení zvýšeným tlakem chladných foukacích plynů. Pokud jde o obsah

-9CZ 285472 B6 nezvlákněných částic, je možno pozorovat jeho značné zmenšení, když se tlak dmychadla zvyšuje.

Další srovnání mezi obr. la a lb ukazuje ještě další podstatný rozdíl vtom, že je použit druhý vnitřní hořák 25, který je uložen soustředně okolo centrálního vnitřního prstencového hořáku, nyní označeného jako hořák 26, a obvykle sloužícího pro ohřev pohárku, nyní označeného jako pohárek 27. Vnitřní hořák 25 je prstencový hořák s rozbíhavými plameny, které jsou orientovány na vnitřní plochy obvodové stěny 19 a stěny (tulipánu) 20. Uspořádání plamenů je s výhodou optimalizováno výběžky 27 na vnitřní straně stěny 20, které slouží jako prostředky pro zadržování plamene.

Na druhé straně má pohárek 27 relativně tlustou dnovou stěnu 28, která je například vytvořena z keramické desky nebo tepelně odolného betonu za účelem rychlé eroze roztaveným minerálním materiálem. Kromě toho slouží tato tlustá dnová stěna jako tepelná izolace a zabraňuje proto ochlazování vnitřku dnové stěny vzhledem k plynnému nebo vzduchovému proudu vyvolávanému pod odstředivým zvlákňovačem jeho otáčením.

Byly provedeny experimenty s materiálem, který se má zvlákňovat, odpovídajícím následujícímu složení (v procentech hmotnosti):

Si₂O	51,5%
Fe₂O₃	10,1 %
A1₂O₃	18%
MnO	0,19%
CaO	8,9 %
MgO	6,4 %
Na₂O	3,5 %
K₂O	0,61 %
TiO₂	0,66 %
P2O5	0,12%

Tato kompozice se chová podle následujícího vztahu dle Vogel-Fulcher-Tammanova zákona takto:

4769,86 log μ = -2,542 + --------T-355,71

Vlastnosti zařízení a provozní podmínky jsou shrnuty v následující tabulce.

Tabulka

	; Zkouška 1	• Zkouška 2 ·
ί Rychlost odtahu (Kg/h)	: 270	: 250 :
1 Tavení (proud) (°C)	: 1510	: 1480 :
; Zvlákňovač:		•
: Průměr (mm)	: 200	: 200 i
i Slitina ODS	• austenitická	austenitická
: Počet otvorů	: 9000	: 9000 :
: Rychlost (ot/min)	: 2820	: 3500 :
• Průměr otvorů	: 0,3	• 0,3 ·

-10CZ 285472 B6

	Zkouška 1	: Zkouška 2	-----------------------1 1
; Pohárek: ·			D
: Průměr (mm) :	70	i 70	1
• Počet otvorů :	2x50	ί 2x50
: Vnější hořák: ;			c
: Vzdálenost stěny kanálu :	6,5	i 6,5
I (mm)			P
: Tlak (mm H₂0) ;	345	: 350
Teplota (°C) :	1550	i 1550	•
; Dmychadlo: :
: Vzdálenost stěny kanálu :			•
; (mm) ·	0,8	0,8
: Tlak (barů) :	0,3	1 0,3
: Teplota (°C) :	25	: 25
: Indukční ohřívač: :			P
: Výkon (kW) :	37,5	: 37,5
Rozbíhavý vnitř, hořák i			•
: (Nm³/h) i	3	: 3
ί Obr. i	4	: 5
F/5g	3,5	3,2
• Nezvlákněné částice >40pm:			•
% (hm.) ;	24,5	I 8,8	•
Nezvlákněné částice >100pm: : i % (hm.) :	7,25	i 3,4

Tabulka - 2. část

	i Zkouška 3	: Zkouška 4 ; 1 <
Rychlost odtahu (Kg/h)	• 270	250 :
: Tavení (proud) (°C)	: 1510	: 1480 :
Zvlákňovač:
: Průměr /mm)	: 200	: 200 i
; Slitina ODS	j feritická	: austenitická
; Počet otvorů	; 9000	9000 i
: Rychlost (ot/min)	: 2820	: 3500 :
Průměr otvorů	0,3	0,3 ;
: Pohárek:		•
: Průměr (mm)	: 70	: 70 j
; Počet otvorů	• 2x50	: 2x50 ;
: Vnější hořák:	•
• Vzdálenost stěny kanálu	: 6,5	• 6,5 ;
: (mm)		1
• Tlak (mm H₂O)	; 355	: 355 i
: Teplota (°C)	: 1550	1550 i

-11CZ 285472 B6

Tabulka 2. část - pokračování

	Zkouška 3 ;	Zkouška 4 :
; Dmychadlo: :
: Vzdálenost stěny kanálu :
: (mm)	0,8 ·	0,8 ;
: Tlak (barů) :	1,6 :	1,6 :
i Teplota (°C)	25 :	25 :
Indukční ohřívač: :
i Výkon (kW) :	39 :	39,8 :
Rozbíhavý vnitř, hořák ;
i (Nm³/h) :	3 :	3,05 :
: Obr. i	6 ί	7 i
ί F/5g	2,9 :	2,8 i
: Nezvlákněné částice >40pm: ;
% (hm.) :	10,5 ;	7 ·
: Nezvlákněné částice >100μηι: ;
: % (hm.) ί	3,5 :	2 :

Je třeba mít na zřeteli, že naměřené hodnoty odpovídají hodnotám v rovnovážném stavu, naměřeným po nejméně 15 minutách přivádění materiálu, s odstředivým zvlákňovačem a pohárkem předehřívaným prostřednictvím všech dostupných ohřívacích zařízení (s výjimkou rozbíhavého vnitřního hořáku v první zkoušce).

Odstředivé zvlákňovače jsou vyrobeny ze slitiny ODS na bázi niklu, austenitického typu, s 30 % chrómu, teplotou tání 1380 °C, pevností v přetržení 130 MPa při 1150 °C, odolnosti proti tečení 70 nebo 55 MPa po 1000 hodinách při 1150 °C a 1250 °C a tažnosti 5 % při 1250 °C.

V tabulce je přetlak vzduchu ve vnějším hořáku 13 udáván v milimetrech H₂O. Průtočná množství hořáků jsou v normových krychlových metrech za hodinu.

Pokud jde o kvalitu vyrobených vláken, odpovídá hodnota F/5g Micronairu. Micronaire je normalizovaný způsob charakterizování jemnosti vláken. Například tak zvané lehké izolační výrobky ze skleněné vlny, kde je hlavním kritériem tepelný odpor (výrobky ve svitcích hustoty nižší než 40 kg/m³) jsou často založeny na vláknech s Micronaire 3, zatímco těžší výrobky, u nichž je požadována značná mechanická pevnost, jsou založeny na vláknech s Micronaire 4.

Nejlepší výsledky se dosahují s teplotou odstředivého zvlákňovače okolo 1260 až 1270 °C (pro tuto kompozici leží viskozita v rozmezí od 350 do 1000 poise (35 až 100 Pa.s) mezi 1300 °C a 1216 °C). Leží tak uspokojivě v rozpětí způsobilosti zvlákňování.

Bylo také možné stanovit, že nej lepší výsledky se dosahují vyvažováním různých zdrojů přívodů tepla, zejména při relativně velkém průtočném množství plynu pro vnitřní hořák (avšak sotva desetině průtočného množství pro vnější hořák) a výkonu dodávaném prstencovému magnetu, který je podobně velký, a dosti vysokém tlaku pro dmychadlo.

Pro lepší porozumění jevu tvorby nezvlákněných částic byly provedeny různé obměny teploty skla a foukacího přetlaku vzduchu nezávisle na sobě, a izotermy plynných proudů a kuželů tvorby vláken každého útvaru jsou vyneseny pro několik příkladných řad otvorů.

- 12CZ 285472 B6

Výše uvedená tabulka udává experimentální podmínky a charakteristické vlastnosti získaných vláken.

Obr. 4 až 7 ukazují tvar ztenčovacích kuželů a poloh izoterm pro 800-1000-1300-1400-1500 a 1550 °C při přetlacích dmychadla 0,3 (obr. 4 a 5) a 1,6 barů (obr. 6 a 7) (0,03 a 0,16 MPa), a dvě teploty pro taveninový proud, přičemž jeden tvar odpovídá studené tavenině (obr. 5 a 7) a druhý tvar horké tavenině (obr. 4 a 6).

Při vyšetřování obsahu nezvlákněných částic pro tři různá uspořádání je možné si povšimnout toho, že pokaždé je řada kuželů obklopována plynným proudem s teplotami přesahujícími izotermu odpovídající viskozitě 100 poise (lOPa.s) (1400 °C), přičemž se vytváří značné množství nezvlákněných částic.

Výkresy, obzvláště obr. 2 až 7, jsou dostatečně názorné pokud jde o vysvětlení zde znázorněných konstrukčních a funkčních podrobností. Proto je možné se odvolat na výkresy pokud jde o doplňující informace o podrobnostech uspořádání hořáku 13 a dmychadla 24 a uspořádání kuželů a rozdělení teplot v okolním plynu. Tyto obr. 2 až 7 ukazují polohu obvodové stěny 19 odstředivého zvlákňovače Γ v jeho teplém stavu při okolní teplotě vyznačené čerchovanými čarami na obr. 2 až 7.

Použití zásad vynálezu je obzvláště výhodné ve spojení s předmětem souběžné zveřejněné přihlášky vynálezu PV 0873-94 stejného přihlašovatele ze stejného data, na kterou se zde odvoláváme.

Claims

1. Způsob výroby minerální vlny z materiálu, který je vysoce tekutý při zvýšené teplotě likvidu, zejména nad 1200 °C, s viskozitou menší než 500 Pa.s při teplotě likvidu, při kterém se roztavený minerální materiál zavádí do odstředivého zvlákňovače, jehož obvodová stěna obsahuje množinu otvorů s malými průměry, kterými se tento roztavený minerální materiál odstřeďuje při vytváření množiny primárních vláknových útvarů, přičemž se stěna zvlákňovače obklopuje po celém obvodě proudem zahřátého plynu proudícího podél uvedené obvodové stěny, uvedený proud zahřátého plynu se zahřívá prstencovým vnějším hořákem, soustředně uloženým vzhledem ke zvlákňovači, a uvedená množina primárních vláknových útvarů se ztenčuje tím, že se vystavují přídavnému ztenčovacímu účinku uvedeného proudu zahřátého plynu, proudícího podél uvedené obvodové stěny, čímž se vytváří kužele vycházející z otvorů zvlákňovače, z jejichž vrcholů vystupuje výsledné vlákno, čímž se tvoří výsledná vlákna, vyznačený tím, že se délky kuželů primárních vláknových útvarů a uspořádání proudu zahřátého plynu, vyvíjeného okolo odstředivého zvlákňovače, nastavují kombinací zahřátého proudu plynu, proudícího podél obvodové stěny zvlákňovače, a radiální rychlosti roztaveného materiálu vystupujícího z otvorů zvlákňovače tak, že na isotermě odpovídající viskozitě lOPa.s je ztenčování pro vytváření výsledných vláken dokončeno na méně než 50 % kuželů, zatímco na více než 50 % kuželů, vystupujících ze zvlákňovače, dochází ke konečnému ztenčení pro vytvoření výsledného vlákna vně pásma, vymezovaného u zvlákňovače uvedenou isotermou.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že na isotermě odpovídající viskozitě 25 až 30 Pa.s je ztenčování pro vytváření výsledných vláken dokončeno na méně než 50 % kuželů, zatímco na více než 50 % kuželů vystupujících ze zvlákňovače dochází ke konečnému

-13 CZ 285472 B6 ztenčování pro vytvoření výsledného vlákna vně pásma vymezovaného u zvlákňovače uvedenou isotermou.

3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že se délky kuželů nastavují měněním průměru otvorů pro vypouštění roztaveného minerálního materiálu a/nebo rychlosti otáčení odstředivého zvlákňovače.

4. Způsob podle nejméně jednoho z nároků laž3, vyznačený tím, že se vnitřek odstředivého zvlákňovače zahřívá přídavnými zahřívacími prostředky pro udržování viskozity roztaveného minerálního materiálu uvnitř otvorů odstředivého zvlákňovače nad 10 Pa.s a s výhodou nad 35 Pa.s.

5. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4, vyznačený tím, že při ztenčování se soustředně okolo uvedeného zahřátého proudu vzduchu z hořáku vypouští, přídavně k zahřátému proudu vzduchu, bezprostředně obklopujícímu zvlákňovač a vypouštěnému z hořáku, vnější prstencový vzduchový proud, mající teplotu nižší než 250 °C.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že uvedený vnější prstencový vzduchový proud se nastavuje volbou přetlaku, s nímž se vypouští, v rozmezí od 0,05 MPa do 0,4 MPa a s výhodou od 0,1 MPa do 0,2 MPa.

7. Zařízení pro provádění způsobu podle nejméně jednoho z nároků 1 až 6, pro zvlákňování vnitřním odstřeďováním, obsahující odstředivý zvlákňovač, jehož obvodová stěna obsahuje množinu otvorů s malými průměry, kterými se roztavený materiál odstřeďuje a který je axiálně středově napájen zahřátým roztaveným materiálem, který se má zvlákňovat, přičemž obvodová stěna, opatřená otvory, je zahřívaná a okolo této obvodové stěny je umístěn prstencový vnější hořák, vyznačené tím, že soustředně okolo vnějšího prstencového hořáku (13) je uloženo prstencové vnější dmychadlo (24) pro vnější prstencový vzduchový proud, přičemž prstencový vnější hořák (13) obsahuje radiálně vnitřní stěnu (14) a radiálně vnější stěnu (15), které vymezují vypouštěcí kanál pro vypouštění zahřátého proudu plynu, přičemž průměr vnitřní stěny (14) je menší, než je průměr homí strany obvodové stěny (19) zvlákňovače (Γ) a přičemž vypouštěcí kanál je prodloužen šikmými stěnami (16, 17), vymezujícími rozšiřující se proud vypouštěných horkých plynů.

8. Zařízení podle nároku 7, vyznačené tím, že prstencový vnější hořák (13) je uložen ve vzdálenosti (h') v rozmezí od 15 do 20 mm od homí strany obvodové stěny (19) zvlákňovače (Γ).