RU2105734C1

RU2105734C1 - Method for production of superfine basalt fibers

Info

Publication number: RU2105734C1
Application number: RU95102508A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Угренев; Т.И. Войнаровская
Original assignee: Акционерное научно-производственное общество "Файтех"
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1998-02-27
Also published as: RU95102508A

Abstract

FIELD: methods for production of superfine basalt fibers. SUBSTANCE: method includes melting of lump material from basalt rocks in induction furnace at temperature of 1950-2000 C. Then fibers are formed by blowing up the vertical stream of melt by jet of energy carrier in blowing-up head with subsequent settling on withdrawing conveyor in chamber of fiber formation. In this case, temperature of melt stream is reduced down to 1450-1500 C by supplying the melt onto cast iron trough installed before blowing-up head. EFFECT: higher quality of fiber with diameter of 0.1-2 mm and length up to 40 mm with low content of nonfibrous impurities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к производству минерального штапельного волокна, преимущественно супертонкого, при переработке расплавов базальтовых нерудных горных пород типа диабаза, габбро и пр. и может найти применение в промышленности строительных материалов, а также теплоизоляционных и акустических материалов. The invention relates to the production of mineral staple fiber, mainly superthin, in the processing of melts of basalt non-metallic rocks such as diabase, gabbro, etc., and can find application in the industry of building materials, as well as thermal insulation and acoustic materials.

Известен способ получения неорганических волокон, в том числе базальтовых из минерального расплава, заключающийся в том, что в плавильной печи готовят расплав, затем с помощью фильерных сосудов формуют первичные струи, которые подвергают раздуву потоком энергоносителя в раздувочной головке, в которую одновременно подают 35%-ный) раствор щелочного стока капролактама в количестве 5% от массы получаемого волокна. Волокно оседает на сетке конвейера, образуя ковер. Ковер подпрессовывают до полноты 110 кг/м³ и подвергают термообработке. Полученное описанным способом базальтовое волокно имеет следующие физико-механические свойства: диаметр волокна 2 мкм, длина 0,1-14 мм, гигроскопичность 0,2, водостойкость 99% наличие неволокнистых включений 3-4% [1]
Известен способ формования штапельных волокон путем приготовления расплава из кускового материала горных пород, формование из него струи с одновременным пропусканием через нее электрического тока и воздействием вращающимся магнитным полем с возрастающим числом оборотов в направлении движения струи и последующего раздува струей высокоскоростного энергоносителя в штапельное волокно [2]
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ изготовления минеральных волокон, в том числе супертонких базальтовых, заключающийся в следующем. В электродуговой печи расплавляют кусковой материал из базальтовых горных пород. Расплав из плавильной печи с температурой 1950-2000^oC поступает в узел раздува, где формуют (первичные) вертикальные струи, которые подвергают раздуву струей энергоносителя в раздувочной головке с последующим осаждением волокон на отводной конвейер в камере волокноосаждения. При раздуве вертикальной струи расплава струей энергоносителя, последней дополнительно придают вращательное движение, а на струю расплава воздействуют акустическим полем с частотой 10-70 кГц и акустической мощностью 10-200 Вт. Средний диаметр волокна, полученного этим способом, составляет 1,2-2,8 мкм, содержание неволокнистых включений не превышает 0,35% [3]
Настоящее изобретение направлено на получение супертонкого базальтового волокна высокого качества за счет устранения перегрева струи расплава и повышения ее эластичности.A known method of producing inorganic fibers, including basalt from a mineral melt, which consists in the fact that a melt is prepared in a melting furnace, then primary jets are formed using spun vessels, which are blown by an energy carrier stream in a blowing head, to which 35% are simultaneously supplied ny) solution of alkaline runoff of caprolactam in an amount of 5% by weight of the obtained fiber. The fiber settles on the conveyor grid, forming a carpet. The carpet is pressed to a fullness of 110 kg / m ³ and subjected to heat treatment. The basalt fiber obtained by the described method has the following physical and mechanical properties: fiber diameter 2 μm, length 0.1-14 mm, hygroscopicity 0.2, water resistance 99%, the presence of non-fibrous inclusions 3-4% [1]
A known method of forming staple fibers by preparing a melt from a lump of rock material, forming a jet from it with simultaneous transmission of electric current through it and exposure to a rotating magnetic field with an increasing number of revolutions in the direction of the jet and subsequent blowing of a high-speed energy carrier into a staple fiber [2]
The closest analogue to the proposed invention is a method of manufacturing mineral fibers, including superthin basalt, which is as follows. In an electric arc furnace, lumpy material from basalt rocks is melted. The melt from the melting furnace with a temperature of 1950-2000 ^o C enters the blowing unit, where they form (primary) vertical jets, which are blown by a jet of energy in the blowing head, followed by the deposition of fibers on a bypass conveyor in the fiber deposition chamber. When the vertical jet of melt is blown up by the energy carrier jet, the latter is additionally given a rotational movement, and the melt stream is exposed to an acoustic field with a frequency of 10-70 kHz and an acoustic power of 10-200 W. The average diameter of the fiber obtained by this method is 1.2-2.8 microns, the content of non-fibrous inclusions does not exceed 0.35% [3]
The present invention is directed to obtaining superthin high-quality basalt fiber by eliminating overheating of the melt stream and increasing its elasticity.

Указанный технический результат достигается тем, что супертонкие базальтовые волокна получают путем расплавления в индукционной печи кускового материала из базальтовых горных пород при формировании волокон раздувом вертикальной струи расплава струей энергоносителя в раздувочной головке с последующим осаждением на отводной конвейер в камере волокнообразования, при этом температуру расплава струи, перед подачей в раздувочную головку, охлаждают до 1450-1500^oC путем подачи расплава на чугунный лоток, установленный перед раздувочной головкой.The specified technical result is achieved by the fact that superthin basalt fibers are obtained by melting in a induction furnace bulk material from basalt rocks during the formation of fibers by blowing a vertical melt jet with an energy carrier in a blowing head, followed by deposition on a discharge conveyor in the fiberization chamber, while the temperature of the melt stream, before feeding into the blowing head, cool to 1450-1500 ^o C by feeding the melt on a cast-iron tray installed in front of the blowing head Coy.

Отличается предложенный по изобретению способ от ближайшего аналога тем, что снижают температуру расплава струи до 1450-1500^oC путем подачи расплава на чугунный лоток, установленный перед раздувочной головкой.The method according to the invention differs from the closest analogue in that they reduce the temperature of the melt jet to 1450-1500 ^o C by feeding the melt on a cast-iron tray installed in front of the blowing head.

Способ получения супертонких базальтовых волокон представляется возможным получить на установке, содержащей: генератор 1, циклон 2, индукционную печь 3, лоток 4, раздувочную головку 5, камеру волокноосаждения 6, дозатор 7, дымосос 8 (см. фиг. 1, 2). A method of producing superthin basalt fibers seems to be possible to obtain in a facility containing: a generator 1, a cyclone 2, an induction furnace 3, a tray 4, a blowing head 5, a fiberization chamber 6, a dispenser 7, a smoke exhauster 8 (see Fig. 1, 2).

Установка работает следующим образом. В индукционную печь 3 подают кусковой материал из базальтовых горных пород. Installation works as follows. In the induction furnace 3 serves bulk material from basalt rocks.

В печи кусковой материал шихту плавят с помощью электромагнитного поля, наведенного индуктором. Гомогенизация и провар расплава производятся при температуре 1950-2000^oC. Готовый расплав поступает на чугунный лоток 4, где температура расплава снижается и выравнивается. Из лотка расплав поступает в раздувочную головку 5, в которой формуют вертикальную струю расплава, имеющую температуру 1450-1500^oC. На струю расплава с указанной температурой воздействуют струей энергоносителя (перегретый пар с температурой 250-300^oC и избыточным давлением 7-10 ат, или сжатый воздух с избыточным давлением 6-7 ат). Полученное при раздуве базальтовое волокно оседает на сетке отводного конвейера, в камере волокноосаждения 6.In the furnace bulk material, the mixture is melted using an electromagnetic field induced by an inductor. Homogenization and penetration of the melt are carried out at a temperature of 1950-2000 ^o C. The finished melt enters the cast-iron tray 4, where the temperature of the melt decreases and equalizes. From the tray, the melt enters the blowing head 5, in which a vertical melt stream is formed having a temperature of 1450-1500 ^o C. The melt stream with the indicated temperature is exposed to an energy carrier stream (superheated steam with a temperature of 250-300 ^o C and an overpressure of 7-10 at , or compressed air with an excess pressure of 6-7 at). The basalt fiber obtained by blowing settles on the mesh of the discharge conveyor in the fiber deposition chamber 6.

Предлагаемый способ позволяет при высокой производительности устранить хрупкость волокна и получать с большим выходом ультра- и супертонкое высококачественное базальтовое волокно (снижается процент содержания неволокнистых включений). Волокно имеет диаметр 0,1-2 мм при длине до 40 мм. The proposed method allows for high productivity to eliminate the fragility of the fiber and to obtain with high yield ultra- and superthin high-quality basalt fiber (the percentage of non-fibrous inclusions is reduced). The fiber has a diameter of 0.1-2 mm with a length of up to 40 mm.

Claims

A method for producing superthin basalt fibers, comprising melting a bulk material from basalt rocks in an induction furnace, forming fibers by blowing a vertical melt jet with an energy carrier in a blowing head, followed by deposition on a conveyor belt in a fiberization chamber, characterized in that the melting is carried out at a temperature of 1950 2000 ^o C, then lower the temperature of the melt stream to 1450 1500 ^o C by feeding the melt on a cast-iron tray installed in front of the blowing head.