Способ формования минеральных волокон

Способ формования минеральных волокон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН путем раздува вертикальной струи расплава струей 1Расплаб Знергоноситель энергоносителя, движущейся поступатель но через цилиндрическое сопло, установ . лешюе впереди струи расплава, в камеру волокнооса дення с отводным коквейероМ; о т л и ч а ю щ н и с я тем, что. с целью пoлJчeння ультоато:;:сого волокна с низким содержанием неволок™ ннстых включений, снижения энергозатрат на его производство и обеспечения возмолаюсти переработки расплавов, об-. ладаюших небольшим интервалом те П1ерат ры , в котором возможно волокнообразование , при раздуве струи расплава CTpyeii энергоносвделя, последнй дополнительно придают вращательное движение, а на струю расплава воздействуют акусти- Щ чесша полем с частотой от 10 до 70 кГц и акуст1меской мощностью 1О-220 Вт, ВОрион т I со 4 4 Сл2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„49443 51> С 03 В 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ к

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Распла!

1 аариа ал

9нерганасип>ель

6щн анп> 0

Зиергжаа - п>щф ф (2 1 ) 339 5450/29-3 3 (22) 15.02. 82 (46) 23. 10.83. Бюл. ¹ 39 (72) А. С. Денисов, М. Г. Звонарев, В. П. Кондратьев, P. Д. Тихонов и Б. С. Пашковский (7 1) Специализированное проектноконструкторское бюро Всесоюзного объединения "Союзэнергозащита (53) 666. 189 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 169217, кл. С 03 В 37/06, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР №- 139971, кл. С 03 B 37/06, 1961. (54)(57) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ MuHEPAIIbHbIX ВОЛОКОН путем раздува вертикальной струи расплава струей энергоносителя, дви>кушейся поступательно через цили> дрическое сопло. установленное впереди струи расплава, в камеру волокцоосаждения с отвод>-.ым котю"=-йером, отлцчаюшийся тем, что, с целью получению ультиато.-.-,:ого волокна с низки>..: содержанием неволокнистых включений, снижения энергозатрат ;а его производство и обеспечения возможности переработки расплавов, обладаюц.их небольшим интервалом температуры, в котором возмо>гно волокнообразован" е прц раздуве струи расплава струей энергоносителя, последнй дополнитецьпо придают врашательное движение 2 а на струю расплава воздействуют акусти- (p ческцм полем с частотой от 10 до 70 кГц и акустической мошностью 10-220 Вт.

1049443

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов, а именно минеральной ваты, Известен способ формования минеральных волокон путем раздува вертикальной струи минерального расплава энергоносителем, выходящим через дутьевое устройство, установленное впереди струи расплава, s камеру волокнообразования с отводным конвейером, причем раздув струи минерального расплава осуществляют по всему ее периметру в замкнутом пространстве t. 1 .

Недостатком данного способа являются высокие энергозатраты и низкое качество

В волокна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению являются способ формования минеральных волокон путем раздува вертикальной струи расплава паром или сжатым воздухом через цилиндрическое сопло, установленное впереди струи расплава, в камеру волокнообразования с отводным конвейером 2 3 .

Однако качество получаемого волокна зависит от скорости, придаваемой энергоносителем струе расплава. С увеличением этой скорости происходит расщепление струи расплава на все большее число отдельных струек и наблюдается уменьшение среднего диаметра волокон.

При этом диаметр волокон может быть

Меньшен до определенного предела в первую о чередь me-за того, что существ вует предельная критическая величина скорости энергоносителя, равная местной скорости звука, которая постоянна для каждой системы энергоноситель — расплав и практически не зависит от скорости истечения энергоносителя.

Последнее объясняется тем, что за счет взаимодействия энергоносителя с расплавом происходит резкий нагрев энергоносителя, а в соответствии с теорией истечения газов в случае нагрева струи газа, вытекающей с дозвуковой скоростью, ее скорость повышаетс» до местной звуковой, а в соответствии с reo рией истечения rexoâ в случае нагрева вой скоростью, ее скорость снижается до местной звуковой.

Кроме того, скорость истечения .энергоносителя не целесообразно увеличивать и по экономическим соображениям, так как при приближении скорости энергоносителя к критической существенно возрастают энергозатраты и дальнейшее снижение среднего диаметра волокна становится нецелесообразн ым. Следует также отметить„ что простое увеличение скорости энергоносителя приводит. к yse5 личению скорости охлаждения частиц о расплава, сокращению времени волокнообразования и смешению участка траектории, на котором происходит вытягивание частиц расплава в волокно, в область более низких температур. Вследствие этого расплавы, обладающие небольшим интервалом температуры, в котором возможно волокнообразование (так называемые "короткие" расплавы), не могут быть переработаны в качественное волокно известным способом.

Таким образом, недостатками извест ного способа являются наличие предела уменьшения толщины волокна, высокие

50 энергозатраты и невозможность переработки "коротких" расплавов.

Целью изобретения является получение ультратонкого волокна с низким содержанием неволокнистых включений, снижение энергозатрат на его производство и обеспечение возможности переработки расплавов, обладающих небольшим :интервалом температуры, в котором возможно волокнообразование.

Поставленная цель достигается тем, что что согласно способу формования минеральных волокон путем раздува вертикальной струи расплава струей энергоносителя, движущейся поступательно .через цилиндрическое сопло, установленное впереди струи расплава, в камеру волокноосаждения с отводным конвейером, при раздуве струи расплава струей энергоносителя, последней дополнительно придают вращательное движение, а на струю расплава во;здействуют акустическим полем с частотой до 10 до 70 кГц и акустической мощностью 1 0-200 BT

Как известно, струя энергоносителя воздействует на струю расплава двояко". расщепляет ее за счет собственных колебаний энергоносителя на элементарные струйки и вытягивает их в волокна за тот промежуток времени., пока их вязкость не достигла критического значения.

На чертеже изображены схемы обеспечения вращательного движения энергоносителя.

Придание струе энергоносителя доцоинительного вращательного движения осуществляют за счет тангенциального подводе энергоносителя к соплу (вариант 1) или специальной обоймы внутри сопла с

1049443 4 туры, в котором возможно волокнообре). зование.

Воздействие на струю расплава высокочастотного акустического поля большой интенсивности облегчает расщепление

О- струи расплава на тонкие элементарные струйки и ускоряет процесс волокнообразования.

Средний д метр во на, мкм

Известный О, 80(8, О) 1,20

О, 35

4,2

Предлагае- О, 40(4, О) 10 мый

О, 35(3,5 ) 70

2, 8

li2

200

О, 40(4, О) 20

0, 35(3, 5) 70

О, 35(3, 5) 10

О, 30

О, 25

О, 15

2, 5

2, 5

200

2,8

ВНИИПИ Заказ 8346/23 Тираж 486 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тангенциально направленными щелями к оси цилиндрического сопла (вариант !ф

Придание струе энергоносителя дополнительного врашательнож движения обеспечивает образование вакуумного ядра внутри сопла, увеличивающего ск рость засасывания струи расплава и об легчающего ее расщепление, а также приближает участок траектории, на котором происходит вытягивание частицы 10 расплава в волокно, к высокотемпературной зоне сопла.

Последнее позволяет увеличить продолжительность пребывания вытягиваемой частицы расплава в пиропластическом соо- 15 тоянии, что обусловливает возможность переработки в волокно расплавов, обладающих небольшим интервалом темпераВолокно, полученное по известному способу, при температуре вытекающего

V расплава 1950 С и давлении энергоносителя, равном О, 8 МПа, имело средний диаметр 4 2 мкм и количество неволокнистых включений — 1 2 %, в то время, как при воздействии на расплав струи энергоносителя, движущейся поступательно-вращательно и одновременном воздейат вии акустического поля с частотой 10

70 кГц и мощностью 10-200 Вт полуI ченное волокно имело средний диаметр

1„2-2> 8 мкм, а содержание неволокнистых включений не превышало 0,35 %, На экспериментальной установке, включающей в себя электродуговую печь, узел раздува расплава, камеру волокноосаждения, проводили опытные плавки шихты состава: 50 мас. % %0 и 50 мас.% АЙ О по предлагаемому и известному способу.

Полученные результаты представлены в таблице.

При этом давление энергоносителя было снижено до О, 35-0, 40 МПа, т. е. более, чем в два раза.

Таким образом, высокая интенсивнос гь распада струи расплава, достигаемая за счет придания струе энергоносителя дополнительного вращательного движения и воздействия на струю расплава высокочастотного акустического поля большой интенсивности, позволяет снизить энергозатраты, при одновременном повышении качества получаемого во| локна.