DE1199431B - Verfahren zum Herstellen von Fasern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

DOId

Deutsche Kl.: 29 a-6/30

Nummer: 1199 431

Aktenzeichen: N 22741VI b/29 a

Anmeldetag: 14. Februar 1963

Auslegetag: 26. August 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Fasern aus thermoplastischen und vorzugsweise anorganischen Stoffen, wie Glas, Stein, Schlacke usw., das aber auch zum Herstellen von Fasern aus organischen Stoffen, z. B. Kunststoffen, angewendet werden kann.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Fasern dadurch zu erzeugen, daß eine Schmelze des Ausgangsstoffes in ein strömendes gasförmiges Medium eingeleitet wird. Dabei kann der Stoff auf einem V- oder U-förmigen Strömungsweg in rechten Winkeln zu dem Gasstrom geführt werden, wobei der geschmolzene Stoff zwischen den Schenkeln eintritt und der Gasstrom den Stoff unter Bildung von Fasern mitnimmt. Die dadurch gebildete Suspension der Fasern in dem gasförmigen Medium wird dann zur Extraktion und gegebenenfalls zum Formen der Fasern weitergeleitet. Hierbei besteht die Schwierigkeit, daß es nicht möglich ist, eine genügend große fasererzeugende Wirkung auf die Schmelze auszuüben. Wenn z. B. die Strömungsgeschwindigkeit und die Menge des Gases in der Zeiteinheit erhöht werden, kann die Schmelze nur schwer in den Gasstrom eintreten. Sie gleitet vielmehr teilweise auf der Oberfläche des Gasstromes mit dem Ergebnis, daß eine nur unbefriedigende Faserbildung eintritt. Wenn dagegen der Gasstrom verringert wird, so kann zwar die Schmelze in den Gasstrom eintreten und die Faserbildung verbessert werden, ein wesentlicher Teil der Schmelze geht jedoch hierbei durch den Gasstrom, ohne in Fasern umgewandelt zu werden. Beim Herabsetzen der Strömungsgeschwindigkeit des Gases, aber Beibehaltung oder Steigerung der Gasmenge in der Zeiteinheit wird zwar einerseits die gesamte Schmelze mit dem Gasstrom weggetragen, andererseits ist aber die Faserbildung infolge Verringerung der Geschwindigkeitsdifferenz nicht intensiv genug, und der Faserdurchmesser wird leicht zu groß.

Es ist weiterhin bereits bekannt, die Schmelze von einem rotierenden Körper in Richtung auf einen den Rotor umgebenden ringförmigen Vorhang aus strömendem Gas abzuwerfen. Hierbei wird der Schmelze sowohl eine Bewegungskomponente in radialer Richtung als auch in tangentialer Richtung übermittelt. Trotz der lebendigen Kraft der abgeschleuderten Schmelze wird jedoch bei der bekannten Vorrichtung ein Teil dieser Arbeit verschwendet, da eine so feinverteilte Schmelze nicht in den Gasstrom eintreten kann, sondern bereits an der Oberfläche des Gasstromes durch die von diesem von außen mitgerissenen Gase weggetragen wird. Es müssen daher wegen der Oberflächenspannung erst Schmelzstoffstrahlen Verfahren zum Herstellen von Fasern

Anmelder:

Ernst Holger Bertil Nyström,

Djursholm (Schweden)

Vertreter:

Dipl.-Ing. W. Paap, Dipl.-Ing. H. Mitscherlich
und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,
München 22, Mariannenplatz 4

Als Erfinder benannt:
Ernst Holger Bertil Nyström,
Djursholm (Schweden)

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 20. Februar 1962 (1844),
vom 28. Februar 1962 (2194)

einer gewissen Stärke gebildet werden, bevor die Schmelze in den Gasstrom eintritt. Bei dem bekannten Verfahren bedeutet dies, daß die Schmelze einen Weg von 25 bis 37,5 mm durch die Atmosphäre zurücklegen muß, nachdem sie die Kante des Rotors verlassen hat. Trotzdem treten die Schmelzstoffstrahlen nur schwer in den Gasstrom ein, so daß der Gasstrom in bezug auf Geschwindigkeit und Menge herabgesetzt und den Verhältnissen angepaßt werden muß. Hierdurch wird aber die von dem Gasstrom auf die Fasern ausgeübte Schleppkraft und damit die Faserausbeute verringert.

Durch die vorliegende Erfindung ist es gelungen, diese Nachteile und Schwierigkeiten zu überwinden. Die Erfindung geht von dem vorerwähnten bekannten Verfahren aus, bei dem die Schmelze von einem Rotor in Richtung auf einen diesen umgebenden Vorhang aus strömendem Gas abgeschleudert wird, in dem die Faserbildung stattfindet. Zur Bildung eines solchen Vorhanges wird meist ein Blasring oder eine Düse oder eine ähnliche Vorrichtung verwendet, in der eine Mehrzahl von Ausblasöffnungen, vorzugsweise in Gestalt von Lavaldüsen, im Abstand voneinander in ringförmiger Anordnung angebracht sind. Wenn das gasförmige Medium aus diesen Öffnungen austritt, so erhält es eine Bewegung in der Strömungsrichtung, infolge der Bremswirkung aber auch eine Bewegung senkrecht zur Strömungsrich-

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tung, so daß das strömende Gas ausgebreitet wird. Wenn diese Ausbreitung lange genug stattfinden kann, so vereinigen sich die Gasstrahlen und bilden einen zusammenhängenden Gasvorhang. Die bis zur Vereinigung der Gasstrahlen erforderliche Zeit hängt von dem gegenseitigen Abstand der Ausstoßdüsen in dem Ausstoßring und den Bedingungen ab, unter denen das Gas ausgestoßen wird. Vor der Zone, in der sich die Gasstrahlen vereinigen, ist der Vorhang insofern unzusammenhängend, als er eine Anzahl von Durchbrechungen bzw. Hohlräumen in der Verlängerung der Zwischenräume zwischen den verschiedenen Ausstoßdüsen aufweist. Wenn die Schmelze in diesen ungleichmäßigen bzw. unzusammenhängenden Teil des Gasvorhanges eingeleitet wird, so hat sich gezeigt, daß sie infolge der in den Durchbrechungen bzw. Hohlräumen durch die Ejektorwirkung der Gasstrahlen hervorgerufenen Saugkraft in den Gasvorhang eingesaugt werden.

Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß ein gasförmiges Medium aus einer Mehrzahl von ringförmig angeordneten öffnungen oder Düsen zur Bildung eines entsprechend ringförmigen Gasvorhanges in der Weise zum Ausströmen gebracht wird, daß sich ein zusammenhängender Vorhang erst nach einer genügenden Ausbreitung der aus den Öffnungen oder Düsen austretenden Gasstrahlen bildet, und daß die Schmelze in den unzusammenhängenden Teil des Gasvorhanges eingeleitet, dort in diesen eingesaugt und in ihm zu Fasern gebildet wird.

Bei einer bevorzugten Ausführangsform der Erfindung wird die Schmelze so dicht wie möglich bei den Ausstoßöffnungen in den Gasvorhang eingeleitet, da hier die Saugwirkung, durch welche die Schmelze in den Gasvorhang eingesaugt wird, am größten ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Weg, den die Mineralschmelze nach dem Abschleudern von dem Rotor durch die Atmosphäre zurücklegt, so kurz wie möglich. Auf diese Weise wird ein großer Teil der auf die Schmelze beim Abschleudern ausgeübten Zerkleinerungsenergie für die Faserbildung ausgenutzt. Die Schmelze kann dabei eingeleitet werden, solange sie noch einen zusammenhängenden Fächer mit dem Rotor als Mittelpunkt bildet.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführangsform der Erfindung werden Maßnahmen getroffen, die verhindern, daß Teilchen der Mineralschmelze aus dem die Faserbildung bewirkenden Gasstrom austreten können. Zu diesem Zweck können außerhalb des Gasvorhanges noch ein oder mehrere zusätzliche Gasvorhänge gebildet werden, die in der Hauptsache Schutzvorhänge bilden, aber auch zur Faserbildung beitragen können.

Der äußere Gasvorhang kann dabei ebenfalls aus einer Mehrzahl von Strahlen bestehen, die z. B. aus demselben Ausstoßring wie die Strahlen des Hauptvorhanges, aber aus einer Reihe zusätzlicher Ausstoßöffnungen zum Austreten gebracht werden. Der äußere Gasvorhang kann aber auch aus einer ringförmigen Schlitzöffnung ausgestoßen werden, so daß er unmittelbar nach dem Austreten einen zusammenhängenden Gasstrom bildet. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das gasförmige Medium aus Einzelöffnungen des Ausstoßringes austreten zu lassen und die gebildeten Strahlen zur Vereinigung zu bringen, bevor der äußere Gasvorhang den Hauptvorhang an der Stelle der Berührung mit der Schmelze umgibt.

Vorzugsweise werden die beiden Gasvorhänge so gerichtet, daß die in einer durch die gemeinsame geometrische Achse der Vorhänge gehenden Ebene liegenden Strahlen einen Winkel bilden, derart, daß der durch die Gasvorhänge umschlossene Raum mit größer werdender Entfernung von der Faserbildungszone stetig größer wird. Der Winkel kann dabei bis zu 30° betragen, soll aber im allgemeinen nicht größer als 20° sein. Bei einer derartigen Anordnung der Gasvorhänge werden im Hinblick auf die Faserbildung besonders günstige Strömungsverhältnisse zwischen den Gasvorhängen erreicht. Gemäß der Erfindung ist es damit möglich, Mineralwolle zu bilden, die nur etwa 8% Perlen oder Knoten enthält. Die Gasstrahlen können durch vorzugsweise kreisförmig ausgebildete Öffnungen oder Düsen ausgestoßen werden, so daß sie wenigstens auf eine gewisse Entfernung nach dem Austreten kreisförmigen Querschnitt haben. Die Gasstrahlen können aber auch einen anderen Querschnitt haben. Als geeignet haben sich längliche Querschnittsformen, insbesondere betont rechteckige Querschnittsformen erwiesen. Die verteilten Strahlen des gasförmigen Mediums bilden dann gewissermaßen Streifen oder Lamellen. Derartige Streifen können in verschiedener Weise im Verhältnis zueinander angeordnet werden. Sie können z. B. so orientiert werden, daß ihre Längsrichtung im Querschnitt in derselben Richtung verläuft wie der Radius des abgeschleuderten Schmelzstofffächers, sie können aber auch so angeordnet werden, daß ihre Längsrichtung im Querschnitt einen Winkel mit dem Radius bildet. Zwischen zwei Streifen oder Lamellen wird dann ein kurzer Strömungskanal für die Tropfen der Schmelze gebildet, durch den diese in den Gasstrom eingesaugt werden. Es ist auch möglich, den streifenförmigen Strahlen solch eine Querschnittsform zu geben, daß zwei nebeneinanderliegende Streifen einen schaufeiförmigen Durchlaß mit größer werdendem Querschnitt bilden.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden verhältnismäßig kleine Gasmengen benötigt. Der Grand liegt darin, daß die Schmelze in den strömenden Gasvorhang eingesaugt wird und nicht mehr z. B. durch eine lebendige Kraft eingepreßt werden muß. Dies macht es möglich, daß die Schmelze schon bald nach ihrem Abschleudern von dem Rotor in den Gasvorhang eintritt, d. h. wenn sie noch keinen zusammenhängenden Fächer bildet und in eine sehr große Zahl von kleinen Strömen aufgeteilt ist. Auf diese Weise wird die faserbildende Kraft, die der Rotor auf die Schmelze ausgeübt hat, besser ausgenutzt.

Die vorerwähnten bekannten Verfahren leiden ferner unter dem Nachteil, daß sie nicht immer Fäden ergeben, die so gekräuselt oder gedreht sind, daß sie sich, wie es insbesondere bei der Verwendung der Wolle zum Herstellen von flachen Gegenständen für Isolierzwecke erwünscht ist, in genügendem Maße gegenseitig verfilzen. Außerdem sind die bekannten Verfahren zum Herstellen von gereckten Fasern nicht sehr wirtschaftlich, da sie im Verhältnis zu den Kosten der Apparatur nur eine geringe Leistung erbringen. Die vorliegende Erfindung überwindet diese Nachteile ebenfalls. Wenn darüber hinaus ein Binder z. B. in Form einer wäßrigen Lösung von Kunstharz, wie Phenolharz, auf die Wolle aufgebracht wird, um nach dem Pressen, Trocknen und Härten die Herstellung von flachen Gegenständen

für Isolierzwecke zu ermöglichen, so kann dies nach der Erfindung in unmittelbarem Zusammenhang mit der Bildung der Fasersuspension geschehen. Es hat sich als besonders überraschend ergeben, daß solch eine wäßrige Lösung den gestreckten Fasern nach der Erfindung viel leichter zugegeben werden kann. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Anwendung des zum Herstellen von Fasern bekannten Prinzips, nach dem eine feinverteilte Schmelze des Minerals mit einem strömenden gasförmigen Medium unter solchen Bedingungen in Berührung gebracht wird, daß die Faserbildung stattfindet. Verfahren, die auf diesem Prinzip beruhen, sind bekannt. Diese bekannten Verfahren haben alle gemeinsam, daß die Schmelze des Minerals einem rotierenden Körper zugeführt wird, der mit Öffnungen versehen ist oder eine zylindrische Fläche besitzt und von dem das Material in feinverteilter Form in Richtung gegen das strömende gasförmige Medium austritt, so daß die Faserbildung stattfindet. Der Gasstrom wird dabei, wie bereits erwähnt, in Form eines Vorhangringes angewendet, der den Rotor umgibt. Bei der Betrachtung der bekannten Verfahren ergibt sich, daß diese Verfahren in zwei Gruppen eingeteilt werden können. Die Verfahren der einen Gruppe haben gemeinsam, daß das gasförmige Medium bei der Berührung mit der Schmelze eine geringere Temperatur als diese aufweist, wobei der Temperaturunterschied 1000° C oder mehr betragen kann, während die Verfahren der zweiten Gruppe sich dadurch kennzeichnen, daß die Temperatur des gasförmigen Mediums höher ist als diejenige der Schmelze. Im ersten Fall verfestigen sich die suspendierten Fasern unmittelbar bei ihrer Bildung, während sich im zweiten Fall eine Fasersuspension mit einer solch hohen Temperatur ergibt, daß die Moleküle noch in gegenseitiger Bewegung sind. Es ist offensichtlich, daß bei den Verfahren der beiden Gruppen Fasern erzeugt werden, deren Moleküle nicht in der Längsrichtung orientiert sind.

Es wurde gefunden, daß, wenn das Gas mit einem solchen Temperaturwert angewendet wird, die Temperatur der Fasersuspension niedriger als der Schmelzpunkt oder der Schmelzpunktbereich des mineralischen Materials, aber höher als der Erweichungspunkt oder Erweichungspunktbereich dieses Materials ist, Bedingungen gegeben werden, die ein Recken der Fasern bei ihrer Bildung hervorrufen. Hierbei wird nach der Bildung der Fasern eine langsame Abkühlung erreicht, die den Reckprozeß ermöglicht. Eine zweite Bedingung für das Recken der Fasern besteht darin, daß das gasförmige Medium während seiner Berührung mit der Schmelze gezwungen wird, mit großer Geschwindigkeit zu strömen. Insbesondere sollte der Temperaturunterschied zwischen der Schmelze und dem gasförmigen Medium bei deren Berührung etwa 600° C nicht übersteigen. Vorzugsweise liegt der Temperaturunterschied in der Größenordnung von 500 bis 100° C, wobei Werte zwischen 400 und 200° C am zweckmäßigsten befunden wurden. Die Geschwindigkeit des faserbildenden Gasstromes ist zweckmäßig größer als 200 m/sec und beträgt vorzugsweise 300 m/sec. Es können aber auch Geschwindigkeiten von 400 m/sec angewendet werden, und es sind auch Geschwindigkeiten von 600 bis 800 m/sec mit gutem Erfolg angewendet worden, so daß nichts im Wege steht, gegebenenfalls noch höhere Geschwindigkeiten anzuwenden. Der Gasstrom mit der zur Bildung des erforderlichen Temperaturunterschieds zwischen der Schmelze und dem faserbildenden Gasstrom notwendigen Temperatur kann dabei in beliebiger Weise erzeugt werden. So kann das Gas durch indirekte Wärmeübertragung in einem Wärmeaustauscher erhitzt werden, der z. B. als Heizmittel Verbrennungsgase verwendet, oder das faserbildende Gas kann durch Verbrennungsgase gebildet sein oder Verbreno nungsgase enthalten, die durch Verbrennung eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes erhalten werden. Selbst wenn das gasförmige Medium mit einer Temperatur von etwa 1000° C oder etwas darüber angewendet werden sollte, so ist es als zweckmäßig und praktisch befunden worden, die indirekte Wärmeübertragung anzuwenden, wobei das gasförmige Medium z. B. durch Leitungen geführt wird, die in einem mit gasförmigem oder flüssigem Brennstoff beheizten Ofen angeordnet sind, ao Zur Durchführung der vorliegenden Erfindung kann eine Apparatur verwendet werden, bei der der Blasring mit einer Vorrichtung zur Zuführung der Gase mit der erforderlichen hohen Temperatur verbunden wird.

Nachstehend ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen beschrieben, in der verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung zum Erzeugen der Fasern und zum Erzeugen des Gasvorhanges bzw. der Gasvorhänge dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Erzeugen von Mineralfasern in der Seitenansicht, zum Teil im Schnitt,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Blasringes zum Ausstoßen des gasförmigen Mediums,

Fig. 3 in größerer Darstellung einen der Fig. 1 und 2 entsprechenden Blasring im Schnitt nach der Linie A-B der F i g. 2; dabei ist der besseren Klarheit wegen angenommen, daß die Ausstoßöffnungen jeweils in derselben radialen Ebene liegen,

Fig. 4 einen radialen Querschnitt durch einen Blasring anderer Ausführung,

Fig. 5 einen Teilschnitt nach der LinieC-D der Fig. 4,

Fig. 6 bis 11 Teilseitenansichten weiterer Ausführungsformen des Blasringes,

Fig. 12 einen radialen Schnitt nach der LinieE-F der Fig. 10,

Fig. 13 eine gegenüber Fig. 1 etwas abgeänderte Ausführungsform der Vorrichtung mit einem zur Zuführung erhitzter Gase dienenden Wärmeaustauscher in Seitenansicht, teilweise im Schnitt.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besteht die Vorrichtung zum Erzeugen der Glasfasern in der Hauptsache aus einem Rotor 1 und einem Blasring 6. Der Rotor 1 ist auf einer Hohlwelle 2 befestigt, die in zwei Lagern 3 und 4 gelagert ist und durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Die Hohlwelle 2 steht mit dem hohlen Innenraum 5 des Rotors in Verbindung, damit dem Rotor ein Kühlmittel, vorzugsweise ein flüssiges Kühlmittel, wie Wasser, zugeführt werden kann. Zwischen dem Rotor 1 und dem einen Lager 4 ist der Blasring 6 angeordnet, an den eine Leitung 7 zur Zuführung eines gasförmigen Mediums angeschlossen ist. Das gasförmige Medium tritt aus dem Blasring durch eine Vielzahl von Öffnungen oder Düsen aus, die in zwei konzentrischen, kreisförmigen Ringen in gleich-

mäßiger Verteilung angeordnet sind. Die in dem inneren Kreis angeordneten Öffnungen sind mit 8, und die in dem äußeren Kreis angebrachten Öffnungen sind mit 9 bezeichnet. Wie in F i g. 2 gezeigt ist, sind die öffnungen 8, 9 der beiden Kreise zueinander versetzt angeordnet, so daß eine Öffnung 9 in dem äußeren Kreis auf einem Radius liegt, der zwischen zwei Öffnungen 8 des inneren Kreises, z. B. in der Mitte zwischen zwei Öffnungen 8, hindurchgeht. Die Achsen der Öffnungen 8 und 9 sind derart gegeneinander geneigt, daß die Verlängerungen der Achsen der Öffnungen 8 des inneren Kreises die Erzeugenden eines gedachten Kegels bilden, dessen Spitze auf der geometrischen Achse der Welle 4, und zwar auf der Seite des Rotors, liegt, während die verlängerten Achsen der Öffnungen 9 des äußeren Kreises die Erzeugenden für einen Kegel bilden, dessen Spitze ebenfalls auf der geometrischen Achse der Welle 4, aber auf der entgegengesetzten Seite, liegt. Die aus den Öffnungen 8, 9 ausgestoßenen Strahlen bilden daher zwei Vorhänge mit einem in der Strömungsrichtung größer werdenden Zwischenraum, wodurch der ungünstige Einfluß der Ausbreitung der Strahlen im rechten Winkel zu ihrer Strömungsrichtung ausgeglichen wird. Die Vorrichtung ist ferner mit einer Schrägrinne 10 zur Zuführung der mineralischen Schmelze 11 auf die parallel zur Drehachse angeordnete Innenfläche 12 des Rotors versehen, auf der die Schmelze einen rasch rotierenden Ring 13 bildet. Aus diesem Ring 13 wird die Schmelze über den Rand 14 des Rotors in tangentialer Richtung auf die aus dem Blasring 6 austretenden Gasstrahlen zu ausgeschleudert, so daß die Faserbildung in dem Gas stattfindet. Beim Austritt des Gases aus den Öffnungen 8, 9 des Blasringes werden eine Vielzahl von Gasstrahlen hoher Geschwindigkeit gebildet. Die aus den Öffnungen 8 des inneren Kreises austretenden Gasstrahlen bilden dabei einen inneren kegelförmigen Gasvorhang und die Gasstrahlen der Öffnungen 9 des äußeren Kreises einen äußeren kegelförmigen Gasvorhang. Bevor die Strahlen des inneren Vorhanges in einer bestimmten Entfernung von den Austrittsöffnungen zusammenfließen, befinden sich in dem Gasvorhang zwischen den Strahlen eine Reihe von Durchbrechungen oder Hohlräume, in denen durch die Gasstrahlen eine Saugwirkung ausgeübt wird. Da die von dem Rotor 1 abgeschleuderte Schmelze mit diesem durchbrochenen Teil des Gasvorhanges in Berührung kommt, wird die Schmelze durch die Saugwirkung in den Vorhang eingesaugt und einer wirkungsvollen Faserbildung unterworfen. Der durch die Öffnungen 9 des äußeren Kreises gebildete äußere Gasvorhang bildet dabei einen Schutzvorhang, der verhindert, daß Teilchen der mineralischen Schmelze aus der Faserbildungszone entweichen.

In den Fig. 4 bis 12 sind verschiedene Möglichkeiten zur Ausbildung der Öffnungen in dem Blasring dargestellt. Fig. 4 zeigt einen Blasring 15 mit drei Reihen 16, 17, 18 von Gasausstoßöffnungen für die Bildung von entsprechenden Vorhängen. Gemäß Fig. 6 können die Ausstoßöffnungen in den verschiedenen Reihen auf dem gleichen Radius liegen, während nach Fi g. 7 die Reihen 16, 17, 18 der Öffnungen versetzt zueinander bzw. gegeneinander verschoben angeordnet sind. Die dicht an den Ausstoßöffnungen in den drei Gasvorhängen nach Fig. 4 bestehenden Öffnungen sind in Fig. 5 gezeigt, in der sie mit 19 bezeichnet sind. Gemäß F i g. 8 und 9 sind die Öffnungen in dem Blasring 21 langgestreckt und im Querschnitt rechteckig ausgebildet. Nach F i g. 8 kann dabei jede rechteckige öffnung 21 mit ihrer Längsrichtung in einem Winkel orientiert sein, der in bezug auf einen Radius den rechten Winkel schneidet. Die Öffnungen können aber auch, wie in F i g. 9 für die Öffnungen 22 gezeigt ist, so orientiert sein, daß ihre Längsrichtung radial verläuft. Bei

ίο beiden Ausführungsformen der F i g. 8 und 9 werden streifenförmige Strahlen gebildet, die bei ihrem Zusammenfließen einen zusammenhängenden Gasvorhang bilden. In dem vor der Vereinigung der Strahlen befindlichen Teil des Gasvorhanges, in dem dieser unzusammenhängend ist, sind in diesem Fall keilförmige Öffnungen enthalten, in die die Schmelze eingesaugt wird. Fig. 10 zeigt eine Ausbildung, bei der auf einem inneren Kreis Ausstoßöffnungen 23 im Abstand voneinander und außen ein zusammenhängender kreisförmiger Schlitz 24 konzentrisch zu dem inneren Kreis angeordnet sind. Fig. 11 zeigt dagegen eine Kombination von Einzelöffnungen 25 auf einem inneren Kreis mit Einzelöffnungen 26 auf einem äußeren Kreis, wobei die äußeren Öffnungen 26 dichter aneinander angeordnet sein können als die Öffnungen25 des inneren Kreises. Fig. 12 zeigt die Ausbildungen der Öffnungen 23 und 24 nach Fig. 10 in radialem Schnitt, der aber auch für die Öffnungen25, 26 nach Fig. 11 gilt.

Der Abstand zwischen den Ausstoßöffnungen des Blasringes, die den inneren Vorhang erzeugen, kann z. B. 3 bis 15 mm betragen. Vorzugsweise beträgt er 4 bis 8 mm. Aber auch mit anderen Abständen können bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung gute Ergebnisse erzielt werden, da die öffnungen in dem Gasvorhang sowohl von dem gegenseitigen Abstand der Mittelpunkte der Ausstoßöffnungen als auch von dem Durchmesser der Ausstoßöffnungen und der Geschwindigkeit und Art des Gasstromes abhängig sind.

In Fig. 13 ist eine besondere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die einen auf einer Hohlwelle 102 sitzenden Rotor 100 aufweist. Die Hohlwelle 102 enthält dabei ein mittleres Rohr 103, das im Gegensatz zu der Welle feststehend angeordnet ist. Dieses Rohr steht über den Abzweig 104 mit dem in dem Rotor angeordneten Hohlraum 105 in Verbindung, um dem Rotor ein Kühlmittel, z. B. Kühlwasser, zuführen zu können, das in dem Hohlraum 105 umströmt und aus ihm über den ringförmigen Zwischenraum 106 in der Hohlwelle austritt. Die Welle 102 ist in Lagern 107, 108 gelagert und wird über eine Riemenscheibe 109 durch den Riemen 110 angetrieben.

Das geschmolzene Material 111, z. B. geschmolzene Schlacke, wird über eine Rutsche 112 zugeführt und fällt im frei fallenden Strom 113 auf den unteren Teil der Innenwand 114 des Rotors, auf der es einen schnell rotierenden Ring 115 bildet. Aus diesem Ring wird das Material über den Umfangsrand 116 des Rotors in Form einer großen Anzahl von tangential gerichteten Strahlen 117 ausgeschleudert. Der Blasring 118 enthält Öffnungen 119, die auf einem Kreis angeordnet sind, dessen Durchmesser etwas größer ist als der Außendurchmesser des Rotors, so daß das gasförmige Medium, z. B. Dampf, gegen die Ströme 117 des geschmolzenen Materials geleitet wird. Hierdurch erfahren diese einen plötzlichen und

Claims (1)

1. 9 10

   heftigen Richtungswechsel mit dem Ergebnis, daß die renden Körper in einem ringförmigen Vorhang kleinen Teilströme des Materials in Fasern 120 um- aus strömendem, gasförmigem Medium gegewandelt werden, die in einer nicht dargestellten schleudert und der Vorhang durch Ausblasen des Kammer gesammelt werden können. Der diesem gasförmigen Mediums aus einer Vielzahl von Zweck dienende Dampf wird über die Leitung 121 5 ringförmig angeordneten Öffnungen gebildet zugeführt. Mittels der Flansche 122, 123 ist diese wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitung mit dem einen Ende einer Heizschlange 124 Schmelze in denjenigen Teil des gasförmigen verbunden, die in einer Heizkammer 125 angeordnet Mediums eingebracht wird, in dem sich die Einist. Das andere Ende der Heizschlange ist entweder zelstrahlen noch nicht zu einem geschlossenen mit einer Zuleitung für Dampf oder von als Blas- io Vorhang vereinigt haben.

   medium dienender Druckluft verbunden, die durch 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

   die Heizschlange hindurchgeht und dabei eine stetig kennzeichnet, daß die Schmelze in den Bereich

   steigende Temperaturerhöhung erfährt. Die Heiz- unmittelbar nach dem Austritt der Einzelstrahlen

   kammer 125 kann mit einem Ölbrenner 126 ver- aus den öffnungen in den Vorhang eingebracht

   sehen sein, der in einem Blindflansch 127 angeord- 15 wird.

   net ist und über das Verbindungsstück 128 mit der 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da-Heizkammer in Verbindung steht. Der Blindflansch durch gekennzeichnet, daß die Schmelze unmittel- 127 ist mit öffnungen für den Einlaß von Verbren- bar nach dem Abschleudern von dem Rotor in nungsluft versehen. Die Verbrennungsgase ent- den Vorhang eingebracht wird,
   weichen aus der Verbrennungskammer über das 20 . 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Rohr 129 und werden in nicht dargestellter Weise Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Rauchabzug zugeführt. Als Material für die Vorhang von einem zweiten konzentrischen VorHeizschlange 124 kann Stahl mit einem Chromgehalt hang aus gasförmigem Medium umgeben wird, von 27 (Sandvik4C54 der Schwedischen Fabrik 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge-Sandvikens Jernverk AB) verwendet werden, der 35 kennzeichnet, daß der zweite Vorhang durch eine sich bei den in der Heizkammer herrschenden sehr Vielzahl von Gasstrahlen gebildet wird,
   hohen Temperatur als sehr widerstandsfähig gegen 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 Oxydation erwiesen hat. und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasvor-. hänge so gebildet werden, daß sich der Zwischen-Beispiel _3<j raum zwischen ihnen in der Strömungsrichtung Schlacke folgender Zusammensetzung: allmählich vergrößert.

   7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge-

   ^¹^2 42,2 '» kennzeichnet, daß die in einer durch die gemein-

   Al₂O₃ 13,5% same geometrische Achse der Gasvorhänge

   CaO 38,5% 35 gehende Ebene liegenden Strahlen unter Ein-

   MgO 7,6% Schließung eines Winkels von höchstens 30°

   _NaO 09% ausgeblasen werden.

   ² ' 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1

   wird in einem Kupolofen geschmolzen und als strö- bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tempemende Masse in die Rutscheil mit einer Menge 40 raturunterschied zwischen dem Strom des gasvon 2000 kg/Std. und einer Temperatur der förmigen Mediums und der Mineralschmelze an Schmelze mit 1500° C an der Austrittsstelle aus dem deren Berührungsstelle weniger als 600° C beträgt. Ofen eingelassen. Das gasförmige Medium wird in 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch geForm von Dampf mit etwa 1100° C durch die Öff- kennzeichnet, daß der Temperaturunterschied nungen 119 zugeführt, der unter Verringerung der 45 zwischen dem Strom des gasförmigen Mediums Temperatur auf 900° C expandiert und mit der von und der Mineralschmelze an deren Berührungsdem Rotor abgeschleuderten Schmelze in Berührung stelle zwischen 500 und 100° C beträgt,
   kommt. Aus der den Rotor 100 verlassenden Faser- 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 suspension 120 kann Mineralwolle von hervorragen- und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Geden Eigenschaften gewonnen werden. 50 schwindigkeit des Gasstromes 200 m/sec über-

   Getrennt davon wurden durch ein nicht dargestell- steigt.

   tes Rohr 30% wäßriger Phenolharzlösung in solcher H. Verfahren nach einem der Ansprüche 8

   Menge zugeführt, daß auf die Fasern unmittelbar bei bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als gas-

   ihrer Bildung 4% Trockensubstanz kommen. Es förmiges Medium Dampf, Druckluft, Verbren-

   zeigte sich, daß die Lösung die Fasern sehr befrie- 55 nungsgase oder Gemische dieser Medien ver-

   digend befeuchtet. Dies war auch der Fall, wenn den wendet werden.

   Fasern in ähnlicher Weise lediglich Wasser zugegeben 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8

   wurde. bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß den in dem

   gasförmigen Medium schwebenden gereckten

   Patentansprüche: 60 Fasern ein Bindemittel zugefühit wird.

   1. Verfahren zum Herstellen von Fasern aus In Betracht gezogene Druckschriften:

   einer Schmelze des zu Fasern zu verarbeitenden USA.-Patentschriften Nr. 2 646 593, 2 682 079,

   Stoffes, bei dem die Schmelze von einem rotie- 2 689 373, 2 624 912.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   509 658/396 8.65 © Bundesdruckerei Berlin