SK284033B6 - Minerálna vlna z roztaveného minerálneho materiálu, spôsob jej výroby a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Minerálna vlna s jemnosťou vlákien hodnoty Micronaire pod 6/5 g, s teplotou likvidu nad 1050 °C a s viskozitou pri tejto teplote likvidu menšou ako 320 Pas a obsahujúca hmotnostne menej ako 10 % a zvlášť menej ako 5 % nezvláknených častíc s veľkosťou väčšou ako 100 um na výrobu plsti z minerálnych vlákien, obsahujúca hmotnostne aspoň 9 % oxidov kovov alkalických zemín a výhodne hmotnostne aspoň 3 % oxidov železa. Opísaný je ďalej spôsob jej výroby a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby minerálnej vlny z termoplastického minerálneho materiálu s vysokou taviacou teplotou alebo s vysokou teplotou likvidu, vhodnej na výrobu plsti a zariadenia na túto výrobu. Medzi materiály na výrobu takejto vlny patria čadiče, sklá získané ako vedľajšie produkty výroby liatiny a ocele, ako aj vysokopecné trosky a podobné suroviny, ktoré majú v porovnaní so sklami, používanými na výrobu sklenej vlny, podstatne vyššie taviace teploty alebo teploty likvidu a majú pri teplote likvidu značne nižšiu viskozitu. Na jednoduchosť sú tieto suroviny naďalej označované ako „materiál“.

Doterajší stav techniky

Uvedené materiály sú vo veľkej miere používané na výrobu minerálnej vlny určenej predovšetkým na tepelné a zvukové izolácie. Dôvodom ich voľby je jednak ich nízka cena, jednak ich vlastnosti, obzvlášť ich vysoká odolnosť proti vysokým teplotám. Ich výroba je však spojená s veľkými problémami, ktoré súvisia zvlášť s podmienkami, za ktorých môžu byť tieto materiály spracovávané.

Už sama ich vysoká taviaca teplota predstavuje ťažkosti. Taviacou teplotou je teplota, na ktorú je potrebné materiál zohriať na jeho roztavenie. Pri výrobe je potrebné dosahovať teplôt, nad ktorými musí byť materiál udržiavaný, aby mohol pretekať zvlákňovacím zariadením.

V porovnaní s bežne používanými sklami na výrobu vlákien sú za teplôt blízkych teplote likvidu tieto materiály zásadne veľmi riedko tekuté, čo pôsobí veľké ťažkosti.

Vzhľadom na potrebné vysoké teploty podliehajú tiež zariadenia, prichádzajúce do styku so zvlákňovacím materiálom, veľmi intenzívnej korózii. Prevádzková životnosť týchto zariadení predstavuje problém aj pri bežných sklách. V zostrenej miere sa tento problém uplatňuje pri materiáloch s veľmi vysokou teplotou likvidu.

Uvedené ťažkosti viedli dosiaľ k tomu, že bolo možné pri zmienených materiáloch voliť iba určité zvlákňovacie techniky. Tieto techniky sú v podstate dvoje: spôsoby, ktoré pracujú s odstreďovaním taveniny a spôsoby, pri ktorých je materiál vedený pevnou dýzou a je vyťahovaný prúdom plynu urýchleným často až k nadzvukovej rýchlosti (Duesenblasverfahren).

Pri technikám s pevnou dýzou je potrebné použiť takú dýzu, ktorá odolá napadnutiu taveninou. Obvykle sa používajú dýzy platinové, ktoré tomuto napadnutiu odolávajú aj za týchto vysokých teplôt. Výrobná kapacita každej dýzy je však obmedzená. Okrem toho vedú potrebné prúdy vyťahovaných plynov k pomerne vysokým nákladom na energiu.

Techniky, pracujúce s odstreďovaním, umožňujú značné výrobné množstvá, pripadajúce na jeden agregát. Ide pritom o techniky zahrnuté pod pojem „vonkajšie odstreďovanie“, aby bolo naznačené, že tavenina zostáva vonku na odstreďovacom telese. Tavenina sa privádza alebo na strednú plochu kotúča, alebo na obvodovú plochu jedného alebo viacerých valcových rotorov. Prednosťou týchto technik je jednoduchosť súčasti zariadenia, ktoré prichádzajú do styku s taveninou. Vzhľadom na túto pomernú jednoduchosť uvedených súčasti, sú obzvlášť vence odstreďovacích kolies pomerne cenovo výhodné a pripúšťajú preto výmenu v pomerne krátkych časových úsekoch. Podiel materiálových nákladov na celkových výrobných nákladoch zostáva pomerne malý. Preto sa nejaví ťažké, že tieto diely zariadenia, prichádzajúce do styku s taveninou, podliehajú silnému opotrebeniu, ako zábrana.

Hlavná nevýhodná výroby minerálnych vlákien vonkajším odstreďovaním je založená na tom, že sa získa výrobok, ktorého vlastnosti nie sú pri rovnakom množstve vlákien porovnateľné s vlastnosťami sklených vlákien, ktoré sa vyrábajú hlavne takzvaným „vnútorným odstreďovaním“.

Pri vonkajšom odstreďovaní je materiál, privádzaný na odstreďovacie kolesá, z týchto kolies vrhaný v podobe veľkého množstva kvapôčok. Zdá sa, že sa vlákno vytvára vplyvom tohto odstreďovania medzi povrchom odstreďovacieho telesa a kvapôčkami, ktoré vlákno zo sebou vyťahujú. Je pochopiteľné, že pri tomto mechanizme zvlákňovania zostáva časť odstredeného materiálu v podobe nezvlákncných častíc. Tento podiel môže pri veľkosti častíc nad 100 pm dosahovať hmotnostné 40 % východiskového materiálu. Existujú rôzne spôsoby na oddelenie nezvláknených častíc, ale získaná minerálna vlna nie je nikdy bez takýchto častíc, ktoré sú v najlepšom prípade bez úžitku, pri určitom použití sú však veľkým nedostatkom.

Vytváranie kvapôčok nie je iba dôsledkom vonkajšieho odstreďovania, ale závisí tiež od Teologických vlastností spracovávaného materiálu. Materiály, spracovávané podľa vynálezu, majú všeobecne pomerne nízku relatívnu viskozitu aj pri teplotách tesne nad teplotou likvidu. Tavenina, ktorá je pomerne riedko tekutá, sa dá zvlákňovať tým ťažšie, čím väčšie majú vlákna sklon na vytváranie kvapôčok alebo perál. Technika vonkajšieho odstreďovania spočíva určitým spôsobom vo využívaní tohto sklonu, bez toho však preto odstraňuje jeho nevýhody.

Uvedené ťažkosti a nevýhody známeho stavu techniky majú tiež spôsoby napríklad podľa českého patentového spisu číslo CS 236485, podľa amerického patentového spisu číslo 4 451276 a podľa nemeckej prihlášky vynálezu číslo DAS 2361831.

Podstata vynálezu

Minerálna vlna s jemnosťou vlákien hodnoty Micronaire pod 6/5 g, s teplotou likvidu nad 1050 °C a s viskozitou pri tejto teplote likvidu menšou ako 320 Pas a obsahujúca hmotnostné menej ako 10 % a zvlášť menej ako 5 % nezvláknených častíc s veľkosťou väčšou ako 100 pm na výrobu plsti z minerálnych vlákien, spočíva podľa vynálezu v tom, že obsahuje hmotnostné aspoň 9 % oxidov kovov alkalických zemín a výhodne hmotnostné aspoň 3 % oxidov železa.

Spôsob výroby minerálnej vlny z roztaveného minerálneho materiálu s teplotou likvidu nad 1050 “C a s viskozitou pri tejto teplote likvidu menšou ako 320 Pas, spočíva podľa vynálezu v tom, že sa vedie roztavený minerálny materiál do zvlákňovacej jednotky, ktorej obvodová stena obsahuje početné otvory, ktorými je roztavený materiál odstreďovaný za vytvárania vlákien, ktoré sa prídavné stenčujú prietokom plynu po obvodovej stene zvlákňovacej jednotky, pričom sa roztavený materiál odstreďuje pri teplote nižšej ako 1400 “C pri viskozite nad 10 Pas a zvlákňovacia jednotka je z materiálu dostatočne tepelne odolného a odolného proti tečeniu a korózii pri zvlákňovacej teplote.

Zariadenie na vykonávanie spôsobu výroby minerálnych vlákien zvlákňovaním vnútorným odstreďovaním, pozostávajúce z odstreďovacieho telesa, ktorého obvodová stena má početné výstupné otvory, ktorými je roztavený minerálny materiál odstreďovaný za vytvárania vlákien, ktoré sa podrobujú prídavnému predlžovaniu pôsobením plynu prúdiaceho pozdĺž obvodovej steny odstred’ovacieho zvlákňovacieho telesa, pričom je zariadenie vybavené vnútorným horákom na vykurovanie v priebehu zvlákňovania, spočíva podľa vynálezu v tom, že vnútorným horákom (25) je rozptylový prstencový horák, ktorého plamene sa udržiavajú v blízkosti vnútorného povrchu obvodovej steny (19) odstred’ovacieho telesa (ľ) výstupkami (27) zachycujúcimi plamene, ktoré sú umiestnené pri vnútornom povrchu tulipánu (20) odstred’ovacieho telesa (ľ) a odstreďovacie telesá (ľ, 31) sú z materiálu dostatočne tepelne odolného a odolného proti tečeniu a korózii pri zvlákňovacej teplote.

Podľa vynálezu je teda možné vyrábať minerálne vlákna z uvedeného východiskového materiálu tým, že sa tavenina odstredí pomocou odstred’ovacieho telesa, ktorého obvodová stena má veľký počet výstupných otvorov s malým priemerom, pričom tavenina je vplyvom odstredivej sily týmito otvormi z odstred’ovacieho telesa vypudzovaná. Pri spôsobe podľa vynálezu sú vlákna, vypudzované z odstred’ovacieho telesa, uchopované prípadne prúdom plynu, ktorý vlákna úplne vytiahne, ak nie je použitý iný spôsob zvlákňovania s vnútorným odstreďovaním, ktorý s vyťahovacím prúdom plynu nepracuje.

Použitie techniky vnútorného odstreďovanie pri uvedených materiáloch nebolo dosiaľ uvažované. Z rôznych dôvodov panoval názor, že tieto techniky vnútorného odstreďovania nie sú pre tieto materiály vhodné. Predovšetkým ide o problém súvisiaci s podmienkami, pri ktorých je možné dosiahnuť uspokojivé vyťahovanie vlákien.

Ako už bolo uvedené, vyznačujú sa uvedené materiály relatívne vysokou teplotou likvidu a pritom veľmi malými viskozitami. Už pri ich taviacej teplote sú pomerne veľmi riedko tekuté a pri teplote tavenia majú viskozitu nižšiu ako 320 Pas. To ich odlišuje od skiel, ktoré sa obvykle spôsobom vnútorného odstreďovania spracovávajú. Tieto sklá majú pri teplote likvidu takú vysokú, rádovo napríklad 500 Pas, že tiež pri ich zvlákňovaní zreteľne nad teplotou likvidu existuje ešte viskozita 100 Pas alebo vyššia.

Na rozdiel od toho má byť podľa vynálezu zvlákňovaný materiál, ktorý už pri teplote likvidu má veľmi nízku viskozitu. S prekvapením sa ukazuje, že vnútorným odstreďovaním sa darí zvlákňovanie tohto materiálu s malým výskytom perál, ak je materiál volený taký, aby v pracovnom rozmedzí, teda obzvlášť pri teplote 1200 °C až 1400 °C, mal viskozitu najmenej 10 Pas, a ak sa tento materiál zvlákňuje pri viskozite vyššej ako 10 Pas.

Materiály používané podľa vynálezu sa prevádzajú do tekutého stavu pri teplotách všeobecne nad 1200 °C a sú pri svojej teplote tavenia veľmi riedko tekuté; ich viskozita μ je pri teplote likvidu spravidla nižšia ako 320 Pas (1 g μ < 3,5) obzvlášť dokonca nižšia ako 100 Pas (1 g μ < 3).

Techniky vnútorného odstreďovania na výrobu sklených vlákien, ako sú opísané v známom stave techniky, obsahujú pomerne presné údaje o spracovacích teplotách. Menej presné sú vo vzťahu k Teologickým hľadiskám, vzhľadom na to, že obvyklé zloženia skiel majú za príslušných teplôt viskozity, ktoré sú dobre prispôsobené vyťahovaniu. Viskozita obvyklého skla za zvlákňovacej teploty, ktorá je v praxi vždy vyššia ako teplota likvidu, nie je príliš vysoká, čo umožňuje vyťahovanie vlákien pomerne malými silami. Viskozita za teploty likvidu - a tým tiež tesne nad ňou - nie je tiež na druhej strane pri obvyklom skle príliš nízka, čo by pod vplyvom povrchového napätia, ktoré je s klesajúcim priemerom vlákna stále menej kompenzované viskozitou, viedlo na odtrhávanie vlákna a na vytváranie kvapôčok alebo perál. Tak je možné viskozitu obvyklých zložení skiel voliť bez problémov podľa uvedeného rozsa hu tak, aby v priebehu zvlákňovania vnútorným odstreďovaním existovala na to priaznivá viskozita, napríklad 100 Pas alebo väčšia. Ako bolo objasnené, sú uvedené materiály v porovnaní zo sklami už pri teplote likvidu tak riedko tekuté, že uspokojivé vyťahovanie roztaveného materiálu „vnútorným odstreďovaním“ nie je možné očakávať.

Podľa vynálezu je s prekvapením možné materiály s vysokou teplotou likvidu a so silno riedkou tekutosťou spracovávať „vnútorným odstreďovaním“, ak sa uskutoční určitý výber z uvedených materiálov vzhľadom na ich viskozitu za teploty likvidu a ak sa uskutoční zvlákňovanie tohto materiálu za určitých podmienok.

Spôsob výroby minerálnych vlákien podľa vynálezu z uvedených materiálov spočíva predovšetkým v tom, že sa zvolia také materiály, ktoré majú teplotu likvidu pod 1400 °C a majú v teplotnom rozsahu 1200 °C až 1400 °C viskozitu nad 10 Pas, obzvlášť medzi 10 až 100 Pas, a že sa táto tavenina privedie na odstreďovacie teleso, ktorého obvodová stena má početné výstupné otvory pre taveninu, ktorými sú pôsobením odstredivej sily vypudzované vlákna taveniny s viskozitou nastavenou na viac ako 10 Pas a sú prípadne podrobené pôsobeniu prúdu vyťahovacieho plynu. Na zvlákňovanie potom dochádza v pracovnom rozmedzí, pri ktorom je viskozita vyššia ako 10 Pas a toto pracovné rozmedzie je 1200 °C až 1400 °C; horná hranica teploty rešpektuje problémy životnosti odstred’ovacieho telesa.

Pri výskumoch, ktoré boli uskutočnené v rámci tohto vynálezu, sa ukázalo, že oblasť viskozity uvedených materiálov, ktoré majú byť použité na vnútorné odstreďovanie, musí v praxi ležať nad 10 Pas, zatiaľ čo pri vnútornom odstreďovaní je tento materiál podrobovaný odstreďovaniu s podstatne nižšou viskozitou niekoľkých jednotiek Pas. Nad 300 Pas už viskozita prechod materiálu otvormi odstreďovacieho telesa a vyťahovanie vlákien robí ťažkým. Pod 10 Pas sa vyskytuje ťažkosť vyplývajúca z nebezpečia chýbajúceho vytvárania vlákien, pričom sa vlákna odtrhávajú a môžu sa vytvárať kvapôčky alebo perly.

V odstreďovacom telese je tavenina udržiavaná na takej teplote, ktorá zabraňuje jej spevneniu. Je dokonca žiaduce udržiavať vyššiu teplotu ako je teplota teoreticky potrebná, aby bolo rešpektované sotva ovládateľné miesme kolísanie teplôt. Aby sa predišlo trvalému riziku počínajúceho tuhnutia materiálu v odstreďovacom telese, počíta sa účelne s kolísaním teploty v rozmedzí desiatok stupňov. Dáva sa prednosť bezpečnému odstupu 50 °C, čo vedie k prednostnému výberu takých materiálov, ktorých viskozita - vnútri celkového teplotného rozmedzia 1200 °C až 1400 °C - leží v teplotnej zóne s šírkou najmenej 50 °C nad 10 Pas. Tak neklesne viskozita pri kolísaní teplôt v tejto teplotnej zóne pod 10 Pas.

Materiály použiteľné podľa vynálezu, sú obzvlášť prírodné čadiče, ale tiež podobné zloženia, ktoré vzniknú, ak sú k čadičom pridané zložky, ktoré majú ich určité vlastnosti ovplyvniť. Ďalej sú použiteľné zloženia vzniknuté kombináciou materiálov, ktoré tiež majú vlastnosti čadičov, obzvlášť ich teplotné správanie predovšetkým ich vlastnosť, že ich roztavenie sa dosiahne pri teplote, ktorá spravidla neleží pod 1200 °C. Týmito materiálmi sú minerálne zmesi, ako vysokopecné trosky alebo všetky tie zmesi, ktoré sa používajú na výrobu takzvanej kamennej vlny. Operácie postupu podľa vynálezu môžu byť tiež aplikované na zloženie, ktoré je potrebné klasifikovať ako sklá. V tomto poslednom príklade ide o takzvané tvrdé sklá tiež s extrémne malou viskozitou pri teplote likvidu, pričom označenie „tvrdý“ poukazuje na pritom relatívne vysokú teplotu likvidu, ktorá robí takéto sklá vhodnými na použitie za pomerne vysokých teplôt.

Čadiče a horniny, použiteľné podľa vynálezu, sa oproti sklám vyznačujú zásadne pomerne malým obsahom kovov alkalických zemín. Tento obsah nepresahuje obvykle viac ako hmotnostné 10 % alkalických oxidov, väčšinou menej ako 5 %. Tento malý obsah alkalických kovov je jedným z dôvodov, prečo na tavenie dochádza až pri pomerne vysokých teplotách. Na druhej strane je ich obsah kovov alkalických zemín, zvlášť oxidu vápenatého, vyšší ako pri zložení skla. Normálne nie je menší ako hmotnostné 9 %. Celkovo môže obsah kovov alkalických zemín byť hmotnostné až 35 % alebo vyšší. Pri najobvyklejších materiáloch uvedeného druhu je tento obsah hmotnostné 9 až 30 %.

Pokiaľ ide o prvky v podobe oxidu kremičitého alebo oxidu hlinitého, sú tieto čadiče obvykle bohatšie na oxid hlinitý a zodpovedajúcou mierou chudší na oxid kremičitý ako zloženie skiel.

Od skla sa čadiče odlišujú výrazne zvýšeným obsahom oxidu železa. Tento obsah je pri vlastných čadičoch nad hmotnostné 3 % a obvykle hmotnostné nad 6 % oxidov.

Čadiče a horniny použiteľné podľa vynálezu majú zloženie s nasledujúcimi hlavnými zložkami:

Percentá hmotnostné

- SiO₂ cez 45

- CaO + MgO 9 až 35

-Na₂O + K₂O podlO

Zloženia, najmä čadičového typu, ktorým sa dáva podľa vynálezu prednosť, majú zložky uvedené v nasledujúcej tabuľke. Údaje sú v hmotnostných percentách a časté sú samozrejme malé odchýlky zloženia od uvedených konkrétnych číselných údajov bez škodlivého vplyvu.

V prípade zloženia tohto druhu je podľa vynálezu možné získať vnútorným odstreďovaním vláknitú plsť, ktorej mikronáma hodnota F/5 g je nižšia ako 6, výhodne 2,5 až 4, s obsahom perál alebo nezvláknených častíc s veľkosťou cez 100 pm menšou ako hmotnostné 10 % a dokonca menšou ako 5 %, čo predstavuje neobyčajne nízky obsah perál. Ako je uvedené, môžu byť výhodne spôsobom podľa vynálezu spracované tiež „tvrdé sklá“ majúce veľmi nízku viskozitu pri svojej teplote likvidu a potrebujúce teda tie isté podmienky na svoje zvláknenie. Napríklad je možné podľa vynálezu získať plsť z minerálnych vlákien s mikronámou hodnotou pod 6/5 g, ktorej podiel nezvláknených častíc s veľkosťou cez 100 pm je hmotnostné pod 10 %, pričom je zloženie blízke nasledujúcemu zloženiu uvádzanému hmotnostné v %:

SiO2	47,01	56,30	61,20	53,00	49,30
Fe2O3	12,10	0,25	6,10	2,70	8,40
A12O3	14,70	3,15	0,10	6,40	15,60

SiO2	50,45	51,5	52,9	54,93	56,0	52,26	49,40	47,90	47,5
ΓβΛ	10,35	10,1	15,2	8,3	12,18	7,6	10,10	9,80	9,7
Al703	17,35	18	13,6	17,17	14,37	18,96	17,00	16,40	16,3
MnO	0,17	0,19	0,2	0,15	0,23	0,1	0,15	0,15	0,16
CaO	9,90	9,9	5,75	7,12	6,3	6,52	9,70	9,4	12,4
HqO	7,05	6,4	3,8	5,10	4,48	4,31	6,90	6,70	6,7
Ma2O	3,35	3,5	2,7	3,55	3,2	5,52	3,25	3,15	3,20
KjO	0,45	0,61	2,20	2,19	1,49	4,11	0,45	0,40	0,40
TiOj	0,75	0,66	3,0	1,20	1,33	0,5	0,75	0,70	0,70
	0,15	0,12	0,6	0,28	0,34	0,1	0,15	0,14	2,9
Vi	-	-	-	-	-	-	2,15	5,25

SiOj	52,60	46,55	48,77	50,80	58,54	58,3
P“2°3	8,75	8,78	8,80	8,80	0,19	0,14
	14,58	14,7	14,65	14,65	3,85	7
MnO	0,12	0,17	0,17	0,17	0,03
CaO	12,20	12,25	12,25	12,25	25	24,85
MgO	6,33	6,2	6,2	6,2	9,25	5
Nazo	2,24	2,2	2,2	2,2	0,05	0,02
v	1,05	1,02	1,02	1,01	0,08	0,05
TLOj	1,82	1,89	1,9	1,9	0,02	0,14
p2O;	0,30	6,21	4	2	2,85	4,5
BA	-	-	-	-	0,05

MnO	0,24	-	0,01
CaO	10,10	26,10	18,60	30,00	13,90
MgO	8,60	6,40	9,30	3,00	7,60
Na20	3,06	3 , 20	4,50	3,10	3,50
K2O	1,40	0,65	0,04	1,10	0,50
TiO2	2,60	0,10	0,14	0,50	1,00
P2O5	-	2,90	-	0,20
b2o3	-	-	-	-

Na spracovanie materiálov s vysokou teplotou likvidu a značne riedkou tekutosťou, ktoré sú potrebné podľa vynálezu používať, sa väčšinou bežné odstreďovacie zvlákňovacie telesá nehodia. Ako je uvedené, majú bežné žiaruvzdorné zliatiny, ako zliatiny niklochrómové, príliš nízku odolnosť proti teplotám nad 1100 °C a dokonca aj nad 1050 °C.

Medze použiteľnosti sú rôznej povahy.

Prvá hranica sa týka deformácií v žiare. Bežné žiaruvzdorné zliatiny majú odolnosť proti tečeniu, ktorá nad 1100 °C je nedostačujúca. Pri rešpektovaní podmienok, pri ktorých odstreďovacie telesá pracujú, vedie nepostačujúca odolnosť proti tečeniu najmä k deformácii obvodovej steny. Jej vydutie rastie a zreteľne mení podmienky, pri ktorých vlákna vznikajú a v dôsledku nepriaznivo ovplyvňuje rovnomernosť a homogenitu konečného výrobku. Pri teplotách rádovo 1050 °C sa môžu bežné odstreďovacie telesá síce bez poškodenia otáčať niekoľko stovák hodín, ale pri teplotách nad 1100 °C a ešte viac nad 1200 °C dôjde počas niekoľkých hodín na ich opotrebenie. Ďalším významným činidlom vo vzťahu k odstreďovacím telesám je ich odolnosť proti korózii. Pritom je významné, že korózia s teplotou rastie.

Pri prácach, vedúcich k vynálezu, sa ukázalo, že vhodná voľba zliatiny odstreďovacieho telesa umožňuje do veľkej miery vyhovieť požiadavkám na odolnosť tohto materiálu aj pri extrémnych podmienkach, ktoré súvisia so spracovaním materiálu s vysokou teplotou likvidu.

Ukázalo sa, že pomocou zliatin vystužených dispergovaným oxidom - skrátene „ODS“ (Oxide Dispersion Strenghtened) - môžu byť súčasne zvýšené tak odolnosť proti tečeniu, ako odolnosť proti korózii, a to pri teplotách, ktoré sú potrebné na zvlákňovanie materiálu podľa vynálezu.

Zliatiny ODS už boli pre priemyselné odstreďovacie orgány so zameraním na ich prevádzkovú životnosť navrhované za podmienok, ktoré zodpovedajú výrobe obvyklej sklenej vaty. Na priemyselnú použiteľnosť však, pokiaľ je známe, nedošlo. Je potrebné mať zato, že prednosti dosiahnuté použitím takýchto odstreďovacích orgánov na spracovanie zloženia skiel nevyváži zvýšené náklady na voľbu zliatiny ODS.

Ostatne voľba zliatiny ODS sama osebe nestačí na splnenie požiadaviek na uspokojivé zvláknenie uvedených materiálov „vnútorným odstreďovaním“. Preto nie je pou4 žitie odstreďovacieho telesa zo zliatiny ODS na spracovanie materiálov s vysokou teplotou likvidu len tak opatrenie prichádzajúce do úvahy.

V rámci prác, vedúcich k vynálezu, sa tiež ukazuje, že pri voľbe ODS zliatin môže byť tiež dôležité brať ohľad na druh spracovávaného materiálu. Hlavný rozdiel vzhľadom na tento druh zloženia je v prítomnosti alebo neprítomnosti zvýšeného obsahu železa. Obzvlášť sa ukázalo, že ferritické zliatiny majú dobrú odolnosť proti korózii v porovnaní s materiálmi, ktoré majú pomerne vysoký obsah oxidu železa, pričom tieto zliatiny sú však rýchlo napadané zložením skla, ktoré prakticky neobsahuje žiadne železo.

V praxi sú ferritické zliatiny nevýhodné na spracovanie materiálov obsahujúcich menej ako hmotnostné 3 % oxidov železa.

Pre materiály, bohaté na železo, ako je to všeobecne pri čadičoch a kameňoch, poskytujú ferritické ODS zliatiny výhodu dobrej odolnosti proti korózii a mechanické správanie, ktoré dovoľuje prevádzku pri teplotách rádovo 80 až 100 °C nad teplotami, pri ktorých je možné pracovať s inými ODS zliatinami, ktoré sú samé vždy ešte hodnotené ako mimoriadne tepelne odolné. Tak umožňujú ferritické ODS zliatiny uspokojivé spracovanie pri teplotách, ktoré môžu dosahovať 1400 °C.

Pre zvlákňovacie materiály, ktoré nepotrebujú žiadne extrémne teploty, totiž také, ktoré sa môžu spracovávať pri teplote 1300 až 1350 °C alebo pri nižších teplotách, sa môžu voliť menej žiaruvzdorné ODS zliatiny. V tomto zmysle môžu byť výhodné zliatiny austenického typu na báze niklu a chrómu. Tieto zliatiny majú nad to dobrú odolnosť proti korózii tak proti na železo chudým, ako proti na železo bohatým materiálom.

Ferritické ODS zliatiny podľa vynálezu na spracovanie pri najvyšších teplotách majú spravidla viac ako hmotnostne 65 % železa. Vedľa železa majú tieto zliatiny spravidla chróm a hliník.

V ODS zliatinách dispergovaným oxidom je spravidla oxid yttria. Obsah oxidov v takých materiáloch je spravidla veľmi malý. Spravidla je hmotnostné 1 % so zreteľom na zliatinu.

Ferritické ODS zliatiny, ktoré sa používajú na výrobu odstreďovacieho telesa na zvlákňovanie zvlášť materiálov bohatých na železo, majú v svojom zložení tieto podstatné zložky:

Percentá hmotnostné

Cr	13 až 30
Al	2 až 7
Ti	menej ako 1
Y;O3	0,2 až 1
Fe	zvyšok
Výhodná zliatna má nasledujúce zloženie:
	Percentá hmotnostné
Fe	74,5
Cr	20,0
Al	4,5
Ti	0,5
Y2O3	0,5

Austenitické ocele sú prakticky bez železa. Nadto prakticky nemajú žiaden hliník. Obsah oxidu yttria je rádovo rovnaký ako v prípade ferritických zliatin.

Vhodné austenitické ocele majú napríklad nasledujúce zloženie:

Percentá hmotnostné

Cr 15 až 35

C 0 až 1

Al 0 až 2

Ti 0 až 3

Fe menej ako 2

Y₂O₃ 0,2 až 1

Ni zvyšok

ODS zliatiny sa vyrábajú osebe známymi spôsobmi a tiež sa známymi spôsobmi tvárnia na konečné výrobky.

Inú kategóriu použitých materiálov pre odstreďovacie teleso tvoria keramické materiály. Ako monolitický keramický materiál sa môže zvlášť používať nitrid kremíka typu RBSN (Reaction Bonded Silicum Nitrre, ziskateľný reakčným slinovaním práškovitého kremíka v prostredí dusíka), typu Si₃N₄ alebo typu Sialon, napríklad nasledujúceho chemického zloženia:

Hmotnostné Si 49,40 %

Al 4,20 %

Y 7,25 %

O 4,00 %

N 35,00 %

Fe <2 000 ppm

Ca + Mg < 1000 ppm

Môžu sa použiť tiež rôzne iné nitridy kremíka. Výrobok sa môže získať napríklad slinovaním, pričom výrobný postup umožňuje realizáciu tiež pomerne komplexne tvarovaných výrobkov a otvory sa v surovom stave môžu pripravovať tak, že sa udržujú voľné použitím tyčiniek, pričom sa priemer otvorov nakoniec opracováva diamantovým nástrojom. Výhodne sa používajú nepórovité keramické konštrukčné hmoty, ktorých surová hustota je po možnosti blízko ich teoretickej maximálnej hustoty, čo vedie na menej ľahko korodovateľný predmet. Tento druh materiálu sa môže používať až do teploty okolo 1300 °C.

Inou kategóriou keramických konštrukčných hmôt, ktoré sa môžu používať podľa vynálezu, sú spájané konštrukčné hmoty s keramickou matricou a vlákenným zosieťením, ktoré majú oproti monolitickým keramickým konštrukčným hmotám podstatne vyššiu tuhosť a pevnosť. Z tohto hľadiska sú vhodné obzvlášť keramické konštrukčné materiály karbid kremíka - karbid kremíka (SiC-Sic) alebo karbid kremíka - uhlík (Sic - C), ktoré majú matricu z karbidu kremíka, ktorá je zosilnená vláknami, ktoré sú samé z karbidu kremíka (Sic-Sic) alebo z uhlíka (Sic-C). Výrobok sa vyrába napríklad štiepením plynného predproduktu, ktorý sa keramizuje po svojom uložení v predforme, impregnáciou na sebe ležiacich vrstiev navzájom sa dotýkajúcich tkanín z vlákien z karbidu kremíka alebo z uhlikatých vlákien, vytvárajúcich predformu, pričom priechodné otvory sa vytvárajú vŕtaním laserovými lúčmi. Taká keramická konštrukčná hmota sa môže používať za neoxidujúcich podmienok pri teplote nad 1200 °C pre SiC-SiC a nad 1400 °C pre SiC-C.

Dosiahnutie najlepších výsledok na spracovanie materiálu s vysokou teplotou likvidu a s malou viskozitou vnútorným odstreďovaním závisí, pokiaľ sa týka zvlákňovacieho agregátu, nie len od voľby určitej zliatiny. Podmienky úspešného spracovania pôsobia tiež na všetko, čo sa týka cesty taveniny a zariadenia na zaistenie teplotných podmienok.

Do úvahy prichádzajúce materiály potrebujú často od začiatku, to znamená od roztavenia suroviny, špeciálne za riadenie. Nie je tu účelom objasňovať techniky tavenia, ktoré sa vynálezu netýkajú. Tieto techniky sú v literatúre vysvetlené veľmi podrobne. Musí sa však zdôrazniť, že pri samotnej príprave taveniny sú dosiahnuteľné teploty obmedzené, zvlášť odolnosťou konštrukčných materiálov, ktoré sa používajú pre taviacu pec a ďalšie používané zariadenia. Z týchto dôvodov je k dispozícii tavenina s teplotou, ktorá všeobecne nie je príliš vysoká so zreteľom na teploty, ktoré sú potrebné na transformáciu. To znamená, že straty tepla taveniny v priebehu jednotlivých výrobných krokov až po prevedenie na vlákno, musia byť obmedzené.

To vedie v praxi k tomu, že sa tavenina na ceste medzi taviacou pecou a odstreďovacím telesom tepelne izoluje a táto cesta sa udržiava čo možno krátka.

K tepelným stratám dochádza tiež pri styku s odstreďovacím telesom, pokiaľ sa mu nedodáva energia, ktorá je nutná na udržanie pracovnej teploty. Aby sa predišlo príliš silným prestupom tepla, dodržujú sa určité opatrenia pri nábehu zariadenia a pri jeho trvalej prevádzke.

Mimo odstreďovacie teleso ide predovšetkým o prstencový venkovný horák výhodne s vnútorným spaľovaním, ktorý vytvára v susedstve hornej strany obvodovej steny odstreďovacieho telesa prstencový prúd plynu so zvýšenou teplotou. Výhodne sa horúci prúd plynu vedie nie len tak, aby prebiehal okolo obvodovej steny podávacieho zariadenia, ale tak, aby obklopoval tiež časť pripojovacieho pásma alebo „tulipánu“, ktoré spája obvodovú stenu s prírubou, ktorou je odstreďovacie teleso spojené s nosným hriadeľom (v prípade odstreďovacieho telesa bez dna) alebo s horným výstužným golierom (v prípade odstreďovacieho telesa s pohonom dna), takže sa zahrievajú aj tieto diely.

Na to môžu slúžiť aj pomocné horáky, ktorých plamene sú zamerané na pripojovacie pásmo „tulipánu“. Iné riešenie spočíva v tom, že vonkajší horák je umiestnený vo väčšej vzdialenosti od hornej strany obvodovej steny, takže prúd plynu je už trocha rozdelený, kým sa priblíži k odstreďovaciemu telesu a dosiahne k podstatnej časti „tulipánu“. Pritom však musí byť vzdialenosť udržiavaná taká, aby bola dodržaná dobrá presnosť dopadania prúdu plynu. Podľa tretieho variantu zariadenia podľa vynálezu môže byť použitý prstencovitý vonkajší horák, ktorého vnútorná stena kanálu má menší priemer, ako je vonkajší priemer odstreďovacieho telesa. V tomto prípade môže byť inštalovaný horák s predĺženým skoseným výstupom, ktorý obmedzí kužeľovito rozšírený prúd horúcich plynov.

Na vonkajšej strane odstreďovacieho telesa je stále ešte výhodne umiestnený indukčný ohrev s prstencovým magnetom, ktorým prechádza elektrický prúd s vysokou alebo strednou frekvenciou. Ako je všeobecne známe, môže byť prstencový magnet umiestnený sústredne pod odstreďovacím telesom. Obidve tieto vykurovacie zariadenia prispievajú v kombinácii podstatne na tepelnú rovnováhu odstreďovacieho telesa, pričom je potrebné rešpektovať, že tieto vykurovacie zariadenia sú tým účinnejšie, čím bližšie sú umiestnené pri odstreďovacom telese, a že pri tomto usporiadaní zahrieva vnútorný horák viac hornú časť odstreďovacieho telesa, zatiaľ čo prstencový magnet zohrieva viac spodnú časť odstreďovacieho telesa. Pretože sa ukázalo, že je veľmi ťažké zohrievať hornú časť obvodovej steny, bez toho, že by došlo na ohrev ostatných kovových častí, ktoré sú v blízkosti a obzvlášť častí, ktoré sú obklopované prúdom horúceho plynu, vylučuje toto riešenie s dvojím ohrevom technologické problémy.

Ďalším podstatným rozdielom medzi týmito vykurovacími zariadeniami je ich účinok na teplotu v okolí odstreďovacieho telesa. Indukčný ohrev nemá z tohto hľadiska prakticky žiaden účinok a neprispieva na zohrievanie atmo sféry, okrem malého ohrevu spôsobeného žiarením. Naproti tomu musí vonkajší prstencovitý horák túto atmosféru nutne silno zohrievať, aj keď sekundárny vzduch nastavaný hlavne vplyvom rotácie odstreďovacieho telesa a veľkej obvodovej rýchlosti prstencového prúdenia plynu, prínos tepla vytváraný prstencovitým vonkajším horákom, najmä z hľadiska ich mechanickej odolnosti, nie je však výhodné, ak sú vlákna bezprostredne po svojom výstupe z odstreďovacieho telesa vystavované horúcemu prostrediu. Za týchto podmienok je výstupná teplota plynu prstencovitého vonkajšieho horáka výhodne obmedzovaná.

Inak je výhodné pracovať s pomerne vysokými otáčkami odstreďovacieho telesa. Je známe, že pomer odporu proti viskóznym deformáciám k silám pochádzajúcim z povrchového napätia, ktorý zodpovedá za vytváranie kvapôčok alebo perál, je funkciou bezrozmemého čísla pxV/σ pričom μ je viskozita materiálu, V je jeho rýchlosť a σ je jeho povrchové napätie. Zväčšenie súčinu pxV alebo znížením teploty na zvýšenie viskozity, alebo zvýšením rýchlosti pohybu materiálu, vedie na zmenšenie sklonu na vytváranie nezvláknených častíc, ako sú kvapôčky alebo perly.

Je potrebné výhodne dbať na to, aby prostredie v poli obklopujúcom odstreďovacie teleso nebolo príliš zohrievané, ale dôsledkom tejto požiadavky môže byť, že vonkajšie vykurovanie nebude postačujúce na udržanie tepelnej rovnováhy odstreďovacieho telesa v dostatočnej miere.

V takom prípade môžu prispieť vykurovacie zariadenia vnútri odstreďovacieho telesa. Tento dopĺňajúci tepelný príspevok sa výhodne získava prostredníctvom odkláňacieho vnútorného horáka, ktorý je usporiadaný sústredne s nosným hriadeľom odstreďovacieho telesa, ktorého plamene sú zamerané na vnútornú stranu obvodovej steny. Výhodne sa nastavuje zmesový pomer palivo/vzduch tak, aby základ plameňa bol v tesnom susedstve vnútornej steny. Ďalej je výhodné vytvoriť na vnútornej strane „tulipánu alebo pripojovacieho pásma určitý počet výstupkov, ktoré slúžia ako zadržovače plameňov. Odkláňací vnútorný horák prináša v trvalej prevádzke 3 až 15 % tepelného príkonu - pokiaľ tepelný príkon nepochádza od taveniny. Javí sa to ako príspevok podradného významu, je však potrebné mať na pamäti, že k tomuto tepelnému príspevku dochádza neobyčajne presne do miesta, kde je to potrebné a má teda neobyčajný účinok.

Odkláňací vnútorný horák, ktorý je počas zvlákňovania vo ťunkcii, dopĺňa výhodne centrálny vnútorný horák, ako je známy zo stavu techniky, tam je však nasadený výhradne v začínajúcej fáze a je v podstate určený na zahriatie dna odstreďovacieho telesa - alebo deliča slúžiaceho ako dno, obvykle nazývaného košom, a všeobecne vyjadrené - na zohriatie strednej časti odstreďovacieho telesa. Centrálny vnútorný horák predohreje kôš alebo dno pred nabehnutím taveniny. Podľa vynálezu je stredovým horákom výhodne prstencový horák s konvergujúcim plameňom, ktorý je umicstnený medzi nosným hriadeľom odstreďovacieho telesa a divergujúcim vnútorným horákom.

V nábehovej fáze sa tiež používajú aj vonkajšie vykurovacie zariadenia. Podľa potreby môže byť využitý dokonca plameňomet alebo podobné zariadenie ako dopĺňajúci ohrev. Divergujúci vnútorný horák sa používa tiež samozrejme v kritickej nábežnej fáze, keď nie je možné ešte počítať s tepelným príspevkom taveniny. V nábežnej fáze sa výhodne používa vnútorný aj vonkajší horák spoločne aj oddelene. Je možné použiť ako vnútorný horák rovnaký horák, s ktorým sa stretávame pri zvlákňovacích agregátoch na bežnú výrobu sklenených vlákien. Pri takýchto bežných zvlákňovacích agregátoch je horák usporiadaný sústredne v nosnom hriadeli odstreďovacieho telesa. Je možné použiť aj iné druhy vnútorných horákov, obzvlášť tak, aby bolo vyhovené špecifickej konštrukcii odstreďovacieho telesa, ako to bude bližšie vysvetlené ďalej v súvislosti s príkladmi uskutočnenia.

Pretože spracovávané materiály majú v určitých prípadoch nízku viskozitu v porovnaní s viskozitou skla spracovávaného obvykle vnútorným odstreďovaním, je potrebné nastaviť prietočnosť každého otvoru odstreďovacieho telesa tým, že sa rozmery zodpovedajúcich otvorov prispôsobia. Tak majú otvory obvykle na zaistenie prietočnosti asi 1 kg za deň a pri otvoroch na sklo s viskozitou rádovo 100 Pas, priemer medzi 0,7 a 1,2 mm. Materiály, ktorých viskozita je pod 50 Pas majú prednosť v použití odstreďovacieho telesa s priemerom otvorom cez 0,1 mm, lepšie cez 0,15 mm a najmä cez 0,2 mm, ale pod 0,7 mm, lepšie pod 0,5 mm a obzvlášť pod 0,4 mm.

Ďalšie podrobnosti, význaky a prednosti vynálezu vyplynú z nasledujúceho opisu doplneného obrázkami a z príkladov uskutočnenia.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obr. 1 až 7 sú diagramy závislosti viskozity od teploty na rôzne zloženia.

Na obr. 8a je schematicky zjednodušený pozdĺžny rez zvlákňovacieho zariadenia podľa stavu techniky na sklenené vlákna.

Na obr. 8b je príklad uskutočnenia zvlákňovacieho zariadenia podľa vynálezu zodpovedajúci znázorneniu na obr. 8a.

Na obr. 9 jc iný príklad uskutočnenia zvlákňovacieho zariadenia podľa vynálezu zodpovedajúci znázorneniu na obr. 8b.

Rad zložení, ktoré je možné použiť na výrobu minerálnych vlákien, je v tabuľke na konci opisu. S výnimkou zloženia A, ktoré udáva bežné zloženia skla, ktoré sa obvykle zvlákňuje „vnútorným odstreďovaním“, majú všetky ostatné materiály zvýšenú teplotu likvidu a nepatrnú viskozitu. Vedľa hlavných zložiek obsahuje tabuľka teplotu likvidu, teda hodnotu termodynamickej rovnováhy, ktorá zodpovedá najnižšej teplote, pri ktorej sa v rovnovážnom stave nevyskytujú žiadne kryštály. Na určenie tejto teploty sa vnesie vzorka rozdrveného materiálu do platinového téglika, zohrieva sa na meranú teplotu v čase postačujúcom na vytvorenie rovnovážneho stavu (v praxi 16 hodín), vzorka sa z piecky vyberie a ochladí na teplotu okolia, vybrúsia sa na tenkú doštičku a pozoruje sa pod mikroskopom; teplota likvidu potom zodpovedá medznej teplote medzi hornou teplotnou oblasťou, v ktorej nebolo možné zistiť žiaden kryštál a spodnou oblasťou, pri ktorej bola prítomnosť kryštálov zistená.

S výnimkou zloženia č. 26, zodpovedajú všetky použité zloženia v tabuľke materiálom s vysokou teplotou tavenia, typicky s teplotou likvidu 1200 až 1400 °C. Na obr. 1 až 7 sú krivky závislosti viskozita/teplota na rôzne zloženia, ktoré sú pre vlastnosti rozhodujúce. Na osi poradníc je decimálny logaritmus (1 qp) viskozity μ vyjadrený v Poise (1 Poise =0,1 Pa. s). Ľavý koniec kriviek zodpovedá (s výnimkou skla 0) najnižšej teplote, pri ktorej môže byť viskozita zistená viskozimetrom s koncentrickými trubičkami, pričom sa vzorka po krokoch ochladzuje.

V diagramoch sú ďalej zanesené medze použiteľnosti vynálezu a sú vyznačené čiarkované. Maximum použiteľnej teploty závisí od odolnosti zliatin odstreďovacieho telesa. Pre prijateľnú prevádzkovú životnosť zliatin typu ODS je horná hranica pri 1400 °C.

Hodnota 1200 °C, ktorá predstavuje spodnú hranicu, nie je prísnou medzou, ale je zdôvodnená tým, že známe a bežné techniky „vnútorného odstreďovania by mohli túto hodnotu dosiahnuť ako krajnú medzu, ak bude akceptovaná vedľa iných nedostatkov veľmi krátka prevádzková životnosť odstreďovacieho telesa. Za priemyselných podmienok nie je táto hodnota známymi a obvyklými technikami „vnútorného odstreďovania“ hospodárne zďaleka dosahovaná.

Mimo 300 Pas (1 g μ = 3,47) nemôže byť zloženie uvedenou technikou už uspokojivo spracovávané, pretože materiál už otvormi v potrebnej miere neprúdi. Táto horná hranica neznamená prakticky významne obmedzenie potiaľ, pokiaľ príslušné zloženia majú v teplotnom rozmedzí, ktoré pre vynález prichádza do úvahy, ďaleko menšie viskozity.

Spodná hranica 10 Pas je veľmi dôležitá. Ako už bolo skôr uvedené, je v každom prípade pod touto viskozitou, často ale už pri viskozitách pod 20 Pas (1 g μ = cca 2,9) alebo dokonca 35 Pas (1 g μ = cca 2,5), prakticky nemožné vytiahnuť s úspechom uvedenou technikou vlákna vystupujúcej z priechodných otvorov. Na dosiahnutie rozumného bezpečného odstupu od týchto nízkych viskozít, ktoré už neumožňujú zvláknenie vnútorným odstreďovaním, sa dáva prednosť pracovať s takými druhmi zloženia, ktoré umožňujú spracovanie pri viskozite od 30 do 35 Pas.

Na lepšie znázornenie tohto problému spracovania skla s nizkou viskozitou sa uskutočňuje pokus s porovnateľným sklom, ktorého viskozita zodpovedá pri 950 °C takej viskozite, ktorú má čadič v zložení č. 25 pri 1250 °C a ktorý okrem toho má takú krivku závislosti viskozity od teploty, ktorá je analogická krivke zloženia č. 25. Tieto pokusy sa uskutočnia odstreďovacim telesom 200 mm, ktorý je známy z patentového spisu FR-A-2 443 436, pričom výstupné množstvo skla je 0,2 až 0,65 kg za deň na otvor. Teplota prúdu plynu, vytváraného prstencovitým vonkajším horákom, je 700 až 1000 °C s tlakom ofukovania 200 až 1000 Pa. Dosiahnuté výsledky sú v nasledujúcej tabuľke, v ktorej je viskozita v Pas a otáčanie odstredivého telesa je v otáčkach za minútu. V stĺpci „perly“ je na prvom mieste udaný podiel nezvláknených častíc s veľkosťou väčšou ako 100 pm v hmotnostných percentách a v zátvorkách je podiel častíc s veľkosťou viac ako 40 pm. Jemnosť vlákien je udaná mikrónovou hodnotou na 5 g.

Viskozita(Pas)	Otáčky	Perly Jemnosť vlákien F/5 g
180	3000	1,27% (2,45%)	3,7
52	3000	1,25 % (1,75 %)	3
15	3000	7,7 % (8,9 %)	3,6
7	3000	10,5 % (14 %)	>8
106	2000	1,8% (2,4%)	3,3
36	2000	1,9% (2,8 %)	3,3
15	2000	45,9 % (47 %)	6,8

Ako ukazuje táto tabuľka, je podiel perál pri viskozite nastavenej na viac ako 35 Pas nezávisle od otáčok odstreďovacieho telesa zreteľne hmotnostné pod 5 %. V tomto prípade je možné zväčšiť jemnosť vlákien tým, že sa zvýšia otáčky odstreďovacieho telesa alebo sa zvýši teplota vyťahovacieho plynu. Pri viskozite pod 10 Pas je aj pri zvýšených otáčkach odstreďovacieho telesa podiel perál veľmi značný a vlákna okrem toho majú nedostatočnú jemnosť, čo ich robí na tlmiace účely prakticky nevhodnými.

Pri viskozite 7 až 36 Pas môžu vzniknúť vlákna vysokej kvality, ak sa pracuje pri vysokých otáčkach a ak sa prijme podiel perál hmotnostné 5 až 10 %.

Aby bolo možné použiť zloženie podľa vynálezu, je potrebné sa usilovať o to, aby pokiaľ možno najväčší úsek krivky viskozita-teplota ležal v medziach vysvetlených a definovaných skôr.

Tým sú celkom vylúčené zloženia 22 a 23, ktoré sú uvedené ako príklady, ktoré nie sú podľa poučiek vynálezu prakticky zvlákniteľné. Je ďalej zrejmé, že zloženie 21 má v definovanom rozsahu len veľmi malý úsek krivky viskozita-teplota a je teda veľmi ťažko zvlákniteľné. Zloženie 17,18; 20,24 a 25 sú v medznej oblasti potrebných podmienok pre voľbu podľa vynálezu, pretože nemôžu byť spracované s viskozitami od 35 Pas a dávajú tak málo uspokojivé výrobky, ktoré majú vysoký podiel perál, napríklad viac ako 10 % hmotnostných.

Zloženia 3, 10, 11 a 14 majú len veľmi malý úsek krivky viskozita-teplota vo výhodnom rozmedzí viskozity viac ako 30/35 Pas, takže je ťažké udržať na celej obvodovej stene odstreďovacieho telesa v trvalej prevádzke konštantnú teplotu v medziach najmenej 50 °C.

Pokiaľ sa týka zloženia 8 a 12 je potrebné konštatovať, že vyžadujú veľmi výkonné odstreďovacie teleso, ktoré pripúšťa pracovnú teplotu nad 1300 °C.

Ostatné zloženia majú pracovné rozmedzie, ktoré leží pri viskozite zvlákňovaného materiálu medzi 35 až 350 Pas v oblasti 1200 až 1300 °C s bezpečnou vzdialenosťou 50 °C. Majú veľmi široké pracovné rozmedzie, takže ich použitie dovoľuje pohodlnú aplikáciu cez niekoľko desiatok stupňov a je možné ich ľahšie nasadzovať ako zloženia skôr uvedené.

Zloženie 26 vôbec do definovaného pracovného rozmedzia nezapadá, pretože zodpovedá sklu s pomerne nízkou teplotou likvidu (aj keď sa nad 1050 až 1100 °C hovorí o vysokej teplote likvidu; typicky používané zloženie skla, ako je zloženie O, má teplotu likvidu iba 920 °C). Toto zloženie však umožňuje tiež využitie prednosti vynálezu, pretože pri svojej teplote likvidu má viskozitu menej ako 320 Pas a napriek tomu môže byť „vnútorným odstreďovaním“ zvlákňované pri viskozite cez 10 Pas.

Použitie predkladaného vynálezu je ďalej bližšie vysvetlené pomocou obr. 8 a 9, ktoré v zjednodušenej forme schematicky znázorňujú zvlákňovacic agregáty.

Na obr. 8a a 8b je znázornený agregát, ktorý svojou základnou stavbou zodpovedá doterajšiemu stavu techniky na výrobu sklenených vlákien, najmä na tlmiace účely. Tento typ zvlákňovacieho zariadenia bol podrobne opísaný v početných spisoch (napríklad FR-A 2 443436 a EP-A -0 091381).

Príklady uskutočnenia vynálezu

Podľa obr. 8a pozostáva zvlákňovacie zariadenie v podstate zo zvlákňovacieho telesa 1, ktorého obvodová stena 2 má početné výstupné otvory. Obvodová stena 2 je pripojovacím pásmom, naďalej označovanom ako „tulipán“ 4 spojená s prírubou 3. Ako je zrejmé z obr. 8a, sú obvodová stena 2, tulipán 4 a príruba 3 z jedného kusa. Príruba 3 je upevnená na nosnom hriadeli 5, ktorý jc podľa tohto príkladu dutý a ktorého vnútorným priestorom sa privádza tavenina.

Nosný hriadeľ 5 alebo jeho príruba 3 nesie koncentrický delič, ktorý sa obvykle označuje ako „kôš“ 6. Kôš 6, na ktorého obvodovej stene je pomerne malý počet otvorov relatívne veľkého priemeru, tvorí dno zvlákňovacieho telesa 1' a rozdeľuje centrálne privádzaný prúd taveniny na rad čiastočných prameňov privádzaný na obvodovú stenu 2.

Zvlákňovacie teleso 1' je obklopené rôznymi vykurovacími zariadeniami: prstencový magnet 7 indukčného vykurovania, ktorý zohrieva najmä spodnú časť zvlákňovacieho telesa ľ predovšetkým na kompenzáciu ochladzovania stykom s vonkajším vzduchom, pričom tieto vykurovacie zariadenia sú silne ochladzované veľkým množstvom vzduchu, ktorý je načerpávaný otáčaním zvlákňovacieho telesa ľ a vodou chladeným prstencovým vonkajším horákom 8. Konce stien 9 a 10 kanálu vonkajšieho horáka 8 sú usporiadané v nepatrnej vertikálnej vzdialenosti h - rádovo 5 mm - od zvlákňovacieho telesa ľ, ako je znázornené vľavo hore na obr. 8a.

Prstencovitý vonkajší horák 8 vytvára prúd plynu s vysokou teplotou a rýchlosťou, ktorý je orientovaný v podstate smerom dole a prebieha okolo obvodovej steny 2. Prúd plynu slúži jednak na zohrievanie alebo na udržiavanie teploty obvodovej steny 2, jednak prispieva na vyťahovanie vlákna odstreďovaného nataveného materiálu.

Vonkajší horák 8 je výhodne obklopený ofukovacím prstencom 11 na studený vzduch, prípadne tlakový vzduch, ktorý má hlavne obmedzovať radiálnu expanziu prúdu horúceho plynu tak, aby sa zabránilo styku vytvorených vlákien s prstencovým magnetom 7.

Tieto vykurovacie zariadenia zvlákňovacieho telesa 1' sú v jeho vnútornej časti doplnené vnútorným prstencovým horákom 12, ktorý je usporiadaný v nosnom hriadeli 5 a ktorý sa používa iba v nábežnej fáze zvlákňovacieho agregátu na predohriatie koša 6.

Podľa obr. 8b je zvlákňovacie zariadenie podľa vynálezu pozostavené z rovnakých prvkov a ďalej sa uvádzajú rozdielnosti.

Najnápadnejší rozdiel sa týka usporiadania vonkajšieho horáka 13, ktorého konce stien kanálu 14 a 15 sú usporiadané vo vzdialenosti h nad obvodovou stenou 19, ktorá je zreteľne väčšia ako vzdialenosť h podľa obr. 8a. Tieto pomery sú znázornené ďalej schematicky vpravo hore na obr. 8b. Príkladne je vzdialenosť h 15 až 30 mm, výhodne 20 až 25 mm, pretože taká vzdialenosť pripúšťa stále ešte vysokú presnosť prúdenia vystupujúceho prúdu plynu. Stena kanálu 14 má zreteľne menší priemer, ako je priemer hornej strany obvodovej steny 19. Na vedenie prúdu plynu pri jeho výstupe je výstup vonkajšieho horáka 13 obmedzený dvoma šikmými, navzájom kolmými, plochami 16 a 17 sklonenými pod uhlom 45° smerom von. Na obmedzenie problému radiálnej expanzie horúceho prúdu plynu z vonkajšieho horáka 13, má vonkajšia šikmá plocha 17 polovičnú dĺžku ako vnútorná šikmá plocha 16 a končí v zvislej stene 18. Šikmá plocha 16 a stena 18 končí vo výške nad odstreďovacím telesom, ktorá zodpovedá v podstate zvislej vzdialenosti h koncom 9, 10 stien kanálu obvyklého vonkajšieho horáka 8 (obr. 8a). Pri tomto usporiadaní vonkajšieho horáka 13 je zohrievaná nielen obvodová stena 19 zvlákňovacieho telesa ľ, ale tiež tulipán 20.

Prúd plynu však nemá stúpať hore pozdĺž tulipánu 20 a zohrievať nosný hriadeľ 22 zvlákňovacieho telesa ľ. Aby sa tomu zabránilo, môže byť aplikovaný prstencovitý výstupok 21 alebo iný otáčavý utesftovací prvok napríklad v polovici výšky tulipánu 20, pričom táto poloha určuje dĺžku tulipánu 20, zohrievanú prstencovitým prúdom plynu. Je tiež možné zaviesť pretlak do štrbiny medzi nosným hriadeľom 22 a obvodovou stenou 23. Na to môže byť napríklad na vonkajšiu stranu nosného hriadeľa 22 privádzaný studený vzduch, výhodne kolmo na os otáčania, pretože sa má iba vytvoriť fluidná závora a nie ofukovanie tulipánu 20 studeným vzduchom.

Porovnanie obr. 8a a obr. 8b ukazuje ďalší podstatný rozdiel, ktorý spočíva v tom, že je inštalovaný druhý vnú tomý horák 25 koncentricky okolo centrálneho vnútorného prstencového horáka 26, ktorý, ako obvykle, slúži na vykurovanie koša 27. Druhým vnútorným horákom 25 je prstencový horák s odkláňanými plameňmi, ktoré sú zamerané na vnútornú plochu obvodovej steny 19 a tulipánu 20. Usporiadanie plameňov je optimalizované výstupkami 29 na vnútornej strane tulipánu 20, ktoré slúžia ako zachycovače plameňov.

V prípade uskutočnenia podľa obr. 8b má kôš 27 pomerne hrubé dno 28, ktoré tvorí alebo keramická doska, alebo žiaruvzdorný betón, aby sa zabránilo rýchlej erózii taveninou. Okrem toho slúži hrubé dno 28 ako tepelná priehradka a bráni tak ochladzovaniu vnútornej strany dna prúdom plynu alebo vzduchu indukovaným alebo načerpávaným vplyvom otáčania zvlákňovacieho telesa ľ.

Zariadenie podľa vynálezu funguje týmto spôsobom:

Pred začiatkom výroby sa zohreje kôš 27 a zvlákňovacie teleso ľ až na teplotu zaručujúcu, že roztavený materiál nestuhne pri výstupe z priechodných otvorov zvlákňovacieho telesa ľ. Ihneď ako sa dosiahne vhodná teplota, ktorá sa v ideálnom prípade nebude príliš líšiť od teploty trvalej prevádzky, takže sa bez podstatného ochladenia taveniny dosiahne prevádzkový stav, otvorí sa prívod taveniny do zvlákňovacieho telesa ľ.

Tavenina dopadne na dno 28 koša 27, prenikne otvormi koša 27 v jeho obvodovej stene a je vrhaná na vnútornú stranu obvodovej steny 19 zvlákňovacieho telesa ľ.

Rozdeľovanie taveniny košom 27 je určované dvoma protichodnými požiadavkami. Jednak je žiaduce udržiavať počet otvorov koša 27 pomerne nízky, aby sa zabránilo veľkému ochladzovaniu taveniny na jej ceste z koša 27 k obvodovej stene 19 zvlákňovacieho telesa ľ. Keď je na druhej strane tavenina skoncentrovaná na malý počet otvorov v koši 27, dochádza na lokálne úzko vymedzené miesta dopadu na vnútornú plochu obvodovej steny 19 zvlákňovacieho telesa ľ s nebezpečím rýchlej erózie zvlákňovacieho telesa ľ v týchto miestach. Toto nebezpečie sa ďalej zvyšuje tým, že - ako bude ďalej podrobne vysvetlené - je silnejšie obmedzovaná „rezerva“ taveniny v zvlákňovacom telesa ľ, takže dopadanie je touto rezervou, ktorá pôsobí ako vankúš, menej tlmené.

Prenikanie taveniny zvlákňovacím telesom ľ sa udržiava čo najkratšie, aby sa minimalizovalo nebezpečie tuhnutia. Na to je - vedľa skracovania dráhy taveniny v zvlákňovacom telese ľ - potrebné usilovať o to, aby množstvo taveniny pred jej preniknutím prietočnými otvormi pozdĺž vnútornej strany obvodovej steny 19 bolo udržiavané čo najmenšie.

Táto rezerva taveniny je nepriamo udržiavaná prietokom privádzanej taveniny, jej teplotou a tým menšou alebo väčšou tekutosťou a odstredivým zrýchlením. V danom prípade by nemalo množstvo taveniny, zostávajúce v zvlákňovacom telese ľ prekročiť v priemere prevádzkové množstvo zodpovedajúce jednej minúte, výhodne zodpovedajúce 30 sekundám.

Správne udržiavanie primeranej teploty taveniny až do jej zvláknenia a zvlákňovacieho telesa vyžaduje doplňujúce, obzvlášť termochemické podmienky v prostredí obklopujúcom zvlákňovacie teleso tak, aby sa zaručilo vyťahovanie vlákien a spevnenie vytiahnutých vlákien. Teplota taveniny má byť privedená rýchle na hodnotu ležiacu nad hodnotou, pri ktorej sa vlákna spevňujú. Napriek tomu však nemá spevnenie vlákien nastať okamžite, pretože inak by nedošlo na dostatočné vytiahnutie.

V tomto štádiu sa regulácia teploty ovláda vykurovacím zariadením, ktoré pôsobí v okolí zvlákňovacieho telesa v zóne, v ktorej prebieha vyťahovanie vlákien. Pri voľbe teploty sa musí prirodzene počítať s hodnotami, pri ktorých je daný materiál tiahnuteľný a potom spevniteľný. Ďalej sa musí rešpektovať skutočnosť, že sa plyn, vystupujúci z horáka, miesi so vzduchom načerpávaným z okolia.

V praxi sa dosahuje vytiahnutie vlákien v nepatrnom odstupe po odstredení v zvlákňovacom telese.

Množstvo prúdiacich plynov má byť dostatočné na udržanie zvolených podmienok v celej oblasti okolného prostredia, v ktorom dochádza na vyťahovanie.

Usporiadanie, znázornené na obr. 9, sa odlišuje od usporiadania, znázorneného na obr. 8 hlavne tým, že plnenie taveninou neprebieha osovo, ale priamo do zvlákňovacieho telesa bez prechodu rozdeľovacím košom.

Usporiadanie podľa obr. 9 má zvlákňovacie teleso 31, ktoré je, ako je schematicky naznačené, zavesené nad prírubou 33 a nákružkom 34 na nosnom hriadeli 32. Vlastné upevňovacie elementy nie sú znázornené.

Zvlákňovacie teleso 31 je hore otvorené. Vlastnou ťarchou je privádzaná tavenina 35, ktorá kontinuálne prúdi z tavného kúpeľa. Na svojej ceste až na vstup do zvlákňovacieho telesa 31 je tavenina 35 chránená puzdrom 36.

Podobne ako podľa obr. 8 sú obsiahnuté rôzne zariadenia, ktoré slúžia na ovládanie teploty taveniny a zariadenia v rôznych pracovných štádiách.

Pritom ide na vonkajšej strane zvlákňovacieho telesa 31 predovšetkým o prstencový vonkajší horák 37 a prstencový magnet 38 na indukčný ohrev, prípadne v jednotlivých prípadoch môžu byť dočasne zapnuté pri nábehu výroby doplňujúce horáky, aby sa zvlákňovacie teleso dostalo na dostatočnú teplotu pred zavedením taveniny do zvlákňovacieho telesa 31. Doplňujúce horáky nie sú bližšie znázornené.

Vo vnútornom priestore zvlákňovacieho telesa 31 môže byť podobne ako podľa obr. 8 usporiadaný súosovo s nosným hriadeľom 32 vnútorný horák 39. Dno odstreďovacieho telesa 31 je výhodne opatrený výstupnými otvormi na umožnenie výstupu plynov.

Ak musí byť tavenina 35 tesne pred prechodom výstupnými otvormi zvlákňovacieho telesa 31 zohriata, môžu sa použiť horáky 40 znázornené schematicky na obr. 9, ktoré usmernia plamene na vnútornú plochu obvodovej steny zvlákňovacieho telesa 31. Inak ako je zrejmé z obr. 9, sa dáva prednosť presadeniu horákov 40 proti prúdu taveniny 35 tak, aby prívod taveniny nerušili.

Podobne ako na obr. 8 môže byť odkláňací horák 40 doplnený centrálnym vnútorným horákom 39,

Na pokiaľ možno najlepšie ochránenie vnútorného priestoru zvlákňovacieho telesa 31 od vonkajšieho prostredia môžu byť usporiadané steny 41 schematicky znázornené na obr. 9.

Tavenina 35 prichádza do styku so zvlákňovacím telesom 31 v oblasti, ktorá tvorí dno zvlákňovacieho telesa 31. Pôsobením odstredivých síl potom pokrýva tavenina vnútornú plochu obvodovej steny 42 zvlákňovacieho telesa 31.

Je potrebné zdôrazniť, že pri tomto usporiadaní je dráha taveniny 35 v styku so zvlákňovacím telesom 31 veľmi krátko.

Podobne ako pri zariadení podľa obr. 8b bráni prstencový vonkajší horák 37 s vnútorným spaľovaním, ktorého hlavnou funkciou je ustanovenie tepelných podmienok v prostredí na obvode zvlákňovacieho telesa 31 silnejšiemu ochladzovaniu obvodovej steny 42 zvlákňovacieho telesa 31, najmä v jeho hornej časti. Tiež ako v predchádzajúcom príklade slúži indukčný ohrev prstencového magnetu 38 na zohrievanie spodnej časti zvlákňovacieho telesa 31.

Ako bolo uvedené, vyrába sa vlákno pomocou zvlákňovacieho telesa z austenitickej ocele ODS. V tomto prípade má zvlákňovacie teleso priemer 200 mm a na obvode

9000 priechodných otvorov s priemerom 0,5 mm a usporiadaných v 20 radoch. Usporiadanie je rovnakého druhu ako na obr. 8b.

Skúšobné podmienky na rôzne zloženia sa len nepatrne líšia. Príkladne sa uvádzajú podmienky, ktoré viedli k dobrým výsledkom na zloženie H, ako bolo uvedené:

Počiatočná teplota taveniny pri zavedení do zvlákňovaného telesa je 1550 °C. Presadené množstvo 3000 kg/deň.

Vonkajší horák bol napred nastavený tak, že vytvoril vyťahovacie prúdenie plynu pri 1400 °C za prevádzkového tlaku 3450 Pa.

Otáčky zvlákňovacieho telesa 3000/min.

Za týchto podmienok bola vyrobená čadičová vlna, ktorej jemnosť vlákien mala mikronámu hodnotu 3/5 g alebo fakonámu hodnotu 400/5 g (stanovenie mikronámej a fakonámej hodnoty sú obvyklé metódy na charakterizáciu jemnosti vlákien, ako sa dnes medzi výrobcami minerálnej vlny používajú: podrobnosti je možné v plnom rozsahu prevziať z nemeckej priemyselnej normy (DIN) 53941 „Bestimmung des Micronaire“ , resp z normy ASTM D 1448 „Micronaire reading of cotton fibers“). Podiel nezvláknených častíc s priemerom 100 pm alebo väčším robil hmotnostné menej ako 0,8 % a bol extrémne nízky v porovnaní s výsledkami s „vonkajším odstreďovaním“. Kvalita vlákien bola celkom neobyčajne uspokojivá.

Všeobecne je možné povedať, že pri vhodnej voľbe prevádzkových podmienok vedie spôsob podľa vynálezu na základe čadiča, kameňa a pod. k plstiam z minerálnej vlny, ktoré majú hmotnostné menej ako 5 % nezvláknených častíc (perál) s priemerom presahujúcim 100 pm. Napriek tomu je dôležité zvládnuť dobre rozdelenie teploty. Ako už bolo uvedené, vedie výrazné zvýšenie teploty, napríklad zvýšením teploty horáka nad 1600 °C, k výraznému nárastu podielu nezvláknených častíc. Naopak zníženie teploty odstreďovacieho telesa môže viesť na upchávanie priechodných otvorov na jeho obvode.

Pokusy uskutočnené s ostatnými zloženiami potvrdzujú uvedené výsledky.

	1	2	3	4	5	6	7	9	9	10
SlOj	50.45	Si .5	49,40	52,9	54,93	56.0	52.26	52,65	49,40	47.90
Fo203	10,35	ío.í	11.75	16.2	8.3	12,1í		6.5	10.10	9.80
a12°3	17,35	18	15.8	13,6	17,17	14,37	18,96	19.85	17,00	15,40
MnO	0.1?	0,19	0,2	0.2	0,15	0,23	0.1	0.1	0,15	0.15
CaO	9.90	8,9	10,80	5.75	7.12	6,3	6.52	5.3	9.70	9.4
MgO	7.05	6.4	6.4	3.8	5.10	4,48	4,31	3.3	6,90	6,70
Na2O	3.35	3.6	3.1	2,7	3.55	3.2	$.52	6.1	3.25	3.15
l^O	0.45	0,61	0,4	2.20	2.19	1.49	4.11	5.5	0,45	0.40
TiOj	0.75	0,66	2.1	3.0	1,20	1.33	0.5	0,5	0.75	0,70
p203	C.15	0,12		0.5	0.28	0.34	0.1	0.1	0.15	0.14
BjOj		-	-						2,15	$.25
Liquídus	1310’C	1290’C	1220*C	1330’C	1270*C	129D’C	12?0*C	1310*C	1280*C	1230’C

	11	12	13	14	15	16	17	18	1$	20
SiO2	47.5	55.3	52.60	46.55	48.77	50.80	47,01	56,3	58.54	61.2
Fe2O3	9.7	7.7B	8,75	9.78	8.80	8,80	12.1	0,25	0,19	6.1
a12°3	16,3	19.1	14,58	14.7	14,65	14.65	14.7	3.15	3,85	0.1

MnO	0,16	0.12	0,12	O.V	0,17	0.17	0,24		0,03	0,01
CaO	12.4	10.4	12.20	12.25	12.25	12,25	10.1	26.1	25	19.6
MgO	6,7	3.9	6.33	5.2	6.2	6.2	8,6	5.4	9,25	9.3
Ma2°	3.2C	1,9	2.24	2,2	2.2	2.2	3,06	3,2	0,05	4.5
l^O	0,40	0,69	1,05	1,02	1,02	1.01	1,40	0.65	0,08	0,04
TiO2	0.70	0,83	1,82	1.89	1.9	1.9	2.6	0.1	0.02	0.14
p2°5	2.9		0.30	6.21	4	2		2,9	2.85	-
BjO3					-				0.05	-
Liquidus	1210*C	1Z70-C	1230’C	1220’C	123Č*C	1230’C	1300’C	1290*C	1330*0

	21	22	23	24	25	26	27	28	0
Sio2	53,1	56,4	<7.2	53	49.3	60.7	$8.3		63
fb203	0.15	0,3	3	2.7	8.4		0,14		0,3
“A	3.1	3,4	5.9	6.4	15.6	0,2	7		3
MnO
CaO	21.2	21,7	20.7	30	13.9	IÍ.5	24.65		7.35
MgO	14,9	4.55	14.4	J	7.6	3,2	5		3.1
Na20		9	6.5	3.1	3,6	15.4	0,02		14,1
KjO		1.1	0.7	1.1	0.5	0,7	D.OS		0,8
T102	0.14	0,1	0.4	0.5	1,0		0,14
W				0.2		3,3	4.5		5.9
BjOj	2.5
Liquidus	1360’C	1230*C	130fl*C	1350-C	1230’C	1120*0	»1300’C		920’C

Priemyselná využiteľnosť

Výroba minerálnej vlny zvlášť na tlmiace účely z materiálu, ako je čadič, spôsobom zvlákňovania s vnútorným odstreďovaním vedie cez riedku tekutosť taveniny materiálu, ako je čadič k vláknam s vysokou kvalitou s malým podielom perál za dobrého vyťaženia. Je to umožnené voľbou materiálu určitého zloženia a jeho zvláknením za určitých podmienok. Podmienkou je pri zvlákňovaní tohto riedko tekutého materiálu pri vnútornom odstreďovaní viskozita väčšia ako 10 Pas.

Claims (23)

1. Minerálna vlna s jemnosťou vlákien hodnoty Micronaire pod 6/5 g, s teplotou likvidu nad 1050 Tas viskozitou pri tejto teplote likvidu menšou ako 320 Pas a obsahujúca hmotnostné menej ako 10 % a zvlášť menej ako 5 % nezvláknených častíc s veľkosťou väčšou ako 100 pm na výrobu plsti z minerálnych vlákien, vyznačujúca sa t ý m , že obsahuje hmotnostné aspoň 9 % oxidov kovov alkalických zemín a výhodne hmotnostné aspoň 3 % oxidov železa.

2. Minerálna vlna podľa nároku 1,vyznačujúca sa tým, že obsahuje hmotnostné

46,58 až 61,21 % oxidu kremičitého, 0,10 až 19,89 % oxidu hlinitého, 5,75 až 30,00 % oxidu vápenatého, 3,00 % až 14,80 % oxidu horečnatého, 0,02 až 15,40 % oxidu sodného, až 15,20 % oxidu železitého, až 0,24 % oxidu mangánatého, až 5,50 % oxidu draselného, až 3,00 % oxidu titáničitého, až 6,21 % oxidu fosforečného, až. 5,90 % oxidu boritého.

3. Minerálna vlna podľa nároku 1,vyznačuj ú ca sa tým, že obsahuje hmotnostné

60,7 % oxidu kremičitého,

16,5 % oxidu vápenatého, 15,4 % oxidu sodného, 0,2 % oxidu hlinitého,

3.2 % oxidu horečnatého, 0,7 % oxidu draselného a

3.3 % oxidu boritého.

4. Spôsob výroby minerálnej vlny z roztaveného minerálneho materiálu s teplotou likvidu nad 1050 °C a s viskozitou pri tejto teplote likvidu menšou ako 320 Pas, vyznačujúci sa tým, že sa vedie roztavený minerálny materiál do zvlákňovacej jednotky, ktorej obvodová stena obsahuje početné otvory, ktorými je roztavený materiál odstreďovaný za vytvárania vlákien, ktoré sa prídavné stenčujú prietokom plynu po obvodovej stene zvlákňovacej jednotky, pričom sa roztavený materiál odstreďuje pri teplote nižšej ako 1400 °C, pri viskozite nad 10 Pas a zvlákňovacia jednotka je z materiálu dostatočne tepelne odolného a odolného proti tečeniu a korózii pri zvlákňovacej teplote.

5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa t ý m , že zvlákňuje tavenina s teplotou likvidu nad 1200 °C.

6. Spôsob podľa nároku 4 alebo 5, vyznačujúci sa t ý m , že sa tavenina zvlákňuje pri teplote 1200 až 1400 °C s viskozitou vyššou ako 20 Pas a aspoň pri viskozite 20 Pas.

7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že sa zvlákňuje tavenina s viskozitou vyššou ako 35 Pas.

8. Spôsob podľa nároku 6 alebo 7, vyznačujúci sa t ý m , že sa zvlákňuje pri rozsahu teplôt aspoň 50 °C.

9. Spôsob podľa nároku 4až 8, vyznačujúci sa t ý m , že sa získané vlákna prídavné predlžujú plynom, prúdiacim pozdĺž obvodovej steny odstreďovacieho zvlákňovacieho telesa.

10. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov 4 až 9 pozostávajúce z odstreďovacieho telesa, ktorého obvodová stena má početné výstupné otvory, ktorými je roztavený minerálny materiál odstreďovaný za vytvárania vlákien, ktorá sa podrobujú prídavnému predlžovaniu pôsobením plynu prúdiaceho pozdĺž obvodovej steny odstreďovacieho zvlákňovacieho telesa, pričom je zariadenie vybavené vnútorným horákom na vykurovanie v priebehu zvlákňovania, vyznačujúce sa tým, že vnútorným horákom (25) je rozptylový prstencový horák, ktorého plamene sa udržiavajú v blízkosti vnútorného povrchu obvodovej steny (19) odstreďovacieho telesa (1‘) výstupkami (27) zachycujúcimi plameň, ktoré sú umiestnené pri vnútornom povrchu tulipánu (20) odstreďovacieho telesa (ľ) a odstreďovacie telesá (ľ, 31) sú z materiálu dostatočne tepelne odolného a odolného proti tečeniu a korózii pri zvlákňovacej teplote.

11. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov 4 až 9, pozostávajúce z odstreďovacieho telesa, ktorého obvodová stena má početné výstupné otvory, ktorými je roztavený minerálny materiál odstreďovaný za vytvárania vlákien, ktoré sa podrobujú prídavnému predlžovaniu pôsobením plynu prúdiaceho pozdĺž obvodovej steny odstreďovacieho zvlákňovacieho telesa, vyznačujúce sa t ý m , že vonkajší horák (13, 37) je umiestnený vo vzdialenosti (h¹) rádovo 15 až 20 mm nad vonkajšou stenou (19) odstreďovacieho telesa (ľ) a vonkajší horák (13, 37) tvorí stenu výstupného kanálu (14) s menším priemerom hornej strany obvodovej steny (19, 42) odstreďovacieho telesa (ľ, 31) a odstreďovacie telesá (ľ, 31) sú z materiálu dostatočne tepelne odolného a odolného proti tečeniu a korózii pri zvlákňovacej teplote.

12. Zariadenie podľa nároku 10 alebo 11, vyznáčujúce sa tým, že prstencový vonkajší horák (13) má steny výstupného kanálu (14, 15) na prietok horúcich plynov predĺžené dvoma šikmými plochami (16, 17) vymedzujúcimi výstup planúcich horúcich plynov.

13. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačuj úce sa t ý m , že spätnému zášľahu horúcich plynov pozdĺž nosného hriadeľa (22) odstreďovacieho telesa (ľ) je bránené prstencovým výstupkom (21).

14. Zariadenie podľa nároku 12, vyznačuj úce sa t ý m , že spätnému zášľahu horúcich plynov pozdĺž nosného hriadeľa (22) odstreďovacieho telesa (ľ) je bránené kvapalinovým utesnením na voľnom konci nosného hriadeľa (22).

15. Zariadenie podľa nárokov 10 až 14, vyznačujúce sa tým, že odstreďovacie teleso (ľ, 13) môže byť ďalej zohrievané prstencovým indukčným vykurovacím zariadením (7, 38).

16. Zariadenie podľa nárokov 10 až 15, v y z n a čujúce sa tým, že roztavený minerálny materiál je zvádzaný do rozdeľovacieho zariadenia (výstupkov 27), ktorých spodná stena je chránená dnom (28) zo žiaruvzdorného izolačného materiálu, najmä na báze keramiky alebo žiaruvzdorného betónu.

17. Zariadenie podľa nárokov 10 až 16, vyznačujúce sa tým, že otvory odstreďovacieho telesa (ľ, 31) majú priemer 0,15 až 0,4 mm.

18. Zariadenie podľa nárokov 10 až 16, vyznačujúce sa tým, že odstreďovacie teleso (ľ, 31) pozostáva zo zliatiny vytvrdnutej dispergovanými oxidmi (ODS).

19. Zariadenie podľa nároku 21,vyznačuj úce sa t ý m , že odstreďovacie teleso (ľ, 31) pozostáva z austenitickej zliatiny s nasledujúcim hmotnostným obsahom hlavných zložiek:

15,0 až 35,0 % chrómu, až 1,0 % uhlíku, až 2,0 % hliníku, až 3,0 % titánu, pod 2,0 % železa,

0,2 až 1,0 % oxidu trojmocného yttria, zvyšok tvorí nikel.

20. Zariadenie podľa nároku 18, vyznačuj úce sa t ý m , že odstreďovacie teleso (ľ, 31) pozostáva z ferritickej zliatiny s nasledujúcim hmotnostným obsahom hlavných zložiek:

13,0 až 30,0 % chrómu, 2,0 až 7,0 % hliníka, pod 1,0 % titánu,

0,2 až 1,0 % oxidu trojmocného yttria, zvyšok tvorí železo.

21. Zariadenie podľa nárokov 10 až 17, vyznačujúce sa tým, že odstreďovacie teleso (ľ, 31) pozostáva z keramického materiálu.

22. Zariadenie podľa nároku 21,vyznačuj úce sa t ý m , že odstreďovacie teleso (ľ, 31) pozostáva z keramického materiálu typu nitridu kremíka.

23. Zariadenie podľa nároku 21,vyznačuj úce sa t ý m , že odstreďovacie teleso (ľ, 31) pozostáva z keramického materiálu typu SiC-SiC alebo SiC-C.