PL171157B1

PL171157B1 - Sposób i urzadzenie do wytwarzania welny mineralnej przez odwirowywanie zewnetrzne PL PL PL

Info

Publication number: PL171157B1
Application number: PL92303200A
Authority: PL
Inventors: Jean Battigelli; Guy Berthier; Hans Furtak; Daniel Sainte-Foi
Original assignee: Saint Gobain Isover
Priority date: 1992-08-20
Filing date: 1992-08-20
Publication date: 1997-03-28
Also published as: SK281343B6; GR3025850T3; EP0583792A1; HRP931149B1; FI941817A; CZ285472B6; AU671804B2; ATE161807T1; CA2121573C; DE69316107D1; SK45494A3; CN1087610A; DK0583792T3; CA2121573A1; RU2100298C1; IS4062A; CN1049879C; HU9400684D0; NO941300D0; WO1994004469A1

Abstract

1 Sposób wytwarzania welny mineralnej przez odwirowywanie z ewnetrzne, w którym do przedzarki majacej obwodowa scianke z otworami o malej srednicy dostarcza sie stopiony material mineralny, który jest plynny w temperaturze likwidusu wyzszej od 1473 K i ma lepkosc mniejsza niz 500 Pa s w temperaturze likwidusu nastepnie stopiony material mineralny odwirowywuje sie przez otwory tworzac stozkowe wlókna o okreslonej dlugosci, a jednoczesnie poddaje sie stozkowe wlókna dodatkowemu snuciu do postaci koncowej wlókien kierujac na nie wzdluz calej obwodowej scianki przedzarki strumien goracego gazu, który ogrzewa sie za pomoca pierscie- niowego zewnetrznego palnika usytuowanego wspólsrodkowo wzgledem prze- dzarki, znamienny tym, ze wytwarza sie strumien goracego gazu, którego izotermy odpowiadajace coraz nizszym temperaturom sa rozmieszczone od sciany obwodowej przedzarki w kierunku na zewnatrz i reguluje sie dlugosci stozkowych wlókien wyprowadzanych na zewnatrz z otworów przedzarki do- prowadzajac wiekszosc stozkowych wlókien do przeciecia z izoterma strumienia g azu odpow iadaja lepkosci materialu mineralnego 10 Pa s oraz wprowadza sie stozkowe wlókna do strefy schlodzonej do temperatury odpowiadajacej lepkosci materialu mineralnego wyzszej niz 10 Pa s 7 Urzadzenie do wytwarzania welny mineralnej poprzez odwirowywanie zewnetrzne, zawierajace przedzarke, której scianka obwodowa ma otwory o malej srednicy do odwirowywania materialu mineralnego do postaci wlókien, a wokól przedzarki jest umieszczony pierscieniowy palnik zewnetrzny, usytuowany wspólsrodkowo z przedzarka i majacy wylot goracego gazu skierowany wzdluz sciany obwodowej przedzarki do wytwarzania strumienia goracego gazu sty- cznego do sciany obwodowej, zas w polaczeniu z pierscieniowym palnikiem jest umieszczona dmuchawa, znamienne tym, ze umieszczona w polaczeniu z zewnetrznym pierscieniowym palnikiem (13), wspólsrodkowo wzgledem zewnetrznego palnika (13) i przedzarki (1'), dmuchawa (24) ma wylot, który jest skierowany w kierunku scianki obwodowej (19) przedzarki (1')i pod katem wzgledem wylotu kanalu zewnetrznego palnika pierscieniowego (13) Fig. 1 b PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej przez odwirowywanie zewnętrzne.

Wynalazek dotyczy, zwłaszcza wytwarzania wełny mineralnej z termoplastycznego materiału mineralnego o wysokiej temperaturze topnienia, to znaczy wysokiej temperaturze likwidusu. Materiały termoplastyczne, o które chodzi, są w szczególności materiałami bazaltowymi, zarówno bazaltami naturalnymi lub modyfikowanymi, lub produktami ubocznymi z przemysłu żelaznego i stalowego, w szczególności żużlami wielkopiecowymi (wypałkami). Ogólnie wynalazek dotyczy wytwarzania wełny mineralnej, tak zwanej wełny żużlowej o szerokim zakresie zastosowań, zwłaszcza jako cieplna i akustyczna izolacja.

Z jednej strony te materiały są wybierane z powodu ich niskich kosztów, a z drugiej strony ze względu na ich właściwości, zwłaszcza dobrą odporność na wysokie temperatury. Ich produkcja jednak stwarza pewne problemy. Te problemy wynikają z warunków, w których te materiały mogą być przerabiane.

Kłopot stanowią ich wysokie temperatury topnienia. Temperatura topnienia jest temperaturą, do której należy podgrzać surowiec, aby został on stopiony. Ponadto, jeśli chodzi o produkcję, jest to temperatura, powyżej której materiał musi być przetrzymywany, aby nie nastąpiło jego krzepnięcie przed przetworzeniem jego we włókna.

Inną cechą wyróżniającą te materiały spośród szkieł, głównie wykorzystywanych do produkcji waty szklanej, jest to, że są one z reguły bardzo płynne w temperaturach bliskich ich temperaturom likwidusu.

Również z powodu wymaganych wysokich temperatur, urządzenia stykające się z materiałami przerabianymi na włókna podlegają bardzo dużej korozji. Okres działania tych urządzeń stanowi problem nawet przy typowych szkłach. Problem staje się bardziej drastyczny w przypadku materiałów o wysokim likwidusie.

W przeszłości powyższe trudności powodowały, że można było stosować tylko specjalne sposoby wytwarzania włókien z materiałów o których mowa. Znane są dwa rodzaje sposobów: te wykorzystujące odwirowywanie lub snucie stopionego materiału mineralnego i te, w których materiał jest dostarczany do nieruchomych dysz i snuty na włókna za pomocą przepływu gazu często przyspieszanego do prędkości naddźwiękowych (sposób wyciągania dmuchem).

W sposobach wykorzystujących stałe dysze konieczne jest stosowanie dyszy odpornych na działanie stopionego materiału mineralnego. Zwykle są to dysze platynowe, mogące znieść te działania nawet w tak wysokich temperaturach. Wydajność produkcyjna takich dysz jest jednak ograniczona. Ponadto zastosowanie rozsnuwających przepływów gazu pociąga stosunkowo duże koszty energii.

Sposoby stosujące odwirowywanie lub przędzenie umożliwiająznaczne zwiększenie ilości wytwarzanego włókna na jednostkę. Są to sposoby określane ogólnym terminem “odwirowywanie zewnętrzne” w celu wskazania, że stopiony materiał mineralny pozostaje na zewnątrz wirującej przędzarki. Stopiony materiał mineralny jest albo nałożony na przednią powierzchnię tarczy lub na obwodową powierzchnię cylindrycznego wirnika, lub kilka z nich. Zaletą tych sposobów jest prostota części urządzenia stykających się ze stopionym materiałem mineralnym. Ze względu na stosunkową prostotę, części o które chodzi, a zwłaszcza obrzeża wirujące przędzarki są stosunkowo tanie i dlatego mogą być wymienione w stosunkowo krótkim czasie. Stosunek kosztów tych materiałów do całkowitych kosztów produkcji pozostaje stosunkowo niski. Fakt, że te części urządzenia są poddawane intensywnemu zużyciu przy kontakcie ze stopionym materiałem nie jest przeszkodą.

171 157

Głównym problemem w wytwarzaniu wełny mineralnej poprzez zewnętrzne wirowanie jest to, że właściwości końcowego produktu są gorsze niż wełny szklanej, która jest przeważnie wytwarzana przez tak zwane “odwirowywanie wewnętrzne”.

W odwirowywaniu zewnętrznym, materiał przepływa na wirujące koła i jest odrzucany z nich jako kropelki. Włókna sątworzone natychmiast po odrzuceniu kropelki pomiędzy powierzchnią przędzarki, przy czym kropla snuje za sobą włókno. Jest oczywiste, że przy takim mechanizmie powstawania włókien znaczna część odwirowanego materiału pozostaje w postaci cząstek niewłóknistych. Ich udział dla rozmiarów cząstek przewyższających 100 pm może wynosić nawet 40% wagowych materiału dostarczonego do procesu. Chociaż znanych jest kilka sposobów oddzielania cząstek niewłóknistych, końcowa wełna mineralna nigdy nie jest całkowicie pozbawiona takich cząstek, które w najlepszym przypadku są bezużyteczne, a bardzo szkodzą szczególnym zastosowaniom.

Należy podkreślić, że tworzenie kropli jest nie tylko koniecznym wynikiem zewnętrznego wirowania, ale zależy również od reologicznych właściwości materiałów. Materiały przerobione tymi sposobami ogólnie mają stosunkowo niskie lepkości, nawet w temperaturach tylko nieznacznie przewyższających temperaturę likwidusu. Stopiony materiał mineralny, który jest względnie płynny, jest trudny do tworzenia włókien, ponieważ nitki majątendencję do łamania się i do tworzenia kropli lub kulek.

Szwajcarski opis patentowy nr 400 455 ujawnia sposób wytwarzania wełny mineralnej, który obejmuje wprowadzanie stopionego materiału mineralnego do przędzarki, posiadającej obwodową ścianę z licznymi otworami o małej średnicy. Materiał mineralny odwirowywuje się przez te otwory do utworzenia włókien. Włókna są poddawane dalszemu snuciu za pomocą strumienia gazu.

Znany sposób według tej publikacji jest odpowiedni do wytwarzania wełny mineralnej z materiału o dużej lepkości. Nie może być on zastosowany w przypadku materiału mineralnego, którego lepkość jest mniejsza niż 5000 Pa-s w temperaturze likwidusu wyższej niż 1473 K takich, jak bazalt. W przypadku takich materiałów otwory przędzarki są zatykane przez krzepnący materiał zanim zostanie utworzone włókno.

Szwajcarski opis patentowy nr 400 445 ujawnia również urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej, które zawiera przędzarkę, mającą ściankę obwodową z otworami o małej średnicy do odwirowywania materiału mineralnego do postaci włókien. Wokół przędzarki jest umieszczony pierścieniowy palnik zewnętrzny, usytuowany współśrodkowo z przędzarką i mający wylot gorącego gazu skierowany wzdłuż ściany obwodowej przędzarki do wytwarzania strumienia gorącego gazu stycznego do ściany obwodowej. W połączeniu z pierścieniowym palnikiem jest umieszczona dmuchawa. Dmuchawa ma wylot skierowany w tym samym kierunku, co wylot palnika dostarczającego gorące powietrze, a jej zadaniem jest rozdzielanie włókien.

Według wynalazku sposób wytwarzania wełny mineralnej poprzez odwirowywanie zewnętrzne polega na tym, że do przędzarki mającej obwodową ściankę z otworami o małej średnicy dostarcza się stopiony materiał mineralny, który jest płynny w temperaturze likwidusu wyższej od 1473 K i ma lepkość mniejszą niż 500 Pa-s w temperaturze likwidusu, następnie stopiony materiał mineralny odwirowywuje się przez otwory tworząc stożkowe włókna o określonej długości, a jednocześnie poddaje się stożkowe włókna dodatkowemu snuciu do postaci końcowej włókien kierując na nie wzdłuż całej obwodowej ścianki przędzarki strumień gorącego gazu, który ogrzewa się za pomocą pierścieniowego zewnętrznego palnika usytuowanego współśrodkowo względem przędzarki.

Według wynalazku sposób charakteryzuje się tym, że wytwarza się strumień gorącego gazu, którego izotermy odpowiadające coraz niższym temperaturom sąrozmieszczone od ściany obwodowej przędzarki w kierunku na zewnątrz i reguluje się długości stożkowych włókien wyprowadzanych na zewnątrz z otworów przędzarki doprowadzając większość stożkowych włókien do przecięcia z izotermą strumienia gazu odpowiadaj ącąlepkości materiału mineralnego 10 Pa-s oraz wprowadza się stożkowe włókna do strefy schłodzonej do temperatury odpowiadającej lepkości materiału mineralnego wyższej niż Pa-s.

171 157

Korzystnie reguluje się długości stożkowych włókien do wielkości, przy których większość stożkowych włókien wyprowadzanych na zewnątrz z otworów przędzarki przecina izotermę strumienia gorącego gazu odpowiadającą lepkości materiału mineralnego 25-30 Pa s i wprowadza się stożkowe włókna do strefy schłodzonej do temperatury odpowiadającej lepkości materiału mineralnego 25-30 Pa· s.

Korzystnie długości stożkowych włókien reguluje się poprzez zmianę średnicy otworów przędzarki i/lub prędkości obrotowej przędzarki.

Korzystnie stożkowe włókna wytwarza się z materiału mineralnego, którego lepkość przy przechodzeniu przez otwory przędzarki jest większa niż 10 Pa-s, a korzystnie większa niż 3 5 Pa-s.

Korzystnie rozkład izoterm strumienia gorącego gazu wytwarzanego przez zewnętrzny palnik reguluje się za pomocą nadmuchu strumienia powietrza o temperaturze niższej niż 523 K wytwarzanego przez dmuchawę.

Korzystnie stosuje się nadmuch strumienia powietrza o ciśnieniu z zakresu od 50 do 400 kPa, a korzystnie od 100 do 200 kPa.

Według wynalazku, urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej poprzez odwirowywanie zewnętrzne, zawiera przędzarkę, której ścianka obwodowa ma otwory o małej średnicy do odwirowywania materiału mineralnego do postaci włókien, a wokół przędzarki jest umieszczony pierścieniowy palnik zewnętrzny, usytuowany współśrodkowo z przędzarkai mający wylot gorącego gazu skierowany wzdłuż ściany obwodowej przędzarki do wytwarzania strumienia gorącego gazu stycznego do ściany obwodowej, zaś w połączeniu z pierścieniowym palnikiem jest umieszczona dmuchawa.

Według wynalazku urządzenie charakteryzuje się tym, że umieszczona w połączeniu z zewnętrznym pierścieniowym palnikiem, współśrodkowa względem zewnętrznego palnika i przędzarki, dmuchawa ma wylot, który jest skierowany w kierunku ścianki obwodowej przędzarki, pod kątem względem wylotu kanału zewnętrznego palnika pierścieniowego.

Korzystnie wylot kanału zewnętrznego pierścieniowego palnika jest usytuowany z odstępem rzędu od 15 do 20 mm od górnej części ściany obwodowej przędzarki.

Korzystnie kanał zewnętrznego pierścieniowego palnika ma promieniowo wewnętrzną ścianę, a korzystnie także promieniowo zewnętrzną ścianę, o średnicy mniejszej niż średnica górnej części ściany obwodowej przędzarki.

Korzystnie wewnętrzna ściana i zewnętrzna ściana kanału zewnętrznego pierścieniowego palnika mają przedłużone nachylone ściany ograniczające rozszerzenie przepływu gorącego gazu.

Rozwiązanie według obecnego wynalazku zapewnia sposób wytwarzania wełny mineralnej z materiału mającego podwyższoną temperaturę likwidusu i mniejszą lepkość, na przykład lepkość poniżej 500 Pa-s w temperaturze likwidusu, a nawet niższą niż 300 lub nawet 100 Pa-s w temperaturze likwidusu, przy czym uzyskana wełna mineralna jest w większości pozbawiona cząstek niewłóknistych.

Przy wytwarzaniu włókien z materiału jest konieczne, aby materiał nie krystalizował się wewnątrz wirówki i żeby miał lepkość umożliwiającą snucie jego we włókna. Wiadome jest, że lepkość powyżej 8000 Pa-s jest przeszkodą do niepokonania dla snucia włókien, przynajmniej w warunkach przemysłowych, ale w przypadku materiałów rozpatrywanych w zakresie tego wynalazku, wartość 8000 Pa-s w praktyce nie może być uzyskana, ponieważ materiał nieoczekiwanie przechodzi od stanu bardzo niskiej lepkości do nieokreślonej wartości lepkości, W takich przypadkach górna granica lepkości jest wartością odpowiadającą najniższej temperaturze, przy której lepkość μ materiału ciągle jeszcze odpowiada tak zwanemu równaniu Vogel-FulcherTammann’a.

gdzie T przedstawia temperaturę w °C, a A, B i C są stałymi charakterystycznymi dla materiału i sąobliczane w znany sposób trzech par pomiarów lepkości μ i temperatury T dla tego materiału. W większości przypadków rozpatrywana granica ma rzeczywistą wartość rzędu 350 Pa-s lub

171 157 nawet 300 Pa-s (to znaczy wartość Ig μ wynosi od 3,47 do 3,54 i dlatego dalej podaje się temperaturę odpowiadającą Ig μ = 3,5, przy czym wartość Ig μ oblicza się dla lepkości wyrażonej w pauzach).

Z drugiej strony materiał nie może być zbyt płynny w momencie snucia włókien. Poniżej wartości 10 Pa-s (Ig μ μ 2 anawet czasami poniżej 20 - 32/35Pa-s (Ig μ=2,3 do Ig μ=2,5) stopiony materiał mineralny tworzy krople, które występują wewnątrz produktu w postaci kulek. Przy zastosowaniu obecnego wynalazku obserwuje się udział kulek niższy niż 10% (wagowo) przy lepkości rzędu 10 Pa-s i udział kulek poniżej 5% (wagowo) przy lepkości powyżej 32-35 Pa-s. Należy podkreślić, że granica 10 Pa-s jest stosunkowo wysoka i charakterystyczna dla wynalazku. Przy odwirowywaniu zewnętrznym, materiał jest przerabiany przy lepkościach niskich, rzędu kilku setnych Pa-s i, jak w spomniano wcześniej, maznacznąliczbę ukształtowanych kulek.

Problem rozdzielenia materiału na krople i granica 10-35 Pa-s z niego wynikająca dotyczy nie tylko momentu, w którym materiał przechodzi przez oczka przędzarki, ale występuje podczas trwania całego snucia na włókna występującego po zewnętrznej stronie przędzarki. Z tego wynika, ze przędzarka nie powinna być umieszczana w zbyt ciepłym otoczeniu tak, aby zbytnio nie obniżać lepkości materiału.

Można zatem wyróżnić cztery strefy temperaturowe, przez które przechodzi materiał, które określa temperatura ściany przędzarki, równa temperaturze materiału wewnątrz oczek, temperatura gazów w strefie grubości kilku milimetrów w bezpośrednim sąsiedztwie przędzarki, stanowiącą warstwę graniczną wokół przędzarki, temperatura gazów w strefie usytuowanej promieniowo od swobodnej końcówki snutego stożkowego włókna na kilka (5 do 10) milimetrów, która stanowi “strefę chłodzenia” oraz temperatura gazu w strefie pośredniej pomiędzy dwiema poprzedzającymi strefami, która stanowi “strefę snucia”.

Według wynalazku układ przepływów gazów wytworzony wokół przędzarki jest taki, że w strefie snucia temperatura otoczenia i temperatura materiału odpowiada co najmniej 10 Pa-s, a korzystnie co najmniej 25 do 35 Pa-s.

Taki rozkład temperatury uzyskano poprzez gorący, pierścieniowy gazowy nadmuch, którym otacza się perforowane ściany przędzarki na całym jego obwodzie i w połączeniu z materiałem w nim zawartym utrzymującym temperaturę wystarczająco wysoką do uniknięcia rekrystalizacji. Ponadto stosuje się korzystnie zimny nadmuch, który krzyżuje się z gorącym nadmuchem na całym obwodzie i ogranicza się działanie gorącego nadmuchu w bezpośrednim otoczeniu perforowanej ściany obwodowej. Nadmuch gorącego gazujest wytwarzany za pomocą środkowego pierścieniowego palnika urządzenia do wytwarzania włókien, a zimny nadmuch jest wytwarzany przez dmuchawę umieszczoną współśrodkowo względem palnika.

Ze względu na nieprecyzyjne usytuowanie granic strefy snucia, wskutek naturalnej konsekwencji mieszania nadmuchu gorącego i zimnego o różnych temperaturach, korzystne jest, gdy możliwe jest oddzielne regulowanie długości wysnuwanych stożkowych włókien niezależnie od siebie tak, aby przynajmniej większość z nich mogła być umieszczona wewnątrz strefy snucia określonej poprzez zimny nadmuch gazu na całej ich długości. Według wynalazku te długości stożkowych włókien są dostosowywane poprzez średnicę oczka i/lub prędkość obrotową przędzarki.

Nadmuch gazu emitowany przez dmuchawę jest korzystnie zimny, to jest w temperaturze bliskiej temperaturze otoczenia lub na przykład nie przewyższającej 298 K. W tych warunkach dmuchawa wspomaga wytwarzanie “zimnego” otoczenia na krótkim odcinku wokół przędzarki, to znaczy ciągle wewnątrz strefy snucia włókien. Ta konstrukcja ma tę zaletę, że pozwala zwiększyć stosunek oporu lepkościowego względem odkształcenia i napięcia powierzchniowego odpowiedzialnego za tworzenie się kropli. Zależność pomiędzy tymi siłami jest funkcją bezwymiarowego wskaźnika μ·ν/σ, gdzie μ oznacza lepkość materiału w chwili jego wydobywania się z oczka, v - jego prędkość, a σ - napięcie powierzchniowe. Poprzez wzrost μ·ν produktu wskutek wpływu zimnej dmuchawy na wzrost lepkości oraz prędkości emitowanego zimnego dmuchu, zmniejsza się tendencja do tworzenia kropli i związku z tym kulek.

171 157

W celu utrzymywania równowagi termicznej przędzarki na poziomie wystarczającym dla uniknięcia krystalizacji, konieczne jest ogrzewanie jej nawet wtedy, gdy stopiony materiał mineralny stanowi już znaczące źródło ciepła. W tym celu korzystnie stosuje się połączenia rrr^r7#anzr''7i i i i/ ι i j vii ułx g^x <_<·*/ r τ ^vil .

Na zewnątrz przędzarki, znajduje się w szczególności pierścieniowy palnik, jak wspomniany wcześniej, korzystnie z wewnętrznym spalaniem, wytwarzający pierścieniowy przepływ gazu o podwyższonej temperaturze w pobliżu górnej strony obwodowej ściany przędzarki. Korzystnie gorący przepływ gazu jest nie tylko kierowany w taki sposób, żeby przechodził wzdłuz ściany obwodowej przędzarki, ale tak, aby otaczał również część łączącej płyty lub “kielicha” pomiędzy ścianą obwodowa, i kołnierzem, który jest wykorzystywany do zamocowania przędzarki do jej wału podporowego (w przypadku przędzarki bez dna) lub górnego kołnierza wzmacniającego (w przypadku przędzarki napędzanej przez jej ścianę denną), w związku z czym te części są również ogrzewane.

W tym celu mogą być zastosowane uzupełniające palniki, których płomienie sąskierowane na “kielich”. Innym rozwiązaniem jest ustawienie zewnętrznego palnika z większym odstępem od górnej strony obwodowej tak, że przepływ gazu jest już nieco rozszerzony przed dotarciem do przędzarki i osiągnięciem odpowiedniej części “kielicha”. Jednak odstęp musi być utrzymywany tak mały, aby mogła być zachowana dobra precyzja uderzania przepływu. Według trzeciego wariantu wynalazku stosuje się zewnętrzny palnik pierścieniowy, którego wewnętrzna ściana kanału ma mniejszą średnicę niż zewnętrzna średnica przędzarki. W tym przypadku, na przykład palnik może być wyposażony w wydłużoną ukośną rynnę wylotową ograniczającą rozszerzony dmuch gorących gazów.

Ponadto po zewnętrznej stronie przędzarki sąumieszczone korzystnie grzejniki indukcyjne z pierścieniowym magnesem, przez który przepuszcza się prąd elektryczny o wysokiej, a korzystnie średniej, częstotliwości. Jak jest wiadomo, pierścieniowy magnes może być umieszczany bezpośrednio poniżej przędzarki i współosiowo względem niej. Połączenie tych dwóch urządzeń grzewczych zasadniczo zapewnia równowagę cieplny przędzarki i należy pamiętać, ze wydajność tych urządzeń grzewczych jest tym lepsza im bliżej przędzarki sąone umieszczone oraz że wten sposób zewnętrzny palnik wstępnie ogrzewa górną część przędzarki, a pierścieniowy magnes z kolei wstępnie ogrzewa denną część przędzarki.

Stwierdzono, że jest bardzo trudno ogrzać górną stronę ściany obwodowej bez grzania wszystkich innych pobliskich części metalowych, które w szczególności są otaczane strumieniem gorącego gazu, a opisany podwójny układ grzewczy zapobiega problemom technologicznym.

Następną istotną różnicę pomiędzy tymi urządzeniami grzewczymi jest ich wpływ na temperaturę gazu w pobliżu przędzarki. Grzejnik indukcyjny nie ma praktycznego wpływu w tym zakresie i dlatego nie przyczynia się do ogrzewania otoczenia za wyjątkiem jego ogrzewania przez promieniowanie. Zewnętrzny palnik pierścieniowy z drugiej strony, nieuchronnie musi ogrzewać otoczenie w znacznym stopniu, chociaż wtórne powietrze zasysane przez obrotowy ruch przędzarki i duża prędkość pierścieniowego strumienia gazu z kolei zmniejsza dostarczanie ciepła do otoczenia. Dla optymalizacji jakości włókien, zwłaszcza pod względem mechanicznej wytrzymałości, nie jest korzystne jeżeli włókna są narażone na nadmiernie gorące otoczenie bezpośrednio po wydostaniu się z przędzarki. W tym aspekcie, temperatura gazu wydmuchiwanego z pierścieniowego zewnętrznego palnika jest korzystnie ograniczona.

Dmuchawa ma dodatkowy znaczący wpływ na snucie włókien, przy identycznych warunkach działania zewnętrznego palnika wzrost ciśnienia dmuchawy umożliwia wzrost rozdrobnienia włókien. Z innego punktu widzenia dmuchawa umożliwia zredukowanie ciśnienia nawiewu zewnętrznego palnika i dzięki temu oszczędza energię przy danym rozdrobnieniu. Na przykład dobre wyniki osiąga się przy ciśnieniu dmuchu dmuchawy pomiędzy 50 i 400kPa barów, a korzystnie pomiędzy 100 i 200kPa.

Nawet wobec takich ulepszeń, zewnętrzne urządzenia grzewcze mogą być niewystarczające do utrzymania równowagi termicznej przędzarki. Ten niedobór musi być zrekompenso8

171 157 wany przez dodatkowe urządzenia grzewcze umieszczone wewnątrz przędzarki. To dodatkowe wprowadzenie ciepła jest korzystnie osiągane poprzez odchylony wewnętrzny palnik ustawiony współśrodkowo względem wału podporowego przędzarki, którego płomień jest skierowany na «« ^4--...-.·.,.ρ+ΛΟπηαν ^olniTA/rtfiw

WCWH^UZJ^MK/Iip dGl.dj.Lj uOwk/umw^. ivuu.oulie oiuoulww pu-nwj/pu 1 > Ipot . ramilnuram, V YłlAiiy tak, że jądro płomieniajest usytuowane w bezpośrednim sąsiedztwie ściany wewnętrznej. Pewna liczba występów, służących jako środki ograniczania płomieni jest korzystnie umieszczona po wewnętrznej stronie ściany “kielicha”. Udział odchylonego palnika wewnętrznego korzystnie wynosi od 3 do 15% wydatku ciepła w danej ciągłej operacji - o ile nie pochodzi on ze stopionego materiału mineralnego. Wydaje się, że jest to udział o minimalnym znaczeniu, ale ten wydatek ciepła jest wytwarzany z wyjątkową precyzją, jest usytuowany dokładnie w żądanym miejscu i dlatego jest wyjątkowo wydajny. Odchylony palnik wewnętrzny, stosowany podczas wytwarzania włókien korzystnie uzupełnia środkowy wewnętrzny palnik znany ze stanu techniki, gdzie jest on wyłącznie zastosowany podczas fazy rozruchu i głównie przeznaczony do ogrzewania dennej ściany przędzarki - lub elementów rozprowadzających pełniących funkcje ściany dennej zwykle nazywanych misą lub ogólniej środkowym obszarem przędzarki. Środkowy wewnętrzny palnik wstępnie ogrzewa misę lub denną ścianę przed doprowadzeniem stopionego materiału mineralnego.

Według wynalazku środkowy palnik korzystnie jest palnikiem pierścieniowym z odchylającym się płomieniem, umieszczonym pomiędzy wałem podporowym i odchylonym środkowym wewnętrznym palnikiem.

Zrozumiałe jest, że podczas fazy rozruchowej zespoły ogrzewania zewnętrznego są również używane. Jeżeli jest konieczne, można zastosować nawet lance płomieniowe lub podobne zespoły jako dodatkowe ogrzenwacze. Odchylony wewnętrzny palnik jest oczywiście również używany podczas krytycznej fazy rozruchowej, gdy wydatek stopionego materiału mineralnego nie jest jeszcze osiągalny.

Materiałami stosowanymi w sposobie według wynalazku do wytwarzania wełny mineralnej są w szczególności naturalne bazalty, ale także można stosować podobne związki, takie jak te otrzymywane albo poprzez dodanie składników do bazaltu w celu wpływania na poszczególne jego właściwości albo poprzez komponowanie materiałów umożliwiając w ten sposób odtworzenie charakterystycznych właściwości bazaltów, zwłaszcza ich zachowania w temperaturach, a szczególnie tego, że topią się one w temperaturze nie niższej niż 1473 K. Sąnimi także związki mineralne, takie jak żużle wielkopiecowe lub wszystkie związki używane do produkcji tak zwanej wełny żużlowej. Materiały o których mowa, również zawierają kwalifikujące je do określenia jako “szkliste”. Te ostatnie są nazywane “twardymi szkłami” w celu zilustrowania trudności stwarzanych przez ich temperatury topnienia.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok porównujący znane urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej (przekrój wzdłużny 1a) z urządzeniem według wynalazku (przekrój wzdłużny 1b), fig. 2 - rozkład izoterm strumienia gazu wokół przędzarki, ukazujący działanie dmuchawy, fig. 3 - rozkład izoterm strumienia gazu wokół przędzarki, ukazujący działanie pierścieniowego zewnętrznego palnika, fig. 4 do 7 przedstawiają izotermy strumienia i stożkowe włókna wysnuwane z przędzarki.

Urządzenie do wytwarzania włókien zostało opracowane na podstawie urządzenia stosowanego wcześniej do wytwarzania wełny szklanej poprzez wewnętrzne wirowanie, które było szczegółowo przedstawione w opisach patentowych FR-B1-2443436 i EP-B1-91381. To znane urządzenie, pokazane w uproszczeniu na fig. 1 a, zawiera przędzarkę 1, której ściana obwodowa ma wiele oczek wylotowych. Ściana obwodowa 2 jest połączona z kołnierzem 3 poprzez płytę łączącą tworzącą kielich 4. Jak przedstawiono na rysunku, ściana obwodowa 2, kielich 4 i kołnierz 3 są ukształtowane jako całość z jednej części.

Kołnierz 3 jest zamontowany na wale podporowym 5, który w przedstawionym przykładzie jest wydrążony, a przez jego otwór jest dostarczany stopiony materiał mineralny.

171 157

Na wale podporowym 5 - lub nawet na kołnierzu 3 - są osadzone współśrodkowe elementy rozprowadzające w postaci kosza 6. Rozprowadzający kosz 6, zawierający ścianę obwodową mającą stosunkowo małą liczbę oczek o stosunkowo dużych średnicach, pełni rolę dolnej ściany przędzarki 1 i rozprowadza strumień stopionego materiału mineralnego poprzez rozdzielanie go na wiele strumyków, które są rozrzucane po wewnętrznej powierzchni ściany obwodowej 2 przędzarki 1.

Przędzarka 1 jest otoczona przez różne urządzenia grzewcze: pierścieniowy magnes 7, który w szczególności ogrzewa dolną część przędzarki 1, przede wszystkim w celu skonpensowania chłodzenia wskutek kontaktu z otaczającym powietrzem, które jest silnie chłodzone znacznymi ilościami powietrza zasysanego przy obrocie przędzarki 1, i zewnętrzny chłodzony wodą pierścieniowy palnik 8.

Końce ścian 9,10 kanału zewnętrznego palnika 8 są ustawione z niewielkim odstępem od kielicha 4 od przędzarki 1, na przykład rzędu 5 mm, jak pokazano na szkicu w górnym lewym rogu fig. 1a.

Pierścieniowy zewnętrzny palnik 8 wytwarza wysoką temperaturę i wysoką prędkość przepływu gazu skierowanego w kierunku pionowym i wzdłuż obwodowej ściany 2. Przepływ gazu z jednej strony ogrzewa lub utrzymuje temperaturę ściany obwodowej 2, a z drugiej strony pomaga w snuciu nitek odrzucanego stopionego minerału we włókna.

Jak przedstawiono na fig. 1a, zewnętrzny palnik 8 jest korzystnie otoczony pierścieniem nadmuchowym 11 zimnego powietrza, którego głównym celem jest ograniczenie promieniowego rozprzestrzeniania się przepływu gorącego gazu i przez to zabezpieczenie ukształtowanych włókien przed kontaktem z pierścieniowym magnesem 7.

Te zewnętrzne grzejniki przędzarki 1 są uzupełnione w jej wnętrzu przez wewnętrzny grzejnik pierścieniowy, który jest umieszczony wewnątrz wału podporowego 5 i jest wykorzystywany do wstępnego ogrzewania kosza 6 jedynie podczas fazy uruchamiania urządzenia.

Jak przedstawiono na fig. 1b, urządzenie według wynalazku zawiera te same elementy i tylko różnice będą dalej omówione.

Najbardziej uderzająca różnica dotyczy położenia zewnętrznego palnika, pokazanego jako 13, ze ścianami 14 i 15 kanału, których końce są usytuowane z odstępem h' powyżej ściany obwodowej 19 przędzarki 1, jak szczegółowo pokazano w górnym prawym rogu fig. 1b. Na przykład odstęp h' wynoszący w zakresie 15 do 30 mm, a korzystnie w zakresie od 20 do 25 mm o wiele lepiej zabezpiecza dużą dokładność przepływu strumienia gazu. Ponadto wewnętrzna ściana 14 kanału ma znacznie mniejszą średnicę niz średnica górnej części ściany obwodowej przędzarki 1. W celu regulacji przepływu gazu po jego emisji, wewnętrzny palnik 13 jest ograniczony przez dwie skośne powierzchnie 16 i 17 ustawione pod kątem prostym względem siebie. W celu zmniejszenia problemów związanych z promieniowym rozprzestrzenianiem się gorącego gazu z zewnętrznego palnika 13, długość zewnętrznej skośnej powierzchni 17 stanowi jedynie połowę długości przeciwległej wewnętrznej skośnej powierzchni 16 i kończy się ona prawie pionową ścianą 18. Ściany 16 i 17 są zakończone od góry na poziomie odpowiadającym w przybliżeniu ścianom kanału emisyjnego typowego palnika zewnętrznego.

Przy takiej budowie zewnętrznego palnika 13, nie tylko obwodowa ściana 19 przędzarki 1, ale także kielich 20, są ogrzewane. Jednak strumień gazu nie postępuje w górę wzdłuż kielicha i nie ogrzewa wału podporowego 22, gdyż zastosowano pierścieniony występ 21 lub równoważne elementy pełniące funkcję uszczelniające takie jak uszczelka obrotowa, który jest ukształtowany, na przykład w połowie kielicha 20 w położeniu, które określa długość części kielicha 20 ogrzewanej przez pierścieniowy strumień gazu.

Ponadto do zewnętrznego palnika 13 jest dołączona dmuchawa 24. Odstęp d' (mierzony od środkowej osi emisji zewnętrznego palnika 13 do dmuchawy 24, jak pokazano na szczegółowym schemacie fig. 1b) jest bardzo mały, na przykład rzędu 10 do 15 mm. Funkcje tej dmuchawy 24 są pokazane bardziej szczegółowo na fig. 2. Fig. 2 w rzeczywistości pokazuje w postaci uproszczonej zewnętrzną ścianę 19 przędzarki 1, zewnętrzny palnik 13 w postaci zmodyfikowanej według wynalazku i dmuchawę 24. W pobliżu ściany obwodowej 19 są wykreślone izotermy dla 1573 K i dla trzech wartości podwyższonego ciśnienia dmuchawy (30, 100 i 160kPa) przy tym samym ciśnieniu dynamicznym palnika wynoszącym 35 Pa. Podnosząc ciśnienie dmuchu dmuchawy 24 powoduje się przesuwanie izoterm w kierunku ściany 19 i ·

Z drugiej strony wzrost ciśnienia nadmuchu z palnika 13 powoduje, że wszystkie izotermy wokół ściany obwodowej 19 przędzarki 1' przemieszczaj ą się bardzo wyraźnie, j ak pokazano na fig. 3, gdzie ciśnienie palnika było zmieniane od 25, 35 do 45 Pa przy ciśnieniu nadmuchu dmuchawy 24 wynoszącym 30kPa.

Jak widać na fig. 2 i 3 za pomocą dmuchawy 24 wytwarza się nadmuch, który nie jest dokładnie pionowy ale lekko nachylony w kierunku dna przędzarki 1'. Główną tego konsekwencjąjest to, że efekt pierścieniowego zewnętrznego palnika 13 jest skoncentrowany na górnej części ściany obwodowej 19, przy jednoczesnym słabszym efekcie nagrzewania w dolnej części ściany obwodowej 19. Ten efekt chłodzenia jednak może być łatwo skonpensowany poprzez ogrzewanie za pomocą magnesu pierścieniowego 7.

Oprócz ograniczania emisji gazów z pierścieniowego zewnętrznego palnika 13, dmuchawa 24 ma bezpośredni wpływ na snucie nitek wytwarzanych przez przędzarkę 1'. Rozdrobnienie włókien może być utrzymywane poprzez zmniejszenie ciśnienia nadmuchu gorących gazów i poprzez kompensację tej redukcji zwiększonym ciśnieniem nadmuchu zimnych gazów. Zawartość kulek znacznie zmniejsza się przy zwiększaniu ciśnienia nadmuchu dmuchawy 24.

Na fig. 1a i 1b wykazano istotną różnicę polegającą na tym, że zastosowano drugi wewnętrzny palnik 25 umieszczony współśrodkowo wokół środkowego pierwszego wewnętrznego palnika 26, służący do ogrzewania kosza 27. Drugi wewnętrzny palnik 25 jest palnikiem pierścieniowym z odchyleniem płomieni, które są kierowane na wewnętrzne powierzchnie ściany obwodowej 19 i kielicha 20. Rozkład płomieni jest korzystnie optymalizowany przez występy 27 na wewnętrznej stronie kielicha 20, które pełnią funkcję elementów do zatrzymywania płomieni.

Kosz 27 ma stosunkowo grubą ścianę denną 28, która jest ukształtowana na przykład z płyty ceramicznej lub żarowytrzymałego betonu w celu uniknięcia szybkiej erozji poprzez stopniowy materiał mineralny. Ponadto, ta gruba ściana denna 28 pełni funkcję izolacji cieplnej i przez to zapobiega ochłodzeniu jej wewnętrznej powierzchni poprzez przepływ gazu lub powietrza indukowany poniżej przędzarki 1' wskutek jej obrotu.

Przedmiot wynalazku objaśniono poniżej w przykładzie realizacji sposobu wytwarzania wełny mineralnej poprzez odwirowywanie zewnętrzne materiału płynnego w temperaturze likwidusu wyższej od 1473 K. Zastosowano urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej, zawierające przędzarkę o średnicy około 200 mm, wykonaną ze stopu austenitycznego na bazie niklu umocnionego dyspersjątlenkową. Ścianka obwodowa przędzarki zawierała około 9000 otworów o średnicy około 0,3 mm, przez które odwirowywano stopiony materiał mineralny tworząc włókna. Szybkość wysnuwania włókien w przędzarce wynosiła około 270 kg/h, a do przędzarki wirującej z prędkością około 2820 obrotów/minutę doprowadzano stopiony materiał mineralny, mający temperaturę likwidusu powyżej 1474 K i lepkość nieco poniżej 500 s· Pa w tej temperaturze likwidusu. Przed doprowadzeniem stopionego materiału mineralnego do przędzarki podgrzewano go do 1783 K. Przędzarka była utrzymywana w temperaturze od 1533 K do 1543 K.

Utworzone włókna poddawano dodatkowemu działaniu rozsnuwającemu strumienia gorącego gazu wytwarzanego przez koncentryczny pierścieniowy palnik zewnętrzny. Ten strumień gorącego gazu miał temperaturę około 1823 K i wypływał pod ciśnieniem około 3,45kPa ogrzewając przy tym obwodową ściankę przędzarki. Palnik był umieszczony koncentrycznie względem przędzarki, od której oddzieliła go odległość ścianki kanałowej równa około 6,5 mm.

Działanie pierścieniowego zewnętrznego palnika było uzupełnione nadmuchem pierścieniowej dmuchawy umieszczonej współśrodkowo względem palnika i/lub przędzarki. Nadmuchem dmuchawy regulowano rozkład strumienia gorącego gazu ograniczając jego rozprzestrzenianie się w kierunku promieniowym na zewnątrz od przędzarki. Odległość ścian kanału dmuchawy wynosiła 0,8 mm, a temperatura gazu nadmuchowego dmuchawy wynosiła 298 K, zaś ciśnienie 30kPa.

171 157

Długość włókien stożkowych i rozkład strumienia gorącego gazu zostały aproksymowane poprzez obliczenia teoretyczne, według których, długość stożków włókien przecinających izotermę odpowiadającą lepkości 10 s · Pa została określona na około kilka dziesiątych części milimetra, a długość włókien stożkowych przecinających izotermę odpowiadającą lepkości 35 s · Pa zawierała się w zakresie od 1 do 5 mm. Przyległa strefa chłodzenia miała temperaturę poniżej 1073 K i była usytuowana promieniowo od wierzchołków stożków włókien na długości od 5 do 10 mm. Otrzymany materiał mineralny miał parametr Micronaire F/5 g wynoszący 3,5 i zawartość kulek o śi^c^tdrni^c/ powyżej 40 pm, (wynoszącą 24,5% wagowych orax zawartość kulek o średnicy powyżej 100 pm wynoszącą. 7,25% wagowych.

Wytwarzano włókna z materiału, o następującym składzie (procent wagowy):

SiO₂	51,5	%
Fe₂O₃	10,1	%
^Al2^O3	18	%
MnO	0,19	%
CaO	8,9	%
MgO	6,4	%
Na₂O	3,5	%
K₂O	0,61	%
TiO2	0,66	%
P2O₅	0,12	%

Ten skład zachowywał się według następującej zasady Vogel-Fulcher-Tammann’a lg μ = - 2,542 +

4769,86 T-8353,71

Parametry urządzenia i warunków prowadzenia procesu dla innych poszczególnych przykładowych procesów zebrano w tabeli 1 zamieszczonej na końcu opisu.

Zmierzone wartości odpowiadaj ąwartościom równowagowym, mierzonym po co najmniej 15 minutach od doprowadzenia materiału, przy wstępnie ogrzanej przędzarce 1' i koszu 27 za pomocą wszystkich dostępnych urządzeń grzewczych (z wyjątkiem odchylającego wewnętrznego palnika 25 w pierwszym przykładzie).

Przędzarka 1' wykorzystywana w tych przykładach jest wykonana ze stopów na bazie niklu ODS. typu austenicznego z 30% chromu, o temperaturze topnienia 1653 K, odporności na pęknięcia 130 MPa w temperaturze 1433 K, odporności na płynięcie wynoszącej 70 lub 55 MPa po 1 godzinie w temperaturze odpowiednioT433 K i 1523 K i ciągliwości 5%o w temperaturze 1523 K.

W tabeli ciśnienie nadmuchu zewnętrznego palnika 13 jest podane w kPa. Prędkość przepływu palników (stały wydatek dla palnika wewnętrznego 25) są podane w standardowych metrach 'sześciennych na godzinę.

Jakość wytwarzanych włókien określano jako F/5g według Micronaire. Micronaire jest standardowym sposobem określania rozdrobnienia włókien. Na przykład tak zwane produkty izolacji świetlnej z waty szklanej, dla których głównym kryterium jest odporność termiczna (produkty walcowane o gęstości niższej niż 40 kg/nk) mają często włókna mające Micronaire wynoszący 3 podczas gdy cięższe produkty, dla których wymagane są znaczne wytrzymałości mechaniczne są z włókien o Micronaire 4.

Najlepsze wyniki uzyskano, gdy temperatura przędzarki 1' wynosiła około 1533 - 1543 K. Dla danego składu materiału lepkości zawierały się pomiędzy 35 i 100 Pa-s w temperaturach od 1573 K do 1489 K), co leżało w zakresie temperatur wytwarzania, włókien.

Najlepsze wyniki osiągnięto poprzez zrównoważenie różnych źródeł doprowadzania ciepła, w szczególności poprzez wytwarzanie przepływu gazu o stosunkowo dużej prędkości z wewnętrznego palnika 26 (ale w każdym przypadku stanowi to ledwie dziesiąte części prędkości przepływu z palnika zewnętrznego 13), doprowadzenie napięcia do pierścieniowego magnesu 7 i wytworzenie wysokiego ciśnienia nadmuchu dmuchawy 24.

171 157

W celu lepszego zrozumienia zjawiska tworzenia kulek, dokonywano niezależnie od siebie różnych zmian temperatury szkła i ciśnienia dmuchu i tworzonych włókien stożkowych dla każdego układu dla pr^zkładrwej liczby r^cdńw OC/fk.

1\U£jUV^V W1VŁW-Vłtł V* ISA x » ł j -γ-—ν ·· —AV.

W tabeli 1 podano parametry w poszczególnych przykładach procesu i właściwości otrzymanych włókien.

Na figurze 4-7 pokazano układ włókien stożkowych i położeń izoterm dla 1073-1273-15731673-1773 i 1823 K przy ciśnieniach nadmuchu 30 (fig. 4 i 5) i 160 kPa (fig. 6 i 7) i dla dwóch temperatur strumienia wytopu, z których jeden odpowiada “zimnemu wytopowi” (fig. 5 i 7), a drugi “gorącemu wytopowi” (fig. 4 i 6).

Badając zawartość niewłóknistych cząstek w uzyskanych wełnach mineralnych, stwierdzono, że za każdym razem gdy liczne włókna stożkowe górnych rzędów są całkowicie otoczone przez przepływ gazu o temperaturach przewyższających izotermę odpowiadającą 10 Pa-s (1673 K) powstaje znaczna liczba kulek.

Na figurach 2-7 pokazano również konstrukcję urządzenia ukazując wpływ rozmieszczenia palnika 13 i dmuchawy 24 na kształt włókien stożkowych oraz rozkład temperatury w otaczającym przędzarkę 1' strumieniu gazu. Fig. 2 do 7 przedstawiają położenie ściany obwodowej 19 przędzarki 1 w jego stanie “gorącym” względem jego położenia w temperaturze otoczenia, pokazanego linią kropkowaną na fig. 2-7.

Tabela 1

	Przykład 1	Przykład 2	Przykład 3	Przykład 4
Prędkość snucia (kg/h)	270	250	270	250
Wytop (strumień) (K)	1.783	1.753	1.783	1.753
Przędzarka: średnica (mm)	200	200	200	200
stop	austenit.	austenit.	ferrytyczny	austenit.
liczba oczek	9 000	9.000	9 000	9.000
prędkość (obr/min)	2 820	3.500	2.820	3.500
średnica oczka (mm)	0,3	0,3	0,3	0,3
Kosz. średnica (mm)	70	70	70	70
liczba otworów	2x50	2x50	2x50	2x50
Palnik zewnętrzny: odległość ścian kanału (mm)	6,5	6,5	6,5	6,5
ciśnienie (Pa)	34,5	35,0	35,5	35,5
temperatura (K)	1.823	1.823	1.823	1.823
Dmuchawa. odległość ścian kanału (mm)	0,8	0,8	0,8	0,8
ciśnienie (kPa)	30	30	160	160
temperatura (K)	298	298	298	298
Ogrzewacz indukcyjny. moc (kW)	37,5	37,5	39	39,8
Odchylenie (NmÓft)	3	3	3	3,05
Figura	4	5	6	7
F/5g	3,5	3,2	2,9	2,8
Kulki>40 ąm:%(wt.)	24,5	8,8	10,5	7
Kulki>100 μιη:% (wt.)	7,25	3,4	3,5	2

171 157

Fig. 4

Fig.5

171 157

Fig. Z

Fig. 6

171 157

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania wełny mineralnej przez odwirowywanie zewnętrzne, w którym do przędzarki mającej obwodową ściankę z otworami o małej średnicy dostarcza się stopiony materiał mineralny, który jest płynny w temperaturze likwidusu wyższej od 1473 K i ma lepkość mniejszą niż 500 Pa-s w temperaturze likwidusu, następnie stopiony materiał mineralny odwirowywuje się przez otwory tworząc stożkowe włókna o określonej długości, a jednocześnie poddaje się stożkowe włókna dodatkowemu snuciu do postaci końcowej włókien kierując na nie wzdłuż całej obwodow ej ścianki przędzarki strumień gorącego gazu, który ogrzewa się za pomocą pierścieniowego zewnętrznego palnika usytuowanego współśrodkowo względem przędzarki, znamienny tym, że wytwarza się strumień gorącego gazu, którego izotermy odpowiadające coraz nizszym temperaturom są rozmieszczone od ściany obwodowej przędzarki w kierunku na zewnątrz i reguluje się długości stożkowych włókien wyprowadzanych na zewnątrz z otworów przędzarki doprowadzając większość stożkowych włókien do przecięcia z izotermą strumienia gazu odpowiadającą lepkości materiału mineralnego 10 Pa-s oraz wprowadza się stożkowe włókna do strefy schłodzonej do temperatury odpowiadającej lepkości materiału mineralnego wyższej niż 10 Pa-s.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reguluje się długości stożkowych włókien do wielkości, przy których większość stożkowych włókien wyprowadzanych na zewnątrz z otworów przędzarki przecina izotermę strumienia gorącego gazu odpowiadającą lepkości materiału mineralnego 25-30 Pa-s i wprowadza się stożkowe włókna do strefy schłodzonej do temperatury odpowiadającej lepkości materiału mineralnego 25-30 Pa-s.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że długości stożkowych włókien reguluje się poprzez zmianę średnicy otworów przędzarki i/lub prędkości obrotowej przędzarki.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stożkowe włókna wytwarza się z materiału mineralnego, którego lepkość przy przechodzeniu przez otwory przędzarki jest większa niż 10 Pa-s, a korzystnie większa niż 35 Pa-s.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze rozkład izoterm strumienia gorącego gazu wytwarzanego przez zewnętrzny palnik reguluje się za pomocą nadmuchu strumienia powietrza o temperaturze niższej niż 523 K wytwarzanego przez dmuchawę.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że stosuje się nadmuch strumienia powietrza o ciśnieniu z zakresu od 50 do 400 kPa, a korzystnie od 100 do 200 kPa.
7. Urządzenie do wytwarzania wełny mineralnej poprzez odwirowywanie zewnętrzne, zawierające przędzarkę, której ścianka obwodowa ma otwory o małej średnicy do odwirowywania materiału mineralnego do postaci włókien, a wokół przędzarkijest umieszczony pierścieniowy palnik zewnętrzny, usytuowany współśrodkowo z przędzarką i mający wylot gorącego gazu skierowany wzdłuż ściany obwodowej przędzarki do wytwarzania strumienia gorącego gazu stycznego do ściany obwodowej, zaś w połączeniu z pierścieniowym palnikiemj est umieszczona dmuchawa, znamienne tym, ze umieszczona w połączeniu z zewnętrznym pierścieniowym palnikiem (13), współśrodkowa względem zewnętrznego palnika (13) i przędzarki (1'), dmuchawa (24) ma wylot, który jest skierowany w kierunku ścianki obwodowej (19) przędzarki (1'), pod kątem względem wylotu kanału zewnętrznego palnika pierścieniowego (13).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że wylot kanału zewnętrznego pierścieniowego palnika (13) jest usytuowany z odstępem (h') rzędu od 15 do 20 mm od górnej części ściany obwodowej (19) przędzarki (1').
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, ze kanał zewnętrznego pierścieniowego palnika (13) ma promieniowo wewnętrzną ścianę (14), a korzystnie także promieniowo zewnętrzną ścianę (15), o średnicy mniejszej niż średnica górnej części ściany obwodowej (19) przędzarki (1').

171 157
10. Urządzenie według zastrz. 9, znamienne tym, że wewnętrzna ściana (14) i zewnętrzna ściana (15) kanału zewnętrznego pierścieniowego palnika (13) mają przedłużone nachylone ściany (16, 17) ograniczające rozszerzenie przepływu gorącego gazu.