DE20320757U1

DE20320757U1 - V.F. Kibols Produktionslinie für das Herstellen kontinuierlicher anorganischer Fasern aus Gesteinen (Varianten)

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Publication number: DE20320757U1
Application number: DE20320757U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Biland Oleksandr B Ua; Fukaishi Takao Jp; Kibol Roman V Ua; KIBOL, VIKTOR F., UA; Nakanoo Sunao Jp
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2005-02-24
Anticipated expiration: 2013-04-22
Also published as: US20050223752A1; US7530240B2; WO2003104156A1; CA2488579C; AU2003231506A1; JP4455325B2; RU2233810C2; RU2002118495A; CA2488579A1; WO2003104156A8; RU28686U1; JP2005528317A; UA50688C2

Abstract

Produktionslinie für das Implementieren eines Verfahrens für das Herstellen kontinuierlicher anorganischer Fasern aus Gestein mit einer Gesteinsdosiereinheit, einem Schmelzofen, einer Zuführvorrichtung, die mit einer Spinndüse ausgerüstet ist, und einer Zuführvorrichtung für das Ausgeben der kontinuierlichen Faser, Mechanismen für das Aufbringen eines Schmiermittels, das Wickeln der Faser auf eine Spule, das Bewahren und Lagern der erhaltenen Fasern, und Vorrichtungen für die Überwachung und Steuerung des technologischen Verfahrens, wobei die Produktionslinie weiter eine Anordnung für eine mechanisch-katalytische Verarbeitung des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit installiert ist, um das Gestein im Vorhinein zu erhitzen, eine Mischkammer, die das Gehäuse, einen Boden, einstellbare Ventile auf den Eingangs- und Ausgangsseiten umfasst, die für eine Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze vorgesehen ist, und eine Heizvorrichtung für die Spinndüse umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, und der Ausgang der Anordnung mit dem...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Produktion silikatreicher, anorganischer, kontinuierlicher Fasern, Stapelfasern und Grobfasern, und geschuppten Teilchen aus natürlichen aziden Gesteinsmineralien und auch auf Produkte, die aus diesen Fasern, nämlich den kontinuierlichen Fasern, den Stapelfasern und den Grobfasern und den geschuppten Teilchen, hergestellt sind.
Die Verwendung silikatreicher, anorganischer Fasern, die aus einem Ausgangsmaterial in Form natürlich azider Gesteine hergestellt sind, ermöglicht die Produktion ökologisch sicherer Baumaterialien, die gegenüber atmosphärischen Einflüssen resistent sind, die als Ersatzstoffe für Asbest, Glas, Metall, Holz etc. dienen können. Somit nimmt der Bedarf solcher Materialien zu.
Im Hinblick auf den Siliziumgehalt werden die Gesteine unterteilt in: ultrabasisch (1), basisch (2), mittel (3) und azid (4). Es gibt viele Publikationen und Patente, sowohl nationale als auch ausländische, die Verfahren und Anordnungen für das Erhalten anorganischer Fasern aus den Gesteinen 1, 2, 3 beschreiben. Bisher sind dem Autor keine Publikationen oder Patente bekannt, die Verfahren und Anordnungen für das Erhalten anorganischer Fasern aus aziden Gesteinen (4) beschreiben. Tatsächlich führt die Vorherrschaft eines der Hauptsiliziumoxide (Si) in den Gesteinen zu sehr unterschiedlichen Eigenschaften der aus diesen Gesteinen erhaltenen Fasern, nämlich im Hinblick auf die Festigkeit, die Hitzeresistenz und die chemische Resistenz. Beispielsweise ist silikatreiche Glasfaser S-2, die über 95% Siliziumdioxid (SiO₂) enthält, und die man durch das Behandeln einer Glasfaser mit heißer Säure erhält, 40% fester als das Glas E mit einem SiO₂ Gehalt von 55%. Somit wird das Vorschlagen einer Vorrichtung für das Verwenden von aziden Gesteinen als Ausgangsmaterialien im Hinblick auf ihr nahezu unerschöpfliches Vorkommen auf der Erde die Produktion von Hochmodul- Verbundmaterialien ermöglichen, die im Vergleich zum kostenintensiven, teuren Verfahren der Herstellung einer silikatreichen Glasfaser S viel billiger ist.
Es ist ein Verfahren zur Herstellung einer kontinuierlichen Faser aus Gesteinen, das die Vorgänge der Zerkleinerung des Gesteins, das Schmelzen in einem Schmelzofen und das Ziehen einer kontinuierlichen Faser aus der Schmelze durch eine Spinndüse umfasst, bekannt (Patent der Russischen Förderation 2102342, IPC 6 C03B37/00, Veröffentlichungsdatum 20.01.1998). Im beschriebenen Verfahren sind die verwendeten Gesteine Gesteine der Basaltgruppe, mit einem basischen bis mittleren Gehalt, und die Temperatur im Ofen liegt im Bereich von 1500 bis 1600 °C.
Die Fasern, die mittels dieses Verfahrens hergestellt werden, weisen durch das Vorhandensein fremder Einschlüsse mit einem Schmelzpunkt, der höher als die Schmelztemperatur der allgemeinen Masse des Gesteins ist, eine nicht ausreichende Reißfestigkeit auf.
Das Verfahren zur Herstellung von kontinuierlichen, silikatreichen, anorganischen Fasern aus Gesteinen, das die Vorgänge des Lieferns von zerkleinertem Gestein in einen Schmelzofen, das Schmelzen des Gesteins, die Homogenisierung der Schmelze, die weitere Stabilisierung der Schmelze in der Schmelzofenzuführung, das Ziehen der Faser, das Schmieren und das Wickeln auf Spulen einschließt (Ukrainisches Patent Nr. 10762, IPC 6 C03B 37/00, Veröffentlichungsdatum 25.12.1998, Bulletin Nr. 6), ist das Verfahren das den Varianten des vorgeschlagenen Verfahrens der Produktion kontinuierlicher, anorganischer Fasern im Hinblick auf die Technik und das erzielte Ergebnis am nächsten kommt.
Der Nachteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die kontinuierlichen Fasern, die aus Andesit-Gestein unter Verwendung dieses Verfahrens hergestellt werden, eine nicht ausreichende Reißfestigkeit aufweisen, was durch das Vorhandensein fremder Einschlüsse, die aus der Schmelze durch den nicht ausreichenden Temperaturbereich, der durch den Siedepunkt der allgemeinen Masse des zerkleinerten Gesteins begrenzt wird, nicht entfernt werden können, verursacht wird. Eine solche nicht ausreichende Festigkeit verursacht eine Erniedrigung der Faserlänge und ihr Brechen beim Aufwickeln auf eine Spule, was das technische Potential des Verfahrens begrenzt.
Das Verfahren der Produktion von Stapelfasern aus Gesteinen, das die Vorgänge des Lieferns von zerkleinertem Gestein in einen Schmelzofen, des Schmelzens des Gesteins, des Homogenisierens der Schmelze, der weitere Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens und des Erhaltens der Stapelfaser aus der Schmelze, die aus einer Spinndüse heraus fließt, umfasst (D.D. Dzhigiris, A.K. Volynskyi, P. P Kozlovskyi, Yu.N. Dem'yanenko, M.F. Makhova, G.M. Lizogub. Fundamentals of basalt fibers production technology and basalt fibers properties. – in der Sammlung wissenschaftlicher Papiere: Basalt fiber composite materials and structures. – Kiev: Naukova Dumka – 1980 – Seiten 54 bis 81), ist das Verfahren, das den Varianten des vorgeschlagenen Verfahrens der Produktion von Stapelfasern im Hinblick auf das technische Wesen und das erzielte Ergebnis am nächsten kommt.
Der Nachteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Stapelfasern, die mittels dieses Verfahrens hergestellt werden, eine nicht ausreichende Reißfestigkeit aufweisen, die durch das Vorhandensein fremder Einschlüsse, die aus der Schmelze durch einen angewandten, nicht ausreichenden Temperaturbereich, der durch den Siedepunkt der allgemeinen Masse des zerkleinerten Gesteins begrenzt wird, nicht entfernt werden können, verursacht wird. Eine solche nicht ausreichende Festigkeit verursacht das Abnehmen der Faserlänge, was das technische Potential des Verfahrens begrenzt.
Das Verfahren , das die Vorgänge des Lieferns von zerkleinertem Gestein in einen Schmelzofen, des Schmelzens, des Homogenisierens der Schmelze, des weiteren Stabilisierens der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens und des Erhaltens der geschuppten Teilchen aus der Schmelze, die aus einer Spinndüse heraus fließt, umfasst (Patent der Russischen Förderation Nr. 1831856, IPC 6 C03B37/02, B22F9/02, Veröffentlichungsdatum 27.03.1995, Bulletin Nr. 9) ist das Verfahren das den Varianten des vorgeschlagenen Verfahrens der Herstellung feiner anorganischer, geschuppter Teilchen aus Gesteinen am nächsten kommt.
Der Nachteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass die geschuppten Teilchen, die gemäß diesem Verfahren produziert werden, eine nicht ausreichende chemische Resistenz und eine nicht ausreichende Reißfestigkeit aufweisen, was durch das Vorhandensein fremder Einschlüsse, die aus der Schmelze durch einen angewandten, nicht ausreichenden Temperaturbereich, der durch den Siedepunkt der allgemeinen Masse des zerkleinerten Gesteins begrenzt wird, nicht entfernt werden können, verursacht wird. Eine solche nicht ausreichende Festig keit und eine nicht ausreichende chemische Resistenz begrenzen das technische Potential des Verfahrens. Ein anderer Nachteil des Verfahrens ist die Unmöglichkeit, die fraktionale Zusammensetzung der erhaltenen geschuppten Teile zu steuern. Somit wird der ausgegebene Prozentsatz der homogenen Fraktion der benötigten Dispersionsfähigkeit und der Dicke der geschuppten Teilchen niedrig.
Die Produktionslinie, die eine Gesteinsdosiereinheit, einen Schmelzofen, eine Zuführvorrichtung, eine Spinndüse mit der Zuführvorrichtung für das Ausgeben der Faser, einen Mechanismus für das Aufbringen eines Schmiermittels auf die Fasern, und eine Spule für das Aufwickeln der Fasern einschließt (Patent der Russischen Förderation Nr. 2118300, IPC 6 C03B 37/00, Veröffentlichungsdatum 27.08.1998) ist die Produktionslinie, die am dichtesten an den Varianten der vorgeschlagenen Produktionslinie im Hinblick auf das technische Wesen und das erzielte Resultat liegt.
Der Nachteil der beschriebenen Produktionslinie ist die nicht ausreichende Festigkeit der Fasern, die auf ihr produziert werden. Der Grund liegt primär im Betriebstemperaturbereich des Schmelzofens, der auf 1450 °C begrenzt ist. Bei dieser Temperatur ist es nicht möglich, Einschlüsse aus der Schmelze zu entfernen. Nach dem Erhalten und Kühlen der Fasern werden solche Einschlüsse zu Spannungskonzentratoren und bewirken eine frühe Zerstörung einer Faser, beispielsweise wenn eine Faser auf eine Spule aufgewickelt wird.
Die kontinuierliche Faser, die aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird (Ukrainisches Patent Nr. 10762, IPC 6 C03B 37/00, Veröffentlichungsdatum 25.12.1998, Bulletin Nr. 6) ist die Faser, die den Varianten der vorgeschlagenen kontinuierlichen Faser am nächsten kommt.
Die beschriebenen Fasern weisen durch die fremden, in ihnen vorhandenen Einschlüsse eine nicht ausreichende Reißfestigkeit auf.
Stapelfasern, die aus Gesteinen hergestellt werden (D. D. Dzhigiris, A.K. Volynskyi, P. P. Kozlovskyi, Yu.N. Dem'yanenko, M. F. Makhova, G. M. Lizogub. Fundamentals of basalt fibers production technology and basalt fibers properties. – In der Sammlung wissenschaftlicher Papiere: Basalt fiber composite materials and structures. – Kiev: Naukova Dumka. – 1980 - Seiten 54 bis 81), sind Fasern, die den Varianten der vorgeschlagenen Stapelfasern am nächsten kommen.
Es erscheint jedoch wegen der niedrigen Temperatur im Ofen und der großen Menge fremder Einschlüsse nicht möglich, Stapelfasern aus aziden Gesteinen gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren herzustellen.
Die beschriebenen Stapelfasern weisen eine große Menge nicht faserförmiger Einschlüsse und eine nicht ausreichende Länge der Fasern auf, was das technische Potential der beschriebenen Stapelfasern beschränkt.
Feine geschuppte Teilchen, die aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt werden (Patent der Russischen Förderation Nr. 1831856, IPC 6 C03B37/02, B22F9/02, Veröffentlichungsdatum 27.03.1995, Bulletin Nr. 9) sind die geschuppten Teilchen, die den Varianten der vorgeschlagenen anorganischen feinen geschuppten Teilchen am nächsten kommen.
Die beschriebenen feinen geschuppten Teilchen weisen durch ihre fremden Einschlüsse eine nicht ausreichende Festigkeit auf.
Die vorliegenden Erfindungen zielen darauf ab, Vorrichtungen für das Herstellen anorganischer Fasern aus natürlichen aziden Gesteinsmineralien und auch die Produkte, die aus diesen Fasern hergestellt werden, nämlich kontinuierliche Fasern, Stapelfasern und Grobfasern und geschuppte Teilchen, die eine erhöhte Reißfestigkeit und einen erhöhten Widerstand gegenüber Korrosion und Temperatur aufweisen, vorzuschlagen. Die Aufgabe wird gelöst durch das Schaffen von Zuständen für das Entfernen fremder Einschlüsse, die hohe Schmelz- und Siedetemperaturen aufweisen, aus der Schmelze durch das Verwenden von Gesteinen mit einem hohen Gehalt an SiO₂ und somit höheren Schmelzpunkten als Ausgangsmaterialien. Dies ermöglicht ein Erhitzen, bis die meisten der fremden Einschlüsse aus dem geschmolzenen Gestein entfernt sind.
Bei einem Einsatz der vorgeschlagenen Produktionslinie in einem Verfahren umfasst dieses wie das bekannte Verfahren zur Herstellung anorganischer, kontinuierlicher Fasern aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, des Faserziehens, des Versehens mit Schmiermittel und des Wickelns auf eine Spule, wobei gemäß der Erfindung Dazit oder Rhyodazit als Gestein verwendet wird, das Gestein vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 700 und 910 °C erhitzt wird, auf dieser Temperatur für 5 bis 15 Minuten gehalten wird, bis das chemisch gebundene Wasser entfernt und die organischen Komponenten abgebrannt sind, dann das Gestein einer mechanisch-katalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 15 μm erhält, und auf eine Temperatur zwischen 2105 und 2200 °C erhitzt wird, bis man die Schmelze mit einem Amorphisationsgrad von nicht weniger als 96% und eine Isolation der nicht geschmolzenen Quarzite aus der Schmelze erzielt, wobei eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1420 bis 1710 °C durchgeführt wird, bis man eine Schmelze mit einer Viskosität erzielt, nicht weniger als 130 δPa · s aufweist, und Fasern aus der Schmelzzone, die unterhalb der Oberflächenschicht angeordnet ist, gezogen werden.
Ferner kann die Produktionslinie in einem Verfahren eingesetzt werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens und des Erhaltens von Stapelfasern aus der Schmelze, die aus einer Spinndüse fließt, umfasst, wobei gemäß der Erfindung Dazit oder Rhyodazit als Gestein verwendet wird, das Gestein vor dam Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 700 und 910 °C erhitzt wird und auf dieser Temperatur für 5 bis 15 Minuten gehalten wird, bis das chemisch gebundene Wasser entfernt und die organischen Komponenten abgebrannt sind, dann das Gestein einer mechanisch-katalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 15 μm erhält, und auf eine Temperatur zwischen 2105 und 2200 °C erhitzt wird, bis man die Schmelze mit einem Amorphisationsgrad von nicht weniger als 96% erhält und eine Isolation der nicht geschmolzenen Quarzite aus der Schmelze erzielt, wobei eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1420 bis 1710 °C durchgeführt wird, bis man eine Schmelze mit einer Viskosität erzielt, die nicht weniger als 130 δPa · s beträgt, und Stapelfasern durch das Aufblähen der Schmelze, die aus der Spinndüse heraus fließt, erhalten werden.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Produktionslinie ist in einem Verfahren möglich, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung von anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens und des Erhaltens von geschuppten Teilchen aus der Schmelze, die aus einer Spinndüse fließt, umfasst, wobei gemäß der Erfindung Dazit oder Rhyodazit als Gestein verwendet wird, das Gestein vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 700 und 910 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 5 bis 15 Minuten gehalten wird, bis das chemisch gebundene Wasser entfernt und die organischen Komponenten abgebrannt sind, dann das Gestein einer mechanischkatalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 15 μm erhält, und auf eine Temperatur zwischen 2105 und 2200 °C erhitzt wird, bis man die Schmelze mit einem Amorphisationsgrad von nicht weniger als 96% erhält und eine Isolation der nicht geschmolzenen Quarzite aus der Schmelze erzielt, wobei eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1420 bis 1710 °C durchgeführt wird, bis man eine Schmelze mit einer Viskosität erzielt, die nicht weniger als 130 δPa · s beträgt, und geschuppte Teilchen durch das Zerbrechen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse heraus fließt, erhalten werden.
Die Autoren haben experimentell die optimalen Betriebsbedingungen für das Implementieren der Verfahren zur Herstellung von silikatreichen, anorganischen, kontinuierlichen Fasern, Stapelfasern und feinen geschuppten Teilchen aus Gesteinen des Dazit- oder Rhyodazit-Typs bestimmt. Insbesondere wird, wenn das Ausgangsmaterial auf eine Temperatur unterhalb von 700 °C erhitzt und auf dieser für weniger als 5 Minuten gehalten wird, die Qualität der Fasern und der feinen geschuppten Teilchen, die man auf diese Weise erhält, schlechter als gefordert, da die weiter erhaltene Schmelze nicht geschmolzene, fragile Einschlüsse, die in der Schmelze schwer löslich sind, enthalten wird, wobei dies die Qualität des erhaltenen Produkts signifikant verschlechtert. Ein vorläufiges Erhitzen auf eine Temperatur von über 910 °C während mehr als 15 Minuten wird nicht als ökonomisch angesehen. Das Erhalten von Teilchen mit einer Größe von mehr als 15 μm im Verfahren der mechanisch-katalytischen Behandlung würde das Herstellen einer homogenen Schmelze erschweren und weiter zu höheren Kosten für die Erwärmung, um die Schmelze zu erhalten, führen. Temperaturen unterhalb von 2105 °C auf der Stufe des Erhalts der Schmelze führen nicht zum Entfernen der meisten fremden Feststoffeinschlüsse, nämlich der Quarzite, aus der Schmelze und dem Herstellen der Schmelze mit einem optimalen Amorphisationsgrad, das heißt von nicht weniger als 96%. Das Aufheizen auf eine Temperatur von über 2200 °C zeigt praktisch keine Wirkung auf die Qualität des erhaltenen Produkts und wird deshalb nicht als ökonomisch angesehen. Es ist praktisch unmöglich, eine homogenisierte und stabile Schmelze mit einer optimalen Viskosität, das heißt einer Viskosität von nicht weniger als 130 δPa · s bei einer Temperatur von weniger als 1420 °C herzustellen, während das Erhitzen auf eine Temperatur von über 1710 °C die Lebensdauer der Zuführvorrichtung und der Spinndüse verkürzt, da die Schmelze aktive Substanzen enthält, die eine Zerstörung der feuerfesten Materialien der Zuführvorrichtung in Teilchen, die die Spinndüsen verstopfen (blockieren), verursachen.
Außerdem kann die Produktionslinie in einem Verfahren eingesetzt werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung silikatreicher, anorganischer, kontinuierlicher Fasern aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, des Ziehens der Fasern, des Versehens mit einem Schmiermittel und des Wickelns auf eine Spule umfasst, wobei gemäß der Erfindung Granit oder Rhyolith als Gestein verwendet wird, das Gestein vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 750 und 950 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 20 bis 30 Minuten gehalten wird, bis zum Zerbrechen der Konglomerate und dem Entfernen des Wasserdampfs, dann das Gestein einer mechanisch-katalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 10 μm erhält, und auf eine Temperatur zwischen 2110 und 2500 °C erhitzt wird, bis man die amorphe Schmelze erhält, wobei eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1500 bis 1750 °C durchgeführt wird, bis man eine Schmelze mit einer Viskosität erzielt, die nicht weniger als 145 δPa · s beträgt, und Fasern aus der Schmelzzone, die sich unter der Oberflächenschicht befindet, gezogen werden.
Ferner kann die Produktionslinie in einem Verfahren verwendet werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, des Erhaltens von Fasern aus der Schmelze, die aus der Spinndüse fließt, um fasst, wobei gemäß der Erfindung Granit oder Rhyolith als Gestein verwendet wird, das Gestein vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 750 und 950 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 20 bis 30 Minuten gehalten wird, bis zum Zerbrechen der Konglomerate und dem Entfernen des Wasserdampfs, dann das Gestein einer mechanischkatalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 10 μm erhält, und auf eine Temperatur zwischen 2110 und 2500 °C erhitzt wird, bis man die amorphe Schmelze erhält, wobei eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1500 bis 1750 °C in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens durchgeführt wird, bis man eine Schmelze mit einer Viskosität erzielt, die nicht weniger als 145 δPa · s beträgt, und Fasern durch das Aufblähen der Schmelze, die aus der Spinndüse heraus fließt, erhalten werden.
Ferner kann die Produktionslinie in einem Verfahren verwendet werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung silikatreicher, anorganischer, feiner geschuppten Teilchen aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, und des Erhaltens der schiefrigen Teilchen aus der Schmelze, die aus dem Spinndüse fließt, umfasst, wobei gemäß der Erfindung Granit oder Rhyolith als Gestein verwendet wird, das Gestein vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 750 und 950 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 20 bis 30 Minuten gehalten wird, bis zum Zerbrechen der Konglomerate und dem Entfernen des Wasserdampfs, dann das Gestein einer mechanisch-katalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 10 μm erhält, und auf eine Temperatur zwischen 2110 und 2500 °C erhitzt wird, bis man die amorphe Schmelze erhält, wobei eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1500 bis 1750 °C in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens durchgeführt wird, bis man eine Schmelze mit einer Viskosität erzielt, die nicht weniger als 145 δPa · s beträgt, und feine geschuppte Teilchen durch das Zerbrechen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse heraus fließt, erhalten werden.
Die Autoren haben experimentell die optimalen Betriebsbedingungen für das Implementieren der Verfahren zur Herstellung von silikatreichen anorganischen kontinuierlichen Fasern, Stapelfasern und feinen geschuppten Teilchen aus Gesteinen des Granit- oder Rhyolith-Typs bestimmt. Insbesondere wird, wenn das Ausgangsmaterial auf eine Temperatur unterhalb von 750 °C erhitzt und auf dieser für weniger als 20 Minuten gehalten wird, die Qualität der Fasern und der feinen geschuppten Teilchen, die man auf diese Weise erhält, schlechter als gefordert, da die weiter erhaltene Schmelze nicht geschmolzene, fragile Einschlüsse, die in der Schmelze schwer löslich sind, enthalten wird, wobei dies die Qualität des erhaltenen Produkts signifikant verschlechtert. Ein vorläufiges Erhitzen auf eine Temperatur von über 950 °C während mehr als 30 Minuten wird nicht als ökonomisch angesehen. Das Erhalten von Teilchen mit einer Größe von mehr als 10 μm im Verfahren der mechanisch-katalytischen Behandlung würde das Herstellen einer homogenen Schmelze erschweren und weiter zu höheren Kosten für die Erwärmung, um die Schmelze zu erhalten, führen. Temperaturen unterhalb von 2110 °C auf der Stufe des Erhalts der Schmelze führen nicht zum Entfernen der meisten fremden Feststoffeinschlüsse, nämlich der Quarzite, aus der Schmelze und dem Herstellen der amorphen Schmelze. Das Aufheizen auf eine Temperatur von über 2500 °C zeigt praktisch keine Wirkung auf die Qualität des erhaltenen Produkts und wird deshalb nicht als ökonomisch angesehen. Es ist praktisch unmöglich, eine homogenisierte und stabile Schmelze mit einer optimalen Viskosität, das heißt einer Viskosität von nicht weniger als 145 δPa · s bei einer Temperatur von weniger als 1500 °C herzustellen, während das Erhitzen auf eine Temperatur von über 1750 °C die Lebensdauer der Zuführvorrichtung und der Spinndüse verkürzt, da die Schmelze Substanzen enthält, die die Spinndüsen verstopfen.
Ferner kann die Produktionslinie in einem Verfahren verwendet werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung silikatreicher, anorganischer, kontinuierlicher Fasern aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, des Faserziehens, des Schmierens und des Wickelns auf eine Spule umfasst, wobei gemäß der Erfindung ein Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% als Gestein verwendet wird, der Sand vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 100 und 450 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 30 bis 60 Minuten bis zum Entfernen des gebundenen Wassers und der gasförmigen Einschlüsse gehalten wird, dann das erhitzte Rohmaterial einer mechanisch-katalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 5 μm erhält, dann das Rohmaterial auf eine Temperatur zwischen 2115 und 2550 °C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten wird, bis man die amor phe Schmelze erhält, wobei eine Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1440 bis 1730 °C durchgeführt wird, bis man die Schmelze mit einer Viskosität von nicht weniger als 160 δPa · s erzielt, und Fasern aus der Schmelzzone, die unterhalb der Oberflächenschicht angeordnet ist, gezogen werden.
Ferner kann die Produktionslinie in einem Verfahren verwendet werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung von Stapelfasern aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, des Erhaltens von Stapelfasern aus der Schmelze, die aus der Spinndüse heraus fließt, umfasst, wobei gemäß der Erfindung ein Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% als Gestein verwendet wird, der Sand vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 100 und 450 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 30 bis 60 Minuten bis zum Entfernen des gebundenen Wassers und der gasförmigen Einschlüsse gehalten wird, das erhitzte Rohmaterial einer mechanischkatalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 5 μm erhält, dann das Rohmaterial auf eine Temperatur zwischen 2115 und 2550 °C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten wird, bis man die amorphe Schmelze erhält, wobei eine Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1440 bis 1730 °C in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens durchgeführt wird, bis man die Schmelze mit einer Viskosität von nicht weniger als 160 μPa · s erzielt, und Stapelfasern durch das Aufblähen der Schmelze, die aus der Spinndüse heraus fließt, erhalten werden.
Ferner kann die Produktionslinie in einem Verfahren verwendet werden, das wie beim bekannten Verfahren zur Herstellung silikatreicher, anorganischer, feiner, geschuppter Teilchen aus Gesteinen die Vorgänge des Ladens zerkleinerten Gesteins in einen Schmelzofen, des Schmelzens der Gesteine, des Homogenisierens der Schmelze, der weiteren Stabilisierung der Schmelze in der Zuführvorrichtung des Schmelzofens, und des Erhaltens von geschuppten Teilchen aus der Schmelze, die aus der Spinndüse fließt, umfasst, wobei gemäß der Erfindung ein Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% als Gestein verwendet wird, der Sand vor dem Laden in den Schmelzofen auf eine Temperatur zwischen 100 und 450 °C erhitzt und auf dieser Temperatur für 30 bis 60 Minuten bis zum Entfernen des gebundenen Wassers und der gasförmigen Einschlüsse gehalten wird, das erhitzte Rohmaterial einer mechanisch-katalytischen Aktivierung unterworfen wird, bis man Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 5 μm erhält, dann das Rohmaterial auf eine Temperatur zwischen 2115 und 2550 °C erhitzt und auf dieser Temperatur gehalten wird, bis man die amorphe Schmelze erhält, wobei eine Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze bei einer Temperatur von 1440 bis 1730 °C durchgeführt wird, bis man die Schmelze mit einer Viskosität von nicht weniger als 160 μPa · s erzielt, und geschuppte Teilchen durch das Zerbrechen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse heraus fließt, erhalten werden.
Die Autoren haben experimentell die optimalen Betriebsbedingungen für das Implementieren der Verfahren zur Herstellung von silikatreichen, anorganischen, kontinuierlichen Fasern, Stapelfasern und feinen geschuppten Teilchen aus Gesteinen, bei denen Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% bestimmt. Insbesondere wird, wenn das Rohmaterial auf eine Temperatur unterhalb von 100 °C erhitzt und auf dieser für weniger als 30 Minuten gehalten wird, die Qualität der Fasern und der feinen geschuppten Teilchen, die man auf diese Weise erhält, schlechter als gefordert, da die weiter erhaltene Schmelze nicht geschmolzene, fragile Einschlüsse, die in der Schmelze schwer löslich sind, enthalten wird, wobei dies die Qualität des erhaltenen Produkts signifikant verschlechtert. Ein vorläufiges Erhitzen auf eine Temperatur von über 450 °C während mehr als 60 Minuten wird nicht als ökonomisch angesehen. Das Erhalten von Teilchen mit einer Größe von mehr als 5 μm im Verfahren der mechanisch-katalytischen Behandlung würde das Herstellen einer homogenen Schmelze erschweren, da die großen Sandteilchen Spannungskonzentratoren sind und weiter zu höheren Kosten für die Erwärmung, um die Schmelze zu erhalten, führen. Temperaturen unterhalb von 2115 °C auf der Stufe des Erhalts der Schmelze führen nicht zum Entfernen der meisten fremden Feststoffeinschlüsse aus der Schmelze und dem Herstellen der amorphen Schmelze. Das Aufheizen auf eine Temperatur von über 2550 °C zeigt praktisch keine Wirkung auf die Qualität des erhaltenen Produkts und wird deshalb nicht als ökonomisch angesehen. Es ist praktisch unmöglich, eine homogenisierte und stabile Schmelze mit einer optimalen Viskosität, das heißt einer Viskosität von nicht weniger als 160 δPa · s bei einer Temperatur von weniger als 1440 °C herzustellen, während das Erhitzen auf eine Temperatur von über 1730 °C die Lebensdauer der Zuführvorrichtung und der Spinndüse verkürzt, da die Schmelze aktive Substanzen enthält, die die Zerstörung der feuerfesten Materialien der Zuführvorrichtung in Teilchen, die Spinndüsen verstopfen (blockieren), verursachen.
Die Aufgabe wird durch die erste Variante der vorgeschlagenen Produktionslinie gelöst, die wie bei der bekannten Produktionslinie für das Implementieren der ersten, vierten und siebten Varianten des Verfahrens eine Gesteinsdosiereinheit, einen Schmelzofen, eine Zuführvorrichtung, die mit der Spinndüse und der Zuführvorrichtung für das Ausgeben der Faser ausgerüstet ist, Mechanismen für das Aufbringen eines Schmiermittels, das Wickeln der Faser auf eine Spule, das Erhalten und Lagern der erhaltenen Fasern, und Vorrichtungen für eine Überwachung und Steuerung des technischen Verfahrens umfasst, wobei gemäß der Erfindung die Produktionslinie weiter die Anordnung für das mechanisch-katalytische Behandeln des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit für ein vorläufiges Erhitzen des Gesteins installiert ist, eine Mischkammer, die das Gehäuse, einen Boden, einstellbare Ventile auf den Eingangs- und Ausgangsseiten umfasst und für die Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze vorgesehen ist, und eine Spinndüsenheizvorrichtung umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, und der Ausgang der Anordnung mit dem Eingang des Schmelzofens verbunden ist, der Ausgang des Schmelzofens mit dem Eingang der Mischkammer verbunden ist, und der Ausgang der Mischkammer mit der Zuführvorrichtung, die mit der geheizten Spinndüse ausgerüstet ist, verbunden ist.
Die Aufgabe wird auch durch die zweite Variante der vorgeschlagenen Produktionslinie gelöst, die wie bei der bekannten Produktionslinie für das Implementieren der zweiten, fünften und achten Varianten des Verfahrens eine Gesteinsdosiereinheit, einen Schmelzofen, eine Spinndüse für das Ausgeben der Stapelfasern, Mechanismen für das Erhalten und Lagern der erhaltenen Stapelfasern, und Vorrichtungen für eine Überwachung und Steuerung des technischen Verfahrens umfasst, wobei gemäß der Erfindung die Produktionslinie weiter die Anordnung für das mechanisch-katalytische Behandeln des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit für ein vorläufiges Erhitzen des Gesteins installiert ist, und Vorrichtungen für das Aufblähen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse fließt, umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, der Ausgang der Anordnung mit dem Eingang des Schmelzofens verbunden ist, und der Ausgang des Schmelzofens mit der Spinndüse verbunden ist.
Die Aufgabe wird auch durch die dritte Variante der vorgeschlagenen Produktionslinie gelöst, die wie bei der bekannten Produktionslinie für das Implementieren der dritten, sechsten und neunten Varianten des Verfahrens eine Gesteinsdosiereinheit, einen Schmelzofen, eine Spinndüse für das Ausgeben der silikatreichen, anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen, Mechanismen für das Erhalten und Lagern der erhaltenen silikatreichen, anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen, und Vorrichtungen für eine Überwachung und Steuerung des technischen Verfahrens umfasst, wobei gemäß der Erfindung die Produktionslinie weiter die Anordnung für das mechanisch-katalytische Behandeln des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit für ein vorläufiges Erhitzen des Gesteins installiert ist, und Vorrichtungen für das Zerbrechen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse fließt, umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, der Ausgang der Anordnung mit dem Eingang des Schmelzofens verbunden ist, und der Ausgang des Schmelzofens mit der Spinndüse verbunden ist.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich auch eine kontinuierliche Faser herstellen, wobei diese, wie die bekannte Faser, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird, und die Faser gemäß der Erfindung aus Dazit oder Rhyodazit hergestellt wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich auch eine zweite Variante der kontinuierlichen Faser herstellen, wobei diese, wie die bekannte Faser, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird, und die Faser gemäß der Erfindung aus Granit oder Rhyolith hergestellt wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich auch eine dritte Variante der kontinuierlichen Faser herstellen, wobei diese, wie die bekannte Faser, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird, und die Faser gemäß der Erfindung aus einem Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% hergestellt wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich auch eine Stapelfaser herstellen, wobei diese, wie die bekannte Faser, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird, und die Faser gemäß der Erfindung aus Dazit oder Rhyodazit hergestellt wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich auch eine zweite Variante der Stapelfaser herstellen, wobei diese, wie die bekannte Faser, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird, und die Faser gemäß der Erfindung aus Granit oder Rhyolith hergestellt wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich auch eine dritte Variante der Stapelfaser herstellen, wobei diese, wie die bekannte Faser, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt wird, und die Faser gemäß der Erfindung aus einem Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% hergestellt wird.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lassen sich silikatreiche, anorganische, feine, geschuppten Teilchen herstellen, wobei diese, wie die bekannten Teilchen, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt werden, und die Teilchen gemäß der Erfindung aus Dazit oder Rhyodazit hergestellt werden.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich eine zweite Variante der vorgeschlagenen silikatreichen, anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen herstellen, wobei diese, wie die bekannten Teilchen, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt werden, und die Teilchen gemäß der Erfindung aus Granit oder Rhyolith hergestellt werden.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Produktionslinie lässt sich eine dritte Variante der vorgeschlagenen silikatreichen, anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen herstellen, wobei diese, wie die bekannten Teilchen, aus natürlichen Gesteinsmaterialien hergestellt werden, und die Teilchen gemäß der Erfindung aus ein Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% hergestellt werden.
In das an der Produktionslinie anzuwendende Verfahren kann im Falle der Verwendung von azidem Gestein als Rohmaterial implementiert werden, wobei es sich bei aziden Gestein um Dazit oder Rhyodazit, Granit oder Rhyolith und auch um ein Gestein, bei dem Sand vorherrscht, mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73% handeln kann, während der Gesteinsanteil im Volumen der Rohmaterialien, die in die Produktionslinie eingegeben werden, 70% überschreitet.
Das verwendete Rohmaterial, das ist das zerkleinerte Gestein, weist verschiedene Einschlüsse, auch Einschlüsse mit einem Schmelzpunkt von mehr als 1400 °C, auf. Der Einfluss dieser Einschlüsse auf das erhaltene Produkt kann in den meisten Fällen erst nach der Herstellung der Fasern beobachtet werden. Es ist deswegen sehr wichtig, diese Einschlüsse vor der Herstellung der kontinuierlichen Fasern, der Stapelfasern und der feinen, geschuppten Teilchen zu entfernen. Einige dieser Einschlüsse sind im Rohmaterial in einer gebundenen Form vorhanden, so dass wenn dieses einer mechanisch-katalytischen Behandlung unterworfen wird, dies das Brechen der Bindungen zwischen den Substanzen im Ausgangsmaterial, das die fremden Einschlüsse enthält, ermöglicht und das Rohmaterial zu ihrer Entfernung vorbereitet. Im Falle des Erhitzens auf eine Temperatur von ungefähr 1200 bis 1400 °C können solche Einschlüsse in der Schmelze verbleiben. Aber Experimente haben erwiesen, dass sich die meisten Einschlüsse zersetzen, wenn die Schmelztemperatur auf 2100 bis 2550 °C erhöht wird, und wenn die Schmelze während 10 bis 60 Minuten auf dieser Temperatur gehalten wird. Die Idee der vorgeschlagenen Lösung besteht darin, Zustände für das Schwächen des Kristallgitters im zerkleinerten Gestein, das heißt dem Rohmaterial, durch dessen mechanisch-katalytische Behandlung und weiter eine schnelle Erhitzung auf Temperaturen, die 2100 °C übersteigen, zu schaffen.
Unter den natürlich aziden Gesteinsmaterialien weisen die vorgeschlagenen Materialien die folgende chemische Zusammensetzung auf (siehe Tabelle 1).
Ein hoher Gehalt an Siliziumoxid, hohe Schmelz- und Siedetemperaturen der erwähnten Materialien ermöglichen ihre Verwendung für die Herstellung sehr fester, gegenüber Temperatur und Korrosion resistenter Fasern, da es beim Erreichen der Schmelztemperaturen dieser Materialien möglich wird, unerwünschte Unreinheiten, die niedrigere Schmelzpunkte aufweisen, die die Spinndüsen, die beim Ausbilden von kontinuierlichen Fasern, Stapelfasern und feinen, geschuppten Teilchen verwendet werden, verstopfen, zu entfernen.
Um ein besseres Mischen der Schmelze und ein Entfernen der gasförmigen Einschlüsse zu gewährleisten, ist die Mischkammer 1,2 bis 2,5 m niedriger als der Boden des Ofens, von wo die Schmelze vertikal nach unten auf eine horizontale Platte der Mischkammer fällt, angeordnet. Somit wird die Schmelze intensiver gemischt, und gasförmige Einschlüsse werden aktiver freigesetzt. Das Niveau der Schmelze in der Mischkammer wird um das 2,0 bis 2,5-fache höher als im Ofen gehalten. Dieser Zustand gewährleistet einen konstanten hydrostatischen Druck an den Spinndüsen und bewahrt Wärme, um somit das Verfahren zur Herstellung der Faser dichter an adiabatische Zustände heran zu führen.
Die vorgeschlagenen Varianten der Produktionslinie sind dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung mit Armaturen für das Abführen der Schmelze von der Zuführvorrichtung ausgerüstet ist. Im Hinsicht auf die Tatsache, dass die Technologie die Verwendung von hohen Temperaturen umfasst, kann es sein, dass die feuerfesten Materialien des Ofens und der Mischungskammer der Zuführvorrichtung in Teilchen zerstört werden können, die durch Armaturen, die an den Rändern der Zuführvorrichtung angeordnet sind, nach außen abgegeben werden, um ihr Eintreten in die Spinndüsen zu verhindern.
Eine Kugelmühle (BM), ein Zerkleinerer (DI) und eine Geschwindigkeitsschichtungsvorrichtung wurden als die Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung der Rohmaterialien in den vorgeschlagenen Varianten der Produktionslinie verwendet.
Das Wesen der Erfindung wird weiter durch die Zeichnungen erläutet.
1 zeigt schematisch die vorgeschlagene Produktionslinie für das Herstellen silikatreicher, kontinuierlicher Fasern, Stapelfasern und feiner, geschuppter Teilchen aus aziden Gesteinsmaterialien.
2 zeigt schematisch die Produktionslinie für das Herstellen kontinuierlicher Fasern.
3 zeigt schematisch die Produktionslinie für das Herstellen von Stapelfasern.
4 zeigt schematisch die Produktionslinie für das Herstellen von Grobfasern.
5 zeigt schematisch die Produktionslinie für das Herstellen feiner, geschuppter Teilchen.
Jede Variante der vorgeschlagenen Produktionslinien umfasst Tanks 1 für das Lagern azider Gesteine, Dolomit, Kalkstein und anderer Komponenten, einen Wärmetauscher, eine Dosiereinheit 3, eine mechanisch-katalytische Aktivierungsvorrichtung 4, eine Mineralienladeeinrichtung 5, einen Schmelzofen 6, eine Abflusseinheit 7, eine Abflussarmatur 8, ein einstellba res Ventil 9, eine horizontale Mischkammer 10, die eine geneigte Plattform 11, ein Sammelbecken 12 mit eingebauten Schlammdüsen (barbotage nozzles) 13, einen Brenner 14, eine Schaumprallfläche 15, und ein Schmelzestabilisierungsbecken 16 einschließt, eine Zuführvorrichtung 17, Arbeitseinheiten 18, Spinndüsen mit Plattenzuführvorrichtungen 19, durch die kontinuierliche Fasern (ContF), Stapelfasern (SF) und Grobfasern (CoarF) gezogen werden. Die Arbeitseinheiten, die Zuführvorrichtung und die Mischkammer sind weiter mit Heizsystemen 20 versehen. Der Wärmetauscher 2 ist mit dem Ofenschmelzraum 6 und der horizontalen Mischkammer 10 verbunden.
Um das Verfahren des Faserziehens zu stabilisieren, umfasst die Produktionslinie die Anordnung für ihre Behandlung durch Luft-Wasser-Helium-Sprühnebel (nicht gezeigt), direkt nachdem sie die Spinndüsen verlassen. Für den Zweck der Herstellung von ContF umfasst die Produktionslinie den Mechanismus für das Aufbringen des Schmiermittels 21 auf die Fasern und die Spule 22 für das Aufwickeln der Fasern. Für den Zweck der SF-Produktion ist die Spinndüsenplatte 23, die aus einer hitzefesten Legierung oder Keramik hergestellt ist, in der Arbeitseinheit installiert. Der Schmelzpegel wird auf einem definierten Pegel über ihr gehalten, und primäre Fasern werden unter Verwendung des Mechanismus 24 gezogen, dann werden sie durch den Strom heißer Gase (HG) aufgebläht, um SF zu erhalten. Auch die Stapelfasern werden sofort nach dem Herstellen der Schmelze im Ofen 6, die zum Aufblähkopf 25 geführt und in SF verwandelt wird, erhalten.
Um Grobfasern zu erhalten, wurde auch eine hitzefeste Zuführvorrichtung 26 verwendet. Sie wurde durch elektrischen Strom erhitzt. Geformte Ströme der Schmelze werden in die Fasern durch einen Druckluftfluss unter Verwendung eines Gebläses gezogen. Die Faserformungseinheit 27 weist die Form einer Kegelstumpfpyramide auf. Grobfasern werden in der Faserabscheidungskammer 28 am Geflecht der Transportvorrichtung abgelagert, wobei die Brecheinheit 29 an seinem Ende angeordnet ist. Die Einheit 29 teilt die Grobfasern CoarF in Segmente definierter Länge, die dann in der Verpackungseinheit 30 verpackt werden.
Um CoarF mit einem spezifischen Durchmesser und einer spezifischen Länge zu erhalten, die beispielsweise bei der Verstärkung von Beton in verteilter Weise verwendet werden, umfasst die Arbeitseinheit ein einstellbares Ventil, das auf den entsprechenden Schmelzpegel unter Verwendung eines elektrischen Antriebs installiert werden kann.
Um einen Schutzfilm auf der Oberfläche der CoarF zu schaffen, werden die Fasern in der Kammer 31 chemisch behandelt.
Anorganische, feine, geschuppte Teilchen (nachfolgend als "die Schiefer (the scales)" bezeichnet) werden unter Verwendung einer der Armaturen 32 für das Abgeben der Schmelze von der Zuführvorrichtung mit einem Teleskoprohr 33, das starr mit einer solchen Armatur verbunden ist, hergestellt, wobei das zweite Rohr 34 beweglich auf dem ersten Rohr 33 installiert ist, wobei das obere Ende des zweiten Rohrs 34 die Schmelze von der Zuführvorrichtung 17 herein nehmen soll, und das untere Ende des ersten Rohrs 33 für das Ausgeben der Schmelze auf die Arbeitsfläche 35 für das Drehen des Feinformungselements 36 verwendet wird. Das Feinformungselement 36 ist als ein Kegel dessen Spitze zur Abgabeöffnung (Armatur) 32 ausgerichtet ist, ausgebildet.
Der Schmelzstrom fließt durch die Öffnung 32 auf die Arbeitsoberfläche 35 des Rotationselements 36, wo er sich durch den Einfluss der Zentrifugalkraft in einen dünnen Film verwandelt. Im Moment, in dem die Schmelze in Form des dünnen Films vorliegt, härtet dieser Schmelzfilm an der Oberflächenkante, die durch den Gasfluss vom Auslass 38 des Ringblaskopfes 37 beeinflusst wird. Zusammen mit diesem (gleichzeitig) verteilt der Gasstrom, der aus dem Auslass 39 kommt, den gehärteten Film in viele geschuppte Teilchen. Die Teilchendicke wird mittels eines Antriebs, der kinematisch mit dem Rohr 34 verbunden ist, reguliert.
Eine Kugelmühle ShM 900×1800, die mit Quarzkugeln gefüllt ist, wurde als Anordnung für die mechanisch-katalytische Aktivierung verwendet. Im Verfahren der Trommeldrehung reiben die Kugeln gegen die Wände und steigen auf eine gewisse Höhe an, dann fallen sie frei und zerkleinern das Rohmaterial durch Stöße und Zerreiben. Das Rohmaterial kann unter Verwendung eines nassen oder trockenen Verfahrens zerkleinert werden. Im ersten Fall wird die Suspension frei durch einen Hohlzapfen gegossen, und im zweiten Fall wird das zerkleinerte Material, das durch sein eigenes Gewicht beeinflusst wird, durch den Zapfen auf die Mineralienladeeinrichtung 5 ausgeladen. Die BM wird für die Modifikation des Rohmaterials durch Dolomit, Kalkstein und ihre Mischung als auch andere Modifiziermittel, wie beispielsweise Cr₂O₃, verwendet, was zu silikatreichen Fasern mit höheren Festigkeiten führt. Dieses Phänomen kann man durch die Ausbildung einer Absorptionsschicht des Modifiziermittels auf der Oberfläche des Minerals erklären. Eine solche Schicht erleichtert die Ausbil dung der Absorption und der chemischen Bindung zwischen dem Modifiziermittel und den Teilchen des Minerals.
Gesteine bestehen aus Kristallen, die eine unterschiedliche Körnigkeit, das heißt Drusen, aufweisen. Die BM werden gewöhnlicherweise verwendet, um diese zu zerstören. In einer BM werden Drusen durch die Kugeln gestoßen und gerollt und somit zerkleinert.
Ein Zerkleinerer wurde auch als Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung der Rohmaterialien verwendet, wobei das Rohmaterial durch die schnelle Rotation von Fingern zerkleinert wird. Ein Zerkleinerer des UDA-Typs ermöglicht die Schaffung von Defekten in der Struktur der Mineralkörner unter hohen Rotordrehzahlen, und solche Defekte führen zu einer höheren Reaktionsfähigkeit der Ofenladung und einer kürzeren Schmelzzeit. Während des Zerkleinerns der Rohmaterialien im Zerkleinerer treten mechanisch-chemische Vorgänge nicht nur an frisch geformten Oberflächen sondern auch im Volumen der zerkleinerten Kristalle auf. Beispielsweise nimmt der Schmelzpunkt und die Löslichkeit der aziden Gesteinskristalle ab. Die mechanisch-katalytische Behandlung führt nicht nur zu einer zerkleinerten Substanz mit denselben Eigenschaften wie die ursprüngliche Substanz sondern zu einer neuen Substanz, die andere physikalische und physikalisch-chemische Eigenschaften aufweist.
Die mechanisch-katalytische Behandlung der Rohrmaterialien wurde auch in einer Geschwindigkeitsschichtungsvorrichtung (velocity layer apparatus, VLA) durchgeführt, wo ein Zerkleinern und eine Aktivierung durch die Verwendung von Metallfestkörpern, die in einem Magnetfeld rotieren, erzielt werden. Große SiO₂ Teilchen würden Kristallisationszentren in der Schmelze und Spannungskonzentratoren im zukünftigen Produkt ergeben. Somit führt einer Zerkleinerung der SiO₂ in der VLA zu einer Aktivierung durch nicht nur durch die Erhöhung des spezifischen Oberflächengebiets sondern auch durch vermehrte Gitterstörungen. Tatsächlich wächst die Aktivität nicht nur an der Oberfläche sondern ebenfalls im Teilchenvolumen, was der Ausbildung eines sogenannten "aktiven Gitters" als Ergebnis des Brechens der Si-O Bindung zuschreibbar ist. Schließlich verkürzt dies die Schmelzzeit und verbessert die Festigkeit und Homogenität der Fasern. Es wurde herausgefunden, dass eine mechanische Aktivierung zu einer Abnahme der Reaktionstemperatur der festen Phase führt und Reaktionen durchgeführt werden, die ohne Aktivierung nicht beobachtet wurden. Eine mechanischkatalytische Behandlung von aziden Gesteinen erniedrigt die Schmelztemperatur, beschleu nigt das Verfahren zur Herstellung einer Glasschmelze, die hinsichtlich der Inhaltsstoffe und der Temperatur homogen ist, und ermöglicht somit das Herstellen der Schmelze, um silikatreiche, anorganische Fasern, die ausgezeichnete Eigenschaften aufweisen, zu ermöglichen.
Im folgenden werden Beispiele für den Einsatz der Produktionslinie zur Herstellung einer kontinuierlichen Faser, von Stapelfasern, von Grobfasern sowie von feinen, geschuppten Teilchen aufgelistet.
Beispiel 1. Herstellung einer kontinuierlichen Faser. Dazit (D) wurde als Gestein verwendet. Vor dem Laden des D in den Schmelzofen 6 (siehe 2) wurde es auf die mittlere Temperatur von 810 °C erhitzt und auf dieser Temperatur im Mittel während 10 Minuten bis zur Entfernung des chemisch gebundenen Wassers und des Ausbrennens der organischen Komponenten gehalten. Dann wurde das Rohmaterial in die Zerkleinerungsvorrichtung 4 geladen, auf eine Größe von 15 μm zerkleinert und allmählich dem Ofen 6 durch die Ladeeinrichtung 5 zugeführt. Im Ofen wurde das Material bis zu einer Temperatur von 2150 °C erhitzt, um eine amorphe Schmelze (96 %) zu erhalten. Nicht geschmolzene Teilchen (hauptsächlich Quarzite) wurden durch die Armatur 8 abgegeben. Eine weitere Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze wurde in der Mischkammer 10 und der Zuführvorrichtung 17 bei einer Temperatur von 1420 bis 1710 °C durchgeführt. Danach wurde die Schmelze in die Arbeitseinheit 18 gegeben, die sich über den Spinndüsen 19 befindet, durch die die kontinuierlichen Fasern gezogen werden. Die erhaltenen Fasern wurde unter Verwendung der Walzenanordnung 21 geschmiert. Dann wurden die Fasern auf Spulen 22 aufgewickelt. Die Proben der Fasern wurden genommen und getestet, um ihre Festigkeit und ihre Wärmeresistenz zu bestimmen. Der Faserdurchmesser wurde gemäß GOST (Staatsnorm) 6943.2–79 gemessen, Zugtests wurde gemäß GOST 6943.5–79 durchgeführt. Die chemische Resistenz der Fasern gegenüber einer HCL 2 N Lösung wurde durch das Messen des Massenverlustes einer Oberfläche von 5000 Quadratzentimeter nach 3 Stunden Kochens bestimmt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefasst. Die Testergebnisse haben gezeigt, dass kontinuierliche Fasern, die gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren auf der vorgeschlagenen Produktionslinie hergestellt werden, im Vergleich zu Fasern, die unter Verwendung des Verfahrens des Stands der Technik erhalten werden, eine höhere Zugfestigkeit und eine höhere Resistenz gegen Hitze und Chemikalien aufweisen.
Beispiel 2. Herstellung einer kontinuierlichen Faser. Die Vorgänge, die im Beispiel 1 beschrieben sind, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyodazit als Rohmaterial verwendet wurde. Die Eigenschaften der produzierten kontinuierlichen Fasern sind in der Tabelle 2 dargestellt. Die Daten zeigen klar, dass die erhaltenen Fasern die Fasern des Stands der Technik in einer Anzahl von Eigenschaften übertreffen.
Beispiel 3. Herstellung einer kontinuierlichen Faser. Granit wurde als Rohmaterial verwendet. Bevor der Granit in den Schmelzofen 6 geladen wurde, wurde er auf eine Temperatur von 950 °C erhitzt und bei dieser Temperatur während 25 Minuten gehalten, bis zur Zerkleinerung der Konglomerate und dem Entfernen des Wasserdampfs und des Kohlendioxyds. Dann wurde das Rohmaterial einer mechanisch-katalytischen Aktivierung in der Zerkleinerungsvorrichtung 4 unterworfen, bis Teilchen von einer Größe von nicht mehr als 10 μm erhalten wurden. Das erhaltene Material wurde im Ofen 6 auf die Temperatur von 2450 °C erhitzt, um eine amorphe Schmelze zu erhalten, die keine Teilchen nicht geschmolzener Mineralphasen enthält. Die Homogenisierung und Stabilisierung wurde in der horizontalen Mischkammer und der Zuführvorrichtung bei einer Temperatur von 1500 bis 1750 °C durchgeführt. Danach wurde die Schmelze der Arbeitseinheit 18 zugeführt, wo Zuführvorrichtungen mit Spinndüsen 19 installiert sind. Kontinuierliche Fasern wurden durch die Spinndüsen gezogen.
Die so erhaltene kontinuierliche Faser wurde getestet, um ihre Festigkeit und ihre chemische und thermische Widerstandstandsfähigkeit zu bestimmen. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben. Die in Tabelle 2 enthaltenen Daten zeigen, dass Fasern, die aus Granit erhalten wurden, keine schlechteren Eigenschaften aufweisen als Fasern gemäß dem Stand der Technik.
Beispiel 4. Herstellung einer kontinuierlichen Faser. Die Vorgänge, die im Beispiel 3 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyolith als Rohmaterial verwendet wurde. Die Spezifikationen der hergestellten kontinuierlichen Fasern sind in Tabelle 2 dargestellt.
Beispiel 5. Herstellung einer kontinuierlichen Faser. Das verwendete Rohmaterial war ein Gestein, das hauptsächlich Sand mit einem Siliziumoxidgehalt von gleich oder mehr als 73 % enthält. Der Sandanteil im Gestein betrug 60 bis 95 Gewichtsprozent, der Rest des Materials war eine Mischung aus Kalkstein und Dolomit. Die optimale Mischung war eine, die 70 bis 90 Gewichtsprozent Sand enthielt, und die am meisten bevorzugte Mischung hatte einen Sandgehalt von 75 bis 85 Gewichtsprozent. Die Menge der Mischung aus Kalkstein und Dolomit beträgt 5 bis 40 Gewichtsprozent. Der wünschenswerte Anteil der Mischung aus Kalkstein und Dolomit beträgt 10 bis 30 Gewichtsprozent, wobei der am meisten bevorzugte Bereich bei 15 bis 25 Gewichtsprozent liegt. Gewöhnlicherweise enthält die Mischung 12 bis 40 Gewichtsprozent Kalkstein und 2 bis 15 Gewichtsprozent Dolomit. Es ist für diese Mischungen wünschenswert, dass sie 14 bis 30 Gewichtsprozent Kalkstein und 3 bis 12 Gewichtsprozent Dolomit enthalten. Die am meisten bevorzugten Bereiche liegen bei 15 bis 25 Gewichtsprozent beziehungsweise 4 bis 11 Gewichtsprozent. Die vorbereitete Ofenladung wurde bis auf eine Temperatur von 350 °C aufgeheizt und während 40 Minuten getrocknet, um hydrotechnisches Wasser und Gaseinschlüsse zu beseitigen. Dann wurde das Rohmaterial einer mechanisch-katalytischen Aktivierung in der Geschwindigkeitsschichtungsvorrichtung 4 unterworfen, bis Teilchen mit einer Größe von nicht mehr als 5 μm erhalten wurden. Die Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze wurden in der horizontalen Mischkammer und der Zuführvorrichtung bei einer Temperatur von 1440 bis 1730 °C durchgeführt, bis die Schmelze, die eine Viskosität von 160 δPa·s aufweist, erzeugt wurde. Dann floss die Schmelze zu der Arbeitseinheit, die über den Spinndüsen installiert ist, von denen die kontinuierliche, silikatreiche Faser gezogen wurde.
Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der anorganischen Fasern, die aus modifizierten Sanden hergestellt wurden, sind in Tabelle 2 dargestellt. Die Daten zeigen, dass die erhaltenen Fasern nicht zu Fasern führen, die gemäß dem Verfahren des Stands der Technik erhalten wurden.
Beispiel 6. Herstellung von Stapelfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 1 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass beginnend in der Stufe des Ziehens der Fasern von der Spinndüsenplatte 23 unter Verwendung eines Spezialmechanismus 24 die Fasern durch einen Strom heißer Gase aufgebläht werden, damit sie Stapelfasern werden (siehe 3). Die Spezifikationen der hergestellten silikatreichen Stapelfasern sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 7. Herstellung von Stapelfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 6 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyodazit als Rohmaterial verwendet wurde. Die Spezifikationen der erhaltenen Stapelfasern sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 8. Herstellung von Stapelfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 6 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Granit als Rohmaterial verwendet wurde. Die Eigenschaften der hergestellten silikatreichen Stapelfasern sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 9. Herstellung von Stapelfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 6 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyolith als Rohmaterial verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 10. Herstellung von Stapelfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 6 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass als Rohmaterial eine Ofenladung verwendet wurde, die 75 bis 85 Gewichtsprozent Sand mit einem SiO₂-Gehalt von 73 % oder mehr, 15 bis 25 Gewichtsprozent Kalkstein und 4 bis 11 Gewichtsprozent Dolomit enthält. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
Beispiel 11. Herstellung von Grobfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 1 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass beginnend von der Stufe des Faserziehens die geformten Ströme der Schmelze durch einen Druckluftfluss unter Verwendung eines Gebläses 27 in Fasern gezogen werden (siehe 4). Grobfasern wurden in der Faserablagerungskammer 28 abgelagert und in Segmente spezifischer Länge in der Einheit 29 gebrochen. Die technischen Daten für die hergestellten silikatreichen Grobfasern sind in Tabelle 4 angegeben. Die in der Tabelle 4 enthaltenden Daten zeigen, dass die erhaltenen Grobfasern keine schlechteren Eigenschaften aufweisen als die der Fasern, die nach dem Verfahren des Stands der Technik hergestellt wurden.
Beispiel 12. Herstellung von Grobfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 11 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyodazit als Rohmaterial verwendet wurde. Die Spezifikationen der erhaltenen Rohfasern sind in Tabelle 4 dargestellt.
Beispiel 13. Herstellung von Grobfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 11 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Granit als Rohmaterial verwendet wurde. Die technischen Daten für die produzierten Grobfasern sind in Tabelle 4 dargestellt.
Beispiel 14. Herstellung von Grobfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 11 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyolith als Rohmaterial verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiel 15. Herstellung von Grobfasern. Die Vorgänge, die im Beispiel 11 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass eine Ofenladung, die aus Sand und einer Mischung aus Kalkstein und Dolomit besteht, als Rohmaterial verwendet wurde. Die Spezifikationen der hergestellten Grobfasern sind in Tabelle 4 angegeben.
Beispiel 16. Herstellung von feinen, geschuppten Teilchen. Um feine, geschuppte Teilchen herzustellen, wurden die Vorgänge, die im Beispiel 1 beschrieben wurden, mit der Ausnahme durchgeführt, dass der Schmelzstrom durch die Öffnung 32 auf die Arbeitsoberfläche 35 des rotierenden Elements 36 gegeben wurde, wo durch den Einfluss der Zentrifugalkraft sich der Strom in einen dünnen Film verwandelte. Im Moment, zu dem sich die Schmelze vom rotierenden Element bewegt, wurde die Schmelze in Form des dünnen Films in viele geschuppte Teilchen unter Verwendung des Ringblaskopfes verteilt. Die technischen Daten für die aus Dazit erzeugten silikatreichen, geschuppten Teilchen sind in Tabelle 5 angegeben. Die in Tabelle 5 enthaltenden Daten zeigen, dass die erhaltenen geschuppten Teilchen Eigenschaften aufweisen, die nicht schlechter sind als solche von geschuppten Teilchen, die unter Verwendung des Verfahrens des Stands der Technik hergestellt wurden.
Beispiel 17. Herstellung von feinen, geschuppten Teilchen. Die Vorgänge, die im Beispiel 16 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyodazit als Rohmaterial verwendet wurde. Die Spezifikationen der erzeugten geschuppten Teilchen sind in Tabelle 5 angegeben.
Beispiel 18. Herstellung von feinen, geschuppten Teilchen. Die Vorgänge, die im Beispiel 16 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Granit als Rohmaterial verwendet wurde. Die technischen Daten der aus Granit hergestellten geschuppten Teilchen sind in Tabelle 5 angegeben.
Beispiel 19. Herstellung von feinen, geschuppten Teilchen. Die Vorgänge, die im Beispiel 16 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass Rhyolith als Rohmaterial verwendet wurde. Die Testergebnisse sind in Tabelle 5 angegeben.
Beispiel 20. Herstellung von feinen, geschuppten Teilchen. Die Vorgänge, die im Beispiel 12 beschrieben wurden, wurden mit der Ausnahme durchgeführt, dass eine Ofenladung, die aus Sand und einer Mischung aus Kalkstein und Dolomit besteht, als Rohmaterial verwendet wurde. Die ausgeführten Experimente ermöglichten eine Erhöhung der Ausgabe von feinen Teilchen der gegebenen Fraktion zu erzielen. Die Dicke der Teilchen wurde durch das Ändern des Schmelzniveaus, das der Arbeitsoberfläche 35 des rotierenden Elements 36 zugeführt wurde, unter Verwendung eines elektrischen Antriebs, der kinematisch mit dem Rohr 34, das für das Hereinnehmen der Schmelze von der Zuführvorrichtung 17 vorgesehen ist, verbunden ist, geregelt. Die Abweichung K des Durchmessers der Teilchen wird als Verhältnis der Nebenachse zur Hauptachse der Ellipse des Teilchens bestimmt. Spezifikationen der hergestellten geschuppten Teilchen sind in Tabelle 5 dargestellt.
Die so erhaltenen kontinuierlichen Fasern, Stapelfasern, Grobfasern und geschuppten Teilchen wurden getestet, um ihre thermische Widerstandsfähigkeit und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Säure sowie ihre Zugfestigkeit zu bestimmen. Die Testergebnisse sind in den Tabellen 2, 3, 4 und 5 angegeben.
Die Testergebnisse haben gezeigt, dass die Produkte, die gemäß den vorgeschlagenen Verfahren auf den vorgeschlagenen Produktionslinien erhalten wurden, im Vergleich zu Produkten, die unter Verwendung der Verfahren des Stands der Technik hergestellt wurden, eine ungefähr 15 bis 32 % höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber Säure und eine ungefähr 15 bis 32 % höhere Zugfestigkeit aufweisen. Diese Eigenschaften wurden durch das Schaffen von Bedingungen für das Entfernen von Einschlüssen mit hohen Schmelztemperaturen aus den Schmelzen erzielt.
Die vorgeschlagenen Erfindungen können in Vorgängen mit anderen Mineralien (ultrabasische, basische, mittlere und Sandvarietäten) verwendet werden, wobei die Temperaturen des Materials, das dem Ziehen unterworfen ist, nicht die Temperaturen übersteigen, die in der vorliegenden Erfindung angegeben sind.
Tabelle 2
Tabelle 3
Tabelle 4
Tabelle 5

Claims

Produktionslinie für das Implementieren eines Verfahrens für das Herstellen kontinuierlicher anorganischer Fasern aus Gestein mit einer Gesteinsdosiereinheit, einem Schmelzofen, einer Zuführvorrichtung, die mit einer Spinndüse ausgerüstet ist, und einer Zuführvorrichtung für das Ausgeben der kontinuierlichen Faser, Mechanismen für das Aufbringen eines Schmiermittels, das Wickeln der Faser auf eine Spule, das Bewahren und Lagern der erhaltenen Fasern, und Vorrichtungen für die Überwachung und Steuerung des technologischen Verfahrens, wobei die Produktionslinie weiter eine Anordnung für eine mechanisch-katalytische Verarbeitung des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit installiert ist, um das Gestein im Vorhinein zu erhitzen, eine Mischkammer, die das Gehäuse, einen Boden, einstellbare Ventile auf den Eingangs- und Ausgangsseiten umfasst, die für eine Homogenisierung und Stabilisierung der Schmelze vorgesehen ist, und eine Heizvorrichtung für die Spinndüse umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, und der Ausgang der Anordnung mit dem Eingang des Schmelzofens verbunden ist, der Ausgang des Schmelzofens mit dem Eingang der Mischkammer verbunden ist, und der Ausgang der Mischkammer mit der Zuführvorrichtung, die mit den geheizten Spinndüsen ausgerüstet ist, verbunden ist.
Produktionslinie für das Implementieren eines Verfahrens zur Herstellung von Stapelfasern aus Gestein mit einer Gesteinsdosiereinheit, einem Schmelzofen, einer Spinndüse für das Ausgeben der Stapelfaser, Mechanismen für das Bewahren und Lagern der erhaltenen Stapelfasern, und Vorrichtungen für die Überwachung und Steuerung des technologischen Verfahrens, wobei die Produktionslinie weiter eine Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit installiert ist, um das Gestein im Vorhinein zu erhitzen, und Vorrichtungen für das Aufblähen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse heraus fließt, umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, und der Ausgang der Anordnung mit dem Eingang des Schmelzofens verbunden ist, und der Ausgang des Schmelzofens mit der Spinndüse verbunden ist.
Produktionslinie für das Implementieren eines Verfahrens zur Herstellung von anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen aus Gestein mit einer Gesteinsdosiereinheit, einem Schmelzofen, einer Spinndüse für das Ausgeben der silikatreichen, anorganischen, feinen, geschuppten Teilchen, Mechanismen für das Bewahren und Lagern der erhaltenen silikatreichen, anorganischen, feinen geschuppten Teilchen, und Vorrichtungen für die Überwachung und Steuerung des technologischen Verfahrens, wobei die Produktionslinie weiter eine Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials, einen Wärmetauscher, der auf der Dosiereinheit installiert ist, um das Gestein im Vorhinein zu erhitzen, und Vorrichtungen für das Zerteilen des Schmelzstroms, der aus der Spinndüse heraus fließt, umfasst, während der Eingang der Anordnung für die mechanisch-katalytische Behandlung des Rohmaterials mit dem Ausgang der Gesteinsdosiereinheit verbunden ist, und der Ausgang der Anordnung mit dem Eingang des Schmelzofens verbunden ist, und der Ausgang des Schmelzofens mit der Spinndüse verbunden ist.