NO140419B

NO140419B - APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OF MINERAL WOOL

Info

Publication number: NO140419B
Application number: NO762839A
Authority: NO
Inventors: Verner Nielsen; Hobert Manfred Rasmussen
Original assignee: Rockwool Int
Priority date: 1975-09-01
Filing date: 1976-08-17
Publication date: 1979-05-21
Also published as: DK391675A; NO762839L; FR2322114B1; AU1737776A; CH610871A5; SE7604304L; SE416295B; DE2638412A1; FI762414A; NO140419C; NL7609744A; HU176316B; AT371082B; CS209487B2; GB1559117A; ATA645776A; DK146297B; DE2638412C2; FI60189B; CA1079069A

Description

Oppfinnelsen vedrører et apparat til fremstilling The invention relates to an apparatus for manufacturing

av mineralull, omfattende i det minste en hurtig omløpende rotor som på sin omkretsflate får tilført flytende smelte på en slik måte at smeiten hefter til omkretsflaten og slynges ut fra denne i form av smeltefibre som avkjøles og videretransporteres av en rundt hver rotor fremført aksialt rettet luft-strøm. of mineral wool, comprising at least one rapidly revolving rotor which is supplied with liquid melt on its peripheral surface in such a way that the melt adheres to the peripheral surface and is ejected from it in the form of molten fibers which are cooled and further transported by an axially directed air advanced around each rotor -current.

Ved fremstilling av mineralull ledes en strøm av flytende smelte med en temperatur som vanligvis ligger innen-for området 1000 - 1400°C, tilveiebragt ved smelting av berg-arter, slagg, glassdannende råmaterialer, såvel som andre uorganiske materialer i en smelteovn, vanligvis en kupolovn, ned på flere, vanligvis fire, hurtig omløpende rotorers om-kretsf later. Rotorene roterer parvis motsatt, hvorved hoved-strømmen av smelte slynges fra den øverste rotor til den neste og så videre inntil all smelte er slynget bort fra rotorene i form av smeltefibre. Denne prosess betegnes vanligvis som kaskadespinneprosess. In the production of mineral wool, a stream of liquid melt with a temperature that is usually within the range of 1000 - 1400°C, provided by the melting of rocks, slag, glass-forming raw materials, as well as other inorganic materials in a melting furnace, usually a cupola furnace, down on the peripheral surfaces of several, usually four, rapidly rotating rotors. The rotors rotate oppositely in pairs, whereby the main flow of melt is flung from the uppermost rotor to the next one and so on until all the melt is flung away from the rotors in the form of melt fibres. This process is usually referred to as cascade spinning process.

For dels å avkjøle fibrene, dels å transportere dem til et transportbånd, hvorpå de oppsamles og opparbeides til matter, plater osv. beregnet for termisk og akustisk isolering, fremføres det rundt rotorene en luftstrøm fra en luftfordelings-innretning, som er plassert langs den utvendige kontur av ro-torgruppen. For å unngå en avkjøling av smeltestrømmen mellom rotorene, fremføres det ikke luft i mellomrommene mellom rotorene, men luften innblåses tilnærmelsesvis parallelt med rotorenes akser. In order partly to cool the fibers and partly to transport them to a conveyor belt, whereupon they are collected and processed into mats, plates, etc. intended for thermal and acoustic insulation, an air flow is advanced around the rotors from an air distribution device, which is placed along the outer contour of the rotor group. In order to avoid a cooling of the melt flow between the rotors, air is not fed into the spaces between the rotors, but the air is blown in approximately parallel to the axes of the rotors.

Mineralullprodukter fremstilt ved den ovenfor be-skrevne prosess gir ofte en ikke tilfredsstillende trekkstyrke, som er en ulempe ved de ferdige produkter som lett kan rives istykker under transport og oppsetting, men også kan være ufor-delaktig ved visse opparbeidingsprosesser, hvor mineralullen oppsamles i et forholdsvis tynt lag på et transportbånd og se-nere avgis i en sammenhengende bane som dubleres til en større tykkelse. Den lave trekkstyrke viser seg særlig ved mineralullprodukter med lav romvekt og bevirker at et produkt med en romvekt på 2 0 kg/m 3, som forøvrig er økonomisk fordelaktig, ikke oppnår tilstrekkelig styrke til å kunne håndteres under transport og oppsetting. Mineral wool products produced by the process described above often give an unsatisfactory tensile strength, which is a disadvantage of the finished products which can easily be torn to pieces during transport and installation, but can also be disadvantageous in certain processing processes, where the mineral wool is collected in a relatively thin layer on a conveyor belt and is later discharged in a continuous path which is doubled to a greater thickness. The low tensile strength is particularly evident in mineral wool products with a low bulk density and means that a product with a bulk density of 20 kg/m 3 , which is otherwise economically advantageous, does not achieve sufficient strength to be able to be handled during transport and installation.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe et apparat til fremstilling av mineralull, ved hvilket det kan fremstilles produkter med høyere trekkstyrke enn tidligere. The purpose of the present invention is to provide an apparatus for the production of mineral wool, by which products with a higher tensile strength than previously can be produced.

Denne hensikt oppnås ved et apparat som er kjenne-tegnet ved det som fremgår av kravet. This purpose is achieved by an apparatus which is characterized by what appears in the claim.

Det antas at den forholdsvis lave trekkstyrke som mineralull fremstillet ved en kaskadespinneprosess har, skyldes at mineralullen i vesentlig grad er oppbygget av mineralulldotter og ikke av overveiende jevnt fordelte mineralullfibre. Dottene kan ha en størrelse på opp til noen få centimeter, og dottene kan i mange tilfeller ha en tetthet som er større enn den tilsiktede gjennomsnittstetthet for det produkt hvori de inngår. Fiberinnholdet i partiene mellom dottene kan da bli for lavt til å etablere en tilstrekkelig og tilfredsstillende forbindelse i disse partier, slik at forbindelsen brytes når mineralullen utsettes for trekkrefter under den alminnelige håndtering. It is assumed that the relatively low tensile strength of mineral wool produced by a cascade spinning process is due to the fact that the mineral wool is largely made up of mineral wool piles and not of predominantly evenly distributed mineral wool fibres. The dots can have a size of up to a few centimeters, and the dots can in many cases have a density that is greater than the intended average density for the product in which they are included. The fiber content in the parts between the dots can then be too low to establish a sufficient and satisfactory connection in these parts, so that the connection is broken when the mineral wool is subjected to tensile forces during normal handling.

Dannelsen av dotter skyldes etter hva studier av det som foregår i områdene rundt en rotor ved kaskadespinneprosessen viser, at fibre under utslynging i det område som ligger nærmest rotorens omkretsflate danner et sammenhengende slør, som i noen grad trekkes med i rotorens omløp, fordi det har mekanisk forbindelse med den ved rotoren heftende smelte og som samtidig i noen grad trekkes ut i rotorens akseretning av den omgivende luftstrøm til sløret rives opp av luftstrømmen til dotter bestående av sammenfiltrede, størknede fibre. The formation of dot is due to what studies of what takes place in the areas around a rotor during the cascade spinning process show, that fibers during shedding in the area closest to the rotor's peripheral surface form a continuous veil, which to some extent is drawn into the rotor's circulation, because it has mechanical connection with the melt adhering to the rotor and which at the same time is to some extent pulled out in the rotor's axial direction by the surrounding air flow until the veil is torn up by the air flow into dotter consisting of tangled, solidified fibers.

Det har vist seg at man i mineralullprodukter fremstilt i apparatet ifølge oppfinnelsen oppnår tilnærmelsesvis en fordobling av trekkstyrken i forhold til mineralullprodukter med samme tetthet fremstilt ved den kjente prosess. Den høyere trekkstyrke antas å skrive seg fra en meget ensartet fiberfordeling i mineralullproduktet forårsaket av den mindre tetthet i de enkelte mineralulldotter. It has been shown that in mineral wool products produced in the apparatus according to the invention, approximately a doubling of the tensile strength is achieved in relation to mineral wool products of the same density produced by the known process. The higher tensile strength is believed to be due to a very uniform fiber distribution in the mineral wool product caused by the lower density of the individual mineral wool piles.

Skovlene er således plassert på en flens på hver rotor, idet flensen utgjør den ene begrensning av spalten, mens den andre begrensning dannes av et rundt rotoren plassert luftfordelingskammer. Herved oppnås det en god overensstemmelse mellom den tangensiale hastighetskomponent og rotorens omkrets-hastighet. The vanes are thus placed on a flange on each rotor, the flange constituting one limitation of the gap, while the other limitation is formed by an air distribution chamber placed around the rotor. This achieves a good agreement between the tangential velocity component and the rotor's peripheral velocity.

Skovlene kan imidlertid også være faste på luftfor-delingskammeret anbragte, skråstilte sådanne. Det blir derved mulig å variere den innblåste luftmengde og dens retning langs rotorenes omkrets, hvorved den innblåste luftmengde i områdene hvor rotorene støter mot hverandre kan begrenses for ikke å få en for kraftig avkjøling av smeiten. However, the vanes can also be fixed on the air distribution chamber, slanted ones. It thereby becomes possible to vary the amount of air blown in and its direction along the circumference of the rotors, whereby the amount of air blown in in the areas where the rotors collide can be limited so as not to cause too much cooling of the melt.

Det kan herved være hensiktsmessig å plassere en av-blendingsmaske utenfor det område hvor smeiten tilføres på rotoren. It may therefore be appropriate to place an anti-glare mask outside the area where the melt is supplied to the rotor.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til på tegningen viste utførelseseksempler. In the following, the invention will be described in more detail with reference to the embodiment examples shown in the drawing.

På tegningen viser: The drawing shows:

fig. 1 et riss til forklaring av fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen, fig. 1 a drawing to explain the method according to the invention,

fig. 2 i utsnitt et snitt gjennom en rotor og et luftfordelingskammer i en utførelsesform hvor skovlene er plassert på rotoren og fig. 2 in section a section through a rotor and an air distribution chamber in an embodiment where the vanes are placed on the rotor and

fig. 3 et snitt langs linjen A - A på fig. 2. fig. 3 a section along the line A - A in fig. 2.

Fig. 1 viser en rotor 1 hvis omdreiningsretning er angitt ved pilen 0. En strøm av flytende smelte løper ned mot rotorens omkretsflate 10, hvorved smeiten kleber fast til flaten og derved føres et stykke med rundt før smeiten slynges bort fra flaten i form av smeltefibre. Langs omkretsflaten 10 forløper det en med rotoren 1 konsentrisk spalt 11 for innblåsing av en luftstrøm som tjener til borttransport og avkjøling av fibrene. I spalten 11 er det anordnet skovler som sørger for at luftstrømmen som blåses inn aksialt med hastigheten V cL. vist ved en vektor V a , samtidig mottar en tangensial hastighetskomponent Vfc i rotorens omløpsretning. Fig. 1 shows a rotor 1 whose direction of rotation is indicated by the arrow 0. A stream of liquid melt runs down towards the rotor's peripheral surface 10, whereby the melt sticks to the surface and is thereby carried around for a while before the melt is flung away from the surface in the form of melt fibers . Along the peripheral surface 10 there is a gap 11 concentric with the rotor 1 for blowing in an air flow which serves to transport away and cool the fibres. In the slot 11 there are arranged vanes which ensure that the air flow which is blown in axially with the speed V cL. shown by a vector V a , at the same time receives a tangential velocity component Vfc in the direction of rotation of the rotor.

Ved innblåsing av kjøleluften på denne måte oppnås en større åpning i det slør av smeltefibre som omgir rotoren før fibrene i form av større eller mindre dotter føres til et luftgjennomtrengelig bånd fra hvis.underside luften suges bort, hvorved smeltefibrene avleires som en mineralullmatte. Fig. 2 viser et utsnitt av et aksialsnitt gjennom en rotor 1 som er montert på en aksel 5, som løper i et aksellager 6. Rotoren 1 består av en felg med omkretsflaten 10 og rotor-flenser 2 og 3. Flenser og felg er sammenholdt mot et bryst 5a på akselen ved hjelp av en mutter 4. Langs omkretsen 10 er det utformet en luftspalt 11 mellom en krave på den innerste flens 3 og en vegg 7 på et luftkammer som omgir aksellageret. I spalten er det anordnet skovler 8 som sitter fast på kraven på rotorflensen 3. Skovlene 8 forløper i det vesentlige aksialt og gir den gjennom spalten 11 uttredende luftstrøm en tangensial hastighetskomponent Vfc på grunn av skovlenes rotasjon. Fig. 3 viser et snitt langs linjen A - A på fig. 2, hvor det ses at skovlene 8 forløper i det vesentlige aksialt. By blowing in the cooling air in this way, a larger opening is achieved in the veil of molten fibers that surrounds the rotor before the fibers in the form of larger or smaller dotters are led to an air-permeable band from the underside of which the air is sucked away, whereby the molten fibers are deposited as a mineral wool mat. Fig. 2 shows a section of an axial section through a rotor 1 which is mounted on an axle 5, which runs in an axle bearing 6. The rotor 1 consists of a rim with the peripheral surface 10 and rotor flanges 2 and 3. Flanges and rim are connected against a breast 5a on the axle by means of a nut 4. An air gap 11 is formed along the circumference 10 between a collar on the innermost flange 3 and a wall 7 of an air chamber that surrounds the axle bearing. In the gap, vanes 8 are arranged which are attached to the collar of the rotor flange 3. The vanes 8 run essentially axially and give the air stream exiting through the gap 11 a tangential velocity component Vfc due to the rotation of the vanes. Fig. 3 shows a section along the line A - A in fig. 2, where it can be seen that the vanes 8 extend essentially axially.

Ved utformingen ifølge fig. 2 oppnår man den fordel at den tangensiale hastighetskomponent ikke alene sammenfaller i retning med, men samtidig i størrelse med omkretsflatens has-tighet ut for det angjeldende sted i spalten. Dessuten kan det for lageret 6 nødvendige lagerhus utnyttes som luftkammer, som gjør kammeret lettere å renholde under driften. Ulempene ved denne utforming er at det nødvendigvis må være en viss klaring mellom skovlene og kraven på luftkammerveggen. Den gjennom klaringen fremførte luft kan danne utilsiktede hvirvler. In the design according to fig. 2, one achieves the advantage that the tangential velocity component not only coincides in the direction with, but at the same time in magnitude with the velocity of the peripheral surface outside the relevant location in the gap. In addition, the storage house required for the warehouse 6 can be used as an air chamber, which makes the chamber easier to clean during operation. The disadvantages of this design are that there must necessarily be a certain clearance between the vanes and the collar on the air chamber wall. The air carried through the clearance can form unintended vortices.

Ved oppfinnelsen er det fremstilt en bindemiddelhol-dig varmeisolasjonsplate med tetthet på 2 9 kg/m 3. Bindemiddel-holdige mineralullprodukter er de mest vanlige. I slike produkter er mineralfibrene fast forbundet med hverandre i de punkter hvor de berører hverandre ved hjelp av små ansamlinger av bindemiddel. I angjeldende varmeisolasjonsplate var binde-midlet fenolharpiks, og det utgjorde 1,4 5 % av produktets vekt. Trekkstyrken for denne varmeisolasjonsplate var 11,0 kN/m 2. Til sammenligning hadde en varmeisolasjonsplate med samme tetthet og bindemiddelinnhold, fremstilt ved kaskadespinneprosessen som tidligere kjent, en trekkstyrke i størrelsen 6,3 kN/m 2. The invention has produced a binder-containing thermal insulation board with a density of 29 kg/m 3. Binder-containing mineral wool products are the most common. In such products, the mineral fibers are firmly connected to each other at the points where they touch each other by means of small accumulations of binder. In the thermal insulation board in question, the binder was phenolic resin, and it accounted for 1.45% of the product's weight. The tensile strength of this thermal insulation board was 11.0 kN/m 2. In comparison, a thermal insulation board with the same density and binder content, produced by the cascade spinning process as previously known, had a tensile strength of 6.3 kN/m 2.

Claims

Apparatus for the production of mineral wool, comprising at least one rapidly revolving rotor (1) which is supplied with liquid melt on its peripheral surface (10) in such a way that the melt adheres to the peripheral surface (10) and is ejected from it in the form of molten fibers which is cooled and further transported by an axially directed air flow directed around each rotor, characterized in that a flange (3) on each rotor (1) forms one limitation for a gap (11), while the other limitation is formed by an air distribution chamber placed around the rotor, and that vanes (8, 9) are essentially axially directed and attached to the flange (3) along the circumference of the rotor (1) to give the air flow a tangential component.