RU2355651C2 - Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating - Google Patents

Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating Download PDF

Info

Publication number
RU2355651C2
RU2355651C2 RU2007123894/03A RU2007123894A RU2355651C2 RU 2355651 C2 RU2355651 C2 RU 2355651C2 RU 2007123894/03 A RU2007123894/03 A RU 2007123894/03A RU 2007123894 A RU2007123894 A RU 2007123894A RU 2355651 C2 RU2355651 C2 RU 2355651C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
reactor
module
melt
fusion
Prior art date
Application number
RU2007123894/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007123894A (en
Inventor
Олег Геннадьевич Волокитин (RU)
Олег Геннадьевич Волокитин
Евгений Владимирович Гайслер (RU)
Евгений Владимирович Гайслер
Андрей Анатольевич Никифоров (RU)
Андрей Анатольевич Никифоров
Нелли Карповна Скрипникова (RU)
Нелли Карповна Скрипникова
Original Assignee
Олег Геннадьевич Волокитин
Евгений Владимирович Гайслер
Андрей Анатольевич Никифоров
Нелли Карповна Скрипникова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Геннадьевич Волокитин, Евгений Владимирович Гайслер, Андрей Анатольевич Никифоров, Нелли Карповна Скрипникова filed Critical Олег Геннадьевич Волокитин
Priority to RU2007123894/03A priority Critical patent/RU2355651C2/en
Publication of RU2007123894A publication Critical patent/RU2007123894A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2355651C2 publication Critical patent/RU2355651C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Furnace Details (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: construction industry.
SUBSTANCE: invention refers to construction materials manufacture, and is meant for producing fibres possessing thermal and sound proofing properties, and namely for manufacturing glass wool from infusible mineral fusions by using plasma technology. Plant consists of a plasmotron, circular-section plasma reactor attached thereto, device for supplying mixture of powdered raw material and air, and additional fusion module with outlet taphole. Device for supplying powdered raw material and air is made in the form of a volute with a helical channel. Graphite electrode is installed at the module bottom. Cathode of plasmotron is connected to negative pole of direct current power supply. There is a partition in the module, which divides the module into two zones: a big one - welding zone, and a small one - fusion manufacture zone. Module and partition are made from fireproof material. Increase of action time of plasma jet on mineral raw material and fusion provides uniform and sufficient fusion viscosity throughout the way till fibres are stretched.
EFFECT: simplifying plant design, and reducing energy consumption.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для получения тугоплавких минеральных расплавов методом плазменной технологии в производстве волокон, обладающих тепло- и звукоизоляционными свойствами, в частности в производстве стеклянной ваты.The invention relates to the field of production of building materials and can be used to obtain refractory mineral melts by plasma technology in the production of fibers having heat and sound insulating properties, in particular in the manufacture of glass wool.

Плазменные технологии и установки находят широкое применение в стройиндустрии. Их применение в производстве минеральных волокон обусловлено рядом преимуществ в сравнении с традиционными технологиями, когда расплав осуществляют в традиционных плавильных агрегатах (вагранках, электроплавильных печах). К таким преимуществам следует отнести снижение энергозатрат и времени на расплав шихты в сравнении с традиционными технологиями, более полное использование затрачиваемой энергии.Plasma technologies and installations are widely used in the construction industry. Their use in the production of mineral fibers is due to several advantages in comparison with traditional technologies, when the melt is carried out in traditional melting units (cupolas, electric melting furnaces). Such advantages include a reduction in energy costs and time for the charge melt in comparison with traditional technologies, a more complete use of the energy expended.

Известна установка для получения минеральных тугоплавких расплавов супертонкого, преимущественно, базальтового волокна по патенту РФ на изобретение №2214371, МПК С03В 37/06, которая содержит приемник тугоплавких минеральных расплавов в виде воронки-стабилизатора. Воронка-стабилизатор соединена с вершиной пирамидального реактора с конической рабочей полостью, которая сообщается посредством сквозных каналов с секциями плазмотрона. Каждая секция плазмотрона выполнена в виде плазменной горелки, подключенной под избыточным давлением к источнику газообразного энергоносителя. Основание пирамидального реактора соединено с водоохлаждаемым проставком, имеющим полую рубашку, соединенную с источником подачи воды, и огнеупорную облицовку, образующую вертикальный подающий канал. Вертикальный подающий канал соединен с верхней зоной диффузора дутьевой головки. Дутьевая головка имеет в зоне вытяжки волокна диффузора тангенциальные сопла, подключенные через кольцевой раздаточный коллектор к трубопроводу подачи под давлением горячего газообразного энергоносителя. В коническую рабочую полость реактора через воронку-стабилизатор струя расплава поступает из плавильной печи. Здесь она нагревается под воздействием струй высокотемпературной плазмы. Нагретая до температуры вытяжки супертонкого волокна струя расплава поступает в расположенную ниже зону вытяжки диффузора, где под действием нагретого газообразного энергоносителя диспергируется на несвязанные между собой частицы, которые вытягиваются в супертонкое волокно. Хотя энергии на расплав расходуется меньше, чем при ваграночном или электротермическом методах, энергозатраты на расплав минерального материала с применением этой установки остаются высокими.A known installation for producing refractory mineral melts of superthin, mainly basalt fiber according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2214371, IPC С03В 37/06, which contains a receiver of refractory mineral melts in the form of a stabilizer funnel. The stabilizer funnel is connected to the top of the pyramidal reactor with a conical working cavity, which communicates via through channels with sections of the plasma torch. Each section of the plasma torch is made in the form of a plasma torch connected under excessive pressure to a source of gaseous energy carrier. The base of the pyramidal reactor is connected to a water-cooled spacer having a hollow jacket connected to a water supply source and a refractory lining forming a vertical feed channel. The vertical feed channel is connected to the upper zone of the diffuser of the blasting head. The blasting head has tangential nozzles in the zone of extraction of the diffuser fiber, connected through an annular distributing collector to a supply pipeline under pressure of a hot gaseous energy carrier. The melt stream enters the conical working cavity of the reactor through a funnel-stabilizer from the melting furnace. Here it heats up under the influence of jets of high-temperature plasma. The melt stream heated to a drawing temperature of a superthin fiber enters the lower zone of the diffuser drawing, where, under the action of a heated gaseous energy carrier, it is dispersed onto unbound particles that are drawn into a superthin fiber. Although energy is spent on the melt less than with cupola or electrothermal methods, the energy consumption for the melt of mineral material using this installation remains high.

Известны установки для получения минеральных волокон плазменным нагревом, в которых подача дисперсного минерального материала осуществляется в плазменный реактор, являющийся одновременно плавильным агрегатом и устройством для раздува или перелива расплава в приемосборник. Устройство, реализующее способ получения минерального волокна плазменным нагревом по патенту РФ на изобретение №2060977, МПК С03В 37/04, содержит цилиндрический открытый сосуд (реактор), выполненный с возможностью вращения со скоростью не менее 4500-5000 об/мин, плазмотрон и устройство дозированной подачи шихты. Температура внутренней поверхности реактора превышает температуру плавления материала на 300-600°С. Процесс стекловарения в этом известном устройстве происходит в тонком слое расплава, движущегося в поле центробежной силы по внутренним стенкам реактора. Недостатком этого известного устройства является малая производительность, низкая безопасность. Установка для получения минеральной ваты по патенту РФ на изобретение №2270810, МПК С03В 37/06 содержит совмещенный плазменный реактор, который включает стержневой катод и цилиндрический графитовый анод. Последний одновременно служит тигелем при расплаве шихты. В нижней части реактора выполнен лоток для вытекания расплава. Снаружи реактора, в его средней части, установлена электромагнитная катушка, которая создает магнитное поле для вращения электрической дуги в поперечном сечении камеры реактора. Установка позволяет добиться равномерного профиля температур от 1400 до 1600 К и сократить время получения расплава. Недостатками являются повышенные энергозатраты.Known installations for producing mineral fibers by plasma heating, in which the dispersed mineral material is supplied to a plasma reactor, which is both a melting unit and a device for blowing or overflowing the melt into the collector. A device that implements the method of producing mineral fiber by plasma heating according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2060977, IPC С03В 37/04, contains a cylindrical open vessel (reactor) configured to rotate at a speed of at least 4500-5000 rpm, a plasma torch and a dosed device charge supply. The temperature of the inner surface of the reactor exceeds the melting temperature of the material by 300-600 ° C. The glass melting process in this known device takes place in a thin layer of melt moving in a centrifugal force field along the inner walls of the reactor. The disadvantage of this known device is low productivity, low security. Installation for producing mineral wool according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2270810, IPC С03В 37/06 contains a combined plasma reactor, which includes a rod cathode and a cylindrical graphite anode. The latter simultaneously serves as a crucible in the melt of the charge. In the lower part of the reactor, a tray for the flow of the melt is made. Outside the reactor, in its middle part, an electromagnetic coil is installed, which creates a magnetic field for rotation of the electric arc in the cross section of the reactor chamber. The installation allows to achieve a uniform temperature profile from 1400 to 1600 K and to reduce the time for obtaining the melt. The disadvantages are increased energy consumption.

Наиболее близкой к заявляемой установке является установка для получения минерального волокна патенту РФ на изобретение №2021217, МПК С03В 37/06, которая принята за прототип. Установка содержит соединенные в один узел электродуговой плазмотрон и плазменный реактор прямоугольного сечения с отверстием в верхней части для ввода сырья в виде порошка или штапика и отверстием в нижней части для выхода волокна и плазменной струи. Одна из стенок плазменного реактора в нижней части имеет наклонную площадку и выполнена с возможностью перемещения в плоскости, параллельной вертикальной оси реактора. При этом отверстие для ввода сырья расположено в вертикальной верхней части этой стенки, а отверстие для выхода волокна и плазменной струи образовано наклонной площадкой и стенками плазменного реактора. На внутренних поверхностях стенок реактора, кроме стенки с наклонной площадкой, имеется несквозная перфорация. В стенках плазменного реактора выполнены каналы для протекания охлаждающей жидкости. От взаимодействия плазменной струи с отверстиями несквозной перфорации образуются акустические колебания, которые обуславливают выравнивание температурного и скоростного распределения плазменной струи по сечению реактора. Плазменная струя прижимает поступившее во внутреннюю полость сырье к наклонной площадке и расплавляет его. Расплавленная масса под действием силы тяжести и плазменной струи стекает по наклонной площадке. Улучшение качества получаемого волокна происходит за счет выравнивания температурного и скоростного распределения плазменной струи по сечению реактора. Поскольку порошок сырья вводится непосредственно в струю плазмы, из-за высокой скорости потока плазмы частицы порошка не успевают проникнуть в центральные высокотемпературные области плазменной струи. Захват частиц порошка периферийной областью плазменной струи приводит к недостаточному прогреву и неравномерному прижатию сырья к наклонной площадке. Неравномерность прогрева ухудшает качество получаемых волокон. Предусмотренная устройством регулировка скорости плазменной струи путем перемещения стенки с наклонной площадкой либо в глубину плазменного реактора, либо обратно, усложняет конструкцию установки и сам процесс расплава.Closest to the claimed installation is the installation for producing mineral fiber to the RF patent for the invention No. 2021217, IPC С03В 37/06, which is adopted as a prototype. The installation comprises an electric arc plasmatron connected in one assembly and a rectangular plasma reactor with an opening in the upper part for introducing raw materials in the form of a powder or glazing bead and an opening in the lower part for the exit of fiber and plasma jet. One of the walls of the plasma reactor in the lower part has an inclined platform and is configured to move in a plane parallel to the vertical axis of the reactor. In this case, the hole for the input of raw materials is located in the vertical upper part of this wall, and the hole for the exit of the fiber and the plasma jet is formed by an inclined platform and the walls of the plasma reactor. On the inner surfaces of the walls of the reactor, in addition to the wall with an inclined platform, there is a non-through perforation. In the walls of the plasma reactor channels are made for the flow of coolant. From the interaction of the plasma jet with holes through holes, acoustic vibrations are formed, which determine the alignment of the temperature and velocity distribution of the plasma jet over the cross section of the reactor. The plasma jet presses the incoming feed into the internal cavity to the inclined platform and melts it. The molten mass flows under the influence of gravity and a plasma jet along an inclined platform. Improving the quality of the obtained fiber occurs due to the alignment of the temperature and velocity distribution of the plasma jet over the cross section of the reactor. Since the raw material powder is introduced directly into the plasma jet, due to the high plasma flow rate, the powder particles do not have time to penetrate into the central high-temperature regions of the plasma jet. The capture of powder particles by the peripheral region of the plasma jet leads to insufficient heating and uneven pressing of the raw material to the inclined platform. Uneven heating warms the quality of the resulting fibers. The speed of the plasma jet provided by the device by moving the wall with an inclined platform either deep into the plasma reactor or vice versa complicates the design of the installation and the melt process itself.

Задача изобретения - упростить установку для получения минерального расплава плазменным нагревом и при низких энергозатратах обеспечить равномерный прогрев сырья для получения качественного минерального волокна.The objective of the invention is to simplify the installation for producing a mineral melt by plasma heating and, at low energy consumption, to ensure uniform heating of the raw material to obtain high-quality mineral fiber.

Технический результат заключается в увеличении времени воздействия плазменной струи на минеральное сырье и обеспечении равномерной достаточной вязкости расплава на всем пути до вытягивания волокон.The technical result consists in increasing the time of exposure of the plasma jet to mineral raw materials and ensuring uniform sufficient viscosity of the melt all the way to stretching the fibers.

Технический результат достигается следующим образом. Установка для получения минеральных волокон, содержащая, как и прототип, соединенные в один узел электродуговой плазмотрон и плазменный реактор с отверстием в верхней части корпуса для ввода внутрь реактора порошкообразного сырья и отверстием в нижней части для выхода расплава и плазменной струи, при этом в стенке корпуса плазменного реактора выполнен водоохлаждающий канал, в отличие от прототипа согласно изобретению дополнительно содержит устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха, закрепленное под плазмотроном на корпусе плазменного реактора, и модуль дополнительного расплава с выпускной леткой в боковой его части, установленный под плазменным реактором, в дно модуля вмонтирован электрод, который соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и является анодом плазмотрона, а катод плазмотрона соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока, при этом устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха выполнено в форме улитки, а его спиралевидный канал состыкован с отверстием на корпусе реактора, кроме этого плазменный реактор выполнен круглым в сечении, а водоохлаждающий канал - кольцевым.The technical result is achieved as follows. Installation for producing mineral fibers, containing, like the prototype, connected into one node an electric arc plasmatron and a plasma reactor with an opening in the upper part of the casing for introducing powdered raw materials into the reactor and an opening in the lower part for the exit of the melt and the plasma jet, while in the wall of the casing the plasma reactor has a water cooling channel, in contrast to the prototype according to the invention further comprises a device for supplying powdered raw materials and air, mounted under the plasma torch on the body of the entire plasma reactor, and the additional melt module with an outlet notch in its lateral part, mounted under the plasma reactor, an electrode is mounted at the bottom of the module, which is connected to the positive pole of the DC source and is the anode of the plasma torch, and the cathode of the plasma torch is connected to the negative pole of the DC source while the device for supplying powdered raw materials and air is made in the form of a cochlea, and its spiral channel is docked with an opening on the reactor vessel, in addition, the plasma actor is circular in cross-section, and water cooling channel - annular.

Модуль дополнительного расплава выполнен из огнеупорного материала и снабжен вертикальной поперечной перегородкой с отверстием в нижней ее части.The additional melt module is made of refractory material and is equipped with a vertical transverse partition with an opening in its lower part.

Таким образом, отличительными признаками заявляемой установки от прототипа, подтверждающими новизну устройства, заявляемого в качестве изобретения, являются следующие:Thus, the hallmarks of the claimed installation from the prototype, confirming the novelty of the device, claimed as an invention, are the following:

- имеется дополнительное устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха, закрепленное под плазмотроном на корпусе плазменного реактора;- there is an additional device for supplying powdered raw materials and air, mounted under the plasma torch on the plasma reactor housing;

- оно выполнено в форме улитки, спиралевидный канал которой состыкован с отверстием на корпусе реактора;- it is made in the form of a snail, the spiral channel of which is docked with an opening on the reactor vessel;

- под плазменным реактором установлен модуль дополнительно расплава с выпускной леткой в боковой его части;- an additional melt module with an outlet notch in its lateral part is installed under the plasma reactor;

- в дно модуля вмонтирован электрод, который соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и является анодом плазмотрона, а корпус плазмотрона соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока;- an electrode is mounted in the bottom of the module, which is connected to the positive pole of the direct current source and is the anode of the plasma torch, and the plasma torch body is connected to the negative pole of the direct current source;

- модуль расплава выполнен из огнеупорного материала;- the melt module is made of refractory material;

- модуль снабжен вертикальной поперечной перегородкой с отверстием в ее нижней части;- the module is equipped with a vertical transverse partition with a hole in its lower part;

- плазменный реактор выполнен круглым в сечении;- the plasma reactor is made round in cross section;

- водоохлаждающий канал выполнен кольцевым.- water-cooling channel is made circular.

При подаче напряжения на электроды плазмотрона плазмообразующий газ инициируется в плазменную дугу. Порошок исходного сырья, поступающий с воздухом в устройство, имеющее форму улитки, закручивается в спиралевидном канале и, поступая внутрь плазменного реактора, по инерции продолжает крутиться в потоке плазмы. В результате такого кручения он дольше находится в потоке плазмы и под действием высокой температуры равномерно прогревается, расплавляется и небольшими порциями стекает в модуль дополнительного расплава. При отекании на дно модуля расплав постепенно нарастает и образует электропроводящую массу, температура которой не снижается за счет протекающего по ней тока. Таким образом, создается равномерная и достаточная вязкость расплава без привлечения дополнительной энергии.When voltage is applied to the electrodes of the plasma torch, the plasma-forming gas is initiated into the plasma arc. The raw material powder entering the cochlear-shaped device with air is twisted in a spiral channel and, entering the plasma reactor, continues to spin by inertia in the plasma stream. As a result of such torsion, it is longer in the plasma stream and, under the influence of high temperature, it uniformly warms up, melts, and flows in small portions into the additional melt module. When swelling to the bottom of the module, the melt gradually increases and forms an electrically conductive mass, the temperature of which does not decrease due to the current flowing through it. Thus, a uniform and sufficient viscosity of the melt is created without attracting additional energy.

Изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», поскольку оно явным образом не следует из уровня техники.The invention meets the condition of patentability "inventive step", since it does not explicitly follow from the prior art.

Во-первых, предложенная совокупность отличительных признаков не выявлена из уровня техники. Во-вторых, предложен новый путь решения поставленной задачи, не известный из уровня техники. В устройстве по патенту №2060977 для получения высококачественных волокон добиваются тонкого слоя расплава, движущегося в поле центробежной силы по внутренним стенкам реактора. Для получения качественного минерального волокна в прототипе (патент №2021217) за счет акустических колебаний выравнивают температуру и скорость распределения плазменной струи по сечению реактора. В установке по патенту №2270810 добиваются равномерного профиля температур за счет вращения электрической дуги в поперечном сечении камеры реактора в магнитном поле, создаваемым электромагнитной катушкой, установленной снаружи реактора. В обоих случаях воздействию подвергают непосредственно плазменную струю. В заявляемом устройстве равномерный прогрев дисперсного материала получают путем увеличения времени его пребывания в плазменном потоке.Firstly, the proposed set of distinctive features is not identified from the prior art. Secondly, a new way to solve the problem, not known from the prior art, is proposed. In the device according to patent No. 2060977, to obtain high-quality fibers, a thin layer of melt moving in the field of centrifugal force along the inner walls of the reactor is obtained. To obtain high-quality mineral fiber in the prototype (patent No. 2021217) due to acoustic vibrations equalize the temperature and speed of distribution of the plasma jet over the cross section of the reactor. In the installation according to patent No. 2270810, a uniform temperature profile is achieved due to the rotation of the electric arc in the cross section of the reactor chamber in a magnetic field created by an electromagnetic coil mounted outside the reactor. In both cases, the plasma jet is directly exposed. In the inventive device, uniform heating of the dispersed material is obtained by increasing its residence time in the plasma stream.

На фиг.1 показан общий вид заявляемого устройства, на фиг. 2 - сечение А-А.In Fig.1 shows a General view of the inventive device, in Fig. 2 - section aa.

Установка содержит плазмотрон 1, состыкованный с ним плазменный реактор 2 круглого сечения, устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха 3, установленное на корпусе плазменного реактора 2 под плазмотроном 1, и модуль дополнительного расплава 4 с выпускной леткой 5. Устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха 3 выполнено в виде улитки со спиралевидным каналом. Корпус плазменного реактора выполнен полым с образованием кольцевого канала 6, в который через патрубок 7 подается охлаждающая реактор вода, а через патрубок 8 отводится отработанная. В дно модуля 4 вмонтирован электрод 9 из графита, подключенный к положительному полюсу источника постоянного тока (не показан). Катод плазмотрона 1 соединен с отрицательным полюсом источника питания постоянного тока. Между анодом и катодом образуется плазменная дуга 10. Позицией 11 на фиг. 1 показано закрученное внутри плазменного реактора поступающее для расплава сырье. Перегородка 12 имеет отверстие 13 и делит модуль на две зоны: большую - зону варки 14 и меньшую - зону выработки расплава 15. Модуль и перегородка выполнены из огнеупорного материала.The installation comprises a plasma torch 1, a circular circular section reactor 2 docked with it, a device for supplying powdered raw materials and air 3, mounted on the housing of the plasma reactor 2 under the plasma torch 1, and an additional melt module 4 with an outlet tap 5. Device for supplying powder raw materials and air 3 is made in the form of a cochlea with a spiral channel. The body of the plasma reactor is made hollow with the formation of an annular channel 6, into which cooling water is supplied through the pipe 7, and the waste water is discharged through the pipe 8. A graphite electrode 9 is mounted at the bottom of module 4 and is connected to the positive pole of a direct current source (not shown). The cathode of the plasma torch 1 is connected to the negative pole of the DC power source. A plasma arc 10 is formed between the anode and cathode. At 11 in FIG. 1 shows the raw material fed to the melt swirling inside a plasma reactor. The partition 12 has an opening 13 and divides the module into two zones: the larger - cooking zone 14 and the smaller - melt production zone 15. The module and the partition are made of refractory material.

Заявляемая установка соответствует критерию «промышленная применимость», поскольку она может быть многократно реализована с достижением указанного технического результата.The inventive installation meets the criterion of "industrial applicability", since it can be repeatedly implemented to achieve the specified technical result.

Работа установки заключается в следующем. На электроды подается напряжение. Между катодом и анодом в процессе розжига образуется плазменная дуга. Чтобы избежать перегрева стенок плазменного реактора в кольцевой канал 6 подается вода. Внутрь плазменного реактора 2 с помощью воздуха через устройство 3 подают порошок тугоплавкого минерального материала. Пройдя по спиралевидному каналу, порошок закручивается и, попадая внутрь плазменного реактора 2, продолжает крутиться в потоке плазмы 10. Во время кручения он равномерно прогревается, расплавляется и стекает в модуль 4. Расплав, который скапливается в модуле, не только не остывает, но и подвергается, дополнительному совместному нагреву: плазменной дугой 10 и джоулеву нагреву вследствие электропроводности расплава. Самая высокая температура расплава достигается в зоне выработки 15, поэтому в случае попадания непроплавленных частиц на поверхность расплава в зону варки 14 они доплавляются в этой зоне. Через отверстие в перегородке 13 расплав перетекает в зону выработки 15. Выход расплава осуществляется через выпускную летку 5.The operation of the installation is as follows. Voltage is applied to the electrodes. A plasma arc is formed between the cathode and the anode during the ignition process. To avoid overheating of the walls of the plasma reactor, water is supplied to the annular channel 6. Inside the plasma reactor 2, using air through the device 3 serves powder refractory mineral material. Having passed through the spiral channel, the powder swirls and, getting inside the plasma reactor 2, continues to spin in the plasma stream 10. During torsion it uniformly warms up, melts and flows into module 4. The melt that accumulates in the module not only does not cool down, but also subjected to additional joint heating: by a plasma arc 10 and Joule heating due to the electrical conductivity of the melt. The highest temperature of the melt is achieved in the zone of development 15, therefore, in the case of penetration of non-melted particles on the surface of the melt in the cooking zone 14, they are melted in this zone. Through the hole in the partition 13, the melt flows into the zone of development 15. The output of the melt is carried out through the outlet notch 5.

Claims (3)

1. Установка для получения минерального расплава плазменным нагревом, включающая соединенные в один узел электродуговой плазмотрон и плазменный реактор с отверстием в верхней части корпуса для ввода внутрь реактора порошкообразного сырья и отверстием в нижней части для выхода расплава и плазменной струи, при этом в стенке корпуса плазменного реактора выполнен водоохлаждающий канал, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха, закрепленное под плазмотроном на корпусе плазменного реактора, и модуль дополнительного расплава с выпускной леткой в боковой его части, установленный под плазменным реактором, в дно модуля вмонтирован электрод, который соединен с положительным полюсом источника постоянного тока и является анодом плазмотрона, а катод плазмотрона соединен с отрицательным полюсом источника постоянного тока, при этом устройство для подачи порошкообразного сырья и воздуха выполнено в форме улитки, а его спиралевидный канал состыкован с отверстием на корпусе реактора, кроме этого, плазменный реактор выполнен круглым в сечении, а водоохлаждающий канал - кольцевым.1. Installation for producing a mineral melt by plasma heating, comprising an electric arc plasmatron and a plasma reactor connected to one assembly with an opening in the upper part of the housing for introducing powdered raw materials into the reactor and an opening in the lower part for the exit of the melt and plasma jet, while in the wall of the plasma housing The reactor has a water-cooling channel, characterized in that it further comprises a device for supplying powdered raw materials and air, mounted under a plasma torch on the plasma housing reactor, and an additional melt module with an outlet notch in its lateral part, mounted under the plasma reactor, an electrode is mounted in the bottom of the module, which is connected to the positive pole of the direct current source and is the anode of the plasma torch, and the cathode of the plasma torch is connected to the negative pole of the direct current source, the device for supplying powdered raw materials and air is made in the form of a cochlea, and its spiral channel is docked with an opening on the reactor vessel, in addition, the plasma reactor It is filled with a circular cross-section, and the water-cooling channel is circular. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что модуль дополнительного расплава выполнен из огнеупорного материала.2. Installation according to claim 1, characterized in that the additional melt module is made of refractory material. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что модуль дополнительного расплава снабжен вертикальной поперечной перегородкой с отверстием в нижней ее части. 3. Installation according to claim 1, characterized in that the additional melt module is provided with a vertical transverse partition with an opening in its lower part.
RU2007123894/03A 2007-06-25 2007-06-25 Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating RU2355651C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123894/03A RU2355651C2 (en) 2007-06-25 2007-06-25 Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123894/03A RU2355651C2 (en) 2007-06-25 2007-06-25 Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007123894A RU2007123894A (en) 2008-12-27
RU2355651C2 true RU2355651C2 (en) 2009-05-20

Family

ID=41021953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123894/03A RU2355651C2 (en) 2007-06-25 2007-06-25 Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2355651C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503628C1 (en) * 2012-06-22 2014-01-10 Олег Геннадьевич Волокитин Plasma device for obtaining refractory silicate melt
RU2533565C1 (en) * 2013-11-07 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Plasma method for mineral wool manufacturing and plant for its implementation
RU2565306C1 (en) * 2014-10-13 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) Method of manufacturing of silica melt from quartz ceramics
RU169047U1 (en) * 2016-10-26 2017-03-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) PLASMA PLANT FOR PROCESSING REFRIGERANT SILICATE-CONTAINING MATERIALS
RU2807317C1 (en) * 2023-07-10 2023-11-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for producing nano-sized silicon dioxide powder and plasma installation for its implementation

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503628C1 (en) * 2012-06-22 2014-01-10 Олег Геннадьевич Волокитин Plasma device for obtaining refractory silicate melt
RU2533565C1 (en) * 2013-11-07 2014-11-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления" Plasma method for mineral wool manufacturing and plant for its implementation
RU2565306C1 (en) * 2014-10-13 2015-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) Method of manufacturing of silica melt from quartz ceramics
RU169047U1 (en) * 2016-10-26 2017-03-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ТГАСУ) PLASMA PLANT FOR PROCESSING REFRIGERANT SILICATE-CONTAINING MATERIALS
RU2807317C1 (en) * 2023-07-10 2023-11-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Method for producing nano-sized silicon dioxide powder and plasma installation for its implementation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007123894A (en) 2008-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2246454C2 (en) Method and a device for melting and refining of glass mass
RU2355651C2 (en) Plant for obtaining mineral fusion by plasma heating
US2814657A (en) Method and apparatus for heating glass
CN112212346A (en) Plasma gasification melting furnace with multiple heat sources for heating in coordination
CN110698052B (en) A wire drawing bushing for basalt fiber processing
CN104293396B (en) A kind of overflow type iron bath molten slag bath and Slagoff method thereof
TW201936548A (en) Synthetic lined crucible assembly for Czochralski crystal growth
CN104854040A (en) Process and apparatus for forming man-made vitreous fibres
JP2523209B2 (en) Liquid material processing method
RU2533565C1 (en) Plasma method for mineral wool manufacturing and plant for its implementation
RU2432719C1 (en) Electromagnet process reactor
RU2503628C1 (en) Plasma device for obtaining refractory silicate melt
KR101446933B1 (en) Furnace using a magnetron
CN105541085B (en) The process units and its production method of a kind of basalt fibre
CN104944765A (en) Device capable of realizing wiredrawing of basalt continuous fiber
CN203392868U (en) Vertical-type cast tungsten carbide continuous production furnace
RU169047U1 (en) PLASMA PLANT FOR PROCESSING REFRIGERANT SILICATE-CONTAINING MATERIALS
CN109896529A (en) A kind of production method and microwave equipment of microwave fusing aluminum silicate minerals
JP2013112540A (en) Method and apparatus for manufacturing quartz glass cylinder material
KR20100108558A (en) Device for shaping melts made of inorganic oxides or minerals having improved heating unit
RU2344093C1 (en) Mineral fibre plant
RU2157795C1 (en) Method and apparatus for preparing melt silicate
RU2565306C1 (en) Method of manufacturing of silica melt from quartz ceramics
RU2278832C2 (en) Device for production of the high-temperature mineral melts
RU2270810C2 (en) Rock wool production method and plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090626