WO2007008113A1 - Production of continuous mineral fibre - Google Patents
Production of continuous mineral fibre Download PDFInfo
- Publication number
- WO2007008113A1 WO2007008113A1 PCT/RU2006/000349 RU2006000349W WO2007008113A1 WO 2007008113 A1 WO2007008113 A1 WO 2007008113A1 RU 2006000349 W RU2006000349 W RU 2006000349W WO 2007008113 A1 WO2007008113 A1 WO 2007008113A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- melt
- temperature
- furnace
- die plate
- feeder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B3/00—Charging the melting furnaces
- C03B3/02—Charging the melting furnaces combined with preheating, premelting or pretreating the glass-making ingredients, pellets or cullet
- C03B3/023—Preheating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
Definitions
- the invention relates to the field of chemical technology of inorganic materials, in particular to the production of fibers from mineral rocks. Fibers can be used in the construction, textile, chemical industries, mechanical engineering, electronics and other industries.
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fiber formation due to the supply of melt to a spinneret feeder with a power of at least 5 kW.
- the process productivity and the service life of the molybdenum electrodes and spinneret platinum feeders are reduced due to their destruction from the action of metallic iron, and the quality of the target product decreases [RU 2104250 Cl].
- the melt is additionally taken through the bottom of the feeder with a sampling rate of 0.5-5.0 kg / min [RU 2180892 Cl].
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
- a disadvantage of the known methods is the low breaking load of the obtained fibers, high breakage of the fiber and the insufficiently high productivity of the process.
- the basis of the invention is the task of stabilizing the temperature in the bath furnace and on the die plate of the feeder during the production of continuous mineral fiber, increasing the breaking load of the fiber, reducing the breakage of the fiber, i.e. improving its quality.
- T n is the temperature at the p-point of the die plate; T ass - the set minimum temperature at the center point of the die plate;
- a regenerative bath furnace with a horseshoe-shaped flame is first used as a melting furnace. This allows you to evenly heat the surface of the melt in the furnace and, in addition, to heat the air supplied to the combustion of fuel, which together reduces the energy consumption per kilogram of the resulting continuous basalt fiber.
- the control of the temperature of the melt when it enters from the cooking part of the furnace through the pre-channel to the furnace feeder is carried out by optical pyrometers and, accordingly, their installation points are defined by the concept of control points of the melt.
- the formula [1] which determines the temperature at the n-point of the die plate, was obtained experimentally and sets the optimal temperature distribution over the die plate.
- the value of T z d varies depending on the number of feeder dies.
- a narrow range of temperature distribution on the die plate of the feeder in accordance with the formula [1] makes it possible to standardize the viscosity of the melt in the dies, which, accordingly, ensures the constancy of the diameter of the elementary fiber over the entire area of the die plate of the feeder with a minimum standard deviation.
- the process is conducted in a regenerative bath furnace with an area of at least 8 m 2 when the melt is removed at least 0.4 t / m 2 and the melt remains in the furnace for at least 5 hours.
- gas and / or liquid fuel is used to heat the furnace, maintaining an acceptable range of temperature fluctuations at the control points of the melt within ⁇ 5 ° C.
- rocks with a silicate module of more than 2.5 are used.
- a rock selected from the group: basalt, diabase, amphibolite, andesite, andesitobasalt, diorite, porphyrite, gabbro is used as a rock with a silicate module of more than 2.5.
- the invention also includes a continuous mineral fiber, obtained according to the claimed method, characterized by a Young's modulus of 90 to 100 GPa, a tensile strength of 2900 to 3200 MPa, a high degree of continuity of less than 1 break per 10 kg of elongated fiber, and the range of deviations of micronage within +1 microns.
- the incoming rock is preliminarily crushed to a fraction of not more than 80 mm, washed from tinsel particles and overburden particles in the washing drum.
- rocks with a silicate module of more than 2.5 are used, and basalt, diabase, amphibolite, andesite, andesitobasalt, diorite, porphyrite, gabbro are used as rocks.
- a metal detector is installed on the rock preparation line, eliminating the possibility of metal parts entering the pool of the bath melting furnace.
- the feed of the breed to the loading device is produced by tape
- SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) to the conveyor.
- the rock is preheated before loading into the bathroom furnace to a temperature of about 200 0 C due to the use of heat from the exhaust gases, which avoids temperature jumps when loading into the furnace, and also uses the exhaust gases, reducing energy consumption for melting the mineral.
- the process is carried out in a bath furnace with an area of at least 8 m 2 , when the melt is removed at least 0.4 t / m 2 and the length of time the melt remains in the bath furnace is at least 5 hours.
- the furnace is heated by gas and / or liquid fuel, providing an acceptable range of temperature fluctuations at the control points of the melt within ⁇ 10 ° C.
- the rock is melted at a temperature of 1300-1600 0 C, maintaining the temperature at predetermined control points with an accuracy of +10 0 C, and the melt is additionally bubbled with the air supplied from the bottom of the furnace in order to obtain a uniform melt in viscosity.
- the viscosity of the resulting melt is 30 - PO Pa sec.
- the uniformity of the melt is ensured by the high melting temperature of the rock and additional bubbling in conjunction with the duration of the melt in the furnace and temperature control.
- the melt is supplied from the bath furnace to the feeder through a distribution nut, which provides protection of the melt from possible inclusions of the refractory destroyed during operation, to drain devices located in the bottom of the feeder channel, and they are fed to a die feeder, whose electrically heated elements provide temperature distribution over n - points of the plate in accordance with the formula [1].
- the invention provides for the creation of a high-performance technological process for producing mineral fiber with qualitative characteristics that expand its field of application, for example, with strength characteristics exceeding the values for E-glass, the claimed fiber exceeds its resistance to acids by 5 times, and to alkalis by 2 times.
Abstract
The invention relates to chemical engineering used for producing inorganic materials, in particular for producing fibres from mineral rocks. The inventive method for producing a continuous mineral fibre, characterised by a low breakage rate thereof, i.e. less that one break per 10 kg of drawn fibre at a micron deviation of ? 1 mkm, consists in melting a rock material in a regenerating bath furnace provided with an U-shaped flame direction and in stabilising a temperature along the melt path. The permissible temperature variation range is maintained in the melt check points at least within ? 10 °C and a maximum temperature variation range along the surface area of a feeder orifice plate is maintained within ? 5 °C. The melt viscosity standardisation in orifices is guaranteed by the temperature distribution through the orifice plate according to a formula for defining a temperature at the n-th point thereof.
Description
ПОЛУЧЕНИЕ НЕПРЕРЫВНОГО МИНЕРАЛЬНОГО ВОЛОКНА GETTING CONTINUOUS MINERAL FIBER
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области химической технологии неорганических материалов, в частности к получению волокон из минеральных горных пород. Волокна могут быть использованы в строительной, текстильной, химической промышленности, машиностроении, электронике и других отраслях промышленности.The invention relates to the field of chemical technology of inorganic materials, in particular to the production of fibers from mineral rocks. Fibers can be used in the construction, textile, chemical industries, mechanical engineering, electronics and other industries.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
С расширением областей применения уникальных свойств непрерывных минеральных волокон совершенствуется и технология их производства.With the expansion of the fields of application of the unique properties of continuous mineral fibers, their production technology is also being improved.
Известен способ изготовления непрерывных минеральных волокон из базальтовых пород путем плавления базальта, подачи базальтового расплава в зону выработки для струйной подачи к фильерам, характеризующийся тем, что отбор расплава ведут в зоне, расположенной на высоте уровня расплава в зоне выработки [SU 1823958 АЗ].A known method of manufacturing continuous mineral fibers from basaltic rocks by melting basalt, feeding basaltic melt into a working zone for jet feeding to dies, characterized in that the melt is taken in a zone located at a height of the melt level in a working zone [SU 1823958 AZ].
Известен также способ получения минеральных волокон путем плавления породы с размером частиц менее 80 мм при температуре 1050-There is also a method of producing mineral fibers by melting rocks with a particle size of less than 80 mm at a temperature of 1050-
14800C, с вязкостью расплава 30-160 Па-сек при температуре 1450° С и энергии активации вязкого течения не более 290 кДж/моль, при этом отношение высоты расплава в питающем канале к высоте в плавильной ванне составляет (0,8 - l,l)/(2 - 6), а отношение ширины питающего канала к ширине плавильной ванны составляет (0,8 - l)/(5 - 12) [EP1480 0 C, with a melt viscosity of 30-160 Pa-sec at a temperature of 1450 ° C and an activation energy of viscous flow of not more than 290 kJ / mol, the ratio of the height of the melt in the feed channel to the height in the melting bath is (0.8 - l , l) / (2 - 6), and the ratio of the width of the feed channel to the width of the melting bath is (0.8 - l) / (5 - 12) [EP
0869922 Bl].0869922 Bl].
Известен также способ получения непрерывного алюмосиликатного волокна, включающий плавление базальтовой породы в электропечи, барботаж расплава в зоне плавления и/или гомогенизацию, дегазацию иThere is also known a method for producing continuous aluminosilicate fiber, comprising melting basalt rock in an electric furnace, sparging a melt in a melting zone and / or homogenizing, degassing and
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
формирование волокон за счет подачи расплава на фильерный питатель с мощностью не менее 5 кВт. Однако при переработке базальтовых пород с повышенным содержанием железа, а также при наличии в породе примесей хрома и марганца снижается производительность процесса и срок службы используемых молибденовых электродов и фильерных платиновых питателей за счет их разрушения от воздействия металлического железа, а также снижается качество целевого продукта [RU 2104250 Cl].SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) fiber formation due to the supply of melt to a spinneret feeder with a power of at least 5 kW. However, in the processing of basalt rocks with a high iron content, as well as in the presence of chromium and manganese impurities in the rock, the process productivity and the service life of the molybdenum electrodes and spinneret platinum feeders are reduced due to their destruction from the action of metallic iron, and the quality of the target product decreases [RU 2104250 Cl].
Наиболее близким к предлагаемому способу получения непрерывного минерального волокна по технической сути и достигаемому результату является способ получения непрерывного алюмосиликаτного волокна, включающий плавление базальто- содержащей горной породы в зоне плавления ванной печи, барботаж расплава, дегазацию, гомогенизацию, подачу расплава из фидера на фильерный питатель и формирование волокон, при этом барботаж расплава осуществляют путем подачи кислородсодержащего газового агента через сопла, установленные в донной части зоны плавления, в количестве, определяемом по формуле Vo2 = [А (CFβ-нι/ CFe+з) + KP] M, где А - эмпирический коэффициент, характеризующий содержание металлических примесей в расплаве горной породы, равный 0,01 - 0,5; V0 - объём подаваемого кислородсодержащего агента, м3;Closest to the proposed method for producing continuous mineral fiber in technical essence and the achieved result is a method for producing continuous aluminosilicate fiber, including melting basalt-containing rock in the melting zone of the bath furnace, melt bubbling, degassing, homogenization, feeding the melt from the feeder to the die feeder and the formation of fibers, while the bubbling of the melt is carried out by supplying an oxygen-containing gas agent through nozzles installed in the bottom of the zone lavleniya in an amount determined by the formula Vo = 2 [A (C Fβ -nι / C Fe + h) + KP] M, where A - empirical coefficient describing the content of metal impurities in the molten rock, is equal to 0.01 - 0 5; V 0 - the volume of the supplied oxygen-containing agent, m 3 ;
CFe+2 - массовая концентрация Fe+2 в расплаве горной породы, мacc.% CFe+3- массовая концентрация Fe +3 в расплаве горной породы, мacc.% К - коэффициент потери кислорода, равный 0, 1 - 1 ,0, безразмерный; P - удельный расход кислородсодержащего агента, равный 0,15-1,1 м^/кг; M — масса расплава в объёме плавильной печи, кг.C Fe +2 - concentration by weight of Fe +2 to melt rock macc% C F e + 3 -. Mass concentration of Fe +3 melt rock mass% K -. Oxygen loss factor equal to 0, 1, - 1, 0 , dimensionless; P is the specific consumption of an oxygen-containing agent, equal to 0.15-1.1 m ^ / kg; M is the mass of the melt in the volume of the melting furnace, kg
При этом дополнительно проводят отбор расплава через донную часть фидера со скоростью отбора 0,5-5,0 кг/мин [RU 2180892 Cl].In this case, the melt is additionally taken through the bottom of the feeder with a sampling rate of 0.5-5.0 kg / min [RU 2180892 Cl].
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Недостатком известных способов является невысокая разрывная нагрузка получаемых волокон, высокая обрывность волокна и недостаточно высокая производительность процесса.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) A disadvantage of the known methods is the low breaking load of the obtained fibers, high breakage of the fiber and the insufficiently high productivity of the process.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В основу изобретения положена задача стабилизации температуры в ванной плавильной печи и на фильерной пластине питателя в процессе производства непрерывного минерального волокна, повышение разрывной нагрузки волокна, уменьшение обрывности волокна, т.е. улучшение его качества.The basis of the invention is the task of stabilizing the temperature in the bath furnace and on the die plate of the feeder during the production of continuous mineral fiber, increasing the breaking load of the fiber, reducing the breakage of the fiber, i.e. improving its quality.
Сущность решения этой задачи заключается в том, что в процессе получения непрерывного минерального волокна, включающем дробление, мойку, магнитную сепарацию, загрузку, плавление горной породы, барботаж расплава, дегазацию, подачу из фидера на фильерный питатель, плавление горной породы осуществляют в регенеративной ванной печи с подковообразным направлением пламени, поддерживая допустимый интервал колебания температуры в контрольных точках расплава, по крайней мере, в пределах ±10°C и максимальный интервал колебания температуры по площади фильерной пластины питателя ±5°C при распределении температуры по п - точкам пластины в соответствии с формулой:The essence of the solution to this problem lies in the fact that in the process of obtaining continuous mineral fiber, including crushing, washing, magnetic separation, loading, melting of the rock, sparging of the melt, degassing, feeding from the feeder to the die feeder, the rock is melted in a regenerative bath furnace with a horseshoe-shaped direction of the flame, maintaining the allowable range of temperature fluctuations at the control points of the melt, at least within ± 10 ° C and the maximum interval of temperature fluctuations across adi spinneret plate feeder ± 5 ° C when the temperature distribution of n - point plate according to the formula:
Tn = G-T^(H-K-L) [I] , гдеT n = GT ^ (HKL) [I], where
Tn - температура в п-точке фильерной пластины; Тзад - заданная минимальная температура в центральной точке фильерной пластины;T n is the temperature at the p-point of the die plate; T ass - the set minimum temperature at the center point of the die plate;
L - расстояние п-точки от центра фильерной пластины, мм; К - эмпирический коэффициент, зависящий от градиента температур подаваемого расплава между температурой в сливном устройстве и температурой в фильерной пластине питателя, равный (0,001 -L is the distance of the p-point from the center of the die plate, mm; K is an empirical coefficient depending on the temperature gradient of the supplied melt between the temperature in the drain device and the temperature in the die plate of the feeder, equal to (0.001 -
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
0,013), 1/мм;SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) 0.013), 1 / mm;
G - безразмерный коэффициент, учитывающий качество подготовки расплава, зависящий от времени нахождения расплава в печи, определяемый по формуле: G = I- е'1710, где t> 5, причем значение t совпадает по величине со временем нахождения расплава в печи, выраженным в часах..G is a dimensionless coefficient that takes into account the quality of the melt preparation, depending on the time the melt was in the furnace, determined by the formula: G = I-e '1710 , where t> 5, and the value of t coincides in value with the time the melt was in the furnace, expressed in hours ..
В заявляемом способе регенеративная ванная печь с подковообразным направлением пламени впервые использована как печь плавления. Это позволяет равномерно обогревать поверхность расплава в печи и, кроме того, подогревать воздух, подаваемый на горение топлива, что в совокупности снижает энергозатраты на килограмм получаемого непрерывного базальтового волокна.In the inventive method, a regenerative bath furnace with a horseshoe-shaped flame is first used as a melting furnace. This allows you to evenly heat the surface of the melt in the furnace and, in addition, to heat the air supplied to the combustion of fuel, which together reduces the energy consumption per kilogram of the resulting continuous basalt fiber.
Контроль за температурой расплава при поступлении его из варочной части печи через форканал на фидер печи осуществляют оптическими пирометрами и, соответственно, точки их установки определяют понятием контрольные точки расплава.The control of the temperature of the melt when it enters from the cooking part of the furnace through the pre-channel to the furnace feeder is carried out by optical pyrometers and, accordingly, their installation points are defined by the concept of control points of the melt.
Формула [1], определяющая температуру в п-точке фильерной пластины получена опытным путем и задает оптимальное распределение температуры по фильерной пластине. Величина Тзад меняется в зависимости от количества фильер питателя. Узкий интервал распределения температуры на фильерной пластине питателя в соответствии с формулой [1] позволяет стандартизировать вязкость расплава в фильерах, что, соответственно, обеспечивает постоянство диаметра элементарного волокна по всей площади фильерной пластины питателя при минимальном среднеквадратичном отклонении.The formula [1], which determines the temperature at the n-point of the die plate, was obtained experimentally and sets the optimal temperature distribution over the die plate. The value of T z d varies depending on the number of feeder dies. A narrow range of temperature distribution on the die plate of the feeder in accordance with the formula [1] makes it possible to standardize the viscosity of the melt in the dies, which, accordingly, ensures the constancy of the diameter of the elementary fiber over the entire area of the die plate of the feeder with a minimum standard deviation.
В отдельных вариантах осуществления изобретения процесс ведут в регенеративной ванной печи площадью не менее 8 м2 при съеме расплава не менее 0,4т/м2 и времени нахождения расплава в печи не менее 5 часов.In certain embodiments of the invention, the process is conducted in a regenerative bath furnace with an area of at least 8 m 2 when the melt is removed at least 0.4 t / m 2 and the melt remains in the furnace for at least 5 hours.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
В некоторых вариантах осуществления изобретения для обогрева печи используют газовое и/или жидкое топливо, поддерживая допустимый интервал колебания температуры в контрольных точках расплава в пределах ±5°C. В ряде вариантов осуществления изобретения используют горную породу с силикатным модулем более 2,5.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) In some embodiments of the invention, gas and / or liquid fuel is used to heat the furnace, maintaining an acceptable range of temperature fluctuations at the control points of the melt within ± 5 ° C. In some embodiments of the invention, rocks with a silicate module of more than 2.5 are used.
В отдельных вариантах осуществления изобретения в качестве горной породы с силикатным модулем более 2,5 используют породу, выбранную из группы: базальт, диабаз, амфиболит, андезит, андезитобазальт, диорит, порфирит, габбро.In certain embodiments of the invention, a rock selected from the group: basalt, diabase, amphibolite, andesite, andesitobasalt, diorite, porphyrite, gabbro is used as a rock with a silicate module of more than 2.5.
Изобретение также включает непрерывное минеральное волокно, получаемое согласно заявляемому способу, характеризующееся величиной модуля Юнга в пределах 90÷100 ГПа, величиной прочности на растяжение в пределах 2900÷3200 МПа, высокой степенью безобрывности - менее 1 обрыва на 10 кг вытянутого волокна и интервалом отклонений микронажа в пределах +1 мкм.The invention also includes a continuous mineral fiber, obtained according to the claimed method, characterized by a Young's modulus of 90 to 100 GPa, a tensile strength of 2900 to 3200 MPa, a high degree of continuity of less than 1 break per 10 kg of elongated fiber, and the range of deviations of micronage within +1 microns.
ОПИСАНИЕ ПРЕИМУЩЕСТВЕННОГО ВАРИАНТА Получение непрерывного минерального волокна осуществляют следующим образом.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Obtaining a continuous mineral fiber is as follows.
Поступившую породу предварительно дробят до фракции не более 80 мм, моют от пьшевидных частиц и частиц вскрышной породы в моечном барабане. Для осуществления способа используют горную породу с силикатным модулем более 2,5, а в качестве горной породы используют базальт, диабаз, амфиболит, андезит, андезитобазальт, диорит, порфирит, габбро. На технологической линии подготовки породы установлен металлодетектор, исключающий возможность попадания металлических частей в бассейн ванной плавильной печи. Подачу породы к загрузочному устройству производят по ленточномуThe incoming rock is preliminarily crushed to a fraction of not more than 80 mm, washed from tinsel particles and overburden particles in the washing drum. To implement the method, rocks with a silicate module of more than 2.5 are used, and basalt, diabase, amphibolite, andesite, andesitobasalt, diorite, porphyrite, gabbro are used as rocks. A metal detector is installed on the rock preparation line, eliminating the possibility of metal parts entering the pool of the bath melting furnace. The feed of the breed to the loading device is produced by tape
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
транспортёру. Производят предварительный прогрев породы перед загрузкой в ванную печь до температуры около 2000C за счет использования тепла отходящих газов, что позволяет избежать температурных скачков при загрузке в печь, а также использовать отходящие газы, снижая энергозатраты на плавление минерала.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) to the conveyor. The rock is preheated before loading into the bathroom furnace to a temperature of about 200 0 C due to the use of heat from the exhaust gases, which avoids temperature jumps when loading into the furnace, and also uses the exhaust gases, reducing energy consumption for melting the mineral.
Процесс ведут в ванной печи площадью не менее 8 м2, при съёме расплава не менее 0,4т/м2 и длительности времени нахождения расплава в ванной печи - не менее 5 часов. Обогрев печи осуществляют газовым и/или жидким топливом, обеспечивая допустимый интервал колебания температуры в контрольных точках расплава в пределах ±10°C. Породу плавят при температуре 1300-16000C, поддерживая температуру по заданным контрольным точкам с точностью +100C, и дополнительно барботируют расплав воздухом, подаваемым с донной части печи, с целью получения однородного расплава по вязкости. В зависимости от применяемой породы вязкость получаемого расплава 30 - ПО Па сек. Однородность расплава обеспечивают высокая температура плавления породы и дополнительный барботаж в совокупности с длительностью нахождения расплава в печи и температурным контролем. Подачу расплава из ванной печи в фидер осуществляют через распределительный порожек, обеспечивающий предохранение расплава от возможных включений разрушаемого в процессе эксплуатации огнеупора, к сливным устройствам, расположенным в донной части фидерного канала, и по ним подают на фильерный питатель, электрообогреваемые элементы которого обеспечивают распределение температуры по п — точкам пластины в соответствии с формулой [1].The process is carried out in a bath furnace with an area of at least 8 m 2 , when the melt is removed at least 0.4 t / m 2 and the length of time the melt remains in the bath furnace is at least 5 hours. The furnace is heated by gas and / or liquid fuel, providing an acceptable range of temperature fluctuations at the control points of the melt within ± 10 ° C. The rock is melted at a temperature of 1300-1600 0 C, maintaining the temperature at predetermined control points with an accuracy of +10 0 C, and the melt is additionally bubbled with the air supplied from the bottom of the furnace in order to obtain a uniform melt in viscosity. Depending on the rock used, the viscosity of the resulting melt is 30 - PO Pa sec. The uniformity of the melt is ensured by the high melting temperature of the rock and additional bubbling in conjunction with the duration of the melt in the furnace and temperature control. The melt is supplied from the bath furnace to the feeder through a distribution nut, which provides protection of the melt from possible inclusions of the refractory destroyed during operation, to drain devices located in the bottom of the feeder channel, and they are fed to a die feeder, whose electrically heated elements provide temperature distribution over n - points of the plate in accordance with the formula [1].
По завершении процесса получают элементарное волокно со следующими показателями:Upon completion of the process receive an elementary fiber with the following indicators:
• Обрывность волокна в процессе вытяжки комплексной нити• Breakage of the fiber in the process of drawing a complex thread
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
составляет менее 1 обрыва/ 10кг.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) less than 1 cliff / 10kg.
» Интервал отклонений микронажа ограничен пределом ±1 мкм. » Удельная разрывная нагрузка Pyд = Р/Т , где P - нагрузка на нить, мН; T - текс, полученного волокна, составляет для 9 мкм, lЗмкм,»The range of micronage deviations is limited to ± 1 μm. »Specific breaking load P yд = Р / Т, where P - load on the thread, mN; T - tex of the obtained fiber is for 9 μm, lЗккм,
22 мкм элементарного волокна не менее 700 мН/текс, 650 мН/текс и 500мH/тeкc, соответственно.22 μm elementary fiber of at least 700 mN / tex, 650 mN / tex and 500 mH / tex, respectively.
• Модуль Юнга (ASTM D2343) достигает 90-100 ГПа.• Young's modulus (ASTM D2343) reaches 90-100 GPa.
• Прочность на растяжение (ASTM D2343) достигает 2900 -• Tensile strength (ASTM D2343) reaches 2900 -
3200MШ. Свойства волокон, полученных согласно заявляемому способу, исходя из различных горных пород, представлены в таблице.3200MSh. The properties of the fibers obtained according to the claimed method, based on various rocks, are presented in the table.
ТАБЛИЦАTABLE
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬINDUSTRIAL APPLICABILITY
Изобретение предусматривает создание высокопроизводительного технологического процесса получения минерального волокна с качественными характеристиками, расширяющими область его применения, так, например, при прочностных характеристиках, превышающих значения для Е-стекла, заявляемое волокно превосходит его стойкостью к кислотам в 5 раз, а к щелочам - в 2 раза.The invention provides for the creation of a high-performance technological process for producing mineral fiber with qualitative characteristics that expand its field of application, for example, with strength characteristics exceeding the values for E-glass, the claimed fiber exceeds its resistance to acids by 5 times, and to alkalis by 2 times.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Claims
1. Способ получения непрерывного минерального волокна, включающий дробление горной породы, мойку, магнитную сепарацию, предварительный подогрев, загрузку в ванную плавильную печь, плавление породы, барботаж расплава, дегазацию, гомогенизацию, подачу из фидера на фильерный питатель и формирование волокон, отличающийся тем, что плавление горной породы ведут в регенеративной ванной печи с подковообразным направлением пламени, поддерживая допустимый интервал колебания температуры в контрольных точках расплава по крайней мере в пределах ±10°C и максимальный интервал колебания температуры по площади фильерной пластины питателя ±50C при распределении температуры по п — точкам пластины в соответствии с формулой: Tn = G-Tзaд(l+K-L), гдe1. A method of producing continuous mineral fiber, including crushing rocks, washing, magnetic separation, preheating, loading into a bathroom smelter, melting the rock, sparging the melt, degassing, homogenizing, feeding from a feeder to a spinneret feeder and forming fibers, characterized in that rock melting is carried out in a regenerative bath furnace with a horseshoe-shaped flame direction, maintaining an acceptable temperature fluctuation interval at the melt control points at least within ± 1 0 ° C and the maximum range of temperature fluctuations over the area of the die plate of the feeder ± 5 0 C when the temperature is distributed over n - points of the plate in accordance with the formula: T n = GT back (l + KL), where
Tn - температура в п-точке фильерной пластины;T n is the temperature at the p-point of the die plate;
Тзад - заданная минимальная температура в центральной точке фильерной пластины; L - расстояние п-точки от центра фильерной пластины, мм; К - эмпирический коэффициент, зависящий от градиента температур подаваемого расплава между температурой в сливном устройстве и температурой в фильерной пластине питателя, равный (0,001 -T z d - the specified minimum temperature at the center point of the die plate; L is the distance of the p-point from the center of the die plate, mm; K is an empirical coefficient depending on the temperature gradient of the supplied melt between the temperature in the drain device and the temperature in the die plate of the feeder, equal to (0.001 -
0,013), 1/мм;0.013), 1 / mm;
G - коэффициент, учитывающий качество подготовки расплава, зависящий от времени нахождения расплава в печи, определяемый по формуле: G = I- е"4710, где t> 5 , причем значение t совпадает по величине со временем нахождения расплава в печи, выраженным в часах.G - coefficient taking into account the quality of melt preparation, depending on the time the melt was in the furnace, determined by the formula: G = I-e "4710 , where t> 5, and the value of t coincides in value with the time the melt was in the furnace, expressed in hours .
2. Способ по п.l, отличающийся тем, что процесс ведут в регенеративной ванной печи с подковообразным направлением пламени2. The method according to claim 1, characterized in that the process is conducted in a regenerative bath furnace with a horseshoe-shaped flame direction
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) площадью не менее 8 м2, при съёме расплава не менее 0,4 т/м2 и времени нахождения расплава в печи - не менее 5 часов.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) with an area of at least 8 m 2 , when the melt is removed at least 0.4 t / m 2 and the melt spent in the furnace is at least 5 hours.
3. Способ по п.l, отличающийся тем, что обогрев печи осуществляют газовым и/или жидким топливом, поддерживая допустимый интервал колебания температуры в контрольных точках расплава в пределах ±50C3. The method according to claim 1, characterized in that the furnace is heated by gas and / or liquid fuel, maintaining an acceptable temperature fluctuation range at the melt control points within ± 5 0 C
4. Способ по любому из пунктов 1-3, отличающийся тем, что используют горную породу с силикатным модулем более 2,5.4. The method according to any one of paragraphs 1-3, characterized in that the use of rock with a silicate module of more than 2.5.
5. Способ по любому из пунктов 1-4, отличающийся тем, что в качестве горной породы используют базальт, диабаз, амфиболит, андезит, андезитобазальт, диорит, порфирит, габбро.5. The method according to any one of paragraphs 1-4, characterized in that basalt, diabase, amphibolite, andesite, andesitobasalt, diorite, porphyrite, gabbro are used as rocks.
6. Непрерывное минеральное волокно, отличающееся тем, что волокно получено из расплава горной породы в регенеративной ванной печи с подковообразным направлением пламени, при поддержании допустимого интервала колебания температуры в контрольных точках расплава по крайне мере в пределах ±10°C и максимального интервала колебания температуры по площади фильерной пластины питателя ±5°C при распределении температуры по п - точкам пластины в соответствии с формулой:6. Continuous mineral fiber, characterized in that the fiber is obtained from a rock melt in a regenerative bath furnace with a horseshoe-shaped flame direction, while maintaining an acceptable temperature fluctuation range at the melt control points at least within ± 10 ° C and a maximum temperature fluctuation range of area of the die plate of the feeder ± 5 ° C when the temperature is distributed over the n - points of the plate in accordance with the formula:
Tn ^ G-Тзад (1+K-L)5 где Tn - температура в п-точке фильерной пластины;T n ^ G-T and of d (1 + KL) 5 where T n - p-temperature point spinneret plate;
Tзaд - заданная минимальная температура в центральной точке фильерной пластины;T back - set minimum temperature at the center point of the die plate;
L - расстояние п-точки от центра фильерной пластины, мм; К - эмпирический коэффициент, зависящий от градиента температур подаваемого расплава между температурой в сливном устройстве и температурой в фильерной пластине питателя, равный (0,001 - 0,013), 1/мм;L is the distance of the p-point from the center of the die plate, mm; K is an empirical coefficient depending on the temperature gradient of the supplied melt between the temperature in the drain device and the temperature in the die plate of the feeder, equal to (0.001 - 0.013), 1 / mm;
G - коэффициент, учитывающий качество подготовки расплава, зависящий от времени нахождения расплава в печи, определяемыйG - coefficient taking into account the quality of the preparation of the melt, depending on the residence time of the melt in the furnace, determined
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) по формуле: G = I- е"1710, где t> 5 и значение t совпадает по величине со временем нахождения расплава в печи, выраженным в часах, и характеризуется величиной модуля Юнга в пределах 90 ÷ ЮОГПа, величиной прочности на растяжение в пределах 2900 ÷3200 МПа при обрывности волокна менее 1 обрыва на 10 кг вытянутого волокна и интервале отклонений микронажа в пределах ±1 мкм.SUBSTITUTE SHEET (RULE 26) according to the formula: G = I-e "1710 , where t> 5 and the value of t coincides in magnitude with the time spent by the melt in the furnace, expressed in hours, and is characterized by a Young's modulus in the range of 90 ÷ 10 ° C and a tensile strength in the range of 2900 ÷ 3200 MPa with a fiber breakage of less than 1 breakage per 10 kg of elongated fiber and a range of micronage deviations within ± 1 μm.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121235/03A RU2303005C2 (en) | 2005-07-07 | 2005-07-07 | Method of production of the improved quality continuous mineral fibers |
| RU2005121235 | 2005-07-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2007008113A1 true WO2007008113A1 (en) | 2007-01-18 |
Family
ID=37637387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2006/000349 WO2007008113A1 (en) | 2005-07-07 | 2006-07-04 | Production of continuous mineral fibre |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303005C2 (en) |
| WO (1) | WO2007008113A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2909995A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-20 | Saint Gobain Rech Sa | LOOP OVEN FOR FIBER GLASS |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2369569C1 (en) * | 2008-04-18 | 2009-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Каменный Век" | Method for production of continuous fibre from rocks, installation for its realisation and produced product |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4818221A (en) * | 1986-05-13 | 1989-04-04 | Isover Saint-Gobain | Processes and devices for melting materials capable of forming fibers |
| RU2104250C1 (en) * | 1997-03-12 | 1998-02-10 | Судогодский завод стекловолокна "Красный Химик" | Method for production of fiber from natural basalt |
| RU2118300C1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-08-27 | Людмила Григорьевна Асланова | Method and device for production of basalt fiber |
| EP0869922A1 (en) * | 1995-10-09 | 1998-10-14 | Bürger, Gerhard | Method and device for manufacturing mineral fibres |
| RU2180892C1 (en) * | 2001-07-12 | 2002-03-27 | Жаров Александр Иванович | Method of manufacturing continuous aluminosilicate filament |
-
2005
- 2005-07-07 RU RU2005121235/03A patent/RU2303005C2/en not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-07-04 WO PCT/RU2006/000349 patent/WO2007008113A1/en active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4818221A (en) * | 1986-05-13 | 1989-04-04 | Isover Saint-Gobain | Processes and devices for melting materials capable of forming fibers |
| EP0869922A1 (en) * | 1995-10-09 | 1998-10-14 | Bürger, Gerhard | Method and device for manufacturing mineral fibres |
| RU2118300C1 (en) * | 1996-11-19 | 1998-08-27 | Людмила Григорьевна Асланова | Method and device for production of basalt fiber |
| RU2104250C1 (en) * | 1997-03-12 | 1998-02-10 | Судогодский завод стекловолокна "Красный Химик" | Method for production of fiber from natural basalt |
| RU2180892C1 (en) * | 2001-07-12 | 2002-03-27 | Жаров Александр Иванович | Method of manufacturing continuous aluminosilicate filament |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2909995A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-20 | Saint Gobain Rech Sa | LOOP OVEN FOR FIBER GLASS |
| WO2008078049A3 (en) * | 2006-12-18 | 2008-11-13 | Saint Gobain Rech | End fired furnace for fiber glass |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005121235A (en) | 2007-01-20 |
| RU2303005C2 (en) | 2007-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1096430C (en) | Method and device for manufacturing mineral fibres | |
| KR20080014952A (en) | Method and system for production of glasses, where chemical reduction of components is avoided | |
| US20170240450A1 (en) | Induction melter for glass melting and systems and methods for controlling induction-based melters | |
| US7980099B2 (en) | Multiple alloy bushing assembly | |
| CN102112404B (en) | Apparatus and process for producing float glass | |
| US8042362B2 (en) | “Kibol's module” plant for producing inorganic fibers of rocks | |
| WO2007008113A1 (en) | Production of continuous mineral fibre | |
| US4146375A (en) | Method for the continuous production of glass fiber strand | |
| US3492104A (en) | Apparatus for making glass fibers | |
| EP0757662B1 (en) | Making porous mineral fibers | |
| US20110146351A1 (en) | Method and apparatus for directly forming continuous glass filaments | |
| US3390972A (en) | Method for processing heat-softened mineral material | |
| US3416906A (en) | Method and apparatus for processing heat-softened mineral material | |
| EP2000442A2 (en) | Device for producing fibers and method for producing mineral fibers using the device | |
| CN105753309B (en) | A kind of production equipment and production method of high-strength basalt fiber | |
| US20050103058A1 (en) | Method for obtaining fiber from mineral raw | |
| RU2412120C1 (en) | Device with feeder furnace to produce continuous basalt fibers | |
| CN1562832A (en) | Tank furnace for producing basalt fibers continuously | |
| RU2180892C1 (en) | Method of manufacturing continuous aluminosilicate filament | |
| RU2033977C1 (en) | Glassmelter | |
| US2965696A (en) | Apparatus for forming glass fibers | |
| RU2087435C1 (en) | Multiple-die feeder for manufacturing continuous fibers from mineral melt | |
| DE102009021181A1 (en) | Apparatus for melting and refining glass melts, comprises melting section, and refining section separated from melting section for refining glass melts, where melting section consists of two melting tubs that are separated from each other | |
| DE2346963C3 (en) | Method and device for the continuous production of a glass fiber strand directly from a powdery mixture | |
| RU2560761C1 (en) | Electrical ceramic furnace with indirect heating for forming of continuous and staple glass fibres |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DPE2 | Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 06769568 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |