WO2023204733A1 - Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fibre - Google Patents
Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fibre Download PDFInfo
- Publication number
- WO2023204733A1 WO2023204733A1 PCT/RU2023/050081 RU2023050081W WO2023204733A1 WO 2023204733 A1 WO2023204733 A1 WO 2023204733A1 RU 2023050081 W RU2023050081 W RU 2023050081W WO 2023204733 A1 WO2023204733 A1 WO 2023204733A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- gold
- platinum
- spinneret
- rhodium
- alloys
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 title claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 8
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims abstract description 7
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229920001800 Shellac Polymers 0.000 claims abstract description 6
- 239000003353 gold alloy Substances 0.000 claims abstract description 6
- ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N shellac Chemical compound OCCCCCC(O)C(O)CCCCCCCC(O)=O.C1C23[C@H](C(O)=O)CCC2[C@](C)(CO)[C@@H]1C(C(O)=O)=C[C@@H]3O ZLGIYFNHBLSMPS-ATJNOEHPSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229940113147 shellac Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 235000013874 shellac Nutrition 0.000 claims abstract description 6
- 239000004208 shellac Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 6
- JUWSSMXCCAMYGX-UHFFFAOYSA-N gold platinum Chemical compound [Pt].[Au] JUWSSMXCCAMYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- SYTIQXASYKJXRY-UHFFFAOYSA-N [Au].[Rh].[Pt] Chemical compound [Au].[Rh].[Pt] SYTIQXASYKJXRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 12
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 8
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 15
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- -1 Platinum metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910000629 Rh alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N platinum rhodium Chemical compound [Rh].[Pt] PXXKQOPKNFECSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- YDZWPBPSQHXITB-UHFFFAOYSA-N [Rh].[Au] Chemical compound [Rh].[Au] YDZWPBPSQHXITB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000012031 short term test Methods 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
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
- C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
- C03B37/09—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates electrically heated
-
- 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
- C03B37/08—Bushings, e.g. construction, bushing reinforcement means; Spinnerettes; Nozzles; Nozzle plates
- C03B37/095—Use of materials therefor
Definitions
- the invention can be used in the metallurgical industry.
- Dies are special high-strength forms (plates, caps) with calibrated holes arranged in a certain order.
- Spinnerets are designed to separate the flow of a liquid substance (solution or melt) into individual onion-shaped drops, from which individual fibers are pulled out and then combined into threads or strands.
- molten glass or basalt When producing glass or basalt fibers, molten glass or basalt often flows into the bottom of the spinneret feeder. Flowing of the spunbond bottom leads to disruption of the normal regime of fiber formation, reduces the quality of the fiber and the performance of the devices, and in some cases, dismantling the device may be necessary to clean the swollen spunbond bottom.
- the use of the proposed invention makes it possible to: significantly reduce the wettability of the outer surface of the spunbond field by molten glass and basalt; reduce capillary fiber breakage by 20-30%; improve fiber quality; obtain fibers from new types of glass and basalt with a very high degree of wettability of platinum-based alloys, which previously could not be obtained due to the flow of oxide melts into the spinneret field.
- a spinneret feeder for producing continuous fiber from a rock melt, including a housing, a spinneret plate with dies, current leads, and equipped with an under-spun cooler, and on the spinneret plate, double rows of dies are located longitudinally relative to the long side of the spinneret feeder with a pitch of 10-30 mm, ensuring the installation of at least one supporting water-carrying cooling element in the form of tubes of various profiles, the spinneret plate is made with a reinforcing element in a longitudinal arrangement, which is a V-shaped or U-shaped element, the top of which is at a distance of 5-20 mm from the plane of the spinneret plate, and the supporting element of the underspun cooler is made of refractory ceramics, and the number of supporting cooling elements is three or more, with the two outer cooling elements installed in peripheral directions.
- the flow of glass melts into the outer surface of the die is significantly observed.
- the objective of the invention is to create glass melting apparatuses operating on the principle of crucibles and spinneret feeders, with reduced flow of glass or basalt melts onto the outer surface of the die and the spinneret field.
- the technical result is to reduce the flow of the outer surface of the spinneret / spinneret field of the melting device with fiber melts. Also, the technical result is to reduce capillary breakage and increase fiber production.
- the essence of the claimed method is that a protective coating of shellac with a thickness of at least 10 microns is applied to the inner surface of the die bottom, while a metal layer containing 99.9% gold or a layer of a binary platinum-gold alloy containing no gold is applied to the outer surface of the bottom. less than 0.1% or platinum or rhodium-gold alloy with a gold and rhodium content of at least 0.1%, thickness of at least 0.1 microns, followed by sintering of the metal layer at a temperature of 500-1850°C.
- a shellac-based protective coating is applied in a continuous uniform layer in order to exclude or reduce the ingress of a coating containing gold onto the inner surface of the die bottom, since the ingress of gold-containing material onto the inner surface of the die bottom makes it difficult for the glass or basalt melt to pass through the die and, as a result, consequence, to a decrease in device performance.
- high-temperature sintering is carried out at temperatures of 500-1850°C, because At lower temperatures, oxidation of rhodium occurs, and at temperatures above the operating temperature of the device, it is not advisable to sinter, since intense sublimation of the coating (evaporation) can occur, which leads to a decrease in the thickness of the coating layer or to complete removal of the coating.
- the use of platinum and rhodium in a material containing gold increases the heat resistance of the coating at product operating temperatures of 500-1850°C.
- the device for producing fiber contains a container with a spinneret field.
- the container is made in the form of a die of a melting device.
- the die can contain from 2 to 8000 holes.
- the device and its elements can be made of any parameters and proportions, from any material known in the prior art that is resistant to the operation of the melting device.
- a spinneret feeder or crucible can be used as a melting device.
- Example No. 1 A layer of shellac protective coating was applied to the inner surface of the bottom. A layer with a gold content of 99.9% with a thickness of 1 micron was electroplated onto the outer surface of the spunbond bottom of a spunbond feeder with a number of 1000 dies. Thermal sintering of the coating was performed at a temperature of 500°C for 90 minutes. The resulting spunbond bottom was used to manufacture a spunbond feeder to produce continuous basalt fiber. Operation of the resulting spinneret feeder showed a lack of wettability of the outer surface of the spinnerets and the spinneret field with the basalt melt and, as a consequence, a decrease in the capillary breakage of the fiber.
- Example No. 2 A layer of shellac protective coating was applied to the inner surface of the bottom. A layer containing 5% gold, 94% platinum and 1% rhodium with a thickness of 0.5 microns was applied to the outer surface of the bottom by galvanic method. High-temperature sintering of the coating was performed at a temperature of 1800°C for 30 minutes. The resulting bottom was used to make a crucible for the production of fiberglass. Operation of the resulting crucible showed the absence of wettability of the outer surface of the dies and the spinneret field by the molten alkali glass and an increase in the productivity of the device.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
The invention can be used in the metallurgical industry for manufacturing devices for producing glass or basalt fibre. A reduction in the leakage of fibre melts onto the outer surface of a spinneret / spinneret field, as well as a reduction in capillary breakage and an increase in fibre production are achieved by: applying to the inner surface of the bottom of a spinneret a protective shellac coating with a thickness of at least 10 μm, and applying to the outer surface of the bottom a metallic layer containing 99.9% gold, or a layer of a binary platinum-gold alloy containing at least 0.1% gold, or a platinum-rhodium-gold alloy containing at least 0.1% gold and rhodium, with a thickness of at least 0.1 μm, and subsequently sintering said metallic layer at a temperature of 500-1850°С.
Description
Способ изготовления устройства для получения стеклянного или базальтового волокна Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fiber
Изобретение может применяться в металлургической промышленности.The invention can be used in the metallurgical industry.
Фильеры — специальные высокопрочные формы (пластины, колпачки) с калиброванными отверстиями, расположенными в определённом порядке. Фильеры предназначены для разделения потока жидкого вещества (раствора или расплава) на отдельные капли лукообразной формы, из которых вытягивают отдельные волокна с последующим соединением в нити или жгуты. Dies are special high-strength forms (plates, caps) with calibrated holes arranged in a certain order. Spinnerets are designed to separate the flow of a liquid substance (solution or melt) into individual onion-shaped drops, from which individual fibers are pulled out and then combined into threads or strands.
При производстве стеклянных или базальтовых волокон часто наблюдается затекание дна фильерного питателя расплавом стекла или базальта. Затекание фильерного дна приводит к нарушению нормального режима образованию волокон, снижает качество волокна и производительность работы устройств, при этом в некоторых случаях для очистки заплывшего фильерного дна может потребоваться демонтаж устройства. Использование предложенного изобретения позволяет: значительно уменьшить смачиваемость внешней поверхности фильерного поля расплавами стекла и базальта; снизить капиллярную обрывность волокна на 20-30%; повысить качество волокна; получать волокна из новых видов стекла и базальта с очень высокой степенью смачиваемости сплавов на основе платины, которые ранее не удавалось получать из-за затекания фильерного поля оксидными расплавами. When producing glass or basalt fibers, molten glass or basalt often flows into the bottom of the spinneret feeder. Flowing of the spunbond bottom leads to disruption of the normal regime of fiber formation, reduces the quality of the fiber and the performance of the devices, and in some cases, dismantling the device may be necessary to clean the swollen spunbond bottom. The use of the proposed invention makes it possible to: significantly reduce the wettability of the outer surface of the spunbond field by molten glass and basalt; reduce capillary fiber breakage by 20-30%; improve fiber quality; obtain fibers from new types of glass and basalt with a very high degree of wettability of platinum-based alloys, which previously could not be obtained due to the flow of oxide melts into the spinneret field.
Из литературных источников известно, что золото и его сплавы смачиваются расплавами некоторых стекол меньше, чем платина, палладий и платинородиевые сплавы [Рытвин Е.И. Платиновые металлы и сплавы в производстве стеклянного волокна. М.: Химия, 1974. 261с., (см. стр. 209-216)]. В качестве критерия смачиваемости используют краевой угол 0, образуемый
твердой поверхностью и касательной к поверхности жидкой капли (см. рис. 3) в точке контакта трех фаз (третья фаза - газ). При уменьшении значения 9 увеличивается смачивание. В работе [Рытвин Е. И. Свойства и применение платиновых сплавов в производстве стеклянного волокна. М., ВНИИСПВ, 1973. 150 с. (см. стр. 125-133)] было показано, что при изготовлении фильер из материала с углом смачиваемости оксидными расплавами не менее 60-70° не происходит затекания фильер. Наилучшим образом данному условию удовлетворяют сплавы на основе платины с содержанием золота до 5%, тем не менее побочным эффектом фильер, изготовленных из этих сплавов, является низкая смачиваемость их внутренней поверхности оксидными расплавами, что приводит к затруднению прохождения расплава через фильеру и, как следствие, к снижению производительности устройства. Также в кратковременных испытаниях при отсутствии затекания было обнаружено, что наибольшую производительность (дебит) имеют фильеры из платин ородиевых сплавов с содержанием родия 3-20% с краевым углом смачиваемости менее 40°, превышающую в 2-3 раза дебит фильер из сплавов на основе платины с содержанием золота до 5% с краевым углом смачиваемости не менее 60-70°. From literary sources it is known that gold and its alloys are wetted by melts of some glasses less than platinum, palladium and platinum-rhodium alloys [Rytvin E.I. Platinum metals and alloys in the production of glass fiber. M.: Chemistry, 1974. 261 p., (see pp. 209-216)]. The contact angle 0 formed by solid surface and tangent to the surface of the liquid drop (see Fig. 3) at the point of contact of three phases (the third phase is gas). As the value of 9 decreases, wetting increases. In the work [Rytvin E.I. Properties and application of platinum alloys in the production of glass fiber. M., VNIISPV, 1973. 150 p. (see pp. 125-133)] it was shown that when dies are made from a material with a wettability angle of oxide melts of at least 60-70°, no wicking of the dies occurs. This condition is best satisfied by platinum-based alloys with a gold content of up to 5%; however, a side effect of dies made from these alloys is the low wettability of their inner surface with oxide melts, which leads to difficulty in passing the melt through the die and, as a consequence, to reduce device performance. Also, in short-term tests in the absence of wicking, it was found that the highest productivity (flow rate) is achieved by dies made of platinum-orodium alloys with a rhodium content of 3-20% with a contact angle of less than 40°, which is 2-3 times higher than the flow rate of dies made of platinum-based alloys with a gold content of up to 5% with a contact angle of at least 60-70°.
С учетом изложенного предпринимались попытки по изготовлению фильер из сплавов с содержанием золота с целью уменьшения затекания и обрывности волокна. Известен способ [ТУ 1995-117-00196533-2010. Изделия технические из благородных металлов и их сплавов] изготовления фильерного дна питателей из платинородиевых сплавов с добавлением золота 3 - 10%, которое снижало смачиваемость расплавами стекла и базальта. Основными недостатками таких сплавов с содержанием золота является низкая технологичность и трудная деформируемость, приводящая к хрупкому разрушению при получении проката и к образованию трещин при сварке листовых деталей [Дмитриев В. А. Высокотемпературное разрушение платиновых металлов и сплавов. — М.: Издательский дом «Руда и металлы»,
2003. — 176 с. (см. стр. 69-74)], а также пониженный дебит при выработке волокна, вследствие низкой смачиваемости внутренней поверхности фильеры оксидными расплавами (см. выше). Taking into account the above, attempts have been made to manufacture dies from alloys containing gold in order to reduce wicking and fiber breakage. There is a known method [TU 1995-117-00196533-2010. Technical products made of noble metals and their alloys] manufacturing of the spun bottom of feeders from platinum-rhodium alloys with the addition of 3 - 10% gold, which reduced the wettability of glass and basalt melts. The main disadvantages of such alloys containing gold are low manufacturability and difficult deformability, leading to brittle fracture when obtaining rolled products and to the formation of cracks when welding sheet parts [Dmitriev V. A. High-temperature fracture of platinum metals and alloys. — M.: Publishing house “Ore and Metals”, 2003. - 176 p. (see pp. 69-74)], as well as a reduced flow rate during fiber production, due to the low wettability of the inner surface of the die with oxide melts (see above).
С целью одновременного повышения механических характеристик сплавов и снижения смачиваемости расплавами стекла и базальта использовали для изготовления фильерных полей дисперсно-упрочненные сплавы на основе платины с содержанием золота до 5% [А. Е. Heywood and R.In order to simultaneously increase the mechanical characteristics of the alloys and reduce the wettability of glass and basalt melts, dispersion-strengthened platinum-based alloys with a gold content of up to 5% were used for the manufacture of spinneret fields [A. E. Heywood and R.
A. Benedek, Dispersion Strengthened Gold-Platinum, Platinum Metals Review, September 2010, 98-103.]. Недостатком таких сплавов является трудная деформируемость с появлением холодных трещин и отслоений при изготовлении пластин и фильерных полей, а также появление горячих трещин в около шовных зонах при эксплуатации изделий за счет диффузии золота к границам зерен и микротрещинам (эффект Ребиндера). A. Benedek, Dispersion Strengthened Gold-Platinum, Platinum Metals Review, September 2010, 98-103.]. The disadvantage of such alloys is difficult deformability with the appearance of cold cracks and delaminations during the manufacture of plates and die fields, as well as the appearance of hot cracks in the near-seam zones during product operation due to the diffusion of gold to grain boundaries and microcracks (Rehbinder effect).
Известен способ изготовления сварных двухслойных фильер (см. рис. 4), у которых внутренний слой из платинородиевого сплава, а наружный из золотосодержащего (или из чистого золота) [Рытвин Е. И. Свойства и применение платиновых сплавов в производстве стеклянного волокна. М., ВНИИСПВ, 1973. 150 с. (см. стр. 125-133)]. Недостатком данного способа является склонность к повышенному образованию трещин в около шовной зоне вблизи приварки кольцевым швом фильер в виде трубок к фильерной пластине, в связи с тем, что золото является поверхностно-активным по отношению к платиновым сплавам и в расплавленном состоянии при приварке фильер вызывает хрупкое разрушение в около шовной зоне по эффекту Ребиндера платиновых сплавов, находящихся в твердом состоянии [ДмитриевThere is a known method for manufacturing welded two-layer dies (see Fig. 4), in which the inner layer is made of a platinum-rhodium alloy, and the outer layer is made of gold-containing (or pure gold) [Rytvin E.I. Properties and use of platinum alloys in the production of glass fiber. M., VNIISPV, 1973. 150 p. (see pp. 125-133)]. The disadvantage of this method is the tendency to increased formation of cracks in the near-seam zone near the circumferential welding of dies in the form of tubes to the die plate, due to the fact that gold is surface-active in relation to platinum alloys and in the molten state when welding dies causes brittleness. destruction in the near-seam zone by the Rebinder effect of platinum alloys in the solid state [Dmitriev
B. А. Высокотемпературное разрушение платиновых металлов и сплавов. — М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. — 176 с. (см. стр. 69-74)]. B. A. High-temperature destruction of platinum metals and alloys. - M.: Publishing House "Ore and Metals", 2003. - 176 p. (see pp. 69-74)].
Техническим решением, наиболее близким к заявляемому, является фильерный питатель (RU 2167835) для выработки непрерывного волокна из расплава горных пород, включающий корпус, фильерную пластину с
фильерами, токоподводы, и снабженный подфильерным холодильником, а на фильерной пластине сдвоенные ряды фильер расположены продольно по отношению к длинной стороне фильерного питателя с шагом 10-30 мм, обеспечивающим установку как минимум одного опорного водоведущего охлаждающего элемента в виде трубок различного профиля, фильерная пластина выполнена с укрепляющим в продольном расположении элементом, который представляет собой V-образный или U-образный элемент, вершина которого находится на расстоянии 5-20 мм от плоскости фильерной пластины, а опорный элемент подфильерного холодильника выполнен из огнеупорной керамики, причем количество опорных охлаждающих элементов составляет три и более, причем два крайних охлаждающих элемента установлены на периферийных направлениях. Однако при использовании прототипа существенно наблюдается затекание внешней поверхности фильеры расплавами стекла. The technical solution closest to the claimed one is a spinneret feeder (RU 2167835) for producing continuous fiber from a rock melt, including a housing, a spinneret plate with dies, current leads, and equipped with an under-spun cooler, and on the spinneret plate, double rows of dies are located longitudinally relative to the long side of the spinneret feeder with a pitch of 10-30 mm, ensuring the installation of at least one supporting water-carrying cooling element in the form of tubes of various profiles, the spinneret plate is made with a reinforcing element in a longitudinal arrangement, which is a V-shaped or U-shaped element, the top of which is at a distance of 5-20 mm from the plane of the spinneret plate, and the supporting element of the underspun cooler is made of refractory ceramics, and the number of supporting cooling elements is three or more, with the two outer cooling elements installed in peripheral directions. However, when using the prototype, the flow of glass melts into the outer surface of the die is significantly observed.
Задача изобретения заключается в создании стеклоплавильных аппаратов, работающих по принципу тиглей и фильерных питателей, с уменьшенным затеканием внешней поверхности фильеры и фильерного поля расплавами стекла или базальта. The objective of the invention is to create glass melting apparatuses operating on the principle of crucibles and spinneret feeders, with reduced flow of glass or basalt melts onto the outer surface of the die and the spinneret field.
Техническим результатом является снижение затекания внешней поверхности фильеры /фильерного поля плавильного устройства расплавами волокон. Также технический результат заключается в уменьшении капиллярной обрывности и увеличении выработки волокна. The technical result is to reduce the flow of the outer surface of the spinneret / spinneret field of the melting device with fiber melts. Also, the technical result is to reduce capillary breakage and increase fiber production.
Сущность заявленного способа состоит в том, что на внутреннюю поверхность фильерного дна наносят защитное покрытие из шеллака толщиной не менее 10 мкм, при этом на наружную поверхность дна наносят металлический слой, содержащий 99,9 % золота, или слой бинарного платинозолотого сплава с содержанием золота не менее 0,1% или платин ородиевозолотого сплава с содержанием золота и родия не менее 0,1%,
толщиной не менее 0,1 мкм, с последующим спеканием металлического слоя при температуре 500-1850°С. The essence of the claimed method is that a protective coating of shellac with a thickness of at least 10 microns is applied to the inner surface of the die bottom, while a metal layer containing 99.9% gold or a layer of a binary platinum-gold alloy containing no gold is applied to the outer surface of the bottom. less than 0.1% or platinum or rhodium-gold alloy with a gold and rhodium content of at least 0.1%, thickness of at least 0.1 microns, followed by sintering of the metal layer at a temperature of 500-1850°C.
Защитное покрытие на основе шеллака наносят сплошным равномерным слоем с целью исключения или снижения попадания покрытия с содержанием золота на внутреннюю поверхность фильерного дна, так как попадание материала с содержанием золота на внутреннюю поверхность фильерного дна приводит к затруднению прохождения расплава стекла или базальта через фильеру и, как следствие, к снижению производительности устройства. A shellac-based protective coating is applied in a continuous uniform layer in order to exclude or reduce the ingress of a coating containing gold onto the inner surface of the die bottom, since the ingress of gold-containing material onto the inner surface of the die bottom makes it difficult for the glass or basalt melt to pass through the die and, as a result, consequence, to a decrease in device performance.
С целью закрепления малосмачиваемого покрытия на внешней поверхности фильерного дна проводится высокотемпературное спекание при температурах 500-1850°С, т.к. при меньших температурах происходит окисление родия, а при температурах выше температуры эксплуатации устройства спекать нецелесообразно, так как может происходить интенсивная возгонка покрытия (испарение), что приводит к уменьшению толщины слоя покрытия или к полному удалению покрытия. Использование платины и родия в материале с содержанием золота повышает жаропрочность покрытия при температурах эксплуатации изделия 500-1850°С. In order to secure the low-wettable coating on the outer surface of the spun bottom, high-temperature sintering is carried out at temperatures of 500-1850°C, because At lower temperatures, oxidation of rhodium occurs, and at temperatures above the operating temperature of the device, it is not advisable to sinter, since intense sublimation of the coating (evaporation) can occur, which leads to a decrease in the thickness of the coating layer or to complete removal of the coating. The use of platinum and rhodium in a material containing gold increases the heat resistance of the coating at product operating temperatures of 500-1850°C.
Устройство для изготовления волокна содержит ёмкость с фильерным полем. The device for producing fiber contains a container with a spinneret field.
В частном варианте выполнения устройства ёмкость выполнена в виде фильеры плавильного устройства. In a particular embodiment of the device, the container is made in the form of a die of a melting device.
В частном варианте выполнения способа, фильера может содержать от 2 до 8000 отверстий. In a particular embodiment of the method, the die can contain from 2 to 8000 holes.
В частном варианте выполнения, устройство и его элементы могут быть выполнены любых параметров и пропорций, из любого известного в уровне техники материала, устойчивого к работе плавильного устройства.
В частном варианте выполнения, в качестве плавильного устройства может быть использован фильерный питатель или тигель. In a particular embodiment, the device and its elements can be made of any parameters and proportions, from any material known in the prior art that is resistant to the operation of the melting device. In a particular embodiment, a spinneret feeder or crucible can be used as a melting device.
Пример №1. На внутреннюю поверхность дна нанесли слой защитного покрытия из шеллака. На внешнюю поверхность фильерного дна фильерного питателя с количеством 1000 фильер гальваническим способом нанесли слой с содержанием золота 99,9% толщиной 1 мкм. Выполнили температурное спекание покрытия при температуре 500°С в течение 90 мин. Полученное фильерное дно направили на изготовление фильерного питателя для выработки непрерывного базальтового волокна. Эксплуатация полученного фильерного питателя показала отсутствие смачиваемости внешней поверхности фильер и фильерного поля базальтовым расплавом и, как следствие, снижение капиллярной обрывности волокна. Example No. 1. A layer of shellac protective coating was applied to the inner surface of the bottom. A layer with a gold content of 99.9% with a thickness of 1 micron was electroplated onto the outer surface of the spunbond bottom of a spunbond feeder with a number of 1000 dies. Thermal sintering of the coating was performed at a temperature of 500°C for 90 minutes. The resulting spunbond bottom was used to manufacture a spunbond feeder to produce continuous basalt fiber. Operation of the resulting spinneret feeder showed a lack of wettability of the outer surface of the spinnerets and the spinneret field with the basalt melt and, as a consequence, a decrease in the capillary breakage of the fiber.
Пример №2. На внутреннюю поверхность дна нанесли слой защитного покрытия из шеллака. На внешнюю поверхность дна гальваническим способом нанесли слой с содержанием золота 5%, платины 94% и родия 1% толщиной 0,5 мкм. Выполнили высокотемпературное спекание покрытия при температуре 1800°С в течение 30 мин. Полученное дно направили на изготовление тигля для выработки стекловолокна. Эксплуатация полученного тигля показала отсутствие смачиваемости внешней поверхности фильер и фильерного поля расплавом щелочного стекла и увеличение производительности устройства.
Example No. 2. A layer of shellac protective coating was applied to the inner surface of the bottom. A layer containing 5% gold, 94% platinum and 1% rhodium with a thickness of 0.5 microns was applied to the outer surface of the bottom by galvanic method. High-temperature sintering of the coating was performed at a temperature of 1800°C for 30 minutes. The resulting bottom was used to make a crucible for the production of fiberglass. Operation of the resulting crucible showed the absence of wettability of the outer surface of the dies and the spinneret field by the molten alkali glass and an increase in the productivity of the device.
Claims
1. Способ изготовления устройства, применяемого для изготовления стеклянного или базальтового волокна, состоящего из ёмкости с фильерным дном, характеризующийся тем, что на внутреннюю поверхность фильерного дна наносят защитное покрытие из шеллака толщиной не менее 10 мкм, при этом на наружную поверхность дна наносят металлический слой, содержащий 99,9 % золота, или слой бинарного платинозолотого сплава с содержанием золота не менее 0,1% или платинородиевозолотого сплава с содержанием золота и родия не менее 0,1%, толщиной не менее 0,1 мкм, с последующим спеканием металлического слоя при температуре 500-1850°С.
1. A method of manufacturing a device used for the production of glass or basalt fiber, consisting of a container with a spun-bonded bottom, characterized in that a protective coating of shellac with a thickness of at least 10 microns is applied to the inner surface of the spun-bonded bottom, while a metal layer is applied to the outer surface of the bottom , containing 99.9% gold, or a layer of binary platinum-gold alloy with a gold content of at least 0.1% or a platinum-rhodium-gold alloy with a gold and rhodium content of at least 0.1%, with a thickness of at least 0.1 microns, followed by sintering of the metal layer at a temperature of 500-1850°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202380013791.9A CN118043287A (en) | 2022-04-17 | 2023-04-11 | Method for manufacturing device for producing glass or basalt fiber |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2022110286 | 2022-04-17 | ||
| RU2022110286A RU2793313C1 (en) | 2022-04-17 | Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fibre |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2023204733A1 true WO2023204733A1 (en) | 2023-10-26 |
Family
ID=88420204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2023/050081 WO2023204733A1 (en) | 2022-04-17 | 2023-04-11 | Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fibre |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118043287A (en) |
| WO (1) | WO2023204733A1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1242921A (en) * | 1969-01-27 | 1971-08-18 | Pilkington Brothers Ltd | Improvements in or relating to glass fibre production |
| US5017205A (en) * | 1989-04-14 | 1991-05-21 | Nitto Boseki Co., Ltd. | Nozzle plate for spinning glass fibres |
| EP0870844B1 (en) * | 1997-04-08 | 2001-01-17 | W.C. Heraeus GmbH & Co. KG | Dispersion strengthened platinum alloy and a method for its production |
| US20030177793A1 (en) * | 2002-01-28 | 2003-09-25 | W. C. Heraeus & Co. Kg | Bushing for drawing glass fibers |
| RU2599518C2 (en) * | 2011-10-06 | 2016-10-10 | Сэн-Гобэн Адфорс | Device dispensing glass fibres, with reduced content of precious metals |
-
2023
- 2023-04-11 CN CN202380013791.9A patent/CN118043287A/en active Pending
- 2023-04-11 WO PCT/RU2023/050081 patent/WO2023204733A1/en unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1242921A (en) * | 1969-01-27 | 1971-08-18 | Pilkington Brothers Ltd | Improvements in or relating to glass fibre production |
| US5017205A (en) * | 1989-04-14 | 1991-05-21 | Nitto Boseki Co., Ltd. | Nozzle plate for spinning glass fibres |
| EP0870844B1 (en) * | 1997-04-08 | 2001-01-17 | W.C. Heraeus GmbH & Co. KG | Dispersion strengthened platinum alloy and a method for its production |
| US20030177793A1 (en) * | 2002-01-28 | 2003-09-25 | W. C. Heraeus & Co. Kg | Bushing for drawing glass fibers |
| RU2599518C2 (en) * | 2011-10-06 | 2016-10-10 | Сэн-Гобэн Адфорс | Device dispensing glass fibres, with reduced content of precious metals |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118043287A (en) | 2024-05-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101675477B1 (en) | Apparatus for use in direct resistance heating of platinum-containing vessels | |
| JP2009518275A5 (en) | ||
| US20030177793A1 (en) | Bushing for drawing glass fibers | |
| KR20190095415A (en) | Method and apparatus for managing glass ribbon cooling | |
| JP2007131525A (en) | Process for producing flat glass, particularly float glass easy to become glass ceramic | |
| JP6810909B2 (en) | Glass plate manufacturing equipment and manufacturing method | |
| US20080141726A1 (en) | Palladium screens for bushing assembly | |
| JP2010502543A (en) | Bushing assembly with cooling support fins | |
| RU2793313C1 (en) | Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fibre | |
| WO2023204733A1 (en) | Method for manufacturing a device for producing glass or basalt fibre | |
| US2803925A (en) | Glass forming die | |
| CN105177470B (en) | Titanium-based amorphous fiber and preparation method thereof | |
| CA1077311A (en) | Platinum-rhodium alloys having low creep rates | |
| CN112638833B (en) | Glass fiber manufacturing is with wire drawing crucible | |
| WO2019035327A1 (en) | Method for manufacturing glass article, and melting furnace | |
| US6427492B1 (en) | Bushing including a terminal ear | |
| JP2018083739A (en) | Heating apparatus and glass supply pipe | |
| JP6219828B2 (en) | Molten glass filament supply device and manufacturing method thereof | |
| EP2000442A2 (en) | Device for producing fibers and method for producing mineral fibers using the device | |
| WO2001060121A1 (en) | Electrode for heating a melt, especially a glass melt | |
| Koch et al. | Design and manufacture of bushings for glass fibre production | |
| JP2011506258A (en) | Apparatus for forming melts containing inorganic oxides or minerals with improved heating devices | |
| DE10132729B4 (en) | Electrode unit for use in glass manufacturing | |
| WO2023032655A1 (en) | Glass fiber manufacturing device and glass fiber manufacturing method | |
| RU2749757C1 (en) | Device for production of glass filaments from thermoplastic material |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23792270 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |