NO153605B - Framgangsmaate for kontinuerlig smelting av ikke-metalliske stoffer. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en framgangsmåte til kontinuerlig smelting av ikke-metalliske stoffer, særlig uorganiske oksyder» for framstilling av steinullfibre i samsvar med det som er angitt i innledningen til patentkrav 1.

Anvendelsen av steinullfibre skjer i første rekke innenfor det omfattende området som dekker varmeisolasjon og forsterkning av produkter på basis av sement og gips. Fiberkvaliteten og reaksjonen under bruk blir i hovedsaken bestemt av konstansen eller uforanderligheten ved deres fysikalske og kjemiske egenskaper, som på sin side først og fremst er anvhengige av homogeniteten i det flytende smeltebadet, som danner utgangspunkt for fibrenes framstilling.

Det er kjent at til og med svært små avvikelser i badets homogenitetsgrad, såvel når det gjelder den kjemiske sammensetningen som ut fra et termisk synspunkt, kan være tilstrekkelige til å øve en skadelig påvirkning både på kvaliteten av de framstilte fibrene og på yteevnen til fibreringsanlegget som er anbragt ved utløpet fra smelte-ovnen. 1 praksis består de kjente anordninger for smelting av råmaterialene til steinullfiberproduksjonen hovedsakelig av ovner av kupolovntypen (95%) og lysbueovner (direkte og indirekte) (5%), mens induksjonsovnene fremdeles må anses å befinne seg på forsøksstadiet. Det er også kjent å bruke neddykkingselektroder til oppvarming.

Et fellestrekk ved disse kjente ovner og smeltebad består i det faktum at det flytende badets volum er meget

lite i forhold til ovnens kubikkinnhold. Dette forhold utgjør for kupolovner bare 1:10 til 1:50.

Denne volumforminkelsen av det flytende smeltebadet er imidlertid meget ufordelaktig i denne forbindelse. Meget små forandringer i beskikningsmaterialenes egenskaper vil nemlig virke stadig mer merkbart inn på badets homogenitet etterhvert som badets totalvolum avtar.

Kontinuerlig støping av smeltete uorganiske oksider representerer i praksis en svært vanskelig arbeidsprosess, hvor forandringer i temperatur eller kjemisk sammensetning likesom enhver annen faktor med skadelig innvirkning på homogeniteten i den flytende massen kan gripe forstyrrende inn i den tilsiktete funksjonen til anordningen for framstilling av de ønskete fibrene. Dersom denne anordningen skulle måtte kobles ut, f.eks. på grunn av tilstopping framkalt av for tidlig størkning av den støpte flytende masse, ville en slik utkobling gripe forstyrrende inn i hele produksjonsanlegget.

Under gjennomføringen av de kjente smelteprosessene med kontinuerlig avtapping har det dessuten vist seg at strålen av flytende masse, som strømmer ut av tappehullet, er ujevn og uregelmessig. Dette skyldes dels endringer i trykket som virker inn på et forholdsvis begrenset volum av smeltet masse i ovenen, dels endringer i temperatur, som fører til endringer i støpeåpningens diameter. Disse forandringene , som finner sted ovenfor støpehullet, er vanskelige å styre på grunn av den flytende massens uensartete tilstand på dette stedet.

Oppfinnelsen tat sikte på å komme fram til en framgangsmåte til kontinuerlig smelting av uorganiske oksyder, hvor ulempene ved de kjente framgangsmåtene er eliminert.

Dette kan i følge oppfinnelsen oppnås ved framgangsmåten som angitt i den karakteriserende delen av krav 1.

Deti idéen som danner grunnlag for oppfinnelsen, avviker fra smeltingsprinsippet ved kupolovner, hvor det blir smeltet forholdsvis små mengder, for å støpes direkte og omdannes til fibre, og tar hensyn til de spesielle kravene som knytter seg til den angitte oppgaven.

For å oppnå gunstig effekt ved gjennomføring av framgangsmåten må råstoffenes oppholdstid være tilstrekkelig for gjennomføringen av de forskjellige inter- og intramolekylære vekselvirkningene i løpet av smelteprosessen, slik at det sikres en kjemisk og termisk homogenisering av badet.

Når det gjelder en blanding av høyovnsslagg og 30-35% silisiumoksyd skal oppholdstiden utgjøre ca. 2 timer. Dette sikrer framgangsmåten ifølge oppfinnelsen (f.eks. beskikningsmasse 8 tonn/avtapping 4 tonn/time). I tillegg til homogeniteten av badet som følge av den tilstrekkelig lange oppholdstiden, kommer en høy termisk homogenitet som følge av en høy ufølsomhet hos badet overfor uventete temperaturvariasjoner. Denne ufølsomheten tillater en korrekt regulering av varmetilførselen, som er nødvendig for utligning av varmetapene som følge av den kontinuerlige tilførselen av råmaterialene. Omfanget av denne råmatetialtilførselen er avhengig av avtappingen, som på sin side bestemmes av en regulering av trykket i det indre av ovnen. Ifølge oppfinnelsen blir det arbeidet i en fullstendig lufttett beholder, slik at trykket kan reguleres med stor presisjon, f.eks. ved hjelp av en strupeventil, som er anbragt i røykfanget.

Ifølge et fordelaktig trekk ved oppfinnelsen blir det frambragt et undertrykk over badet og ved hjelp av dette undertrykket blir det sugd inn utgangsmateriale, fortrinnsvis i flytende form, fra en beholder. For dette formålet kan det innkobles ei vakuumpumpe med variabel effekt som bypass- eller forbigangselement i røykfanget, idet det må treffes tiltak for å sikre at den normale avtappingen et hermetisk lukket. Det realiserbare område for trykkendring ved framgangsmåten ifølge oppfinnelsen er av størrelsesorden 0,5 bar, hvilket er tilstrekkelig for å regulere avtappingen fra støpehullet som funksjon av badets dybde i ovnen og forandringen av støpehullets diameter, slik at det oppnås en med tiden konstant avtapping. Dette er nødvendig for å oppnå optimal ytelse av fibreringsanlegget likesom en ensartet kvalitet av de frambragte fibre.

Ovnen kan beskikkes kontinuerlig eller dis-kontinuerlig med materialer, som befinner seg i fast eller forsmeltet tilstand, som for eksempel høyovnsslagg. Det er åpenbart at smelteanleggets energiforbruk kan reduseres betydelig når beskikningen skjer med flytende materiale, samtidig som en unngår de vansker som ellers pleier å opp-tre ved starten av anlegget i tilfelle av en 100 % fast beskikning.

Den kontinuerlige eller diskontinuerlige ifylling av flytende materialer kan hensiktsmessig skje fra en lufttett beholder, som er anordnet stasjonær eller bevegelig og er utstyrt med en isolerende foring likesom med en varrae-anordning.

Transporten av de forsmeltete materialer fra nevnte beholder til ovnen skjer over en tett ledning med grafitt-innervegg. Materialetransporten kan finne sted under tyngdekraftsvirkning når beholderens stilling i forhold til ovnen tillater dette, eller ved svingbar anording av beholderen. Alternativt kan beholderen settes under trykk ved hjelp av nøytrale eller reduserende gasser, eller materialet kan suges inn i ovnen ved at det frambringes et undertrykk i denne.

Ettersom det ifølge oppfinnelsen blir arbeidet i styrte nøytrale eller reduserende miljøer, kan det i beholderen benyttes en foring av karbon, hhv. grafitt. Dette medfører to hovedfordeler: For det første blir de ildfaste materialene på karbonbasis ikke fuktet av de smeltete mineralske oksydene, og for det andre tillater disse ildfaste materialene at det arbeides ved temperaturer over 2000°C uten ytre kjøling, slik at det oppnås betydelige utgiftsbesparelser.

Det sier seg selv at fravær av oksygen eller mole-kyler, so ro. utvikler oksygen under sin termiske oppløsning, danner en primær forutsetning for å holde et vatmebestandig materiale tilfredsstillende ved like. Når det imidlertid

blir benyttet høyovnsslagg Som cåmateciale, må det tas hensyn til at slaggen iallefall inneholdet testet av jern-oksyd som ikke kan neglisjeres i foreliggende sammenheng.

Ifølge oppfinnelsen kan den innvendige foring på karbonbasis beskyttes mot oksydasjon ved at det i badet sammen med røregassene eller beskikingen innføres pulver-formete reduserende tilsetningsmidler, for eksempel karbon i form av petroleumskoks, grafitt eller bek. Denne innblåsing av karbonholdige materialer, særlig bek eller en bek-grafittblanding, muliggjør ifølge oppfinnelen at det for det første oppnås en slags sementering av beholderens innervegger og for det andre frambringes det kontinuerlig reduserende gasser, slik at forbruket av kostbare, nøytrale gasser (nitrogen, argon) kan reduseres betraktelig, idet disse gasset i ekstreme tilfeller kan vise seg å være helt overflødige.

Dersom det ønskes et høyere restinnhold av jern-oksyder (f.eks. 8-10%) kan karbonfor ingen erstattes med en kromoksidfor ing, en krom-manganforing e.l.

Ifølge oppfinnelen kan det likeledes, sammen med røregassene, innblåses en forutbestemt mengde tilsetningsstoffer i badet som under innvirkningen fra høye temperaturer spaltes under utvikling av nøytrale eller reduserende gasser.

Claims (3)

1. Framgangsmåte fot kontinuerlig smelting av ikke-metalliske stoffet, særlig uorganiske oksyder, for framstilling av steinullfibre, hvor det fra et bad med en masse på minst 8 tonn, føres kontinuerlig bort en slik mengde flytende masse, at oppholdstida i badet blir minst to timer, idet badet varmes opp med hensiktsmessige midler, f.eks. neddykkingselektroder, karakterisert ved at badet opptas i en lufttett beholder som er forsynt med varmebestandig foring på karbonbasis, at det i beholderen opprettes en reduserende eller inert atmos- fære, idet det sammen med en røregass eller beskikningsmasse innblåses ved behov en forutbestemt mengde pulver-fotmete, reduserende tilsetningsstoffer, så som karbon i form av petroleumskoks, idet trykket over badet reguleres som funksjon av badets dybde i beholderen, f.eks. ved at det over eller inne i badet tilføres en inert eller reduserende gass, for på denne måten å regulere avtapningen.

2. Framgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det over badet blir dannet et undertrykk og at det ved hjelp av dette undertrykket blir sugd inn utgangsmateriale, fortrinnsvis i flytende form, fra en atskilt beholder.

3. Framgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at det sammen med røre-gassen innblåses en forutbestemt mengde tilsetningsstoffer, som i løpet av deres termiske oppløsning frigjør inerte eller reduserende gasser.