FI102675B - Menetelmä ja laite mineraalivillan valmistamiseksi sekä niillä valmist ettu mineraalivilla - Google Patents

Description

102675

Menetelmä ja laite mineraalivillan valmistamiseksi sekä niillä valmistettu mineraalivilla Tämä keksintö koskee menetelmää kuitujen valmista-5 miseksi kuumassa pehmenevistä (termoplastisista) mineraa-limateriaaleista, joiden sulamispiste on korkea tai joiden likviduslämpötila on korkea, lisäksi tällaisesta mineraalivillasta muodostettua mineraalivillamattoa sekä kuidu-tuslaitetta, joka soveltuu menetelmän suorittamiseen. Nämä 10 materiaalit käsittävät basaltteja, rauta- ja terästeollisuuden sivutuotteina saatavia laseja kuten kivivilloja (kuonat) tai samankaltaisia raaka-aineita, joiden sulamis-ja likviduslämpötila kaiken kaikkiaan on huomattavan korkea ja joiden viskositeetti on paljon alempi niiden vas-15 taavassa likviduslämpötilassa lasivillan valmistamisessa käytettäviin laseihin verrattuna. Yksinkertaisuuden vuoksi näitä raaka-aineita kutsutaan seuraavassa vain "materiaaleiksi" .

Kysymyksessä olevia materiaaleja käytetään laajassa 20 mitassa sellaisen mineraalivillan tuottamiseksi, joka on erityisesti tarkoitettu lämpö- ja äänieristeeksi.

Syinä joiden perusteella näitä materiaaleja suosi-. ·. taan, havaitaan olevan toisaalta niiden alhaiset kustan- : nukset ja toisaalta niiden ominaisuudet, erityisesti nii- J 25 den hyvä korkeiden lämpötilojen kestävyys. Niiden tuotanto • · .. . aiheuttaa kuitenkin erityisongelmia. Nämä ongelmat ovat • I « • · ·,#· erityisesti lähtöisin olosuhteista, joissa näitä materiaa- • · · *·’ le ja on mahdollista käsitellä.

Jo itse niiden korkea sulamislämpötila tuottaa vai- • · · : 30 keuksia. Sulamislämpötila on se lämpötila, johon raaka- • · · ί · : aineet on kuumennettava sulamisen takaamiseksi. Lisäksi, mitä tuotantoon tulee, tämä on se lämpötila, jonka yläpuo- lella materiaali täytyy pitää, jotta se virtaisi kuidutus- laitteen läpi.

2 102675

Toinen erikoisuus, joka erottaa nämä materiaalit perinteisesti kuitujen valmistamiseen käytetyistä materiaaleista, on se että ne yleensä ovat erityisen juoksevia hyvin lähellä niiden likviduslämpötilaa olevissa lämpöti-5 loissa. Tästä aiheutuvat vaikeudet on selitetty seuraavas-sa.

Tarvittavien korkeiden lämpötilojen takia kuidutet-tavien materiaalien kanssa kosketukseen joutuvat laitteet ovat alttiina hyvin voimakkaalle korroosiolle. Näiden 10 laitteiden käyttöikä on ongelma jopa tavanomaisilla laseilla. Ongelmat tulevat vielä kriittisemmiksi korkean likviduksen omaavilla materiaaleilla.

Tähän asti edellä mainitut vaikeudet ovat merkinneet sitä, että kysymyksessä olevilla materiaaleilla on 15 voitu soveltaa vain tiettyjä kuidutustekniikoita. On olemassa olennaisesti kahta lajia olevia tekniikoita: ne joissa käytetään sulan mineraaliaineksen sentrifugointia eli linkoamista sekä ne joissa materiaali syötetään kiinteän suuttimen läpi ja ohennetaan kuiduiksi kaasuvirtauk-20 silla, joiden nopeudet on usein kiihdytetty äänen nopeuden ylittäviksi (puhallusvetomenetelmä).

Kiinteätä suutinta käyttävillä tekniikoilla on välttämätöntä käyttää sellaista suutinta, joka pystyy kes-: tämään sulan mineraaliaineksen korroosiovaikutusta. Taval- ’ 25 lisesti nämä ovat platinasuuttimia, jotka pystyvät kestä- .. . mään näitä korroosiovaikutuksia myös tällaisissa korkeissa lämpötiloissa. Kunkin suuttimen tuotantokapasiteetti on • · · kuitenkin rajoitettu. Lisäksi tarvittavat ohentavat kaasu-virtaukset aiheuttavat suhteellisen suuret energiakustan- «· · : V 30 nukset.

: Sentrifugointia eli linkoamista käyttävät tekniikat mahdollistavat huomattavan suuret tuotantomäärät yksikköä kohti. Näitä menetelmiä kutsutaan yhteisesti yleistermillä "ulkoinen sentrifugointi" sen osoittamiseksi, että sula 35 mineraaliaines pysyy suuttimen ulkopuolella. Sula mine- 3 102675 raaliaines joko syötetään kiekon etupinnalle tai sylinte-rimäisen roottorin tai useiden sellaisten ulkopinnalle. Näiden tekniikoiden hyvänä puolena on sulan mineraali-aineksen kanssa kosketukseen joutuvien laitteen osien yk-5 sinkertaisuus. Mitä tulee tähän suhteelliseen yksinkertaisuuteen, kysymyksessä olevat osat, erityisesti suutinke-hät, ovat suhteellisen halpoja ja mahdollistavat siten vaihdon suhteellisen lyhyessä ajassa. Materiaalikustannusten osuus tuotannon kokonaiskustannusten joukossa pysyy 10 suhteellisen pienenä. Se seikka, että nämä laitteen osat ovat alttiina voimakkaalle korroosiolle ollessaan kosketuksessa sulan mineraaliaineksen kanssa, ei siksi osoittaudu olevan esteenä.

Ulkoista sentrifugointia käyttävän mineraalikuitu-15 tuotannon pääasiallisena huonona puolena on se, että lopputuotteen ominaisuudet, samoilla kuitumäärillä, ovat huonommat kuin lasivillan, jota valmistetaan pääasiallisesti niin sanottua "sisäistä sentrifugointia" käyttäen.

Ulkoisessa sentrifugoinnissa materiaali virtaa 20 linkopyöriin ja linkoutuu niistä pois monilukuisina pieninä pisaroina. Kuitu ilmeisesti muodostuu, sen jälkeen kun se on linkoutunut pois, suuttimen pinnan ja kuitua peräs-sään vetävän pisaran välillä. Ilmeistä on, että tällaisel-la kuidutusmekanismilla huomattava osa pois linkoutuneesta ....: 25 materiaalista jää kuiduttumattomien osasten muotoon. Näi- den osuus voi olla niinkin suuri kuin 40 painoprosenttia • * lähtömateriaalin hiukkaskoon ollessa suurempi kuin 100 pm.

* * *

Vaikka käytettävissä on useita menetelmiä kuiduttumattomien osasten erottamiseksi, niin valmistettu mineraalivilla ·· · ' * · · ·* 30 ei koskaan ole täysin vapaa tällaisista osasista, joilla *·* * parhaassakaan tapauksessa ei ole käyttöä ja jotka ovat •f· suuressa määrin haitallisia tietyissä sovelluksissa.

Huomautettakoon siitä, että pisaran muodostuminen ei tapahdu yksinomaan ulkoisen sentrifugoinnin vaikutuk-' '· 35 sesta, vaan riippuu myös kysymyksessä olevien materiaalien 4 102675

Teologisista ominaisuuksista. Tämän keksinnön mukaan käsiteltävien materiaalien viskositeetti on yleensä hyvin alhainen vieläpä sellaisissa lämpötiloissa, jotka ovat vain vähän likviduslämpötilan yläpuolella. Sula mineraaliaines, 5 joka on suhteellisen juoksevaa, on vaikeata kuiduttaa, koska kuiduilla on taipumus katketa ja muodostaa pisaroita tai helmiä. Ulkoista sentrifugointia käyttävä tekniikka tavallaan perustuu tähän taipumukseen eliminoiden kuitenkin sen haittapuolet.

10 Esillä olevan keksinnön yksi olennainen tavoite on aikaansaada prosessi kuitujen tuottamiseksi sellaisesta materiaalista, jonka likviduslämpötila on korkea ja viskositeetti alhainen, ja joka suuren saannon omaavana mahdollistaa sellaisen mineraalivillan tuotannon, joka suu-15 relta osin on vapaa kuiduttumattomista osasista.

Keksinnön avulla on osoitettu, että on mahdollista tuottaa mineraalikuituja kysymyksessä olevaa lajia olevasta materiaalista linkoamalla sulaa mineraaliainesta suut-timesta, jonka ulkoseinässä on suuri määrä pienen halkai-20 sijan omaavia reikiä, missä sula materiaali lingotaan suuttimesta näiden reikien läpi ohuiden lankojen muodossa keskipakoisvoiman vaikutuksesta. Keksinnön mukaisessa rae-netelmässä suuttimen linkoamat kuidut joutuvat, tapauksesta riippuen, kosketukseen kaasuvirtauksen kanssa joka ....: 25 vielä ohentaa näitä lankoja, ellei käytetä toisenlaista « « .. . kuidutusmenetelmää käyttämällä sisäistä sentrifugointia ja käyttämättä ohentavaa kaasuvirtausta.

• ’ Sisäisen sentrifugoinnin tekniikan soveltamista ky symyksessä oleville materiaaleille ei tähän mennessä ole • · · 30 otettu huomioon. Useat syyt tukivat sitä käsitystä, että • · · : tällaiset sisäiset sentrifugointitekniikat eivät sopisi näille materiaaleille. Ongelmat liittyvät pääasiallisesti siihen, millä ehdoin kuidut tyydyttävästi ohenevat.

Kuten edellä on mainittu, kysymyksessä oleville 35 materiaaleille on tunnusomaista suhteellisen korkea lik- 5 102675 viduslämpötila ja samanaikaisesti suhteellisen alhainen viskositeetti. Ne ovat jo suhteellisen juoksevia niiden vastaavassa sulamislämpötilassa, ja niiden viskositeetti on pienempi kuin 320 pascalsekuntia (Pa»s) sulamispistees-5 sä. Tässä ne eroavat laseista, joita tavallisesti käsitellään sisäisillä sentrifugointimenetelmillä. Näiden lasien viskositeetti likviduslämpötilassa on jopa 500 pascalse-kunnin suuruusluokkaa, ja 100 pascalsekunnin tai tätä suurempi viskositeetti on vallitseva vieläpä kuidutettaessa 10 selvästi niiden likviduslämpötilaa korkeammissa lämpötiloissa. Keksinnön mukaan kuidutetaan kuitenkin materiaaleja, joiden viskositeetti on hyvin alhainen vieläpä niiden likviduslämpötilassa. Yllättäen on havaittu, että tällaisten materiaalien kuiduttaminen helmipitoisuuden 15 ollessa pieni onnistuu sisäisellä sentrifugoinnilla, jos materiaali valitaan siten, että sen viskositeetti on vähintään 10 pascalsekuntia toiminta-alueella, ts. erityisesti välillä 1200 °C - 1400 °C, ja jos tämä materiaali sitten kuidutetaan viskositeetin ollessa suurempi kuin 10 20 pascalsekuntia.

Keksinnön mukaan käytettävät materiaalit muunnetaan yleensä sulaan tilaan vain 1200 °C:n yläpuolella, ja ne ovat erittäin juoksevia niiden vastaavassa sulamislämpötilassa; erityisesti niiden viskositeetti μ on yleensä pie-25 nempi kuin 320 pascalsekuntia (lg μ < 2,5) likviduslämpö- • · .. . tilassa, erityisesti pienempi kuin 100 pascalsekuntia dg μ < 2).

·* * Tunnetussa tekniikassa kuvatut sisäisen sentrifu- goinnin tekniikat lasikuitujen tuottamiseksi sisältävät • · · : ’.· 30 suhteellisen tarkkoja lukuja prosessilämpötiloista. Ne • · · : ovat vähemmän tarkkoja, mitä tulee reologisiin näkökoh- tiin, ottaen huomioon sen seikan, että perinteisillä lasi- ,<·, koostumuksilla, tutkituissa lämpötiloissa, on sellainen viskositeetti, joka hyvin sopii ohennusprosessiin. Vis-'·: 35 kositeetti normaalin lasin kuiduttumislämpötiloissa, jotka , 102675 6 käytännössä aina ovat likviduslämpötilaa korkeampia, ei ole liian suuri, mistä syystä kuitujen ohentaminen on mahdollista suhteellisen pientä voimaa käyttäen. Viskositeetti ei myöskään likviduslämpötilassa - eikä siksi myöskään 5 vähän sen yläpuolella - ole liian alhainen tavallisen lasin tapauksessa, joka pintajännityksen vaikutuksesta, jota viskositeetti yhä vähemmän kompensoi kuitujen halkaisijan ollessa pienempi, johtaisi katkeamiseen ja pisaroiden ja helmien muodostumiseen. Tästä seuraa, että ta-10 vallisten lasikoostumusten viskositeetti voidaan valita helposti likviduslämpötilan yläpuolella olevalta alueelta siten, että sisäisen sentrifugoinnin avulla suoritettavan kuiduttamisen aikana aikaansaadaan sopiva viskositeetti, esimerkiksi noin 100 pascalsekuntia tai sitä suurempi.

15 Kuten edellä on esitetty, kysymyksessä olevat mate riaalit, laseihin verrattuna, ovat likviduslämpötilassa jo siinä määrin juoksevia, että sulan materiaalin tyydyttävää ohenemista ei ole odotettavissa "sisäisessä sentrifugoin-nissa".

20 Esillä oleva keksintö osoittaa, että yllättäen on mahdollista käsitellä erittäin juoksevia materiaaleja, joiden likviduslämpötila on korkea, "sisäisellä sentrifu-goinnilla", jos suoritetaan tietty valinta kaikkien kysymykseen tulevien materiaalien joukosta ottaen huomioon 25 niiden viskositeetti likviduslämpötilassa ja jos materiaa- • · .. . Iin kuiduttaminen suoritetaan erityisissä olosuhteissa.

• · · • ·

Keksinnön mukainen menetelmä mineraalikuitujen • · · *·* ‘ tuottamiseksi kysymyksessä olevista materiaaleista käsit tää, kaikkein ensimmäiseksi, sellaisten materiaalien va- • * * : V 30 linnan, joiden likviduslämpötila on alle 1400 °C ja vis-·«· : kositeetti suurempi kuin 10 pascalsekuntia, erityisesti 10 ♦ ja 300 pascalsekunnin välillä, 1200 °C:n ja 1400 °C:n vä lillä olevalla lämpötila-alueella, sekä tämän sulan mine-raaliaineksen syöttämisen suuttimeen, jonka ulkoseinä on 35 varustettu sulan materiaalin ulosvirtausta varten lukui- 7 102675 silla rei'illa, joista sulan mineraaliaineksen ohuet langat linkoutuvat ulos viskositeetin ollessa sovitettu yli 10 pascalsekunnin arvon, ja tapauksesta riippuen saatetaan alttiiksi ohentavalle kaasuvirtaukselle kuitujen muodosta-5 miseksi. Kuiduttuminen tapahtuu sitten 1200 °C:n ja 1400 °C:n välillä olevalla toiminta-alueella, jolla viskositeetti on yli 10 pascalsekuntia; viimeksi mainittua ylempää lämpötilarajaa harkittaessa on otettava huomioon suut-timen elinikäongelmat.

10 Esillä olevaan keksintöön johtaneiden kokeiden aikana havaittiin, että sen viskositeettialueen, jota käytetään kysymyksessä olevien materiaalien sisäisessä sentrifugoinnissa, täytyy olla yli 10 pascalsekuntia, kun taas tämän materiaalin kuidutus kuidutus ulkoisella sent-15 rifugoinnilla suoritetaan olennaisesti pienemmällä, usean pascalsekunnin viskositeetilla. Yli 300 pascalsekunnin arvoilla viskositeetti estää materiaalin virtaamisen ulos suuttimen reikien läpi ja ohenemisen kuiduiksi. Alle 10 pascalsekunnin arvoilla riittämättömän kuitujen muodostu-20 misen riskistä aiheutuu vaikeuksia siten, että kuidut voivat katketa ja muodostaa pisaroita tai helmiä.

Sula mineraaliaines pidetään suuttimen sisällä lämpötilassa, joka estää sen jähmettymisen. On myös välttämätöntä ylläpitää korkeampaa lämpötilaa kuin mikä lämpötilan 25 oletetaan teoreettisesti olevan, jotta vaikeasti valvotta- • · .. . vissa olevat paikalliset lämpötilanvaihtelut tulevat ote- » φ *,,· tuksi huomioon. Jotta vältetään suuttimen sisällä tapahtu- * * « *·* * van mahdollisen alku jähmettymisen vaara, oletetaan lämpö tilan sopivan vaihtelualueen olevan useita kymmeniä astei- «t · : 30 ta. Parhaana pidetään noin 50 °C:n varmuusmarginaalia, • · · V · mikä aiheuttaa sen, että parhaina pidetyiksi materiaaleik- • si valitaan sellaiset, joiden viskositeetti on yli 10 pas calsekuntia - lämpötila-alueella, jonka leveys on vähintään 50 °C - lämpötilojen 1200 °C ja 1400 °C välillä ole-35 valla koko alueella. Tästä seuraa, että viskositeetti ei 3 102675 koskaan pienene alle 10 pascalsekunnin tällä lämpötila-alueella esiintyvien lämpötilanvaihtelujen takia.

Materiaaleja, jotka ovat tämän keksinnön mukaan käyttökelpoisia, ovat erityisesti luonnon basaltit, mutta 5 myös sentapaiset koostumukset, kuten sellaiset, joita saadaan lisättäessä yhdisteitä basalttiin tarkoituksena vaikuttaa sen tiettyihin ominaisuuksiin. Käyttökelpoisia ovat myös sellaiset koostumukset, joita saadaan yhdistelemällä materiaaleja, joilla on samat pääominaisuudet kuin 10 basalteilla, erityisesti niiden lämpökäyttäytyminen ja erityisesti se laatupiirre, että sulaminen aikaansaadaan lämpötilassa, joka yleensä ei ole alle 1200 °C. Näitä ovat myös mineraaliyhdisteet kuten masuunikuonat tai kaikki ne koostumukset, joita käytetään niin sanotun vuorivillan 15 valmistamiseksi. Tämän keksinnön mukaisia prosessivaiheita voidaan soveltaa myös koostumuksiin, joita luonnehditaan termillä "lasimaiset”. Viimeksi mainitut ovat niin sanottuja "kovia laseja", joilla on samanlaiset, erittäin alhaiset viskositeetit likviduslämpötilassa, missä termi 20 "kova" lisäksi viittaa suhteelliseen korkeisiin likvidus-lämpötiloihin, jotka tekevät tällaiset lasit sopiviksi suhteellisen korkeita lämpötiloja käyttäviin sovelluksiin.

Basalteille ja mineraaleille, joita käytetään tämän keksinnön puitteissa, on pohjimmiltaan ominaista se, että 25 niillä, toisin kuin lasiyhdisteillä, on suhteellisen ai- « · hainen maa-alkalimetallipitoisuus. Tämä pitoisuus ei ta-vallisesti ylitä 10 painoprosenttia ja on useimmiten alle * · · * 5 painoprosenttia alkalioksideista. Tämä alhainen maa-alkalimetallipitoisuus on yksi syy sille, miksi sulaminen * * · ί .* 30 tapahtuu vain suhteellisen korkeissa lämpötiloissa. Toi- • * · ·.* · saalta maa-alkalimetallipitoisuus, erityisesti CaO-pitoi- • suus, on suurempi kuin lasiyhdisteissä. Tavallisesti se ei ole alle 9 painoprosenttia. Maa-alkalimetallien kokonaispitoisuus voi olla 35 painoprosenttia tai enemmän. Useim- 9 102675 millä kysymyksessä olevaa lajia olevilla materiaaleilla tämä pitoisuus on 9 ja 30 painoprosentin välillä.

Mitä tulee Si02~ ja A^Og-rakenteen omaaviin komponentteihin, basalteissa on tavallisesti runsaammin alu-5 miinioksidia ja vastaavasti vähemmän piidioksidia kuin lasiyhdisteissä.

Basaltit ovat myös huomattavasti toisenlaisia kuin lasikoostumukset johtuen niiden suuremmasta rautaoksidipi-toisuudesta. Varsinaisilla basalteilla tämä oksidipitoi-10 suus on yli 3 painoprosenttia ja tavallisesti yli 6 painoprosenttia .

Basalttien ja mineraalien, jotka ovat tämän keksinnön mukaan käyttökelpoisia, koostumus käsittää seuraa-vat pääyhdisteet: 15

Si02 enemmän kuin 45 painoprosenttia

CaO + MgO 9 ja 35 painoprosentin välillä Na20 + K20 vähemmän kuin 10 painoprosenttia 20 Tämän keksinnön mukaan parhaina pidetyllä koostu muksilla, erityisesti basalttityyppisillä, on seuraavassa taulukossa esitetyt koostumukset. Luvut on esitetty paino-,' prosentteina, ja on itsestään selvää, että pieniä poikkea- mia seuraavista konkreettisista luvuista esiintyy usein .t>#; 25 ilman että sellaiset vaikuttaisivat haitallisesti.

• ♦ • * * 1 · · • 4 j- --- ------- /!·. Si02 50,45 51,5 52,9 54,93 56,0 52,26 49,40 47,90 47,5 30 Fe2°3 10'35 10,1 15,2 8'3 12,18 7,6 10,10 9,80 9,7 ·· 4 i V a12°3 17'35 18 13,6 17,17 14,37 18,96 17,00 16,40 16,3 ***** ————. -----— ’·* ‘ MnO 0,17 0,19 0,2 0,15 0,23 0,1 0,15 0,15 0,16 ·, 35----------

CaO 9,90 8,9 5,75 7,12 6,3 6,52 9,70 9,4 12,4

MgO 7,05 6,4 3,8 5,10 4,48 4,31 6,90 6,70 6,7 10 102675

Na20 3,35 3,5 2,7 3,55 3,2 5,52 3,25 3,15 3,20 K00 0,45 0,61 2,20 2,19 1,49 4,11 0,45 0,40 0,40 5 -----------

Ti02 0,75 0,66 3,0 1,20 1,33 0,5 0,75 0,70 0,70 P205 0,15 0,12 0,6 0,28 0,34 0,1 0,15 1,14 2,9 10 B203 - - - - - - 2,15 5,28 15 Si02 52,60 46,55 48,77 50,80 58,54 58,3

Fe203 8,75 8,78 8,80 8,80 0,19 0,14 A1.-0.- 14,58 14,7 14,65 14,65 3,85 7 20 -—-------

MnO 0,12 0,17 0,17 0,17 0,03

CaO 12,20 12,25 12,25 12,25 25 24,85 25 MgO 6,33 6,2 6,2 6,2 9,25 5

Na20 2,24 2,2 2,2 2,2 0,05 0,02 K00 1,05 1,02 1,02 1,01 0,08 0,05 30 —-------

Ti02 1,82 1,89 1,9 1,9 0,02 0,14 P205 0,30 6,21 4 2 2,85 4,5 35 B203 - - - - 0,05 • * V·*· Keksinnön mukaan on mahdollista aikaansaada kuitu- « · .*{*« matto tätä lajia olevien koostumusten sisäisellä sentrifu- • · · ^ * 40 goinnilla F/5g Micronaire-arvon ollessa alle 6, mieluimmin •·β· 2,5 ja 4 välillä, ja suurempien kuin 100 pm:n hiukkaskoon « * *..! omaavien helmien tai kuiduttumattomien hiukkasten osuuden • · · ♦ * ♦ *. ollessa vähemmän kuin 10 painoprosenttia ja jopa vähemmän kuin 5 painoprosenttia, joka on poikkeuksellisen alhainen ; 45 helmipitoisuus. Kuten edellä on mainittu, vieläpä "kovia : laseja" voidaan käsitellä edullisesti tämän keksinnön mu- kaisen menetelmän mukaan, koska niilläkin on hyvin alhai- I 1 u 102675 nen viskositeetti niiden likviduslämpötilassa ja koska ne siten vaativat samat olosuhteet kuiduttamiselle. Eräs esimerkki tällaisista lasikoostumuksista on: 5 - SiC>2 60,7 % (paino-%)

CaO 16,5 % (paino-%)

Na20 15,4 % (paino-%) 0,2 % (paino-%)

MgO 3,2 % (paino-%) 10 - K20 0,7 % (paino-%) B203 3,3 % (paino-%)

Muita koostumuksia, jotka ovat samanlaisia kuin vuorivillan tuotannossa perinteisesti käytetyt koostumuk- 15 set, voidaan yhtä hyvin käyttää, mutta kuitenkin hieman vaikeammissa olosuhteissa; tässä täytyy hyväksyä niinkin korkeat helmipitoisuudet kuin esimerkiksi 10 painoprosenttia. Joka tapauksessa, tämän keksinnön mukaan, voidaan toteuttaa mineraalivillamatto Micronaire-arvon ollessa alle 20 6/5 g ja 100 pm suuremman koon omaavien kuiduttumattomien hiukkasten pitoisuuden ollessa alle 10 painoprosenttia « · j·' : '·· koostumuksen ollessa lähellä jotakin seuraavista koostu- muksista, joissa osuudet on esitetty painoprosentteina: : 25 ------

Si09 47,01 56,3 61,2 53 49,3 ·· * _~______ • · · " "

Fe2°3 12,1 0,25 6'1 2'7 8'4 30 a12°3 14'7 3,15 0,1 6,4 15,6

MnO 0,24 - 0,01 • * ^^

CaO 10,1 26,1 18,6 30 13,9 *. 35------

MgO 8,6 6,4 9,3 3 7,6

Na20 3,06 3,2 4,5 3,1 3,5 40 K20 1,40 0,65 0,04 1,1 0,5 l2 102675

Ti02 2,6 0,1 0,14 0,5 1,0

Po0,- - 2,9 - 0,2 5 ------ B2°3 1-1-1-1

Perinteiset suuttimet eivät usein sovellu tämän 10 keksinnön mukaisesti käytettävien erittäin juoksevien, korkean likviduslämpötilan omaavien materiaalien käsittelyyn. Kuten edellä jo on mainittu, tavallisten kuumuutta kestävien materiaalien kuten nikkeli-kromi-lejeerinkien kuumuudenkestävyys on liian alhainen yli 1100 °C tai jopa 15 1050 °C lämpötiloissa.

Sovellusrajoituksia on useanlaisia.

Ensimmäinen rajoitus koskee muodonmuutoksia lämpötilan vaikutuksen alaisena. Tavanomaisten kuumuutta kestävien lejeerinkien ryömyvastus on riittämätön yli 1100 20 °C:ssa. Otettaessa huomioon suuttimien toimintaolosuhteet riittämätön vastus johtaa erityisesti ulkoseinän muodon muuttumiseen. Se pullistuu lisääntyvässä määrin ja muuttaa huomattavasti olosuhteita, joissa kuidut muodostuvat, ja "·_ vaikuttaa näin ollen haitallisesti lopputuotteen säännöl- .··. 25 lisyyteen ja homogeenisuuteen. Vaikka tavalliset suuttimet : pystyvätkin toimimaan vahingoittumatta useiden satojen [[[ [ tuntien ajan 1050 °C:n suuruusluokkaa olevissa lämpöti- • « .. . loissa, niin ne kuitenkin käyvät kuluneiksi muutamassa • · · *..; tunnissa yli 1100 °C:n ja vielä enemmän yli 1200 °C:n ' 30 lämpötiloissa.

Toinen tärkeä suuttimiin liittyvä tekijä on niiden ·· · .* V kyky vastustaa korroosiota. Tärkeätä tässä on, että kor-

»«I

·/· · roosio lisääntyy verrannollisena lämpötilaan.

Tähän keksintöön johtaneen työn kuluessa havait-··'·_ 35 tiin, että sopiva valinta suuttimen materiaaliksi mahdol-listaa suuressa määrin mukautumisen tämän materiaalin vas-·.’· tustuskykyä koskeviin vaatimuksiin myös erittäin korkean 13 102675 likviduksen omaavien koostumusten aiheuttamissa äärimmäisissä olosuhteissa.

Havaittiin että oksididispersiolla vahvistettujen lejeerinkien - lyhyesti ODS (oxide dispersion strength-5 ened) -lejeerinkien avulla ryömyvastusta ja korroosionkestävyyttä voidaan suurentaa samalla kertaa, kaikki tämä myös niissä lämpötiloissa, jotka vaaditaan tämän keksinnön mukaisten materiaalien kuiduttamiselle.

Tähän asti ODS-lejeerinkejä on käytetty teollisissa 10 suuttimissa tarkoituksena parantaa käyttöikää olosuhteissa, jotka ovat samanlaiset kuin perinteisessä lasivillan tuotannossa. Sikäli kuin tiedetään tämä ei kuitenkaan ole johtanut teolliseen tuotantoon. On oletettava, että edut, jotka toteutuvat käytettäessä tällaisia suuttimia lasiyh-15 disteiden käsittelyyn, eivät vastaa ODS-lejeeringin valinnan tuottamia lisäkustannuksia.

Lisäksi ODS-lejeeringin valinta yksistään ei riitä täyttämään kaikkia kysymyksessä olevan materiaalin tyydyttävän kuiduttumisen vaatimuksia käytettäessä "sisäistä 20 sentrifugointia". OSD-lejeeringistä tehdyn suuttimen käyttäminen korkean likviduksen omaavilla koostumuksilla on siksi toimenpide, jonka puntarointi ei myöskään ole help- : ’: poa.

: Tässä oli tähän keksintöön johtaneen työn kuluessa 25 ensin havaittava, että optimaalisen ryömyva st uksen saavut-tamiseksi korkeissa lämpötiloissa, ja yleisesti optimaa- • ·

• I

listen kuumuudenkestävyysominaisuuksien saavuttamiseksi, on tarpeen käyttää ferriittisiä ODS-lejeerinkejä.

.. . Tähän keksintöön johtaneen työn kuluessa havaittiin • · 4 ’ 30 lisäksi, että ODS-lejeeringin valinnassa voi olla väittä- • · · '·' mätöntä ottaa huomioon käsiteltävän koostumuksen laatu.

’?· Pääasiallinen tähän koostumuksen laatuun liittyvä ero on suuren rautapitoisuuden olemassaolo tai poissaolo. Havait-. tiin erityisesti, että ferriittiset lejeeringit antavat / 35 hyvän korroosionkestävyyden käytettäessä niitä sellaisten 14 102675 koostumusten yhteydessä, joilla oli suhteellisen suuri ferro-oksidipitoisuus, kun taas käytännöllisesti katsoen rautaa sisältämättömät lasiyhdisteet syövyttävät näitä samoja lejeerinkejä nopeasti.

5 Käytännön olosuhteissa ferriittiset lejeeringit eivät ole edullisia käsiteltäessä koostumuksia, jotka sisältävät vähemmän kuin 3 painoprosenttia rautaoksideja.

Runsaasti rautaa sisältävillä koostumuksilla, kuten basalteilla ja kivillä yleensä, ferriittiset ODS-lejeerin-10 git antavat sellaisia etuja, kuten hyvän korroosionkestävyyden ja hyvän mekaanisen käyttäytymisen, ja mahdollistavat siten käytön lämpötiloissa, jotka ovat luokkaa 80 °C -100 "C niiden lämpötilojen yläpuolella, joissa muita ODS-lejeerinkejä, jotka silti on luokiteltu poikkeuksellisen 15 hyvin kuumuutta kestäviksi, voidaan käyttää. Ferriittiset ODS-lejeeringit esimerkiksi sallivat tyydyttävän käsittelyn lämpötiloissa, jotka voivat olla niinkin korkeita kuin 1400 °C.

Sellaisille kuidutettaville koostumuksille, jotka 20 eivät vaadi äärimmäisiä prosessilämpötiloja, nimittäin sellaiset, jotka käsitellään 1300 °C:ssa - 1350 °C:ssa tai alemmassa lämpötilassa, voidaan valita esimerkiksi vähemmän kuumuutta kestävä ODS-lejeerinki. Tässä mielessä nik-keliin-kromiin perustuvia austeniittisia lejeerinkejä voi-25 daan edullisesti käyttää. Nämä lejeeringit antavat lisäksi hyvän korroosionkestävyyden sekä vähän rautaa että run- • · '·.· säästi rautaa sisältävillä koostumuksilla.

« · < • · * Tämän keksinnön mukaisten maksimilämpötilassa käsiteltävien ferriittisten ODS-lejeerinkien rautapitoisuus on • « e 1 · 30 perinteisesti enemmän kuin 65 painoprosenttia. Raudan li- • · · * säksi kaikki nämä lejeeringit sisältävät tavallisesti kro- 'f· mia tai alumiinia.

ODS-lejeerinkiin dispergoitu oksidi on mieluimmin yttriumoksidi. Tällaisten materiaalien oksidipitoisuus on i « 15 102675 tavallisesti hyvin alhainen. Normaalisti se on pienempi kuin 1 painoprosenttia lejeeringistä.

Ferriittisten ODS-lejeerinkien, joita käytetään valmistettaessa suuttimia erityisesti runsaasti rautaa 5 sisältävien koostumusten kuiduttamiseen, koostumuksessa on seuraavat pääkomponentit: - Cr 13 - 30 % (paino-%) - AI 2 - 7 % (paino-%) 10 - Ti alle 1 % (paino-%) Y203 0,2 - 1 % (paino-%)

Fe jäljellä oleva osa

Parhaana pidetty lejeerinki sisältää: 15 - Fe 74,5 % (paino-%) - Cr 20 % (paino-%) - AI 4,5 % (paino-%) - Ti 0,5 % (paino-%) 20 - Y2°3 0,5 % (paino-%) Käytetyt austeniittiset lejeeringit eivät käytän-nöllisesti katsoen sisällä rautaa. Lisäksi niissä ei ole käytännöllisesti katsoen lainkaan alumiinia. Yttriumoksi-·;··· 25 dipitoisuus on samalla alueella kuin ferriittisten lejee-rinkien yttriumoksidipitoisuus.

• ·

Sopivien austeniittisten lejeerinkien koostumus voi • « c olla esimerkiksi seuraava: ... - Cr 15 - 35 % (paino-%) « t «> 30 - C 0 - 1 % (paino-%) *·] - AI 0 - 2 % (paino-%) ’?* - Ti 0 - 3 % (paino-%) - Fe alle 2 % (paino-%) Y203 0,2 - 1 % (paino-%) ; 35 - Ni jäljellä oleva osa 16 102675 ODS-lejeerinkien tuotanto ja näihin lejeerinkeihin perustuvien työvälineiden valmistaminen voi noudattaa sinänsä tunnettuja tekniikoita.

Keraamiset materiaalit ovat toinen käyttökelpoisten 5 suutinmateriaalien luokka. Käyttökelpoisia monoliittisia keraamisia materiaaleja, erityisesti RBSN-tyyppinen pii-nitridi (Reaction Bonded Silicon Nitride, jota saadaan piijauheen reaktiosintrauksesta typpiatmosfäärissä), ovat esimerkiksi seuraavan kemiallisen koostumuksen omaavat 10 Si^N^- eli SIALON-tyyppiset materiaalit:

Si 49,4 % (paino-%) AI 4,2 % (paino-%) - Y 7,25 % (paino-%) 15 0 4,0 % (paino-%) - N 35,0 % (paino-%) - Fe < 2,000 ppm - Ca + Mg < 1,000 ppm 20 Muita piinitridejä voidaan käyttää yhtä hyvin. Työ- kappale voidaan aikaansaada esimerkiksi sintraamalla, ja tämä työmenetelmä mahdollistaa myös suhteellisen mutkikkaan muodon omaavien työkappaleiden aikaansaamisen ja antaa mahdollisuuden valmistaa reiät alun alkaen ilman 25 puikkoja, jotka vedetään pois työkappaleen muodostamisen jälkeen, ja reikien halkaisijat viimeistellään lopuksi • « ,·,··, timanttityökalulla. Mieluimmin käytetään sellaisia ei- i « huokoisia keraamisia materiaaleja, joiden irtotilavuus- .., paino on mahdollisimman lähellä niiden teoreettisesti \ 30 maksimaalista tiheyttä, jolla tavoin aikaansaadaan vähem- • · » *·* * män helposti kuluvia työkappaleita. Tämänlaatuista materi- ·?· aalia voidaan käyttää lähellä 1300 °C oleviin lämpötiloi- hin asti.

.· . Toinen sellaisten keraamisten materiaalien luokka, '· ’· 35 jotka ovat käyttökelpoisia tämän keksinnön tarkoituksissa, 17 102675 ovat keraamiset komposiitit, joissa on keraaminen matriisi ja kuituvahvistus ja joilla on huomattavasti parantunut sitkeys ja kovuus. Erityisen hyvin tähän sopivia ovat keraamiset materiaalit SiC-SiC tai SiC-C, joissa on pii-5 karbidimatriisi vahvistettuna kuiduilla, jotka myös koostuvat piikarbidista (SiC-SiC) tai hiilestä (SiC-C). Työ-kappale valmistetaan esimerkiksi hajottamalla aluksi kaasumainen edeltäjä, joka kerrostumisensa jälkeen keramisoi-daan esimuotoon, joka valmistetaan impregnoimalla pinkka 10 piikarbidikuiduista tai hiilikuiduista muodostettuja ohuita rainoja, ja ulkoseinään tulevat reiät valmistetaan mieluimmin lasersäteen avulla rei'ittämällä. Tällaista keraamista materiaalia voidaan käyttää ei-hapettavissa olosuhteissa 1200 °C:ta korkeammissa lämpötiloissa SiC-SiC:llä 15 ja 1400 °C:ta korkeammissa lämpötiloissa Si-C:llä.

Optimaalisten tulosten saavuttaminen käsiteltäessä korkean likviduksen ja alhaisen viskositeetin omaavia materiaaleja sisäisellä sentrifugoinnilla, mitä tulee kui-duttavaan laitteeseen, ei riipu vain tietyn lejeeringin 20 valinnasta. Tarvittavat käsittelyolosuhteet vaikuttavat myös kaikkeen, mikä koskee sulan mineraaliaineksen kulku-: '·· tietä sekä termiset olosuhteet varmistavia laitteita.

: i( Kysymyksessä olevat materiaalit vaativat usein • erikoislaitteita alusta alkaen, ts. raaka-aineiden sulat-25 tamiskohdasta lähtien. Tässä ei ole tarkoitus puuttua selityksiin, jotka liittyvät sulatustekniikoihin, koska • * nämä eivät kuulu tämän keksinnön piiriin. Nämä tekniikat • C ( on yksityiskohtaisemmin selitetty kirjallisuudessa. Joka ,, . tapauksessa on alleviivattava sitä, että myös sulan mine- « · 30 raaliaineksen valmistuksessa saavutettavissa olevia lämpö- t * 1 '·[ * tiloja rajoittaa erityisesti sulatus- tai puhdistusuunin ·?* muodostavien materiaalien kestävyys. Näistä syistä sula mineraaliaines saadaan sellaisessa lämpötilassa, joka ei . ole liian paljon muuntamiseen tarvittavan lämpötilan ylä- * I · 35 puolella. Tämä merkitsee sitä, että sulan mineraaliainek- 18 102675 sen lämpöhäviöitä käsittelyvaiheiden aikana kuiduiksi muuntumiseen asti täytyy vähentää.

Käytännön olosuhteissa seurauksena on, että sula mineraaliaines eristetään termisesti sulatusuunin ja suut-5 timen välisellä tiellä ja että näiden välinen etäisyys pidetään lyhyenä.

Lämpöhäviöitä tapahtuu siis myös kosketuksessa suuttimen kanssa, jos viimeksi mainittuun ei syötetä energiaa, joka tarvitaan sen pitämiseksi toimintalämpötilassa. 10 Liiallisten lämmönsiirtymisten välttämiseksi käytetään erilaisia keinoja laitteen käynnistyksen aikana ja jatkuvassa käytössä.

Suuttimen ulkopuolella tämä on erityisesti rengasmainen ulkoinen poltin, joka mieluimmin käyttää sisäistä 15 palamista ja tuottaa kohotetun lämpötilan omaavan, rengasmaisen kaasuvirtauksen ulkoseinän yläpuolen läheisyydessä. Kuuma kaasuvirta mieluimmin ei suuntaudu vain siten, että se kulkee siirtoelimen ulkoseinää myöten, vaan siten että se myös verhoaa osaa yhdysvaipasta eli "tulppaanista", 20 joka yhdistää ulkoseinän laipalla, jota käytetään kiinnittämään suutin sen kannatuspylvääseen (pohjattoman suuttimen tapauksessa) tai yläosan vahvistuslaippaan (poh-jaseinänsä kautta syötetyn suuttimen tapauksessa) siten, että myös näitä osia kuumennetaan.

25 Tässä tarkoituksessa voidaan käyttää lisäpolttimia, joiden liekit suuntautuvat yhdysvaippaan eli "tulppaa- • * . niin". Toinen ratkaisu on, että sovitetaan ulkoinen poltin 4 i « suuremmalle etäisyydelle ulkoseinän yläpuolesta siten, . että kaasuvirtaus on jo hieman laajentunut ennen tuloaan I * * ' '30 suuttimen lähelle ja ennenkuin se saavuttaa huomattavan * « * ** • · « *·[ * osan "tulppaanista". Tässä etäisyys tulisi kuitenkin pitää •j* niin pienenä, että voidaan säilyttää törmäävän virtauksen

(III

; "I hyvä tarkkuus. Tämän keksinnön kolmannen muunnelman mukaan , voidaan käyttää rengasmaista ulkoista poltinta, jonka ; 35 kanavan sisäseinän halkaisija on pienempi kuin suuttimen

I

19 102675 ulkohalkaisija. Tässä tapauksessa voidaan käyttää esimerkiksi poltinta, jossa on pitkänomaiset vinot purkaushuulet kuumien kaasujen liekkisuihkun rajoittamiseksi.

Suuttimen ulkopuolella käytetään mieluimmin myös 5 induktiokuumenninta, jossa on rengasmainen magneetti, johon syötetään sähkövirtaa korkealla tai mieluimmin kes-kikorkealla taajuudella. Kuten on sinänsä tunnettua, rengasmainen magneetti voidaan sovittaa välittömästi suuttimen alapuolelle ja samankeskisestä sen kanssa. Näiden 10 kahden kuumennuslaitteen yhdistelmä myötävaikuttaa olennaisesti suuttimen lämpötasapainoon, ja täytyy huomata, että näiden kuumennuslaitteiden hyötysuhde on sitä parempi, mitä lähemmäksi suutintä ne on sovitettu, ja että tällä tavoin ulkoinen poltin kuumentaa pääasiassa sentri-15 fugin tai suuttimen yläosaa, kun taas rengasmainen magneetti puolestaan kuumentaa pääasiallisesti suuttimen pohjaosaa. Koska havaittiin, että on hyvin vaikeata kuumentaa ulkoseinän yläpuolta kuumentamatta kaikkia muita lähellä olevia metalliosia, joita kuuma kaasuvirtaus erityisesti 20 verhoaa, niin selitetty kaksoiskuumennusjärjestelmä välttää teknologiset ongelmat.

: ' Eräs toinen olennainen näiden lämmityslaitteiden välinen ero on niiden vaikutus lämpötilaan suuttimen lä-!heisyydessä. Induktiokuumentimella ei ole käytännössä 25 vaikutusta tässä suhteessa eikä se siksi myötävaikuta jV: ympäristön kuumentamiseen lukuunottamatta vähäistä sätei- • f lyn aiheuttamaa kuumenemista. Rengasmaisen ulkoisen polt-timen täytyy toisaalta välttämättömästi kuumentaa ympäris-.. o töä huomattavassa määrin, vaikka suuttimen pyörimisliik- 4 *,,* 30 keen imemä sekundaari-ilma ja rengasmaisen kaasuvirtauksen • 4 « ·[ * suuri nopeus vuorostaan estävät rengasmaista ulkoista pol- « tinta tuomasta kuumuutta ympäristöön. Kuitujen optimaali-sen laadun saamiseksi, erityisesti mekaaninen kestävyyden « ' · / . kannalta katsoen, ei kuitenkaan ole edullista, jos kuidut • » ’ ,* 35 joutuvat erityisen kuumaan ympäristöön välittömästi suut-« « 20 102675 timesta ulos virtaamisen jälkeen. Nämä näkökohdat huomioon ottaen rengasmaisesta polttimesta poistuvan kaasun lämpötilaa mieluimmin rajoitetaan.

Lisäksi on edullista käyttää suhteellisen suuria 5 suutinnopeuksia. Tunnettua on, että viskoosista muodonmuutosta vastustavien voimien suhde pintajännitysvoimiin, jotka aiheuttavat pisaroiden tai helmien muodostumisen, on dimensiottoman luvun pxV/σ funktio, missä μ merkitsee materiaalin viskositeettia, V sen nopeutta ja σ sen pinta-10 jännitystä. Tulon pxV suurentaminen, joko alentamalla lämpötilaa viskositeetin suurentamiseksi tai suurentamalla materiaalin liikkumisnopeutta, vähentää taipumusta kuidut-tumattomien hiukkasten kuten pisaroiden tai helmien muodostumiseen.

15 Huomiota täytyy mieluimmin kohdistaa siihen, ettei suutinta ympäröivää ympäristöä kuumenneta, mutta tällä vaatimuksella voi olla se seuraus, että sisäiset kuumenti-met eivät riitä ylläpitämään suuttimen lämpötasapainoa tyydyttävästi.

20 Tällaisessa tapauksessa suuttimen sisälle voidaan lisätä kuumennuslaitteita. Tämä lisälämmön syöttö aikaan-saadaan mieluimmin hajottavan sisäisen polttimen avulla, joka on sovitettu sama-akselisesti suuttimen kannatuspyl-: vään suhteen ja jonka liekit on suunnattu ulkoseinän sisä- 25 puolelle. Polttoaine/ilma-suhde asetetaan mieluimmin si-ten, että liekin juuri sijaitsee sisäseinän välittömässä • « läheisyydessä. Tietty määrä ulkonemia, jotka toimivat lie- t i r a · « * kinpidätyseliminä, on lisäksi edullisesti asetettu "tulppaanin" sisäseinään. Hajottava sisäinen poltin myötävai- ί . 30 kuttaa mieluimmin 3 ja 15 % välillä olevalla osuudella • · · :.:· lämmöntuottoon jatkuvassa toiminnassa - sikäli kuin lämpöä • ei tule sulasta mineraaliaineksesta. Tällä osavaikutuksel-.··. la näyttää olevan vain vähäinen merkitys, mutta tämä läm- • möntuotto tapahtuu epätavallisen suurella tarkkuudella, on 21 102675 sovitettu tarkasti haluttuun paikkaan ja on siksi epätavallisen tehokas.

Kuiduttamisen aikana käytetty hajottava sisäinen poltin täydentää edullisesti sisäistä keskeispoltinta.

5 joka on tunnettua tekniikkaa, missä sitä kuitenkin käytetään yksinomaan käynnistysvaiheen aikana ja missä se on periaatteessa tarkoitettu kuumentamaan suuttimen pohja-seinää - jakeluelimen pohjaseinää joka toimii pohjaseinänä ja jota tavallisesti kutsutaan vaipaksi tai yleisemmin 10 suuttimen keskialueeksi. Sisäinen keskeiskuumennin esi-kuumentaa vaipan eli pohjaseinän ennenkuin sulan mineraa-liaineksen syöttäminen tapahtuu. Tämän keksinnön mukaan ulkoinen poltin on mieluimmin rengasmainen poltin, jossa on suippeneva liekki ja joka on sovitettu suuttimen kanna-15 tuspylvään ja hajottavan keskeispolttimen väliin.

On ymmärrettävää, että käynnistysvaiheen aikana käytetään myös ulkoisia kuumennuslaitteita. Tarvittaessa voidaan käyttää myös liekkipillejä tai sentapaisia laitteita lisäkuumentimina. Hajottavaa sisäistä poltinta käy-20 tetään tietenkin myös kriittisen käynnistysvaiheen aikana, jolloin sulan mineraaliaineksen tuottama lämpö ei vielä ole käytettävissä. Käynnistysvaiheen aikana sisäisiä ja ulkoisia polttimia käytetään edullisesti yhdessä. Sisäiset • polttimet ovat mahdollisesti sellaista lajia, joita tava- ....; 25 taan myös kuidutusyksiköissä perinteisessä lasikuidun tuo- tannossa. Tällaisissa tunnetuissa kuidutusyksiköissä pol- • · ]·:·' tin on sovitettu sama-akselisesti suuttimen kannatuspyl- I · vääseen nähden. Muunlaisia sisäisiä polttimia voidaan myös käyttää varsinkin erityisen suutinrakenteen kompensoimi- lii : ·* 30 seksi, kuten erityisten suoritusmuotojen yhteydessä on • « · • · · *.* * yksityiskohtaisemmin selitetty.

<*< Koska käsiteltävien materiaalien viskositeetti tietyissä tapauksissa on alhainen verrattuna tavallisesti sisäisellä sentrifugoinnilla käsiteltävien lasien vis-• 35 kositeettiin, niin on välttämätöntä asettaa kunkin suu- 22 102675 tinreiän tuotantokapasiteetti valitsemalla vastaavasti kunkin reiän mitat. Siten reikien halkaisija on tavallisesti 0,7 ja 1,2 mm välillä tuotantokapasiteetin pitämiseksi arvossa noin 1 kg päivää kohti ja reikää kohti la-5 seilla, joiden viskositeetti on 100 pascalsekunnin luokkaa. Materiaaleilla, joiden viskositeetti on alle 50 pas-calsekuntia, pidetään parhaana käyttää suutinta, jonka reiän halkaisija on suurempi kuin 0,1 mm, mieluimmin suurempi kuin 0,2 mm, mutta kuitenkin pienempi kuin 0,7 mm, 10 mieluimmin pienempi kuin 0,5 mm ja erityisesti pienempi kuin 0,4 mm.

Tämän keksinnön muut yksityiskohdat, piirteet ja hyvät puolet käyvät ilmi seuraavasta parhaina pidettyjen suoritusmuotojen selityksestä, joka on esitetty piirustus-15 ten yhteydessä.

Kuviot 1-7 ovat viskositeetti/lämpötila-diagram-moja eri koostumuksilla; kuvio 8a on kaaviollinen, pituussuuntainen leik-kauskuvanto, joka esittää tunnetun tekniikan mukaista, 20 lasikuitujen tuotantoon tarkoitettua kuidutuslaitetta; kuvio 8b on kuviota 8a vastaava tämän keksinnön mukaisen kuidutuslaitteen erään suoritusmuodon esitys; kuvio 9 on kuviota 8b vastaava tämän keksinnön mukaisen kuidutuslaitteen toisenlaisen suoritusmuodon ....; 25 esitys.

Joukko mineraalikuitujen tuotannossa hyödyllisiä • · \..‘ koostumuksia on esitetty tähän selitykseen liitetyssä * taulukossa. Lukuunottamatta koostumusta 0, joka esittää tavanomaista, yleensä "sisäisellä sentrifugoinnilla" kui- • ·' 30 dutettavaa lasikoostumusta, kaikilla muilla materiaaleilla ’ on korkeampi likviduslämpötila ja alhainen viskositeetti.

*. Koostumuksen pääkomponenttien lisäksi taulukossa on annet tu likviduslämpötilat, ts. sitä alinta lämpötilaa vastaavan termisen tasapainotilan arvot, jossa kiteitä ei havai- • ” 35 ta tasapainotilassa. Tämän lämpötilan määrittämiseksi 23 102675 murskattu materiaalinäyte kuumennetaan mittauslämpötilaan platinaupokkaassa sellaiseksi ajaksi, joka riittää tuottamaan tasapainotilan (16 tuntia käytännön olosuhteissa), sitten se otetaan pois uunista ja jäähdytetään äkkiä ympä-5 ristön lämpötilaan, hiotaan ohuen suikaleen muodostamiseksi ja tarkastetaan mikroskoopin alla; tällöin likvidusläm-pötila vastaa sen ylemmän lämpötila-alueen, jossa mitään kiteitä ei ole havaittavissa, ja sen alemman alueen, jossa kiteiden olemassaolo on havaittavissa, välistä kynnysläm-10 pötilaa.

Lukuunottamatta koostumusta 26, joka on laadultaan lasikoostumus, kaikki taulukossa esitetyt koostumukset, joita käytetään tämän keksinnön mukaan, vastaavat korkean sulamispisteen omaavia materiaaleja, joilla likviduslämpö-15 tila tyypillisesti on 1200 °C:n ja 1400 eC:n välillä. Vis-kositeetti/lämpötila-kuvaajat näillä eri koostumuksilla on esitetty kuvioissa 1-7. Mitä tulee yksittäisten koostumusten ominaisuuksien yksityiskohtiin, kaikki se mitä on paljastettu kuvioissa 1 - 7 on täten sisällytetty viittee-20 nä tähän patenttiselitykseen, joka paljastaa esillä olevan keksinnön olennaiset piirteet. Diagrammat esittävät y-ak-selilla viskositeetin μ (pascalsekunteina) kymmenkantaista logaritmia (lg μ) ja x-akselilla lämpötilaa. Kuvaajien vasemmanpuoleiset päät (lukuunottamatta lasin 0 kuvaajaa) .;... 25 vastaavat alinta lämpötilaa, jossa viskositeetti voidaan mitata sama-akselisilla putkilla varustetulla viskositeet-timittarilla näytettä vähitellen jäähdytettäessä.

< « Tämän keksinnön soveltamisrajat on osoitettu dia-.. . grammeissa katkoviivoilla. Maksimi sovellettava lämpötila • * i.

*tt*’ 30 riippuu suutinlejeerinkien kestävyydestä. ODS-tyyppi Sten '·'‘ lejeerinkien hyväksyttävän käyttöiän saavuttamiseksi ylä- '*· raja on 1400 °C:ssa.

Alarajaa edustava arvo 1200 °C ei ole ehdoton rajaviiva, vaan perustuu siihen seikkaan, että tämä on äärira-_ 35 ja, joka on saavutettavissa tunnettujen, tavallisesti 24 102675 "sisäistä sentrifugointia" käyttävien menetelmien avulla, jos muiden haittapuolien ohella hyväksytään suuttimen hyvin lyhyt käyttöikä. Teollisissa olosuhteissa tämä arvo ei ole millään taloudellisella tavalla saavutettavissakaan 5 tunnetuilla ja tavallisilla "sisäistä sentrifugointia" käyttävillä tekniikoilla.

Viskositeetin ollessa yli 300 pascalsekuntia (lg μ = 2,47) koostumusta ei enää voida käsitellä tyydyttävästi kysymyksessä olevilla tekniikoilla, koska materiaali ei 10 enää virtaa vaaditulla tavalla reikien läpi. Tämä yläraja ei merkitse käytännössä kovin tärkeätä rajoitusta, koska tutkittujen koostumusten viskositeetti tämän keksinnön tarkoittamalla lämpötila-alueella on paljon alhaisempi.

Alaraja 10 pascalsekuntia on hyvin tärkeä. Kuten 15 edellä on mainittu, joka tapauksessa tämän viskositeet-tiarvon alapuolella, mutta usein jo viskositeetin ollessa pienempi kuin 20 pascalsekuntia (lg μ = noin 1,3) tai jopa pienempi kuin 35 pascalsekuntia (lg μ = noin 1,5), tulee käytännöllisesti katsoen mahdottomaksi ohentaa suuttimesta 20 ulos virtaavia ohuita lankoja kuiduiksi. Kohtuullisen var-muusmarginaalin aikaansaamiseksi näihin alhaisiin viskosi-teetteihin päin, jotka estävät kuiduttamisen sisäisellä sentrifugoinnilla, pidetään parhaana, että käytetään niitä koostumuksia, jotka sallivat käsittelyn viskositeetin ol-25 lessa 30 - 35 pascalsekuntia.

• · ;·.·. Jotta saataisiin parempi kuva ongelmista alhaisen • * viskositeetin omaavan lasin käsittelyssä, suoritettiin • · · kokeita vertailulasilla, jolla 950 °C:ssa on sellainen viskositeetti, joka vastaa yhtä basalttikoostumuksista, : ’ 30 n:o 25:tä, 1250 °C:ssa ja jonka viskositeetti/lämpötila- • · · »m * *.* * kuvaaja lisäksi on analoginen koostumuksen n:o 25 kuvaajan |· kanssa. Nämä kokeet suoritettiin FR-A-2 443 436:sta tunne- tun 200 mm:n suuttimen avulla, syötetyn lasimäärän ollessa välillä 0,2 - 0,65 kg päivää ja reikää kohti. Ulkoisen *· 35 polttimen kehittämän kaasuvirtauksen puhalluslämpötila oli ,, 102675 25 700 - 1000 °C:n välillä ja puhalluspaine välillä 0,2-1 kPa. Saadut tulokset on toistettu seuraavassa taulukossa, jossa viskositeetti on esitetty pascalsekunteina ja suut-timen pyörimisnopeus kierroksina minuutissa. "Helmet" 5 -sarakkeessa ensimmäinen luku on 100 pm:ä suurempien kuidut tumattomien hiukkasten prosenttiosuus painoprosentteina, jota sulkeissa seuraa 40 pm:ä suurempien hiukkasten osuus painoprosentteina. Kuitujen ohuus on ilmaistu Mic-ronaire-arvolla alle 5 g.

10

Viskositeetti r/min Helmet Kuitujen ohuus F/5g 15 180 3000 1,27 % (2,45 %) 3,7 52 3000 1,25 % (1,75 %) 3 15 3000 7,7 % (8,9 %) 3,6 20---- 7 3000 10,5 % (14 %) >8 106 2000 1,8 % (2,4 %) 3,3 25 36 2000 1,9 % (2,8 %) 3,3 15 2000 45,9 % (47 %) 6,8 . 30 Kuten yllä olevassa taulukossa on esitetty, helmien osuus viskositeetin ollessa sovitettuna suuremmaksi kuin ,, , 35 pascalsekuntia, riippumatta suuttimen pyörimisnopeu- ♦ · < * ·' desta, on selvästi alle 5 painoprosenttia. Tässä tapauk- • « · sessa on mahdollista parantaa kuitujen ohuutta suurenta-35 maila suuttimen pyörimisnopeutta ja/tai ulkoisen polttimen • painetta ja/tai ohennuskaasun lämpötilaa. Viskositeetin : ollessa pienempi kuin 10 pascalsekuntia helmipitoisuus ";r tulee hyvin huomattavaksi myös suurilla suuttimen pyöri- '1/ misnopeuksilla ja samalla saatujen kuitujen ohuus osoit- 40 tautuu riittämättömäksi, mikä tekee ne erityisen sopimat- torniksi eristystarkoituksiin.

* « « 26 102675 Välillä 7-36 pascalsekuntia saadaan korkealaatuisia kuituja, jos käytetään suurta pyörimisnopeutta ja jos hyväksytään 5 ja 10 painoprosentin välillä oleva hel-mipitoisuus.

5 Jotta mahdollistettaisiin koostumuksen käyttö tämän keksinnön tarkoituksissa, täytyy pyrkiä siihen, että vis-kositeetti/lämpötila-kuvaaja on mahdollisimman suurelta pituudeltaan edellä tarkasteltujen rajojen sisällä.

Koostumukset 22 ja 23, jotka on taulukossa esitetty 10 esimerkkeinä sellaisista koostumuksista, jotka käytännöllisesti katsoen eivät ole ohennettavissa tämän keksinnön mukaisilla keinoilla, ovat siten poissuljetut. Lisäksi nähdään, että koostumuksen 21 viskositeetti/lämpötila-kuvaajasta vain hyvin pieni osa on määritellyn alueen 15 sisällä ja että sitä on siksi hyvin vaikea kuiduttaa. Koostumukset 17, 18, 20, 24 ja 25 ovat niiden olosuhteiden raja-alueella, jotka vaaditaan tämän keksinnön mukaiselle valinnalle, koska niitä ei voi käsitellä viskositeetin ollessa yli 35 pascalsekuntia ja koska niistä siksi saa-20 daan suhteellisen epätyydyttäviä tuotteita, joiden helmi-pitoisuus on esim. enemmän kuin 10 painoprosenttia.

: Koostumusten 3, 10, 11 ja 14 viskositeetti/lämpöti- I I 4 : : la-kuvaajista vain pieni osa on parhaana pidetyn, yli ! 30/35 pascalsekunnin viskositeettialueen sisällä, mikä ·;··· 25 siten tekee vaikeaksi ylläpitää vakiota lämpötilaa alueel-la, joka on vähintään 50 °C suuttimen koko ulkoseinän • lämpötilaa korkeammalla, ja jatkuvassa toiminnassa.

* * *

Mitä tulee koostumuksiin 8 ja 12, täytyy huomata, .. . että ne vaativat suuren suorituskyvyn omaavan suuttimen, • · r *..! 30 joka sallii 1300 °C:ta ylittävän toimintalämpötilan.

• « · *·' * Jäljellä olevat koostumukset tarjoavat toiminta- :· alueen, joka on 1200 ja 1300 °C:n välisellä alueella var- muusmarginaalin ollessa vähintään 50 °C kuidutettavan materiaalin viskositeetin ollessa 35 ja 350 pascalsekunnin ; ' 35 välillä. Niillä osoittautuu olevan hyvin laaja toiminta- 27 102675 alue, mikä mahdollistaa mukavan käytön useiden kymmenien asteiden alueella, ja niitä voidaan käyttää helpommin kuin aikaisemmin kuvattuja koostumuksia.

Koostumus 26 ei edes ulotu määritellylle käyttöalu-5 eelle, koska se vastaa verrattain alhaisen likviduksen omaavaa lasia (vaikkakin yli 1050 - 1100 °C:n olevia kutsutaankin jo korkeiksi likviduslämpötiloiksi; tyypillisesti käytetyn lasikoostumuksen, kuten koostumuksen 0, likviduslämpötila on vain 920 °C). Tämä koostumus sallii 10 kuitenkin myös tämän keksinnön hyvien puolien hyväksikäytön, koska sen viskositeetti on pienempi kuin 320 pascal-sekuntia sen likviduslämpötilassa ja koska sitä silti voidaan kuiduttaa "sisäisen sentrifugoinnin" avulla viskositeetin ollessa yli 10 pascalsekuntia.

15 Esillä olevan keksinnön soveltaminen on seuraavassa selitetty lähemmin kuvioiden 8 ja 9 avulla, jotka esittävät kuidutusyksikön kaaviollisia kuvantoja.

Kuviot 8a ja 8b esittävät yksikköä, joka periaatteelliselta rakenteeltaan vastaa tunnetussa tekniikassa 20 tähän asti käytettyä tyyppiä, jolla tuotetaan erityisesti eristystarkoituksiin käytettäviä lasikuituja. Tämän tyyppinen kuidutuslaite on selitetty yksityiskohtaisesti monissa tapauksissa, esim. FR-A-2 443 436:ssa ja EP-A-0 091 381:ssä, joiden sisältö, mitä yksityiskohtiin lähemmin 25 tulee, on kokonaisuudessaan ja eksplisiittisesti sisälly- .’V. tetty tähän viitteen kautta.

Tavallisella tavalla, kuten kuviossa 8a on yksityiskohtaisesti esitetty, kuidutuslaite käsittää olennai-. sesti suuttimen 1, jonka ulkoseinässä 2 on lukuisia pur- *,/ 30 kausreikiä. Ulkoseinä 2 on liitetty laippaan 3 yhdysvaipan t · *·* ‘ 4 avulla, jota sen muodon takia kutsutaan "tulppaaniksi".

V* Kuten piirustus esittää, ulkoseinä 2, tulppaani 4 ja laip- pa 3 on muodostettu yhdeksi yhtenäiseksi kappaleeksi.

» I > 28 102675

Laippa 3 on asennettu kannatuspylvääseen 5, joka esitetyssä suoritusmuodossa on ontto, ja sula mineraali-aines syötetään tämän ontelon kautta.

Kannatuspylväs 5 - tai myös laippa 3 - kannattaa 5 lisäksi sama-akselista jakeluelintä 6, jota tavallisesti kutsutaan "altaaksi". Jakeluallas 6, jonka ulkoseinässä on suhteellisen pieni määrä aukkoja, joiden halkaisija on suhteellisen suuri, toimii suuttimen 1 pohjaseinänä ja jakelee sulan mineraaliaineksen siten, että keskeltä syö-10 tetty sula materiaalivirta erotetaan useiksi osavirroiksi ja jaetaan ulkoseinän 2 sisäpinnalle.

Suutinta ympäröivät erilaiset kuumennuslaitteet: induktiokuumentimen rengasmainen magneetti 7, joka induk-tiokuumennin kuumentaa erityisesti suuttimen 1 pohjaosaa 15 ennen kaikkea ympäristön ilman kanssa kosketuksessa olemisen aiheuttaman jäähtymisen kompensoimiseksi, jota ilmaa suuttimen 1 pyörimisen imemät huomattavat ilmamäärät ja vesijäähdytteinen rengasmainen ulkoinen poltin 8 voimakkaasti jäähdyttävät. Ulkoisen polttimen 8 kanavan seinien 20 9 ja 10 päät on sovitettu suuttimesta 1 pienen pystysuoran etäisyyden h päähän, joka on esimerkiksi 5 mm luokkaa, kuten kaavio kuvion 8a vasemmalla puolella ylhäällä yksin- ' I « kertaistetulla tavalla esittää.

I i f i Rengasmainen ulkoinen poltin 8 kehittää korkean

III I

••♦i 25 lämpötilan ja suuren nopeuden omaavan kaasuvirtauksen, j*.·. joka on suunnattu olennaisesti pystysuorasti alaspäin ja • · ,*··, kulkee siten ulkoseinää 2 myöten. Kaasuvirtauksen tehtävä- i < ί nä on toisaalta kuumentaa ulkoseinää 2 eli ylläpitää sen .. . lämpötilaa ja toisaalta se osaltaan vaikuttaa linkoutuneen t · e t ‘(ί· 30 sulan metallilangan ohentamisessa kuiduiksi.

• t 4 * Kuten piirustuksessa on esitetty, ulkoista poltin- ta 8 ympäröi mieluimmin puhallinkehä 11 kylmää ilmaa, esi-; merkiksi paineilmaa varten, jonka päätarkoituksena on ra- , , joittaa kuuman kaasuvirtauksen laajenemista säteen suun- « i

« i I

29 102675 nassa ja siten estää muodostuneita kuituja joutumasta kosketukseen rengasmaisen magneetin 7 kanssa.

Näitä suuttimen 1 ulkoisia kuumentimia täydentää sen sisäpuolella sisäinen rengasmainen poltin 12, joka on 5 sijoitettu kannatuspylvään 7 sisäpuolelle ja jota käytetään ainoastaan kuidutusyksikön käynnistysvaiheen aikana altaan 6 esikuumentamiseen.

Kuten kuvio 8b esittää, tämän keksinnön mukainen kuidutuslaite käsittää samat komponentit, ja vain eroavuu-10 det on selitetty seuraavassa.

Merkittävin ero koskee 13:11a osoitetun rengasmaisen ulkoisen polttimen paikkaa, jonka kanavan seinät ovat 14 ja 15, joiden päät on sijoitettu etäisyyden h' päähän 19:llä osoitetun ulkoseinän yläpuolelle, joka etäisyys on 15 selvästi suurempi kuin kuvion 8a mukainen etäisyys h. Näitä suhteita esittää yksinkertaistetulla tavalla myös kuvion 8b oikealla puolella ylhäällä oleva kaavio. Esimerkiksi välillä 15 - 30 mm, erityisesti välillä 20 - 25 mm olevaa etäisyyttä h' pidetään parhaana, koska tällainen 20 etäisyys vielä sallii kaasuvirtauksen suuren virtaustark- ·· kuuden. Lisäksi kanavan sisäseinän 14 halkaisija on sei- « « · västi pienempi kuin ulkoseinän 19 yläpuolen halkaisija. Kaasuvirtauksen ohjaamiseksi emissiossa ulkoisen polttimen 13 purkausaukkoa rajoittaa kaksi vinoa pintaa 16 ja 17, ' 25 jotka ovat toisiinsa nähden suorassa kulmassa ja jotka • · · I V siten kallistuvat ulospäin noin 45° verran. Ulkoisesta « i « V · polttimesta 13 lähtevän kuuman kaasun säteittäisen laa jenemisen aiheuttamien ongelmien rajoittamiseksi ulomman vinon pinnan 17 pituus on vain puolet sisemmän vinon pin- « < 30 nan 16 pituudesta, ja ulompi pinta päättyy olennaisesti *. pystysuoraan seinään 18. Vino pinta 16 ja seinä 18 päätty- • · · ;;* vät suuttimen yläpuolella sellaisella korkeudella, joka olennaisesti vastaa tavanomaisen ulkoisen polttimen 8 (vrt. kuvio 8a) kanavan seinien 9 ja 10 pystysuoraa etäi-35 syyttä h.

30 102675 Tällaisella ulkoisen polttimen 13 sovitelmalla kuumennetaan paitsi suuttimen 1 ulkoseinä 19 myös tulppaani, joka nyt on osoitettu 20:llä. Kaasuvirtauksen ei kuitenkaan tulisi nousta tulppaania 20 myöten eikä kuumentaa 5 suuttimen, joka nyt on osoitettu l':lla, kannatuspylvästä, joka nyt on osoitettu 22:11a. Tämän välttämiseksi voidaan käyttää rengasmaista ulkonemaa 21 tai toisenlaista, pyörivää sulkuelementtiä, joka tässä on sovitettava esimerkiksi tulppaanin 20 puolen korkeuden kohdalle, ja tämä kohta 10 määrää rengasmaisen kaasuvirtauksen kuumentaman tulppaanin 20 pituuden. On myös mahdollista paineistaa kannatuspyl-vään 22 ja ulkoseinän 23 välinen rako. Tässä tarkoituksessa voidaan syöttää esimerkiksi kylmää ilmaa kannatuspyl-vään 22 yläpuolelle, ja pidetään erityisesti parhaana, 15 että tämä syöttäminen tapahtuu pyörimisakseliin nähden kohtisuorassa suunnassa, koska tällä tavoin on määrä aikaansaada vain kaasusulku eikä tulppaaniin 20 suunnattu kylmä ilmavirta.

Vertailu kuvioiden 8a ja 8b välillä osoittaa yhden 20 olennaisemman eron, joka käsittää sen, että on käytetty toista sisäistä poltinta 25, joka on sijoitettu sama-akse- lisesti sisäisen rengasmaisen keskeispolttimen, joka nyt .on osoitettu 26:11a, ympärille ja jonka tehtävänä on, kuten tavallista, kuumentaa allasta, joka nyt on osoitettu ^ # 25 27:llä. Toinen sisäinen poltin 25 on rengasmainen poltin, • · · • ·* jossa on hajaantuvat liekit, jotka on suunnattu ulkoseinän • · · · 19 ja tulppaanin 20 sisäseiniin. Liekkisovitelma on mie luimmin optimoitu tulppaanin 20 sisäpuolella olevilla ul-i /. konemilla 29, joiden tehtävänä on toimia liekkiä pidättä-:’· .· 30 vinä eliminä.

Kuvion 8b suoritusmuodon tapauksessa altaassa 27 on suhteellisen paksu pohjaseinä 28, joka muodostuu esimerkiksi keraamisesta laatasta tai kuumuutta kestävästä be-tonista sulan mineraaliaineksen aiheuttaman nopean kulumi-35 sen välttämiseksi. Lisäksi tämän paksun pohjaseinän 28 3i 102675 tehtävänä on toimia lämmöneristeenä ja siten estää pohja-seinän sisäpuolen jäähtyminen johtuen suuttimen 1' pyörimisen aiheuttamasta tai imemästä kaasu- tai ilmavirtauksesta.

5 Tämän keksinnön mukaisen laitteen toimintaperiaat teet on seuraavassa selitetty yksityiskohtaisesti.

Ennen tuotantoon ottamista suoritetaan altaan 27 ja suuttimen 1' kuumentaminen, kunnes on saavutettu sellainen lämpötila, jossa sula mineraaliaines ei jähmety ennen vir-10 taamistaan ulos suuttimen 1' rei'istä. Kun on saavutettu sopiva lämpötila, jonka ideaalitapauksessa tulisi vain minimaalisesti erota jatkuvan toiminnan aikana vallitsevasta lämpötilasta, jotta stationaarinen käyttötila voidaan saavuttaa mahdollisimman nopeasti ilman että sula 15 mineraaliaines olennaisesti jäähtyisi, ja tämän jälkeen sallitaan sulan mineraaliaineksen pääsy suuttimeen 1'.

Sula mineraaliaines törmää altaan 27 pohjaseinään 28, virtaa ulos altaan 27 ulkoseinässä olevista aukoista ja linkoutuu suuttimen 1' ulkoseinän 19 sisäpuolelle.

20 Altaan 27 suorittaman sulan mineraaliaineksen jake lun määräävät kaksi toisilleen vastakkaista vaatimusta. Toisaalta on toivottavaa, että altaan 27 aukkojen lukumäärä pidetään suhteellisen pienenä, jotta estetään sulan mineraaliaineksen huomattava jäähtyminen sen matkalla 25 altaasta 27 suuttimen 1' ulkoseinään 19. Jos taas sula • · · • V mineraaliaines keskitetään pieneen määrään altaan 27 auk- M» •J · koja, niin tämä johtaa paikallisesti rajoitettuihin osuma- kohtiin suuttimen 1' ulkoseinän 19' sisäpinnalla, mistä f*·" aiheutuu näissä kohdissa suuttimen 1' materiaalin nopean < · .· ·. 30 kulumisen vaara. Tätä vaaraa suurentaa vielä, kuten jäi-* •t jempänä on yksityiskohtaisemmin osoitettu, tiukemmin ra- • · « joitettu sulan mineraaliaineksen "reservi" suuttimessa 1' siten, että tämä tyynynä toimiva reservi vaimentaa iskua vähemmän.

32 102675

Sulan mineraaliaineksen kulkutie suuttimen 1 * läpi pidetään mahdollisimman lyhyenä jähmettymisen vaaran minimoimiseksi. Tässä tavoitteena täytyy olla - ennenkuin lyhennetään sulan mineraaliaineksen kulkutietä suuttimen 5 1' sisällä - saada mahdollisimman pieni määrä sulasta mineraaliaineksesta jäämään ulkoseinän 19 sisäpuolelle ennen kulkeutumistaan reikien läpi.

Tämän sulan mineraaliaineksen reservin määräävät epäsuorasti sulan mineraaliaineksen virtaus, sen lämpö-10 tila, ja siten sen pienempi tai suurempi juoksevuus, ja keskipakokiihtyvyys. Suuttimen 1' sisäpuolelle jäävän sulan mineraaliaineksen keskimääräinen määrä ei saisi ylittää esimerkiksi yhden minuutin, mieluimmin ei 30 sekunninkaan tuotantomäärää.

15 Sulan mineraaliaineksen riittävän lämpötilan yllä pitäminen, kunnes se linkoutuu suuttimesta ulos, vaatii lisätoimia, erityisesti termistä vakiointia suutinta ympäröivässä ympäristössä siten, että sekä lankojen oheneminen kuiduiksi että ohentuneiden kuitujen jähmettyminen ovat 20 taatut.

Sulan mineraaliaineksen lämpötila tulisi tasaisesti saattaa arvoon, joka on sellaisen arvon alapuolella, jossa kuidut pysyvät kiinteinä. Joka tapauksessa jähmettyminen ei saisi tapahtua hetkessä, koska sellaisessa tapauksessa 25 riittävä oheneminen ei olisi mahdollista.

• · · • « · • ·’ Lämpötilan pääsäätö suoritetaan tässä vaiheessa • · · sellaisen kuumennuslaitteen avulla, joka vaikuttaa suuttimen ympäristössä siinä vyöhykkeessä, jossa kuitujen ohene-1' : minen tapahtuu.

:*·' · 30 On selvää, että lämpötilaa valittaessa on otettava *. huomioon ne arvot, joilla materiaali on ohenevaa ja jäh- • · » ·*·· mettyvää. Lisäksi on otettava huomioon se seikka, että polttimesta poistuva kaasu sekoittuu ympäristöstä imettyyn : ilmaan.

33 102675 Käytännön olosuhteissa kuitujen oheneminen tapahtuu pienellä matkalla niiden lähdettyä suuttimesta.

Kaasujen purkausmäärän tulisi olla riittävä valittujen olosuhteiden ylläpitämiseksi koko siinä ympärillä 5 olevassa atmosfäärivyöhykkeessä, jossa kuidut ohenevat.

Kuviossa 9 esitetty sovitelma eroaa kuvion 8 mukaisesta sovitelmasta olennaisesti siinä, että sulan mineraa-liaineksen syöttämistä ei suoriteta aksiaalisesti, vaan suoraan suuttimeen ilman että materiaali kulkisi jakelual- 10 taan kautta.

Kuvion 9 mukaisessa sovitelmassa on suutin 31, joka on kiinnitetty kannatuspylvääseen 32 laipalla 33 ja pylvään kauluksella kaaviollisesti esitetyllä tavalla. Itse kiinnityselimiä ei ole esitetty yksityiskohtaisesti.

15 Suutin 31 on yläpuoleltaan avoin. Sula mineraali- aines 35 syötetään painovoiman avulla, ja se tulee jatkuvana virtana esikuumennusahjosta. Holkki 36 suojaa sulaa mineraaliainesta 35 sen matkalla, kunnes se saapuu suuttimeen 31.

20 Tässä sovitelmassa, kuten kuvion 8 mukaisessa sovi telmassa, on useita asennettuja elimiä sulan mineraali-aineksen lämpötilojen ja laitteen säätämiseksi eri työvaiheiden aikana.

Ennen kaikkea suuttimen 31 ulkopuolella on rengas- 25 mainen ulkoinen poltin 37 ja rengasmainen magneetti 38 • · · : V induktiokuumennusta varten. Yksittäisten tapausten vaati- • ·* · muksista riippuen lisäpolttimia voidaan käyttää tilapäi sesti tuotannon käynnistyksen aikana suuttimen 31 saatta-miseksi riittävään lämpötilaan ennenkuin sulaa materiaalia

• I

30 päästetään suuttimeen 31. Näitä lisäpolttimia ei ole esi- *. tetty yksityiskohtaisesti.

··» *··· Suuttimen 31 sisällä, kuten kuvion 8 mukaisessa suoritusmuodossa, voidaan käyttää sisäistä poltinta 39, joka on sovitettu sama-akselisesti suhteessa kannatuspyl- 34 102675 vääseen 32. Suuttimen 31 pohjaseinä on mieluimmin varustettu aukoilla, jotka sallivat kaasujen ulosvirtauksen.

Jos sula mineraaliaines 35 on kuumennettava välittömästi ennen sen kulkemista suuttimen 31 reikien läpi, 5 niin voidaan käyttää sellaisia polttimia kuin kuviossa 9 on 40:llä osoitettu, jotka polttimet suuntaavat liekin suuttimen ulkoseinän sisäpintaan. Toisin kuin mitä kuvion 9 esityksessä on ehdotettu, parhaana pidetään, että polttimet 40 sijoitetaan sulan mineraaliaineksen 35 virrasta 10 tietyn etäisyyden päähän, jotta ne eivät voi häiritä sulan mineraaliaineksen sisäänvirtausta.

Kuten kuvion 8 mukaisen suoritusmuodon tapauksessa, hajottavan polttimen 40 lisäksi voidaan käyttää sisäistä keskeispoltinta 39.

15 Kuviossa 9 kaaviollisesti esitetyt seinät 41 voi daan sovittaa suojaamaan suuttimen 31 sisätila optimaalisesti ympäristön lämpötilan vaikutuksilta.

Sula mineraaliaines 35 osuu suuttimeen 31 sen poh-jaseinän muodostavalla alueella. Sen jälkeen sula mine-20 raaliaines peittää keskipakoilmiön vaikutuksesta suuttimen 31 ulkoseinän sisäpinnan, joka on osoitettu 42:11a.

Korostettakoon sitä, että tässä sovitelmassa sulan mineraaliaineksen 35 kulkutie, jolla se on kosketuksessa suuttimen 31 kanssa, on hyvin lyhyt.

25 Aivan kuten kuvion 8b mukaisessa suoritusmuodossa • · · • · · ·* sisäistä palamista käyttävä rengasmainen ulkoinen poltin * 37, jonka päätehtävänä on asetella termiset olosuhteet suutinta 31 ympäröivässä ympäristössä, estää suuttimen 31 «· · • ulkoseinän 42 huomattavan jäähtymisen erityisesti sen ylä- 30 osassa. Aivan kuten edellisessä suoritusmuodossa, rengas-maisen magneetin 38 avulla suoritettavan induktiokuumen-*’** nuksen tarkoituksena on kuumentaa suuttimen 31 pohjaosaa.

Suorittamalla kokeita, kuten edellä on esitetty, on valmistettu kuituja austeniittisesta ODS-teräksestä teh-35 dyllä suuttimella. Tässä tapauksessa suuttimen halkaisija 35 102675 oli 200 nun, ja sen ulkopinta oli varustettu 9000 purkaus-reiällä. Aukkojen halkaisija oli 0,5 mm. Reiät oli järjestetty 20 riviin. Sovitelma oli kuviossa 8b esitettyä lajia, jonka selitykseen viitataan toistojen välttämiseksi.

5 Koeolosuhteet eri koostumuksilla olivat hieman eri laiset. Esimerkkeinä esitetään ne olosuhteet, jotka antavat hyvät tulokset edellä selitetyllä koostumuksella 2.

Sulan mineraaliaineksen alkulämpötila suuttimeen syöttämisen aikana oli 1550 °C. Syötetty määrä oli 3000 10 kg/päivä.

Ensiksi asetettiin ulkoinen poltin tuottamaan ohentava kaasuvirtaus 1440 °C:ssa puhalluspaineen ollessa 3,4 kPa.

Suuttimen pyörimisnopeus oli 3000 r/min.

15 Näissä olosuhteissa valmistettiin basalttivillaa, jonka kuidun ohuus oli Micronaire-arvona ilmaistuna 3,5 g tai Faconnaire-arvona ilmaistuna 400/5 g (Micronaire- tai Faconnaire-arvojen määrittämiset ovat tavallisia mineraalivillan valmistajien nykyisin käyttämiä menetelmiä kuitu-20 jen ohuuden kuvaamiseksi; mitä yksityiskohtiin tulee, sak salainen teollisuusstandardi (DIN) 53941 "Bestimmung des Micronaire" (Micronaire-arvon määritys) ja standardi ASTM D 1448 "Micronaire reading of cotton fibers" on sisällytetty tähän viitteen kautta). 100 pm tai sitä suuremman 25 halkaisijan omaavien kuiduttumattomien hiukkasten pitoi- • · · : ·’ suus oli alle 0,8 painoprosenttia, joka on erittäin alhai- * i < *.* ' nen verrattuna "ulkoista sentrifugointia" käytettäessä saavutettuihin arvoihin. Kuitujen laatu oli kaiken kaikki-

t t I

• ‘ ί aan erittäin tyydyttävä.

: 30 Voidaan yleisesti sanoa, että valittaessa toiminta- olosuhteet sopivasti tämän keksinnön mukainen prosessi tuottaa basalttiin, kiviainekseen yms. perustuvia mineraa-limattoja, joissa 100 pm;n tai sitä suuremman halkaisijan omaavien kuiduttumattomien hiukkasten (helmien) osuus on : : 35 pienempi kuin 5 painoprosenttia.

36 102675

On joka tapauksessa erittäin tärkeätä säätää tarkasti lämpötilan jakautumista.

Kuten edellä jo on mainittu, selvä lämpötilan suurentaminen, esim. nostamalla polttimen lämpötila 1600 5 °C:een, johtaa kuiduttumattomien hiukkasten osuuden selvään suurenemiseen.

Käänteisessä tapauksessa suuttimen lämpötilan alentaminen voi johtaa sen ulkoseinän purkausreikien tukkeutumiseen.

10 Muilla koostumuksilla suoritetut kokeet todentavat edellä esitetyt tulokset.

1 2 | 3 | 4 5 | 6 7 8 | 9 | 10

Si02 50.45 51.5 49.40 52.9 54.93 56.0 52.26 52.65 49.40 47.90

Fe203 10.35 10.1 11.75 15.? 8.3 12.18 7.6 6.5 10.10 9.80 A1203 17.35 18 15.8 13.6 17.17 14.37 18.96 19.85 17.00 16.40

MnO 0.17 0.19 0.2 0.2 0.15 0.23 0.1 0.1 0.15 0.15

CaO 9.90 8.9 10.80 5.75 7.12 6.3 6.52 5.3 9.70 9.4

MgO 7.05 6.4 6.4 3.8 5.10 4.48 4.31 3.3 6.90 6.70

NaC° 3.35 3.5 3.1 2.7 3.55 3.2 5.52 6.1 3.25 3.15 ·· · ^^ _ _

KjO 0.45 0.61 0.4 2.20 2.19 1.49 4.11 5.5 0.45 0.40 « *____

Ti02 0.75 0.66 2.1 3.0 1.20 1.33 0.5 0.5 0.75 0.70 l ·*. 0,15 0,12 ' 0.6 0.28 °·34 0.1 0.1 0.15 0.14 V * B;03 ...... 2.15 5.25 • ^^__ ____

..*·* Likvidus 1310*C j 1290*C 1220*C 1330*C j 1270*C 1290*C 1290*C 1310*C 1260*C 1230’C

102675 11 12 13 j 14 j 15 16 17 j 18 19 20

Si07 47.5 55.3 52.60 46.55 48.77 50.80 47.01 56.3 58.54 61.2

Fe,03 9.7 7./8 8.75 8.78 8.80 8.80 12.1 0.25 0.19 6.1 Αΐ-,Ο-j 16.3 19.1 14.58 14.7 14.65 14.65 14.7 3.15 3.85 0.1 MHO 0.16 0.12 0.12 0.17 j 0.17 0.17 0.24 - 0.03 0.01

Cao 12.4 10.4 12.20 j 12.25 12.25 12.25 10.1 26.1 25 18.6

MgO 6.7 3.9 6.33 6.2 6.2 6.2 8.6 6.4 9.25 9.3

Na„0 3.20 1.3 12.24 I 2.2 j 2.2 2.2 3.06 3.2 0.05 4.5 Κ,Ο 0.40 0.53 1.05 j 1.02 1.02 1.01 1.40 0.65 0.08 0.04 T10-, 0.70 0.33 1.82 j 1.89 1.9 1.9 2.6 0.1 0.02 0.14 P205 2.9 - 0.30 6.21 4 2 2.9 2.85 B-.O3 -- 0.05

Likvidus 1210*C 1270’C 1230*C 1220-C 1230*C 1230*C 1300*C 1290‘C 1330*C

I 21 22 23 24 25 26 27 28 0 S107 58.1 56.4 47.2 53 49.3 60.7 58.3 | 63

Fe203 0.15 0.3 3 2.7 8.4 0.14 0.3 A1203 3.1 3.4 6.9 6.4 15.6 0.2 7 3

.. . MnO

• « · • #____________ « ^ ^mm^ .·/* CaO 21.2 21.7 20.7 30 13.9 16.5 24.85 7.35 « » /

MgO 14.8 4.55 14.4 3 7.6 3.2 5 3.1 : .* Na-,0 9 6.5 3.1 3.5 15.4 0.02 14.1 • # _· _ '. 1^0 1.1 0.7 1.1 0.5 0.7 0.05 0.8 « ...: Ti02 0.14 0.1 0.4 0.5 1.0 0.14 P205 0.2 3.3 4.5 5.9 :·'· B3°3 2.5 I I j j J Likvidus 1360*C 1230*C 1300*C 1350*C 1230*C 1120*C >1300*C 920*C j

Claims (30)

38 102675 Patenttivaatimukset :

1. Menetelmä mineraalivillan valmistamiseksi mate-5 riaalista, jolla on korkea, yli 1050 °C:n likviduslämpötila ja joka on erittäin juoksevaa tässä likviduslämpötilassa, jolloin sen viskositeetti on erityisesti pienempi kuin 3200 poisia likviduslämpötilassa, tunnettu siitä, että sula materiaali syötetään suuttuneen, jonka ulkoseinässä on lukuisia pienen halkaisijan omaavia io reikiä, joiden läpi mainittu sula mineraaliaines sentrifugoidaan säikeiden muodostamiseksi, jotka tietyssä tapauksessa voidaan vielä saattaa alttiiksi suuttunen mainittua ulkoseinää myöten virtaavan kaasuvirtauksen aikaansaamalle ohentavalle lisävaikutukselle, jolloin sula mineraalimateriaali sentrifugoidaan alle 1400 °C:n lämpö-15 tilassa viskositeetin ollessa yli 100 poisia.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuidutettavan materiaalin likvi- duslämpötila on korkeampi kuin 1200 °C. 20

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, • " tunnettu siitä, että kuidutettavalla materiaalilla on sei- • I lainen toiminta-alue, mieluimnin lämpötila-alueella 1200 °C • · • » 4 ! - 1400 °C, jossa sen viskositeetti on suurempi kuin 200 poisia, ja • « ... 2 5 että se kuiduttuu, kun sillä on vähintään tämä viskositeetti. • · · • t • · • M

• · · *·* 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että viskositeetti toiminta-alueella on yli • · 350 poisia. 30

·’· 5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, • · · • · · I.! tunnettu siitä, että toiminta-alue ulottuu vähintään ’·' 50 °C:n lämpötila-alueen yli.

6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukainen me netelmä, tunnettu siitä, että suuttimen 39 102675 reikien halkaisija valitaan suuremmaksi kuin 0,15 mm ja erityisesti suuremmaksi kuin 0,2 mm.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että suuttimen reikien halkaisija valitaan pienemmäksi kuin 0,7 mm, mieluummin pienemmäksi kuin 0,5 mm ja erityisesti pienemmäksi kuin 0,4 mm.

8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mukai- 10 nen menetelmä, tunnettu siitä, että suutinmateri- aaliksi on valittu oksididispersiolla vahvistettu (ODS, oxide dispersion strengthened) lejeerinki.

9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-7 mukai- 15 nen menetelmä, tunnettu siitä, että suutinmateri- aaliksi on valittu keraaminen materiaali.

10 Si02 50,45 51,5 52,9 54,93 56,0 52,26 49,40 47,90 47,5 Fe203 10,35 10,1 15,2 8,3 12,18 7,6 10,10 9,80 9,7

10. Mineraalivillamatto, tunnettu siitä, että sen sellaisten kuiduttumattomien hiukkasten osuus, 20 joiden koot ylittävät 100 pm, on pienempi kuin 10 paino- : '*· prosenttia, ja että se on valmistettu mineraalivillasta, ' joka on valmistettu korkean, yli 1050 °C:n likviduslämpö- : ; : tilan, ja alle 320 Pas:n (3200 poisin) viskositeetin ·;··; likviduslämpötilassa omaavasta materiaalista. :*.·. 25 • · • ·

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mineraalivilla- * « · matto, tunnettu siitä, että sen materiaalin maa- ^.. alkalimetallioksidipitoisuus on vähintään 9 painoprosent- • · ♦ *.Γ tia ja rautapitoisuus mieluimmin vähintään 3 painoprosent- v ; 30 tia. « ϊ

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mineraalivilla- • · matto, tunnettu siitä, että se on tehty seuraavan koostumuksen omaavasta materiaalista: 35. si02 60,7 % (paino-%) - CaO 16,5 % (paino-%) - Na:0 15,4 % (paino-%) 40 102675 - A1203 0,2 % (paino-%) - MgO 3,2 % (paino-%) - K20 0,7 % (paino-%) - B203 3,3 % (paino-%) 5

13. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mineraalivilla-matto, tunnettu siitä, että se on tehty materiaalista, jonka koostumus on samankaltainen kuin seuraavat koostumukset (painoprosentteina):

14. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mineraalivilla- matto, tunnettu siitä, että se on tehty materiaalista, jonka koostumus on samankaltainen kuin seuraavat koostumukset (painoprosentteina): 20 ------ Si02 47,01 56,3 61,2 53 49,3 Fe203 12,1 0,25 6,1 2,7 8,4

15 A1203 17,35 18 13,6 17,17 14,37 18,96 17,00 16,40 16,3 MnO 0,17 0,19 0,2 0,15 0,23 0,1 0,15 0,15 0,16 CaO 9,90 8,9 5,75 7,12 6,3 6,52 9,70 9,4 12,4 ------------ MgO 7,05 6,4 3,8 5,10 4,48 4,31 6,90 6,70 6,7 Na20 3,35 3,5 2,7 3,55 3,2 5,52 3,25 3,15 3,20

16. Patenttivaatimuksen 10 mukainen mineraalivillamatto, tunnettu siitä, että 100 pm ylittävän 42 102675 hiukkaskoon omaavien kuiduttumattomien hiukkasten osuus on pienempi kuin 5 painoprosenttia.

17. Laite sellaisen mineraalimateriaalin sisäisen 5 sentrifugoinnin avulla tapahtuvaa kuiduttamista varten, jolla on korkea, yli 1050 °C:n likviduslämpötila ja joka on erittäin juoksevaa tässä likviduslämpötilassa, jolloin sen viskositeetti on erityisesti pienempi kuin 3200 poisia likviduslämpötilassa, joka sentrifugointi tapahtuu suut-io timella (l1, 31), jonka ulkoseinässä (19,- 42) on lukuisia pienen halkaisijan omaavia reikiä, joiden läpi sula mine-raaliaines sentrifugoidaan säikeiden muodostamiseksi, jotka tietyssä tapauksessa saatetaan vielä alttiiksi mainittua suuttimen (l1; 31) ulkoseinää (19; 42) myöten vir-15 taavan kaasuvirtauksen ohentavalle lisävaikutukselle, jonka kaasuvirtauksen kehittää samankeskiseksi suuttimeen (1'; 31) nähden sovitettu rengasmainen ulkoinen poltin (13; 37), joka laite sisältää hajottavan sisäpuolella olevan kuumennuselimen (25; 40), joka toimii meneillään ole-20 van kuiduttamisen aikana, sekä ulkoisen kuumentimen suuttimen yläseinämien kuumentamiseksi, tunnettu sii- • '· tä, että hajottava sisäpuolella oleva kuumennuselin (25) on rengasmainen poltin, ja että mainitun hajottavan sisä- • puolella olevan rengasmaisen polttimen liekit pidetään ·;··· 25 suuttimen (1') ulkoseinän (19) sisäpinnan lähellä liekkejä pidättävillä elimillä (29) , jotka on sijoitettu suuttimen • · (1') tulppaanin muotoisen seinämän (20) sisäpinnalle. • · ·

18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen laite, tunnettu • · · 30 siitä, että rengasmainen ulkopuolella oleva poltin (13, 37) on • · · *·* sovitettu välimatkan (h') päähän suuttimen (1'; 31) ulkoseinä- män (19; 42) yläpuolelle, joka välimatka on suuruusluokkaa 15 - 20 mm, ja että rengasmainen ulkopuolella oleva poltin (13; 37) käsittää poistokanavan seinämän (14), jonka halkaisija on 35 pienempi kuin mainitun suuttimen (1'; 31) ulkoseinämän (19; 42. yläpuolen halkaisija. 43 102675

19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen laite, tunnettu siitä, että rengasmainen ulkoinen poltin (13) käsittää purkauskanavan seinät (14, 15) kuumaa kaasuvirtausta varten, joita seiniä on jatkettu vinoilla 5 seinillä (16, 17), jotka rajoittavat kuumien kaasujen poistovirtauksen laajenemista.

20. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laite, tunnettu siitä, että kuumien kaasujen takaisinvir- lo taus suuttimen (l1) kannatuspylvästä (22) myöten on estetty sulkevalla ulkonemalla (21) tai pyörivällä sulkuelemen-tillä.

21. Patenttivaatimuksen 19 mukainen laite, 15 tunnettu siitä, että kuumien kaasujen takaisinvir-tauksen suuttimen (1') kannatuspylvästä (22) myöten estää kannatuspylvään (22) vapaaseen päähän muodostettu neste-sulku .

22. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 17 - 21 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutinta (I1; 31) voidaan lisäksi kuumentaa rengasmaisen induk-,1 ', tiokuumentimen (7; 38) avulla. 2 5 ·· · • · · • · • · • · · • · · • · · :Y: 30 • « • l1 • « · • · · 35 · • · · • « · 44 102675

23. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 17 - 22 mukainen laite, tunnettu siitä, että sula mine-raaliaines ohjataan jakeluelimeen (jakelualtaaseen 27) , jonka pohjaseinämä on suojattu kuumuutta kestävästä, eri- 5 tyisesti keraamiseen materiaaliin tai kuumuutta kestävään betoniin perustuvasta eristemateriaalista olevalla levyllä (28) .

24. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 17 - 23 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että suuttimen (1'; 31) reikien halkaisija on 0,15 mm ja 0,4 mm välillä.

25. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 17 - 24 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin koos- 15 tuu oksididispersiolla vahvistetusta (ODS, oxide dispersion strengthened) lejeeringistä.

25 A12°3 14,7 3,15 °'1 6'4 15'6 MnO 0,24 - 0,01 CaO 10,1 26,1 18,6 30 13,9 30------ MgO 8,6 6,4 9,3 3 7,6 Na20 3,06 3,2 4,5 3,1 3,5 :·... 35 K,0 1,40 0,65 0,04 1,1 0,5 • 0 " 1 " " *—^. Ti02 2,6 0,1 0,14 0,5 1,0 P205 - 2,9 - 0,2 40------ \\V B2°3 ___ • » ♦ ...... I .1 * JL—i i —li • · « : 15. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 10 - 14 45 mukainen mineraalivillamatto, tunnettu siitä, että kuitujen ohuus on alle 6/5g oleva Micronaire-arvo.

25 K20 0,45 0,61 2,20 2,19 1,49 4,11 0,45 0,40 0,40 Ti02 0,75 0,66 3,0 1,20 1,33 0,5 0,75 0,70 0,70 p„0«- 0,15 0,12 0,6 0,28 0,34 0,1 0,15 1,14 2,9 30 ---------- B203 - - - - - - 2,15 5,25 tai • · · • · · __ • · - 1 l~ I

35 SiO- 52,60 46,55 48,77 50,80 58,54 58,3 • Fe203 8,75 8,78 8,80 8,80 0,19 0,14 Äl2°3 14'58 14,7 14,65 14,65 3,85 7 40------- \ ‘ MnO 0,12 0,17 0,17 0,17 0,03 • · __________ ________ . • · · ' ""-' ' *' *r CaO 12,20 12,25 12,25 12,25 25 24,85 41 102675 MgO 6,33 6,2 6,2 6,2 9,25 5 Na.O 2,24 2,2 2,2 2,2 0,05 0,02 5 --------- K20 1,05 1,02 1,02 1,01 0,08 0,05 Ti02 1,82 1,89 1,9 1,9 0,02 0,14 !0 P2Og 0,30 6,21 4 2 2,85 4,5 b2°3 I - 1 - 1 - I - I °'°5 1

26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin koostuu austeniitti- 20 sesta lejeeringistä, jonka pääkomponentit ovat seuraavat: - Cr 15 - 35 % ( paino-%) - C 0 - 1 % (paino-%) - AI 0 - 2 % (paino-%) :1·1: 25 - Ti o - 3 % (paino-%) « · - Fe alle 2 % (paino-%) - Y2o3 0,2 - 1 % (paino-%) - Ni jäljellä oleva osuus • · · ♦ · • · « • · \ 30

27. Patenttivaatimuksen 25 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin koostuu ferriittisestä lejeeringistä, jonka pääkomponentit ovat seuraavat: - cr 13 - 30 % (paino-%)

35. AI 2 - 7 % (paino-%) - Ti alle 1 % (paino-%) - y2o3 0,2 - 1 % (paino-%) 45 102675 - Fe jäljellä oleva osuus

28. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 17 - 25 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin koos- 5 tuu keraamisesta materiaalista.

29. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin koostuu piinitridi-tyyppisestä keraamisesta materiaalista. 10

30. Patenttivaatimuksen 28 mukainen laite, tunnettu siitä, että suutin koostuu SiC-SiC-tyyp-pisestä tai SiC-C-tyyppisestä keraamisesta materiaalista. ' I > «Il « ·· · • · · • · • # ··· • · · • · · • · • · t « · • · • « · • · < • · I 1 · • · · • ·· • · 102675 46