EA047118B1

EA047118B1 - METHOD FOR MANUFACTURING ARTIFICIAL GLASSY FIBERS

Info

Publication number: EA047118B1
Application number: EA202292223
Authority: EA
Inventors: Ларс Эльмекилле Хансен; Эйвинд Волдбю Ларсен
Original assignee: Роквул А/С
Priority date: 2020-01-30
Filing date: 2021-01-29
Publication date: 2024-06-03

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к способу изготовления искусственных стекловидных волокон (man-made vitreous fibres, MMVF) с использованием электрической печи для плавления минеральной шихты.The invention relates to a method for producing man-made vitreous fibers (MMVF) using an electric furnace for melting a mineral charge.

Уровень техникиState of the art

Изобретение относится к способам изготовления MMVF и консолидированных продуктов из MMVF, таких как изоляционные продукты. В общем исходный минеральный материал (минеральную шихту) с заданным общим химическим составом плавят в печи, минеральный расплав выводят и направляют в устройство волокнообразования, такое как устройство наружного или внутреннего центрифугирования, волокна собирают, если нужно, подвергают дополнительной обработке и формируют из них фетр, обычно с использованием связующего.The invention relates to methods for making MMVF and consolidated products from MMVF, such as insulation products. In general, the starting mineral material (mineral charge) with a given general chemical composition is melted in a furnace, the mineral melt is removed and sent to a fiberization device, such as an external or internal centrifugation device, the fibers are collected, if necessary, subjected to additional processing and formed from them into felt, usually using a binder.

По ряду причин было бы предпочтительно использовать электрические печи вместо печей на угле, нефти или газообразном топливе. Электрические печи обладают потенциалом подвода энергии из возобновляемых источников, таким образом, экологические характеристики электрических печей могут быть более предпочтительными, чем у пламенных печей. Также было бы выгодно использовать возобновляемую электроэнергию, так как она дешевле, по меньшей мере отчасти, благодаря меньшему углеродному налогу. При использовании электрической печи и/или печи на газообразном топливе нет необходимости в очистке от диоксида серы, в отличие от печей на угле или нефти.For a number of reasons, it would be preferable to use electric furnaces instead of coal, oil or gas fired furnaces. Electric ovens have the potential to supply energy from renewable sources, so the environmental performance of electric ovens may be superior to that of combustion ovens. It would also be beneficial to use renewable electricity as it is cheaper, at least in part due to a lower carbon tax. When using an electric and/or gas-fueled furnace, there is no need to clean up sulfur dioxide, unlike coal or oil-fired furnaces.

Однако в контексте электрической печи с молибденовыми электродами получаемые продукты MMVF могут быть склонны к чрезмерной усадке из-за спекания под действием высокой температуры. Усадка вызывает образование термических мостиков, что может быть критически важным в случае использования этих продуктов для противопожарной защиты. Вообще, менее плотные продукты подвержены большей усадке, чем продукты с высокой плотностью.However, in the context of an electric furnace with molybdenum electrodes, the resulting MMVF products may be prone to excessive shrinkage due to high temperature sintering. Shrinkage causes thermal bridging, which can be critical when these products are used for fire protection. In general, less dense products are subject to greater shrinkage than higher density products.

В стандартных электрических печах для производства MMVF используют молибденовые или угольные электроды. Электроды обеспечивают подвод энергии, необходимой для плавления минерального материала, посредством эффекта Джоуля. Обычно молибденовые электроды, характеризующиеся степенью чистоты >99% Mo, инертны по отношению к расплавленному минеральному материалу и, следовательно, не участвуют в восстановлении оксида Fe2O3 до FeO в ванне расплава. В консолидированном продукте из MMVF FeO является важным компонентом, ограничивающим усадку волокон, обеспечивающим огнестойкость, а также термическую стойкость.Standard electric furnaces use molybdenum or carbon electrodes to produce MMVF. The electrodes provide the energy needed to melt the mineral material through the Joule effect. Typically molybdenum electrodes, which are >99% Mo pure, are inert to the molten mineral material and therefore do not participate in the reduction of Fe2O3 oxide to FeO in the molten pool. In a consolidated MMVF product, FeO is an important component that limits fiber shrinkage, providing fire resistance as well as thermal resistance.

Было бы желательно обеспечить способ, при помощи которого можно изготовить расплав, пригодный для переработки в MMVF, с использованием электрической печи с молибденовыми электродами для подготовки расплава, исключающий чрезмерную усадку продукта.It would be desirable to provide a method by which a melt suitable for processing into MMVF can be produced using an electric furnace with molybdenum electrodes to prepare the melt without excessive shrinkage of the product.

Требуется, чтобы готовые консолидированные продукты MMVF характеризовались усадкой из-за спекания под действием высокой температуры или при пожаре в приемлемом диапазоне. Усадку следует исключать или, по меньшей мере, насколько возможно сокращать, так как при усадке консолидированных продуктов из MMVF под действием высокой температуры могут образовываться термические мостики и зазоры в изоляции.Finished consolidated MMVF products are required to exhibit heat or fire sintering shrinkage within an acceptable range. Shrinkage should be eliminated or at least reduced as much as possible, since when consolidated MMVF products shrink under high temperatures, thermal bridges and gaps in the insulation can form.

Было бы желательно дополнительно снизить степень усадки консолидированных продуктов из MMVF.It would be desirable to further reduce the shrinkage rate of consolidated MMVF products.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Указанная проблема сокращения усадки консолидированных продуктов из MMVF решена авторами изобретения посредством способа по п. 1 формулы изобретения.The specified problem of reducing shrinkage of consolidated products from MMVF was solved by the authors of the invention using the method according to claim 1 of the formula.

Молибденовые электроды, в отличие от основных альтернативных типов электродов для плавильных печей минерального сырья (т.е. графитовых электродов), не создают восстановительные условия в минеральном расплаве. Из-за этого отношение Fe(II):Fe(III) меньше, чем нужно для огнестойких продуктов из MMVF, так как для увеличения этого отношения требуются восстановительные условия. Было бы желательно увеличить отношение Fe(II):Fe(III) для повышения термической стойкости и огнестойкости продуктов из MMVF. В частности, при большем отношении сводится к минимуму или даже предотвращается усадка продуктов из MMVF при пожаре или в ином случае воздействия высокой температуры.Molybdenum electrodes, unlike the main alternative types of electrodes for mineral melting furnaces (i.e. graphite electrodes), do not create reducing conditions in the mineral melt. Because of this, the Fe(II):Fe(III) ratio is less than needed for flame retardant MMVF products, as reducing conditions are required to increase this ratio. It would be desirable to increase the Fe(II):Fe(III) ratio to improve the thermal and fire resistance of MMVF products. In particular, a higher ratio minimizes or even prevents shrinkage of MMVF products in the event of fire or other high temperature exposure.

В способе по п. 1 формулы изобретения эта проблема решена путем введения в печь металлического алюминия либо в сочетании с другими минеральными материалами, либо отдельно, посредством чего создаются восстановительные условия, необходимые для достижения заданного отношения Fe(II) к Fe(III). Это обусловлено окислительно-восстановительной реакцией, в ходе которой металлический алюминий окисляется до Al2O3, а Fe2O3 восстанавливается до FeO в соответствии с изобретением. Следовательно, соотношением FeO:Fe2O3 можно управлять.In the method according to claim 1 of the claims, this problem is solved by introducing metallic aluminum into the furnace, either in combination with other mineral materials or separately, thereby creating the reducing conditions necessary to achieve a given ratio of Fe(II) to Fe(III). This is due to a redox reaction in which aluminum metal is oxidized to Al2O3 and Fe2O3 is reduced to FeO in accordance with the invention. Therefore, the FeO:Fe2O3 ratio can be controlled.

Материал, включающий металлический алюминий, может содержать от 0,5 до 10 вес.% металлического алюминия, предпочтительно 1-5 вес.% металлического алюминия.The material comprising aluminum metal may contain from 0.5 to 10 wt.% aluminum metal, preferably 1-5 wt.% aluminum metal.

Материал, включающий металлический алюминий, помимо металлического алюминия, также может дополнительно содержать от 50 до 90 вес.% оксида алюминия. Оксид алюминия является важным компонентом MMVF, поэтому его введение наряду с металлическим алюминием является благоприятным.The material comprising aluminum metal, in addition to aluminum metal, may also further contain from 50 to 90 wt.% aluminum oxide. Aluminum oxide is an important component of MMVF, so its inclusion along with aluminum metal is beneficial.

Материал, включающий металлический алюминий, может иметь форму частиц, при этом 90 вес.%The material comprising aluminum metal may be in particulate form, with 90 wt.%

- 1 047118 частиц меньше 1 мм. Благодаря этому может быть упрощено равномерное перемешивание источника металлического алюминия с другим минеральным компонентом и, следовательно, получен минеральный расплав с единообразным составом. Предпочтительно этим материалом является алюминиевый шлак.- 1,047,118 particles less than 1 mm. Due to this, uniform mixing of the aluminum metal source with the other mineral component can be simplified and, therefore, a mineral melt with a uniform composition can be obtained. Preferably, this material is aluminum slag.

Алюминиевый шлак представляет собой твердые отходы производства алюминиевой промышленности и содержит, главным образом (обычно от 50 до 90% вес), Al2O3 и около 0,5-10 вес.% металлического алюминия. Алюминиевый шлак может составлять от 5 до 30% всей минеральной шихты, например приблизительно 10 вес.%Aluminum slag is a solid waste product from the aluminum industry and contains mainly (usually 50 to 90 wt.%) Al2O3 and about 0.5-10 wt.% aluminum metal. Aluminum slag can constitute from 5 to 30% of the total mineral charge, for example approximately 10 wt.%

Алюминиевый шлак содержит от 0,5 до 10 вес.% металлического алюминия, от 50 до 90 вес.% оксида алюминия Al2O₃ и от 0 до 49,5 вес.% других материалов. Предпочтительно алюминиевый шлак содержит от 2 до 6 вес.% металлического алюминия. Другие материалы могут представлять собой один или несколько из SiO₂, MgO и Fe₂O₃. Предпочтительно алюминиевый шлак содержит оксиды корунда, шпинели и муллита.Aluminum slag contains from 0.5 to 10 wt.% aluminum metal, from 50 to 90 wt.% aluminum oxide Al2O ₃ and from 0 to 49.5 wt.% other materials. Preferably, the aluminum slag contains from 2 to 6 wt.% aluminum metal. Other materials may be one or more of SiO ₂ , MgO and Fe ₂ O ₃ . Preferably, the aluminum slag contains oxides of corundum, spinel and mullite.

Алюминиевый шлак может характеризоваться регулируемым распределением частиц по размерам. Например, алюминиевый шлак может характеризоваться таким распределением частиц по размерам, в котором 90 вес.% частиц имеет размер менее 1 мм, предпочтительно 90 вес.% менее 200 мкм. Средний размер частиц алюминиевого шлака может составлять от 10 до 100 мкм, например от 20 до 30 мкм.Aluminum slag can be characterized by a controlled particle size distribution. For example, aluminum slag may have a particle size distribution such that 90 wt.% of the particles are less than 1 mm in size, preferably 90 wt.% less than 200 μm. The average particle size of aluminum slag can be from 10 to 100 microns, for example from 20 to 30 microns.

Содержание металлического алюминия и оксида алюминия (и других компонентов) в пересчете на сухое вещество определяют стандартными методами. Например, содержание металлического алюминия может быть определено путем проведения реакции материала с сильным основанием, таким как NaOH. Количество металлического алюминия может быть определено на основании количества выделившегося газообразного водорода.The content of metallic aluminum and aluminum oxide (and other components) in terms of dry matter is determined by standard methods. For example, aluminum metal content can be determined by reacting the material with a strong base such as NaOH. The amount of aluminum metal can be determined based on the amount of hydrogen gas released.

Источником алюминиевого шлака могут быть предпочтительно отходы промышленного производства алюминия. В частности, в процессе литья алюминия образуется определенное количество обогащенных оксидом алюминия отходов, которые обычно называют алюминиевый шлак. В нем может содержаться значительная доля металлического алюминия, поэтому его подвергают обработке, направленной на извлечение металлического алюминия. Как правило, алюминиевый шлак размельчают, размалывают и просеивают. Таким образом, получают некоторое количество алюминия для перепродажи и обогащенную алюминием фракцию, которую направляют в печь для повторного использования. Побочным продуктом также является обогащенный оксидом алюминия порошок. Этот порошок может быть эффективным образом использован в качестве источника металлического алюминия в способе настоящего изобретения. Обогащенный оксидом алюминия порошок, полученный при обработке алюминиевого шлака (измельченный алюминиевый шлак), может содержать некоторое количество галогенсодержащих материалов (по весу), например, от 1 до 10%, предпочтительно от 1 до 8%. В частности, галогенсодержащие материалы включают фторид и хлорид.The source of the aluminum slag may preferably be waste from industrial aluminum production. In particular, the aluminum casting process produces a certain amount of aluminum oxide-rich waste, which is usually called aluminum slag. It may contain a significant proportion of aluminum metal, so it is subjected to processing to extract the aluminum metal. Typically, aluminum slag is crushed, ground and screened. In this way, a certain amount of aluminum is obtained for resale and an aluminum-enriched fraction is sent to the furnace for reuse. A by-product is also alumina-enriched powder. This powder can be effectively used as a source of aluminum metal in the method of the present invention. The alumina-enriched powder obtained by processing aluminum slag (ground aluminum slag) may contain some amount of halogen-containing materials (by weight), for example, from 1 to 10%, preferably from 1 to 8%. In particular, halogen-containing materials include fluoride and chloride.

Обогащенную алюминием фракцию, необязательно, вместе с другими содержащими алюминий отходами подвергают переплавке в печи. Это может быть вращающаяся печь или печь для обжига. Содержащие алюминий отходы могут быть подвергнуты плазменному нагреву. Может быть использована обычная печь. В печь обычно вводят соль с целью снижения поверхностного натяжения алюминия и уменьшения окисления. Этот процесс позволяет получить фракцию алюминия для перепродажи, дополнительное количество алюминиевого шлака и солевой шлак. Солевой шлак может быть подвергнут влажной химической обработке (включающей промывку водой и высокотемпературную обработку) с получением солевой фракции, которую рециркулируют в печь, и дополнительного количества обогащенного оксидом алюминия порошка, который также может быть использован в качестве источника металлического алюминия в соответствии с изобретением. Этот продукт характеризуется меньшим содержанием галогенсодержащих материалов (например, фторида), чем обогащенный оксидом алюминия порошок, получаемый при обработке алюминиевого шлака (размолотый алюминиевый шлак). Содержание галогена (по весу) может составлять от 0 до 5%, часто по меньшей мере 0,5 или 1% и предпочтительно, не превышает 3%.The aluminum-enriched fraction is optionally subjected to smelting in a furnace together with other aluminum-containing waste. This may be a rotary kiln or a kiln. Aluminum-containing waste can be plasma heated. A conventional oven can be used. Salt is usually added to the furnace to reduce the surface tension of the aluminum and reduce oxidation. This process produces aluminum fraction for resale, additional aluminum slag and salt slag. The salt slag can be subjected to a wet chemical treatment (including water washing and high temperature treatment) to produce a salt fraction which is recycled to the furnace and additional alumina-rich powder which can also be used as a source of aluminum metal in accordance with the invention. This product contains less halogenated materials (eg fluoride) than the alumina-enriched powder produced by processing aluminum slag (ground aluminum slag). The halogen content (by weight) can be from 0 to 5%, often at least 0.5 or 1% and preferably not more than 3%.

Алюминиевый шлак представляет собой отходы производства алюминиевой промышленности в форме частиц и содержит, главным образом (обычно, от 50 до 90 вес.%), Al₂O₃ и около 0,5-10 вес.% металлического алюминия. Алюминиевый шлак может составлять от 5 до 30% всей минеральной шихты, например, приблизительно 10 вес.% Его использование в количестве, лежащем в указанном диапазоне, позволяет уменьшить потребность в использовании первичного сырья для компонента композиции MMVF, являющегося источником оксида алюминия, одновременно обеспечивая желательный эффект сведения к минимуму усадки консолидированных продуктов MMVF.Aluminum slag is a waste product from the aluminum industry in particulate form and contains mainly (usually 50 to 90 wt.%) Al ₂ O ₃ and about 0.5-10 wt.% metallic aluminum. Aluminum slag may constitute from 5 to 30% of the total mineral charge, for example approximately 10 wt.% Its use in an amount within the specified range reduces the need for the use of virgin raw materials for the alumina source component of the MMVF composition, while simultaneously providing the desired the effect of minimizing shrinkage of consolidated MMVF products.

В некоторых вариантах осуществления изобретения материал, включающий металлический алюминий, содержит от 45 до 100 вес.% металлического алюминия, предпочтительно по меньшей мере 85 вес.% металлического алюминия. Более высокое процентное содержание металлического алюминия означает, что этот материал может присутствовать с меньшим процентным содержанием относительно всего исходного минерального материала. Например, исходный минеральный материал может содержать от 0,05 до 10 вес.% в пересчете на металлический алюминий материала, который содержит от 45 до 100% металлического алюминия. Материал, который содержит от 45 до 99% металлического алюминия, можетIn some embodiments of the invention, the material comprising aluminum metal contains from 45 to 100 wt.% aluminum metal, preferably at least 85 wt.% aluminum metal. A higher percentage of aluminum metal means that this material may be present at a lower percentage relative to the total original mineral material. For example, the mineral starting material may contain from 0.05 to 10 wt.% aluminum metal of a material that contains from 45 to 100% aluminum metal. A material that contains 45 to 99% aluminum metal can

- 2 047118 иметь любую надлежащую физическую форму. Пригодные материалы включают алюминиевый гранулят и один или несколько блоков металлического алюминия.- 2 047118 have any proper physical shape. Suitable materials include aluminum granules and one or more blocks of aluminum metal.

Требуемое количество гранулята Al относительно всей минеральной шихты составляет меньшую долю, чем количество алюминиевого шлака, требуемое для обеспечения того же количества металлического алюминия, приблизительно 0,2 вес.% всей минеральной шихты, например от 0,1 до 0,5 вес.% всей минеральной шихты, например от 0,2 до 0,4 вес.% всей минеральной шихты, в пересчете на металлический алюминий.The required amount of Al granulate relative to the total mineral charge is a smaller proportion than the amount of aluminum slag required to provide the same amount of aluminum metal, approximately 0.2 wt.% of the total mineral charge, for example from 0.1 to 0.5 wt.% of the total mineral charge, for example from 0.2 to 0.4 wt.% of the total mineral charge, in terms of aluminum metal.

Блоки могут иметь надлежащую форму, например стержней, брусков, болванок или другую форму. Блоки могут содержать от 45 до 100 вес.% металлического алюминия, предпочтительно, по существу, полностью состоят из металлического алюминия. Когда в качестве источника алюминия используют один или несколько блоков, блоки предпочтительно имеют форму стержней.The blocks may be of appropriate shape, such as rods, bars, blanks, or other shapes. The blocks may contain from 45 to 100 wt.% aluminum metal, preferably consisting essentially entirely of aluminum metal. When one or more blocks are used as the aluminum source, the blocks are preferably in the form of rods.

Стержень металлического алюминия или блок иной формы может быть введен непосредственно в минеральный расплав в печи. Этот способ позволяет исключить преждевременное окисление металлического алюминия, тем самым повышая эффективность процесса.A rod of aluminum metal or another shaped block may be introduced directly into the mineral melt in a furnace. This method eliminates premature oxidation of aluminum metal, thereby increasing the efficiency of the process.

Чтобы исключить преждевременное окисление компонента гранулята, представляющего собой металлический Al, гранулят Al может быть введен непосредственно в ванну расплава. Например, для этого может быть применена горелка или фурма, например кислородотопливная горелка с центральным каналом для транспорта гранулята Al.To avoid premature oxidation of the metallic Al component of the granulate, the Al granulate can be introduced directly into the melt bath. For example, a burner or lance, for example an oxy-fuel burner with a central channel for transporting Al granulate, can be used for this purpose.

Гранулят может быть введен отдельно как компонент исходного материала, который включает только гранулят Al. В качестве альтернативы он может быть предварительно смешан с наполнителем, и смесь гранулята Al и наполнителя введена в печь как смешанный компонент исходного материала. Надлежащие наполнители включают различные исходные материалы, которые могут представлять собой используемые дополнительные исходные материалы. Например, гранулят Al может быть до введения в циклонную печь смешан с мелкодисперсной фракцией фильтра (т.е. мелкодисперсными частицами исходного материала, извлекаемыми из выпускного фильтра циклонной печи). Надлежащее процентное содержание гранулята Al в смеси с наполнителем составляет от 1 до 90%, например от 10 до 70%, например от 15 до 50%. Благодаря использованию смеси гранулята Al с другими исходными материалами может быть улучшено регулирование дозирования металлического алюминия в данном процессе.The granulate can be introduced separately as a component of the starting material, which includes only the Al granulate. Alternatively, it may be pre-mixed with filler, and the mixture of Al granulate and filler is introduced into the furnace as a mixed feed component. Suitable excipients include various starting materials, which may be additional starting materials used. For example, the Al granulate may be mixed with filter fines (ie feed fines recovered from the cyclone furnace outlet filter) prior to introduction into the cyclone furnace. A suitable percentage of Al granulate mixed with filler is from 1 to 90%, for example from 10 to 70%, for example from 15 to 50%. By using a mixture of Al granulate with other starting materials, the dosage control of aluminum metal in a given process can be improved.

Гранулят Al хорошо смешивается с расплавом, так как величины плотности расплава и металлического алюминия близки.Al granulate mixes well with the melt, since the density values of the melt and metallic aluminum are close.

Кроме этого, гранулят Al является намного более чистым материалом, чем алюминиевый шлак.In addition, Al granulate is a much cleaner material than aluminum slag.

Размер частиц (средний диаметр частицы, при этом за диаметр частицы принимается наибольшее измерение частицы вне зависимости от того, является ли частица сферической) гранулята Al может не превышать 15 мм, например составлять менее 10 мм, например менее 5 мм. В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения размер частиц (средний диаметр частицы, при этом за диаметр частицы принимается наибольшее измерение частицы, несмотря на то, является ли частица сферической) гранулята Al может не превышать 3 мм, например составлять менее 2 мм, например менее 1 мм.The particle size (average particle diameter, with the particle diameter being the largest dimension of the particle regardless of whether the particle is spherical) of the Al granulate may not exceed 15 mm, for example less than 10 mm, for example less than 5 mm. In one preferred embodiment of the invention, the particle size (average particle diameter, with the particle diameter being the largest dimension of the particle, regardless of whether the particle is spherical) of the Al granulate may not exceed 3 mm, for example less than 2 mm, for example less than 1 mm.

В соответствии с изобретением исходный минеральный материал может содержать от 0,1 до 0,5 вес.% металлического алюминия.In accordance with the invention, the starting mineral material may contain from 0.1 to 0.5 wt.% aluminum metal.

В предпочтительных вариантах осуществления изобретения MMVF характеризуются следующим содержанием компонентов в пересчете на оксиды, выраженным в весовых процентах:In preferred embodiments of the invention, MMVF are characterized by the following content of components in terms of oxides, expressed in weight percent:

SiO₂: по меньшей мере 30, 32, 35 или 37; не более 51, 48, 45 или 43;SiO ₂ : at least 30, 32, 35 or 37; no more than 51, 48, 45 or 43;

CaO: по меньшей мере 8 или 10; не более 30, 25 или 20;CaO: at least 8 or 10; no more than 30, 25 or 20;

MgO: по меньшей мере 2 или 5; не более 25, 20 или 15;MgO: at least 2 or 5; no more than 25, 20 or 15;

FeO (включая Fe₂O₃): по меньшей мере 4 или 5; не более 15, 12 или 10;FeO (including Fe ₂ O ₃ ): at least 4 or 5; no more than 15, 12 or 10;

FeO+MgO: по меньшей мере 10, 12 или 15; не более 30, 25 или 20;FeO+MgO: at least 10, 12 or 15; no more than 30, 25 or 20;

Na₂O+K₂O: ноль или по меньшей мере 1; не более 10;Na ₂ O+K ₂ O: zero or at least 1; no more than 10;

CaO+Na₂O+K₂O: по меньшей мере 10 или 15; не более 30 или 25;CaO+Na ₂ O+K ₂ O: at least 10 or 15; no more than 30 or 25;

TiO₂: ноль или по меньшей мере 1; не более 6, 4 или 2;TiO ₂ : zero or at least 1; no more than 6, 4 or 2;

TiO₂+FeO: по меньшей мере 4 или 6; не более 18 или 12;TiO ₂ +FeO: at least 4 or 6; no more than 18 or 12;

B₂O₃: ноль или по меньшей мере 1; не более 5 или 3;B ₂ O ₃ : zero or at least 1; no more than 5 or 3;

P₂O₅: ноль или по меньшей мере 1; не более 8 или 5;P ₂ O ₅ : zero or at least 1; no more than 8 or 5;

другие: ноль или по меньшей мере 1; не более 8 или 5others: zero or at least 1; no more than 8 or 5

Волокна предпочтительно характеризуются температурой плавления более 800°C, более предпочтительно более 1000°C.The fibers preferably have a melting point greater than 800°C, more preferably greater than 1000°C.

MMVF, изготовленные способом настоящего изобретения, предпочтительно имеют следующий состав в весовых процентах:MMVFs produced by the process of the present invention preferably have the following composition in weight percentage:

SiO₂: от 35 до 50;SiO ₂ : from 35 to 50;

AW от 12 до 30;AW from 12 to 30;

TiO2: до 2;TiO2: up to 2;

Fe₂O₃: от 3 до 12;Fe ₂ O ₃ : from 3 to 12;

CaO: от 5 до 30;CaO: from 5 to 30;

- 3 047118- 3 047118

MgO: до 15;MgO: up to 15;

Na2O: от 0 до 15;Na2O: from 0 to 15;

K2O: от 0 до 15;K2O: 0 to 15;

P2O5: до 3;P2O5: up to 3;

MnO: до 3;MnO: up to 3;

B2O3: до 3.B2O3: up to 3.

Другой предпочтительный состав MMVF в весовых процентах следующий:Another preferred composition of MMVF in weight percent is as follows:

SiO₂: 39-55%, предпочтительно 39-52%;SiO ₂ : 39-55%, preferably 39-52%;

Al₂O₃: 16-27%, предпочтительно 16-26%;Al ₂ O ₃ : 16-27%, preferably 16-26%;

CaO: 6-20%, предпочтительно 8-18%;CaO: 6-20%, preferably 8-18%;

MgO: 1-5%, предпочтительно 1-4,9%;MgO: 1-5%, preferably 1-4.9%;

Na2O: 0-15%, предпочтительно 2-12%;Na2O: 0-15%, preferably 2-12%;

K2O: 0-15%, предпочтительно 2-12%;K2O: 0-15%, preferably 2-12%;

R2O (Na₂O+K₂O): 10-14,7%, предпочтительно 10-13,5%;R2O (Na ₂ O+K ₂ O): 10-14.7%, preferably 10-13.5%;

P₂O₅: 0-3%, предпочтительно 0-2%;P ₂ O ₅ : 0-3%, preferably 0-2%;

Fe₂O₃: (всего железа) 3-15%, предпочтительно 3,2-8%;Fe ₂ O ₃ : (total iron) 3-15%, preferably 3.2-8%;

B₂O₃: 0-2%, предпочтительно 0-1%;B ₂ O ₃ : 0-2%, preferably 0-1%;

TiO₂: 0-2%, предпочтительно 0,4-1%;TiO ₂ : 0-2%, preferably 0.4-1%;

другие: 0-2,0%.others: 0-2.0%.

Этот состав может быть надлежащим образом использован в устройстве внутреннего центрифугирования в качестве волокнообразующего устройства.This composition can be suitably used in an internal centrifugation apparatus as a fiberizing apparatus.

Предпочтительный диапазон содержания SiO₂ составляет 39-44%, в частности 40-43%. Предпочтительный диапазон содержания CaO составляет 9,5-20%, в частности 10-18%.The preferred range of SiO ₂ content is 39-44%, in particular 40-43%. The preferred CaO content range is 9.5-20%, in particular 10-18%.

Содержание Al₂O₃ лежит предпочтительно в диапазоне от 16 до 27%, предпочтительно больше 17% и/или предпочтительно меньше 25%, и сумма SiO₂ и Al₂O₃ предпочтительно составляет от 57 до 75%, предпочтительно больше 60% и/или предпочтительно меньше 72%. Количество оксидов щелочных металлов (натрия и калия) (R₂O) в данной композиции волокон предпочтительно довольно большое, но ограничено диапазоном 10-14,7%, предпочтительно от 10 до 13,5%, при этом количество оксида магния равно по меньшей мере 1%.The Al ₂ O ₃ content is preferably in the range from 16 to 27%, preferably more than 17% and/or preferably less than 25%, and the sum of SiO ₂ and Al ₂ O ₃ is preferably from 57 to 75%, preferably more than 60% and/ or preferably less than 72%. The amount of alkali metal (sodium and potassium) oxides (R ₂ O) in a given fiber composition is preferably quite large, but limited to the range of 10-14.7%, preferably from 10 to 13.5%, with the amount of magnesium oxide being at least 1%.

Предпочтительно Al₂O₃ присутствует в количестве 17-25%, в частности 20-25%, в частности 2124,5%, в частности около 22-23 или 24 вес.% Преимущественно содержание оксида магния составляет по меньшей мере 1,5%, в частности, 2%, предпочтительно 2-5%, особенно предпочтительно >2,5 или 3%.Preferably Al ₂ O ₃ is present in an amount of 17-25%, in particular 20-25%, in particular 2124.5%, in particular about 22-23 or 24% by weight. Advantageously the magnesium oxide content is at least 1.5% in particular 2%, preferably 2-5%, particularly preferably >2.5 or 3%.

В том случае, когда Al₂O₃ присутствует в количестве по меньшей мере 22 вес.%, количество оксида магния составляет предпочтительно по меньшей мере 1%, преимущественно около 1-4%, предпочтительно 1-2%, в частности 1,2-1,6%. Содержание Al2O3 предпочтительно ограничено 25%, чтобы температура ликвидуса оставалась достаточно низкой. Когда Al2O3 присутствует в меньшем количестве, например около 17-22%, количество оксида магния составляет предпочтительно по меньшей мере 2%, в частности около 2-5%.In the case where Al ₂ O ₃ is present in an amount of at least 22% by weight, the amount of magnesium oxide is preferably at least 1%, preferably about 1-4%, preferably 1-2%, in particular 1,2- 1.6%. The Al2O3 content is preferably limited to 25% to keep the liquidus temperature sufficiently low. When Al2O3 is present in a smaller amount, for example about 17-22%, the amount of magnesium oxide is preferably at least 2%, in particular about 2-5%.

Общее количество оксидов Fe и Mg важно с точки зрения регулирования усадки изолирующих MMVF. Кроме этого, отношение Fe(II):Fe(III) влияет на параметры изолирующих MMVF при пожаре, когда окисление Fe(II) до Fe(III) является благоприятным процессом.The total amount of Fe and Mg oxides is important in terms of controlling the shrinkage of insulating MMVFs. In addition, the Fe(II):Fe(III) ratio affects the parameters of insulating MMVFs during a fire, when the oxidation of Fe(II) to Fe(III) is a favorable process.

Преимущественно, волокна характеризуются отношением Fe(II):Fe(III) более 2, например, более 3. Доля Fe(3+) относительно всего Fe в расплаве до стадии волокнообразования и в MMVF, вообще, меньше 5%, предпочтительно меньше 3%. Это благоприятно для предотвращения усадки.Advantageously, the fibers are characterized by a Fe(II):Fe(III) ratio greater than 2, for example greater than 3. The proportion of Fe(3+) relative to total Fe in the melt before the fiberization stage and in the MMVF is generally less than 5%, preferably less than 3% . This is beneficial for preventing shrinkage.

Количество Fe(2+) и Fe(3+) может быть определено методом Мессбауэра (Mossbauer), описанным в The ferric/ferrous ratio in basalt melts at different oxygen pressures, Helgason et al., Hyperfine Interact., 45 (1989), p. 287-294.The amount of Fe(2+) and Fe(3+) can be determined by the Mossbauer method described in The ferric/ferrous ratio in basalt melts at different oxygen pressures, Helgason et al., Hyperfine Interact., 45 (1989), p. 287-294.

Общее количество железа в расплаве или композиции волокон относительно всех оксидов в расплаве или волокнах рассчитывается как Fe₂O₃. Это является стандартным способом выражения количества железа, присутствующего в подобных MMVF, шихте или расплаве. Реальное весовое процентное содержание FeO и Fe₂O₃ будет изменяться в зависимости от соотношения оксидов железа и/или состояние окисления-восстановления расплава. Например,______________________________________The total amount of iron in the melt or fiber composition relative to all oxides in the melt or fibers is calculated as Fe ₂ O ₃ . This is a standard way of expressing the amount of iron present in such MMVF, charge or melt. The actual weight percentage of FeO and Fe ₂ O ₃ will vary depending on the ratio of iron oxides and/or the oxidation-reduction state of the melt. For example,______________________________________

Fe(3+) Fe(3+) Fe(2+)^zFe(3+)=80/20 Fe(2+) ^z Fe(3+)=80/20 Fe(2+)/Fe(3+)=97/3 Fe(2+)/Fe(3+)=97/3 Fe₂O₃ _Fe2O3 FeO FeO Fe₂O₃ _Fe2O3 FeO FeO Fe₂O₃ _Fe2O3 % вес./вес. % w/w % вес./вес. % w/w % вес./вес. % w/w % вес./вес. % w/w % вес./вес. % w/w Fe₂O₃ _Fe2O3 FeO FeO Fe₂O₃ _Fe2O3 FeO FeO Fe₂O₃ _Fe2O3 3 3 2,2 2.2 0,6 0.6 2,6 2.6 0,09 0.09 4 4 2,9 2.9 0,8 0.8 3,5 3.5 0,12 0.12 5 5 3,6 3.6 1,0 1.0 4,4 4.4 0,15 0.15 6 6 4,3 4.3 1,6 1.6 5,2 5.2 0,18 0.18 7 7 5,0 5.0 1,4 1.4 6,1 6.1 0,21 0.21 8 8 5,8 5.8 1,6 1.6 7,0 7.0 0,24 0.24

Таким образом, специалистам понятно, что реальное весовое процентное содержание присутст- 4 047118 вующих оксидов железа будет зависеть от отношения Fe(2+) и Fe(3+).Thus, those skilled in the art will appreciate that the actual weight percentage of iron oxides present will depend on the ratio of Fe(2+) to Fe(3+).

Способ настоящего изобретения может дополнительно включать консолидацию MMVF с образованием консолидированного продукта, содержащего MMVF. Консолидированные продукты могут быть использованы во множестве вариантов применения, включая огнестойкие изолирующие продукты. В таких вариантах применения уменьшение усадки особенно благоприятно, так как позволяет сократить риск образования термических мостиков и зазоров в изоляции.The method of the present invention may further include consolidating MMVF to form a consolidated product containing MMVF. Consolidated products can be used in a variety of applications, including fire resistant insulating products. In these applications, reduced shrinkage is particularly beneficial as it reduces the risk of thermal bridges and gaps in the insulation.

Печи, пригодные для использования в способе настоящего изобретения, включают электрические стеклоплавильные печи, известные специалистам в данной области, в которых для плавления исходного минерального материала применяют нагревание джоулевой теплотой с использованием молибденовых электродов. Если нужно, нагревание джоулевой теплотой может быть дополнено сжиганием газообразного топлива.Furnaces suitable for use in the method of the present invention include electric glass melting furnaces known to those skilled in the art, which use Joule heat using molybdenum electrodes to melt the mineral starting material. If necessary, heating with Joule heat can be supplemented by combustion of gaseous fuel.

Изобретение также может быть реализовано в печи-ванне, где для плавления исходного минерального материала используют тепло от сжигания газообразного топлива, дополняя его джоулевой теплотой с использованием молибденовых электродов. Печи этих типов известны специалистам в данной области.The invention can also be implemented in a bath furnace, where the heat from the combustion of gaseous fuel is used to melt the initial mineral material, supplementing it with Joule heat using molybdenum electrodes. These types of furnaces are known to those skilled in the art.

Исходные материалы, используемые в качестве других компонентов минеральной шихты, могут быть выбраны, как известно, из широкого спектра источников. Они включают базальт, диабаз, нефелин сиенит, стеклобой, боксит, кварцевый песок, известняк, разорит, тетраборат натрия, доломит, соду, оливиновый песок, поташ. Также могут быть использованы отходы.The starting materials used as other components of the mineral charge can be selected, as is known, from a wide range of sources. They include basalt, diabase, nepheline syenite, cullet, bauxite, quartz sand, limestone, ruinite, sodium tetraborate, dolomite, soda, olivine sand, potash. Waste materials can also be used.

Волокна MMV могут быть изготовлены из минерального расплава обычным образом. Как правило, применяют способ волокнообразования путем центрифугирования.MMV fibers can be produced from a mineral melt in a conventional manner. As a rule, the method of fiberization by centrifugation is used.

Например, волокна могут быть изготовлены с использованием технологии вращающегося стакана, из которого расплав выбрасывается наружу через перфорацию. Расплав преобразуют в волокна с использованием технологии вращающегося стакана (также иногда описываемой как технология внутреннего центрифугирования). В конце подводящего канала до подачи во вращающийся стакан расплав предпочтительно имеет температуру в диапазоне от 1260 до 1300°C. Предпочтительно при переходе из подводящего канала во внутреннюю часть вращающегося стакана расплав охлаждается таким образом, что температура расплава, проходящего через перфорацию вращающегося стакана, лежит в диапазоне от 1150 до 1220°C.For example, the fibers can be produced using a rotating bowl technology from which the melt is ejected through perforations. The melt is converted into fibers using spinning beaker technology (also sometimes described as internal centrifugation technology). At the end of the supply channel, before being fed into the rotating bowl, the melt preferably has a temperature in the range from 1260 to 1300°C. Preferably, upon transition from the supply channel to the interior of the rotating nozzle, the melt is cooled such that the temperature of the melt passing through the perforations of the rotating nozzle is in the range of 1150 to 1220°C.

Вязкость расплава во вращающемся стакане лежит в диапазоне от 50 до 400 Па-с, предпочтительно от 100 до 320 Па-с, более предпочтительно от 150 до 270 Па-с. Если вязкость слишком мала, волокна заданной толщины не образуются. Если вязкость слишком велика, расплав не проходит через отверстия во вращающемся стакане с надлежащей скоростью вытягивания, что может приводить к блокированию отверстий вращающегося стакана.The viscosity of the melt in the rotating bowl is in the range from 50 to 400 Pa-s, preferably from 100 to 320 Pa-s, more preferably from 150 to 270 Pa-s. If the viscosity is too low, fibers of the specified thickness will not be formed. If the viscosity is too high, the melt does not flow through the holes in the turntable at the proper draw rate, which can cause the holes in the turntable to become blocked.

Предпочтительно расплав преобразуют в волокна способом вращающегося стакана при температуре от 1160 до 1210°C. Вязкость расплава предпочтительно лежит в диапазоне 100-320 Па-с при температуре прядения.Preferably, the melt is converted into fibers by the rotating bowl method at a temperature of 1160 to 1210°C. The melt viscosity preferably lies in the range of 100-320 Pa-s at spinning temperature.

В одном из альтернативных способов волокнообразования расплав может отбрасываться вращающимся диском, волокнообразование может быть активировано дутьевым газом, пропускаемым струями через расплав.In one alternative fiberization process, the melt may be thrown away by a rotating disk, and the fiberization may be activated by blast gas flowing through the melt.

В одном из предпочтительных способов волокнообразование осуществляют путем наливания расплава на первый ротор каскадной прядильной машины. Предпочтительно в этом случае расплав наливают на первый из набора, состоящего из двух, трех или четырех роторов, каждый из которых вращается вокруг, по существу, горизонтальной оси, при этом расплав отбрасывается первым ротором, главным образом, на второй (ниже расположенный) ротор, хотя некоторое количество может сбрасываться с первого ротора в форме волокон, со второго ротора расплав сбрасывается в форме волокон, хотя некоторое количество может отбрасываться на третий (ниже расположенный) ротор, и т.д.In one preferred method, fiberization is accomplished by pouring a melt onto the first rotor of a cascade spinning machine. Preferably in this case the melt is poured onto the first of a set of two, three or four rotors, each of which rotates about a substantially horizontal axis, the melt being thrown by the first rotor primarily onto the second (below) rotor, although some may be discharged from the first rotor in the form of fibers, from the second rotor the melt may be discharged in the form of fibers, although some may be discharged to the third (lower) rotor, etc.

MMVF могут быть собраны и консолидированы с образованием консолидированного продукта, содержащего MMVF. Обычно такой продукт может содержать дополнительные компоненты, такие как связующее, при этом MMVF является основным компонентом. Волокна, получаемые в процессе прядения, предпочтительно собирают на ленточный конвейер. Связующее может быть нанесено на MMVF либо в процессе волокнообразования, либо после волокнообразования. Связующее может быть нанесено на MMVF путем распыления. Может быть использовано связующее традиционных для волокон каменной ваты типов. Затем связующее отверждают, получая готовый продукт. MMVF со связующим, как правило, отверждают в вулканизационной печи, обычно потоком горячего воздуха. Поток горячего воздуха может быть направлен на MMVF со связующим снизу или сверху или с переменных направлений в разных зонах в направлении длины вулканизационной печи. После отверждения затвердевшая композиция связующего скрепляет волокна, образуя среди волокон структурно когерентную матрицу.MMVF can be collected and consolidated to form a consolidated product containing MMVF. Typically such a product may contain additional components such as a binder, with MMVF being the main component. The fibers produced by the spinning process are preferably collected on a conveyor belt. The binder can be applied to the MMVF either during the fiberization process or after fiberization. The binder can be applied to the MMVF by spraying. A binder that is traditional for stone wool fiber types can be used. The binder is then cured to form the finished product. MMVF with binder is typically cured in a curing oven, usually with a blast of hot air. The hot air flow can be directed at the binder-laden MMVF from below or above, or from alternating directions in different zones along the length of the curing oven. Once cured, the hardened binder composition holds the fibers together to form a structurally coherent matrix among the fibers.

MMVF после сбора могут быть консолидированы, например, путем перекрестной укладки, и/или продольного сжатия, и/или вертикального сжатия, как известно в данной области. Обычно консолидацию проводят до отверждения связующего.MMVFs, after collection, can be consolidated, for example, by cross-stacking and/or longitudinal compression and/or vertical compression, as is known in the art. Consolidation is usually carried out before the binder has cured.

MMVF, изготовленные способом настоящего изобретения, и MMVF настоящего изобретения хаMMVFs manufactured by the method of the present invention and MMVFs of the present invention ha

- 5 047118 растеризуются превосходной стойкостью при 1000°C. MMVF могут быть преобразованы в продукт, предназначенный для использования в любом из традиционных вариантов применения MMVF, например для звуко- или теплоизоляции и противопожарной защиты. К таким продуктам относятся изоляционные продукты, такие как фетр, гранулят, плиты, рулоны, участки трубы и другие продукты, такие как потолочные плитки, стеновые плитки, фасадные элементы, акустические элементы и волокно в массе. Продукт может быть использован в среде с высокой температурой, например по меньшей мере от 400 до 1000°C.- 5 047118 are rasterized with excellent resistance at 1000°C. MMVF can be converted into a product intended for use in any of the traditional MMVF applications, such as sound or thermal insulation and fire protection. These products include insulation products such as felt, granulate, slabs, rolls, pipe sections and other products such as ceiling tiles, wall tiles, facade elements, acoustic elements and fiber in bulk. The product can be used in a high temperature environment, for example at least 400 to 1000°C.

Продукт может иметь любую плотность, соответствующую варианту применения и известную в данной области. Например, плотность может лежать в диапазоне от 20 до 1200 кг/м³, предпочтительно от 20 до 300 кг/м³, более предпочтительно от 20 до 150 кг/м³. Усадка вызывает образование термических мостиков, что может быть критически важным в случае использования этих продуктов для противопожарной защиты. Преимущества с точки зрения усадки наблюдаются для всех типов продуктов, однако обнаружено, что особенно существенное сокращение усадки происходит, когда плотность продукта относительно низкая, например не более от 50 кг/м³.The product may have any density appropriate to the application and known in the art. For example, the density may range from 20 to 1200 kg/m ³ , preferably from 20 to 300 kg/m ³ , more preferably from 20 to 150 kg/m ³ . Shrinkage causes thermal bridging, which can be critical when these products are used for fire protection. Benefits in terms of shrinkage are observed for all types of products, however, it is found that particularly significant reductions in shrinkage occur when the density of the product is relatively low, for example no more than 50 kg/m ³ .

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Фиг. 1 представляет собой схему типичной электрической печи, которая может быть использована в способе настоящего изобретения.Fig. 1 is a diagram of a typical electric furnace that may be used in the method of the present invention.

На фиг. 2 показано расположение электродов на поперечном сечении фиг. 1.In fig. 2 shows the arrangement of the electrodes in the cross section of FIG. 1.

Подробное описание изобретенияDetailed Description of the Invention

Далее со ссылкой на фиг. 1 и 2 описаны примерные способы, соответствующие изобретению.Next, with reference to FIG. 1 and 2 describe exemplary methods in accordance with the invention.

На фиг. 1 и 2 схематично показана электрическая печь 1. Исходный минеральный материал, подаваемый в печь 1 через один или несколько впусков 2, 3, образует слой 4 поверх ванны 5 расплава. Исходный минеральный материал плавят путем нагревания джоулевой теплотой с использованием молибденовых электродов 6. На фиг. 1 и 2 электроды 6 показаны как выступающие из боковых стенок 7 печи 1. В других конфигурациях электроды могут погружаться в расплав сверху при условии, что электроды защищены от воздуха. В качестве альтернативы электроды могут выступать из дна печи. Различные варианты базовой конфигурации электрической стеклоплавильной печи-ванны широко известны в данной области.In fig. 1 and 2 show a schematic diagram of an electric furnace 1. The raw mineral material fed into the furnace 1 through one or more inlets 2, 3 forms a layer 4 on top of the melt bath 5. The starting mineral material is melted by Joule heating using molybdenum electrodes 6. In FIG. 1 and 2, the electrodes 6 are shown as protruding from the side walls 7 of the furnace 1. In other configurations, the electrodes may be immersed in the melt from above, provided that the electrodes are protected from air. Alternatively, the electrodes may protrude from the bottom of the oven. Various variations of the basic configuration of an electric glass melting furnace are widely known in the art.

Материал, содержащий металлический алюминий, может быть предварительно смешан с другим минеральным компонентом и введен в печь 1 в форме однородной минеральной шихты через один или несколько впусков 2, 3. Этот вариант может быть предпочтительным, когда в качестве материала, содержащего металлический алюминий, используют алюминиевый шлак.The aluminum metal containing material may be pre-mixed with another mineral component and introduced into the furnace 1 in the form of a homogeneous mineral charge through one or more inlets 2, 3. This may be preferred when aluminum metal is used as the aluminum metal containing material. slag.

В качестве альтернативы материал, содержащий металлический алюминий, может быть введен в печь 1 отдельно от другого минерального материала. Например, материал, содержащий металлический алюминий, может быть введен в печь 1 через впуск 2, а другой минеральный материал может быть введен в печь 1 через отдельный впуск 3. Этот вариант может быть предпочтительным, когда в качестве материала, содержащего металлический алюминий, используют алюминиевый гранулят или блоки.Alternatively, the material containing aluminum metal may be introduced into the furnace 1 separately from the other mineral material. For example, a material containing aluminum metal may be introduced into the furnace 1 through inlet 2, and another mineral material may be introduced into the furnace 1 through a separate inlet 3. This may be preferred when aluminum metal is used as the material containing aluminum metal. granulate or blocks.

Необязательный выпуск 8 в основании 9 печи 1 может быть использован для выпуска металлического железа, если оно образуется. Предпочтительно металлическое железо в данном процессе не образуется, поэтому выпуск 8 может быть не нужен.An optional outlet 8 at the base 9 of the furnace 1 can be used to release metallic iron if it is generated. Preferably, metallic iron is not produced in this process, so release 8 may not be needed.

Минеральный расплав из ванны 5 расплава выводят из печи через выпуск 10 расплава. Выпуск 10 расплава показан как расположенный в боковой стенке 7 печи 1, однако он равным образом может находиться в основании 9.The mineral melt from the melt bath 5 is removed from the furnace through the melt outlet 10. The melt outlet 10 is shown as being located in the side wall 7 of the furnace 1, but it could equally be located in the base 9.

По выходе из печи 1 минеральный расплав, если нужно, может быть подвергнут осветлению. В качестве альтернативы минеральный расплав может быть направлен непосредственно в устройство 11 волокнообразования для преобразования в MMVF. Может быть применено как внутреннее, так и наружное центрифугирование, поэтому детали устройства 11 волокнообразования не показаны. Надлежащие устройства волокнообразования известны специалистам в данной области.Upon leaving the furnace, 1 mineral melt, if necessary, can be clarified. Alternatively, the mineral melt may be sent directly to the fiberizing device 11 for conversion to MMVF. Both internal and external centrifugation can be applied, so details of the fiberizing device 11 are not shown. Suitable fiberization devices are known to those skilled in the art.

MMVF, изготовленные в устройстве 11, могут быть собраны и направлены на хранение или непосредственно преобразованы в консолидированный продукт на технологической линии 12 (подробности не показаны).The MMVF produced in unit 11 may be collected and sent to storage or directly converted into a consolidated product on process line 12 (details not shown).

Выпуск 13 отходящего газа показан расположенным в верхней части боковой стенки 7 печи 1. Однако в компоновках, известных специалистам, он может находиться вверху печи.The exhaust gas outlet 13 is shown located at the top of the side wall 7 of the furnace 1. However, in arrangements known to those skilled in the art, it may be located at the top of the furnace.

Алюминиевый шлак.Aluminum slag.

Метод испытания.Test method.

Поверхностная усадка консолидированных продуктов из MMVF может быть измерена следующим методом испытания:The surface shrinkage of consolidated MMVF products can be measured by the following test method:

1) нарезка, измерение и взвешивание образцов испытываемой единицы продукции;1) cutting, measuring and weighing samples of the tested unit of product;

2) выбор репрезентативных образцов испытываемой единицы продукции;2) selection of representative samples of the tested unit of production;

3) удаление связующего при 590°C;3) removal of the binder at 590°C;

4) спекание образцов при 1000±20°C в течение 30 мин;4) sintering samples at 1000±20°C for 30 minutes;

5) измерение площади спеченных образцов.5) measurement of the area of sintered samples.

--

Claims

Shrinkage is measured as the % reduction in surface area of each product. The major surface of each product whose shrinkage is measured is equivalent to the major surface that would be observed in the finished product. For example, the reduction in the length and width of the plate is measured, but not in its thickness.

CLAIM

1. A method of producing man-made vitreous fibers (abbreviated MMVF) containing at least 3 wt.% iron oxides, expressed as Fe2O ₃ , comprising the steps of:

introducing a mineral starting material that contains (a) a material including aluminum metal, and (b) another mineral component, into an electric furnace with molybdenum electrodes;

melting the original mineral material to form a mineral melt and forming an MMVF from the mineral melt.

2. The method according to the preceding claim, wherein the material comprising aluminum metal contains from 0.5 to 10 wt.% aluminum metal.

3. A method according to any one of the preceding claims, wherein the material comprising aluminum metal further contains from 50 to 90% by weight of aluminum oxide.

4. A method according to any of the preceding claims, wherein the material comprising aluminum metal is in particle form, and wherein 90% by weight of the particles are less than 1 mm in size.

5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the material comprising aluminum metal is aluminum slag.

6. The method according to claim 4 or 5, in which from 5 to 30% of the starting mineral material is aluminum slag.

7. The method according to claim 1, wherein the material comprising aluminum metal contains from 45 to 100 wt.% aluminum metal.

8. The method of claim 7, wherein the mineral starting material contains from 0.05 to 10 wt.% of a material comprising from 45 to 100 wt.% aluminum metal.

9. The method according to claim 7, wherein the material comprising aluminum metal is aluminum granulate.

10. The method according to claim 9, in which the aluminum granulate is characterized by an average granule diameter of no more than 3 mm.

11. The method according to any of the preceding claims, wherein the starting mineral material contains from 0.1 to 0.5 wt.% aluminum metal.

12. The method according to any of the preceding claims, in which the MMVF are characterized by the following oxide content in weight percent:

SiO ₂ : from 35 to 50;

Al ₂ O ₃ : from 12 to 30;

TiO2: up to 2;

Fe ₂ O ₃ : from 3 to 12;

CaO: from 5 to 30;

MgO: up to 15;

Na ₂ O: from 0 to 15;

K2O: 0 to 15;

P2O5: up to 3;

MnO: up to 3;

B ₂ O ₃ : up to 3.

13. The method according to any one of claims 1-11, in which MMVF are characterized by the following oxide content in weight percent:

SiO2: 39-55%;

Al ₂ O ₃ : 16-27%;

CaO: 6-20%;

MgO: 1-5%;

Na2O: 0-15%;

K2O: 0-15%;

R2O (Na2O+K2O): 10-14.7%;

P2O5: 0-3%;

Fe ₂ O ₃ (total iron): 3-15%;

B2O3: 0-2%;

TiO2: 0-2%.

14. The method according to any of the preceding claims, wherein the MMVF is characterized by the relationship

-