FI85687B - Foerfarande och anlaeggning foer framstaellning av en mineralfiberbana. - Google Patents

Description

85687 Förfarande och anläggning för framställning av en mineralfi-berbana Föreliggande uppfinning avser ett förfarande för framställ-ning av en mineralfiberbana, vid vilket rämaterial införs i en smältugn och mineralsmälta uttas kontinuerligt genom en i smältugnen anordnad smältöppning i form av ett smältflöde, smältan tillförs en anordning för framställning av fibrer av smältan, vilka fibrer uppsamlas tili en fiberbana, som even-tuellt vidarebehandlas, varvid en av smältflödesmängden be-roende parameter hos den framställda fiberbanan mäts och jämförs med ett för infrägavarande framställningsbetingelser fastställt börvärde för samma parameter. Uppfinningen avser dessutom en anläggning för att genomföra sagda förfarande, vilken anläggning omfattar en smältugn försedd med elektro-der, medel för tillförsel av rämaterial i ugnen, samt minst en uttagsöppning för mineralsmälta i form av ett smältflöde, en anordning för framställning av fibrer av smältan, samt medel för uppsamling av dessa fibrer tili en fiberbana, en anordning för mätning av en av smältflödesmängden beroende parameter av fiberbanan, en styranordning, exempelvis en processor där detta mätvärde jämförs med ett börvärde för samma parameter.

Mineralullsprodukter framställs t.ex. sä, att det erforder-liga rämaterialet smältes i en elektrisk smältugn, mineral-smältan uttages kontinuerligt ur ugnen genom en utloppsöpp-ning och omvandlas tili fibrer t.ex. genom att föra den tili en fibreringsanordning, som kan bestä av ett flertal rote-rande hjul, frän vilka mineralsmältan slungas under bildning av fibrer eller filament. De sälunda bildade fibrerna transporters med en luftström frän fibreringsanordningen och uppsamlas pä en transportör i form av en fiberbana. Uppsam-: lingen kan ske antingen sä att fibrerna uppsamlas pä trans- ” portören tili en bana med önskad sluttjocklek, eller genom att bilda en sk. primärbana genom att samla ett tunt lager 2 85687 fibrer och sedan, t.ex. med hjälp av en pendeltransportör, vecka denna primärbana tili en sekundärbana med önskad tjocklek.

I nägot skede av framställningen av banan impregneras denna med ett lämpligt bindemedel, t.ex. ett harts, vilket i ett slutskede av banans behandling aktiveras t.ex. med värme. Därvid fixeras fibrerna till varandra under bildning av en formstabil bana av önskad täthet och tjocklek, som sedan formas till en önskad produkt.

Det är naturligtvis av intresse att den framställda fiberba-nan uppvisar möjligast fä variationer i sin struktur, spe-ciellt i dess vikt, säsom i vikten framställd bana per tids-eller längdenhet, dess täthet och/eller ytvikt. Detta bety-der att om den efter fibreringsanordningen efterföljande de-len av fiberbehandlingsbanan drivs med en given hastighet för framställning av en fiberbana av viss typ utgäende frän givna rämaterial, är eventuella variationer i ovannämnda egenskaper huvudsakligen en följd av variationer i den mängd smälta som per tidsenhet strömmar ut frän ugnen. Man strävar alltsä tili att hälla den utgäende smältflödesmängden kon-stant.

Man har tidigare föreslagit olika lösningar för att nä detta mäl. Eftersom den per tidsenhet utströmmande smältmängden är direkt proportionell mot det statiska trycket som verkar vid den nivä i smältan där öppningen är belägen, strävar man till att hälla detta statiska tryck huvudsakligen konstant. Detta kan ske t.ex. genom att hälla mängderna infört rämate-rial och uttagen smälta i balans, och man har ocksä föresla-- git olika lösningar för att nä detta. Enligt JP-ansökningen 62-330098 styrs rämaterialtillförseln genom att väga mängden smälta i ugnen och jämföra detta med ett pä förhand bestämt värde. En mot den erhällna skillnaden motsvarande signal an-vänds i sin tur för att styra en matningsanordning för rämä- 85687 3 terialet. Enligt en annan lösning beskriven i US-patentet 4 641 319 är smältugnen monterad sä att den kan bringas i ett lutande läge med hjälp av en kippmekanism, varvid ugnens lutningsgrad styrs pä basen av variationerna i mängden ut-gängen smälta per tidsenhet. Man har även föreslagit (JP 62-328112) en lösning enligt vilken ugnsväggen förses med en öppning med en reiätivt stor höjddimension, mot vilken öpp-ning anligger pä ugnens yttersida en höj- och sänkbar glid-port med en öppning som Mr mindre än öppningen i ugnsväggen. Genom att höja och sänka glidporten pä basen av uppmätta viktförändringar i ugnen, kan höjdläget för öppningen i por-ten varieras för att vid varierande smältniväer bibehalla ett i huvudsak konstant statiskt tryck mot öppningen och dä-rigenom ästadkomma en i huvudsak konstant flödesmängd ur ugnen.

De kända lösningarna uppvisar emellertid vissa nackdelar, speciellt genom att de baserar sig alla enbart pä vägning av smältan i ugnen. Eftersom en viktkorrigering av ugnen inte alltid snabbt kan genomföras och eftersom flödesmängden ocksä är beroende av smältans viskositet, och därigenom av tempo raturon i ugnen, vore det av intresse att ästadkomma . , ett förfarande i vilket de parametrar i processen beaktas som inverkar pä den slutliga produktens egenskaper.

: Pöreliggande uppfinning erbjuder ett sädant förfarande, vil ket möjliggör en framställning av en fiberbaneprodukt med möjligast smä och snabbt korrigerbara variationer i slutpro-duktens egenskaper. Förfarandet enligt uppfinningen känne-tecknas därigenom att skillnaden mellan den uppmätta parame-terns mätvärde och dess börvärde används för regiering av smältflödesmängden ur ugnen.

Smältflödesmängden ur ugnen regleras företrädesvis genom regiering av smältöppningens storlek, men det är även möj-ligt att reglera densamma genom att öka det statiska trycket i . mot öppningen, t.ex. genom att kippa ugnen.

4 85687

Enligt en utföringsform Mr parametern som mäts hos slut-produkten viktrelaterad, t.ex. vikten av per tidsenhet eller längdenhet framställd bana, dess täthet eller ytvikt. Dessa parametrar kan mätäs pä olika sätt och pä vilket ställe som heist 1 anordnlngen efter fiberframställningen. Mätningsan-ordningen utgörs företädesvis av en för mätning av banpro-dukters vikt lämplig väg, t.ex. en traditionell bandväg, eller t.ex. radioaktiv absorptionsmätning kan användas. Det är även möjligt att genomföra en manuell vägning av den helt färdlga produkten, t.ex. genom manuell vägning av mineralfi-berskivor av bestämd storlek.

Det erhällna mätvärdet, dvs. ärvärdet jämförs sedan med ett under ifrägavarande framställningsbetingelser bestämt värde, ett s.k. börvärde, och en avvikelse av ärvärdet frän börvär-det används för att reglera flödesmängden ur ugnen företrä-desvis genom att reglera smältöppningens storlek. Med smält-öppningens storlek avses i detta sammanhang smältöppningens tvärsnittsyta i ett pian huvudsakligen parallellt med ugnens sidovägg. Regleringen av smältöppningens storlek kan natur-ligtvis ske manuellt, men företrädesvis sker detta automa-tiskt. En styranordning, exempelvis en processor, jämför det av mätanordningen erhällna mätvärdet med ifrägavarande börvärde och alstrar en mot skillnaden i ärvärdet och börvärdet motsvarande styrsignal som sedan överförs tili en regleran-ordning för regiering av smältöppningens storlek.

Smältöppningens storlek regleras företrädesvis genom att an-vända en rörlig, företrädesvis höj- och sänkbar glidport som päverkas av regleranordningen. Glidporten kan antingen vara försedd med en öppning, vilken i större eller mindre grad, genom att ändra portens vertikala läge, kan bringas att sam-manfalla med öppningen i ugnsväggen, varvid den effektiva öppningsarealen definieras av de bäda öppningarnas varandra överlappande tvärsnittsytor. Det är även möjligt att kons-truera glidporten utan öppning varvid en kant av glidporten kommer att utgöra en begränsningskant för öppningen.

5 85687

Som ett komplement till ovannämnda styrning av smältöppning-ens storlek är det ocksä möjligt att använda mätvärdet eller dess avvikelse frän börvärdet tili att styra rämaterialtill-satsen tili ugnen sä att denna i huvudsak motsvarar mängden uttagen smälta.

Som ett komplement tili den inställning av smältöppningen och eventuellt rämaterialtillförseln som görs pä basen av en parameter hos den färdiga produkten, vilken erbjuder en god möjlighet för inställning för längre tidsintervaller, d.v.s. en form av "grovinställning" av smältflödeshastigheten, är det möjligt att ästadkomma en "fininställning" av smältöpp-ningens storlek, som kan reagera pä snabba störningar i smältflödet.

Uppfinningen avser därför även ett förfarande av inlednings-vis nämnda slag, vilket kännetecknas av att även massaflödet genom fibreringsanordningen mäts, det erhällna mätvärdet jämförs med ett för ifrägavarande framställningsbetingelser fastställt börvärde för massaflödet, varvid skillnaden mel-lan dessa värden används för regiering av smältflödet.

Denna regiering styrs även den företrädesvis av en processor som alstrar en mät- och börvärdesskillnaden motsvarande signal, som styr regleringen av smältmängden t.ex. genom regiering av smältöppningens storlek.

Bestämningen av massaflödet genom fibreringsanordningen sker företrädesvis genom mätning av effektförbrukningen hos fib-reringsanordningens drivanordning. För mätning av effektförbrukningen kan konventionella, i och för sig kända mätanord-ningar brukas. Denna pä fibreringsanordningen baserade styrning möjliggör snabbare korrigeringsätgärder än den pä den slutliga produkten baserade styrningen, varför den företrädesvis används tillsammans med den sistnämnda under använd-ning av en gemensam styranordning.

6 85687

Det är Sven fördelaktigt för processens styrning att kunna reglera ugnens fyllnadsgrad. En konstant fyllnadsgrad leder tili jämna värme- och tryckförhällanden i ugnen, vilket i sin tur balanserar smältflödet. Detta kan göras genom att i den beskrivna styrningsprocessen inkludera en i och för sig känd ytterligare mätning, där ugnens vikt mäts kontinuerligt eller tidvis för att bestämma den däri befintliga smältmäng-den. Eventuella avvikelser frän det eftersträvade börvärdet används härvid för att via en styranordning, exempelvis en processor styra rämaterialdoseringsanordningarna.

Säsom ovan anförts avser uppfinningen även en anläggning för framställning av en mineralfiberbana. Denna anläggning kän-netecknas av att den omfattar en anordning styrd av proces-sorn för regiering av smältflödetsmängden, företrädesvis genom regiering av smältöppningens storlek.

Uppfinningen avser även en anläggning av inledningsvis angi-vet slag, vilken kännetecknas av att den även omfattar en anordning för att mätä massaflödet genom fibreringsordning-en. Detta sker företrädesvis genom att mätä effektförbruk-ningen hos fibreringsanordningens drivanordning, varvid detta mätvärde jämförs i en styranordning, exempelvis en processor med ett börvärde för effektförbrukningen och smält-flödesmängden regleras styrd av processorn pä basen av skill-naden i effektförbrukningens mätvärde och börvärde. Smält-flödesmängden regleras företrädesvis genom att reglera smältöppningens storlek.

Mätvärdet för effektförbrukningen används företrädesvis tillsammans med mätvärdet som mäts frän den färdiga produk-ten, det förstnämnda för finreglering och det andra för grovreglering av smältöppningens storlek dvs smältflödes-mängden.

Anordningen enligt uppfinningen uppvisar ytterligare företrädesvis en anordning för övervakning av ugnens fyllnads- 7 85687 grad företrädesvis genom vägning av ugnen, varvid vägnings-resultatet jämförs i en styranordning, exempelvis en processor, med börvärdet för ugnsvikten, samt en anordning styrd av processorn för regiering av rämaterialtillförseln pä ba-sen av skillnaden i ungsvlktens mätvärde och börvärde.

Företrädesvis sköter en och samma styranordning om uppsam-lingen av mätvärdena och om styrningen av de olika regler-anordningarna pä basen av skillnaderna i mätvärdena och bör-värdena.

Uppfinningen beskrivs mera detaljerat i det följande under hänvisning tili bifogade ritning, vilken visar schematiskt en utföringsform av uppfinningen.

I figuren har den elektriska smältugnen i sin helhet beteck-nats med 1, vilken ugn är försedd med in i ugnen genom ugns-locket och in i smältan 2 sig sträckande elektroder 3, av vilka tvä visas i ritningen. Genom ugnslocket in i ugnen tili en nivä ovanför smältytan sträcker sig även en rämate-rialmatningsanordning 4 med tillhörande transportör för rä-materialet. I ugnsväggen pä en nivä under den normala smältytan finns en öppning 5, genom vilken smälta uttas kontinu-erligt och tillförs en anordning 6 för framställning av fibrer pä i och för sig känt sätt. Fibreringsanordningen 6 som omfattar spinnhjul mot vilka smältflödet leds och slun- .....: gas vidare pä grund av centrifugalkraften under bildning av fiber är av i och för sig känd konventionelle typ. De bilda-de fibrerna 7 dras med undertryck mot en bandtransportör 8, 9 och bildar en fiberbana. Banan impregneras 10 med bindeme-del och vidarebehandlas t.ex. i en härdugn. Detta represen-··· terar i och för sig känd teknik.

I figuren visas även en styranordning, exempelvis en processor P som används för att styra regleringen av smältflödet genom regiering av smältöppningens 5 storlek, och/eller rä- 8 85687 materialtillförseln. Enligt uppfinningen mäts alltsä med en mätanordning li, vid en godtycklig punkt av banan efter fibreringsanordningen 6, en sädan parameter hos banan som är avhängig av massaflödet hos smältan dä den strömmar ut frän öppningen 5 i ugnen 1. En typisk sädan parameter är vikten eller massan av framställd bana per tidsenhet, vilken vid konstanta banframställningsbetingelser är proportionell mot banans vikt per längd-, yt- eller volymenhet. Mätanordningen 11 är typiskt en väganordning av lämpligt slag, t.ex. en bandväg. En mätvärdet motsvarande signal överförs tili pro-cessorn P, där signalen jämförs med ett för ifrägavarande framställningsbetingelser fastställt börvärde för samma parameter. Pä basen av skillnaden i nämnda parameters ärvärde och börvärde alstrar processorn P en styrsignal, som i före-liggande fall aktiverar en anordning (icke-visad) för regle-ring av en höj- och sänkbar glidport 12. En ändring av glid-portens 12 vertikala läge ästadkommer en ändring i smältöpp-ningens tvärsnittsyta, och följaktligen en korrigering i smältflödesmängden. Som av figuren framgär kan processorn P alternativt eller samtidigt alstra en annan styrsignal för att aktivera rämaterialtillförseln genom matningsröret 4 för inställning av rämaterialtillförseln att motsvara den ut-tagna smältmängden.

Den ovan beskrivna styrningen möjliggör en basinställning, grovinställning, av säväl smältöppningens storlek som räma-terialflödet, och en dylik styrning kan för mänga ändamäl vara helt tillfyllest och ge användbara produkter. Eftersom parametermätningen sker i ett relativt sent skede av frams-tällningen, kommer korrigeringsverkningarna att vara nägot fördröjda.

Enligt uppfinningen är det emellertid möjligt att som enda styrning av smältöppningens storlek eller som ett komplement tili den ovan beskrivna styrningen, använda en pk massaflödet genom fibreringsanordningen 6 sig baserande styrning.

9 85687

Med en dylik styrning kan man snabbt beakta och korrigera variationer i smältflödesmängden, dvs. man kan ästadkomma en form av fininställning av flödet. Parametern som i detta fall mäts är lämpligen fibreringsanordningens effektförbruk-ning vilken varierar i förhällande till smältflödesmängden, dvs den belastning som den ur ugnen utgäende smältan utövar pä fibreringsanordningen, i vilken spinnhjulen roterar med konstant hastighet. Dä fibreringsanordningen drivs med en elmotor kan effektförbrukningen och dess variationer lämpligen mätäs med konventionella i och för sig kända mätanord-ningar.

Mätvärdet frän fibreringsanordningen 6 behandlas pä samma sätt i processorn P som ovan beskrivits, och den alstrade styrsignalen bringas att aktivera en lämplig anordning för styrning av massaflödet t.ex. genom att ändra glidportens 12 vertikala läge i förhällande till öppningen.

Uppfinningen innehäller ännu en valbar anordning avsedd att hälla fyllnadsgraden i ugnen 1 vid ett konstant värde. Där-vid avkänns ugnens vikt företrädesvis med hjälp av vägceller 13a och 13b, och signalen som motsvarar det erhällna mätvärdet överförs till processorn P där det jämförs med mot-svarande börvärde. Pä basen av skillnaden mellan sagda är-värde och börvärde alstrar processorn P en styrsignal som aktiverar en anordning (icke-visad) för regiering av rämate-rialtillförseln.

10 85687

Patentkrav 1. Förfarande för framställning av en mineralfiberbana, vid vilket rämaterial införs i en smältugn och mineralsmälta ut-tas kontinuerligt genom en i smältugnen anordnad smältöpp-ning i form av ett smältflöde, smältan tillförs en anordning för framställning av fibrer av smältan, vilka fibrer uppsam-las tili en fiberbana, som eventuellt vidarebehandlas, var-vid en av smältflödesmängden beroende parameter hos den framställda fiberbanan mäts och jämförs med ett för ifräga-varande framställningsbetingelser fastställt börvärde för samma parameter, kännetecknat därav, att skill-naden mellan mätvärdet och börvärdet används för regiering av smältflödesmängden ur ugnen.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, kännetecknat därav, att den sagda parametern är viktrelaterad.

3. Förfarande enligt patentkravet 2, kännetecknat därav, att parametern utgörs av vikten av per tidsenhet el-ler banlängdenhet framställd bana, banans täthet eller yt- : : vikt.

4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att en det erhällna mätvärdet motsva-rande signal jämförs i en styranordning, exempelvis en processor med börvärdet för alstring av en mot sagda skillnad svarande signal som används för regiering av smältflödesmängden.

5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kännetecknat därav, att nämnda skillnad används även för att reglera rämaterialtillförseln tili ugnen.

6. Förfarande enligt n&got av patentkraven 1-5, känne- t e c k n a t därav, att massaflödet genom fibreringsanord- 11 85687 ningen mäts, det erhällna mätvärdet jämförs med ett för ifragavarande framställningsbetingelser fastställt börvärde för massaflödet, varvid skillnaden mellan dessa värden används för regiering av smältflödesmängden.

7. Förfarande enligt patentkravet 6, känneteck-n a t därav, att en det uppmätta massaflödet motsvarande signal jämförs i en styranordning, exempelvis en processor med börvärdet för alstring av en mot sagda skillnad svarande signal som används för regiering av smältflödesmängden.

8. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-7, känne-t e c k n a t därav, att det omfattar upprätthällande av konstant fyllnadsgrad i ugnen genom vägning av ugnen och regiering av rämaterialtillförseln tili ugnen pä basen av det uppmätta värdet.

9. Förfarande enligt patentkravet 8, känneteck-n a t därav, att en vägningsmätresultatet motsvarande signal jämförs i en styranordning, exempelvis en processor med ett för ifrägavarande framställningsbetingelser fastställt börvärde för ugnsvikten för alstring av en mot sagda skillnad svarande signal som används för regiering av räma-terialtillsatsen tili ugnen.

10. Anläggning för kontinuerlig framställning av en mineral-fiberbana, vilken omfattar en smältugn (l) försedd med elek-troder (3), medel (4) för tillförsel av rämaterial i ugnen, samt minst en uttagsöppning (5) för mineralsmälta i form av ett smältflöde, en anordning (6) för framställning av fibrer av smältan, samt medel (8, 9) för uppsamling av dessa fibrer : · * tili en fiberbana (7), en anordning (11) för mätning av en av smältflödesmängden beroende parameter av fiberbanan (7), en styranordning, exempelvis en processor (P) där detta mät-värde jämförs med ett börvärde för samma parameter, k ä n - '· netecknad därav, att den ytterligare omfattar en av i2 85687 processorn (P) styrd anordning för regiering av smältflödes-mängden, företrädesvis genom regiering av smältöppningens (5) storlek.

11. Anläggning enligt patentkravet 10, känneteck-n a d därav, att den omfattar en anordning för att mätä massaflödet genom fibreringsanordningen (6), varvid detta mätvärde jämförs i en processor (P) med ett börvärde för massaflödet genom fibreringsanordningen och smältflödesmäng-den regleras styrd av processorn (P) ρέ basen av skillnaden i mätvärde och börvärde.

12. Anläggning enligt patentkraven 10 eller li, känne-t e c k n a d därav, att den ytterligare omfattar en anordning (13A, 13B) för vägning av ugnen (1), varvid vägningsre-sultatet jämförs i en styranordning, exempelvis en processor (P) med ett börvärde för ugnsvikten, samt en anordning styrd av processorn (P) för regiering av rämaterialtillförseln pä basen av skillnaden i ungsviktens mätvärde och börvärde.