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Verfahren zur Herstellung von Fasern . aus geschmolzenen Mineralien
Bei der Herstellung von Mineralwolle kommt oft ein Verfahren zur Anwendung, bei
dem ein Strahl des geschmolzenen Mineralmaterials, das aus einem Schmelzofen abgezogen
wird, der Einwirkung eines Blasmittels, z. B. von Hochdruckdampf oder -luft, ausgesetzt
wird, das den Mineralstrahl in Teilchen aufsplittert, die vom Blasmittel zu Fasern
ausgezogen und unter Bildung eines wollähnlichen Filzes in einer Sammelkammer abgesetzt
werden (Blasverfahren).
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Nach einem anderen Verfahren wird der Abstichstrahl des geschmolzenen
Minerals sukzessiv einer Anzahl Scheibenoder Läufern zugeführt, die mit verschiedener,
mit jeder Scheibe zunehmender Geschwindigkeit umlaufen und die einen Ring des geschmolzenen
Materials auffangen und auf ihrer Oberfläche zurückhalten, bis schließlich die Geschwindigkeit
des Läufers so hoch wird, daß die Schmelze unter der Einwirkung der Fliehkraft vomLäufer
her ausgeschleudert wird, wodurch die Zerfaseru:ng :eintritt. Diese Arbeitsweise
ist aber mit dem großen Nachteil behaftet, daß die ersten Läufer und besonders der
erste, dem die Schmelze mit der höchsten Temperatur zugeführt wird, durch die Einwirkung
des geschmolzenen Minerals einer starken Zerfressung ausgesetzt sind (Schleuderverfahren).
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Es ist ferner bekannt, d'aß zur Erzielung einer faserziehenden Wirkung
bei einem Läufer, der eine fasergebende Oberfläche bat, dieser Läufer mit sehr hoher
Geschwindigkeit laufen .muß. Damit bei dieser hohen Geschwindigkeit eine Schicht
von geschmolzenem Rohmaterial an der fasergebenden Oberfläche des Läufers erhalten
bleibt, ist es notwendig, daß dieses flüssige Rohmaterial mit einer Geschwindigkeit
und einer Geschwindigkeitsrichtung, die in ihrer Größenordnung einigermaßen mit
der Umfangsgeschwindigkeit und der Umfangsgeschwindigkeitsrichtung des Läufers übereinstimmen,
dem Läufer zugeführt wird. Dies kann mittels einer Reihe aufeinanderfolgender Läufer,
die sämtlich eine fasergebende Oberfläche haben und deren Umfangsgeschwindigkeit
sich sukzessiv steigert, herbeigeführt werden, wobei die Umfan.gsgeschwi,ndigkeit
des ersten Läufers verhältnismäßig niedrig ist (siehe USA.-Patentschrift 2 520 169).
Es ist ferner bekannt, daß je dicker der Strahl des zugeführten :Materials ist,
d. h. je stärker die Schicht ist, die das zugeführte geschmolzene Material auf der
fasergebenden Oberfläche des Läufers bildet, um so stärker wirken die Zentripetalkräfte
und um so wichtiger ist es, .die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers der Geschwindigkeit
des zugeführten geschmolzenen Materials anzupassen.
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Die USA.-Patentschrift 2 577 431 betrifft eine Vorrichtung einer solchen
Art, wobei durch Zerstäubung des geschmolzenen Rohmaterialstrahls dieser veranlaßt
wird, innerhalb der Wirkung der der Zentripetalkraft entgegenwirkenden Oberflächenvergrößerung,
die der Läufer hat, zu gelangen. Die Geschwindigkeitserhöhung, die hier vorgesehen
ist, dürfte nur den Zweck haben, den zersplitterten Strahl des geschmolzenen Rohmaterials
dazu zu bringen, sich in das schon auf der fasergebenden Oberfläche des Läufers
befindliche geschmolzene Rohmaterial einzuarbeiten. Naturgemäß gestattet eine solche
Vorrichtung, dem ersten Läufer eine höhere Geschwindigkeit zu geben als dies der
Fall sein würde, wenn der Strahl ohne jede zersplitternde und geschwindigkeitssteigernde
Vorrichtung dem ersten Läufer zugeführt wird. Daß damit keine solche Wirkung erzielt
worden ist, daß der Läufer mit praktisch beliebiger Geschwindigkeit getrieben werden
kann, leuchtet ohne weiteres ein. Ebenso bewirkt die Richtung des Gasstrahls bei
diesem Verfahren, daß der Gasstrahl in einer störenden Weise auf das geschmolzene
Rohmaterial, das sich an der fasergebenden Oberfläche des Läufers befindet, einwirkt.
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Im Gegensatz hierzu wird im vorliegenden Verfahren der Gasstrahl in
derselben Richtung wie die Drehrichtung des Läufers geführt, und zwar in einer Richtung,
die durch die Tangenten vom Mundstück mach dem Läufer und eine Linie vom Mundstück
nach der Mitte des Läufers begrenzt ist, und mit etwa der gleichen Geschwindigkeit,
mit der der Läufer umläuft,
an den Läufer herangebracht. Hierbei
wird teils die vorher erwähnte Erscheinung, nämlich daß das geschmolzene Rohmaterial
in einer dünnen Schicht dem Läufer zugeführt wird, teils daß die erforderliche Anschlagskraft
zur Homogenisierung m-it schon vorher befindlichem flüssigem Rohmaterial an der
Oberfläche des Läufers erzielt wird, ausgenutzt.
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Ein weiteres und sehr wesentliches Merkmal, das für die ganze Erfindung
grundlegend ist, liegt in dem Umstand, daß ein zersplitterter Strahl aus in dieser
Weise zugeführtem Rohmaterial mit viel höherer Geschwindigkeit zugeführt werden
kann, ohne daß der geschwindigkeitsgebende Gasstrahl negativ auf die an der Oberfläche
des Läufers befindliche Rohmaterialschicht einwirkt. Dies hat seinerseits überraschenderweise
bewirkt, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers sehr stark erhöht werden konnte,
sogar in so hohem Maße, daß weitere Läufer aus reinen' Geschwindigkeitsgründen nicht
unbedingt notwendig waren. Gegebenenfalls kann jedoch der Läufer mit noch einem
.oder mehreren Läufern zusammenwirken, die den Übergang zu dem Endläufer, wo das
eigent licbe Faserziehen stattfindet, vermitteln.
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Die Anfangsgeschwindigkeit, mit der das geschmolzene Mineral gegen
den Läufer ausgeschleudert wird, schwankt je nach der Anzahl der Läufer und soll
von etwa der gleichen Geschwindigkeit sein wie die Umfangsgeschwindigkeit des Läufers,
dem die Schmelze so zugeführt wird, daß ein Anhaften der Schmelze an der Oberfläche
des Läufers primär stattfindet. Wird beispielsweise eine Kombination von drei Läufern
verwendet, so kann man zweckmäßig die Mineralschmelze dem ersten Läufer zuführen
mit einer Geschwindigkeit, die ungefähr einer Umlaufgeschwindigkeit des Läufers
von 1500 bis 2500 m pro Minute entspricht, -worauf die Schmelze dann sukzessiv auf
die beiden anderen Läufer übertragen wird, die .mit wesentlich höherer Geschwindigkeit,
z. B. 3000 bis 4500 bzw. 4500 bis 6000 m pro Minute, umlaufen. Für den Fall, daß
nur zwei Läufer vorgesehen sind, kann die Geschwindigkeit von der Größenordnung
2500 bis 4500 m für den ersten Läufer sein, während bei der Verwendung eines einzigen
Läufers, von dem aus das Faserziehen unmittelbar stattfindet, die Zuführungs= geschwindigleit
der Schmelze einer Umfangsgeschwindigkeit von z. B. 4000 bis 6000 m pro Minute entsprechen
kann.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Zerfressung und der
Verschleiß der Läufer wesentlich vermindert und die Anzahl der zur Verwendung kommenden
Läufer herabgesetzt werden.