Способ формования минеральных волокон

СОЮЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧ РЕСПУБЛИК.ИХ 11 с 03 в 37 КОМИТЕТ СССНИЙ И ОТНРЫТИ ГОСЯАРСТВЕННЫПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ в,СС 96 1961,оспла 3 нергоносидел бараант Знергоноа 3 ф К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Специализированное проектноконструкторское бюро Всесоюзногодинения "Союзэнергозащита"(56) 1. Авторское свидетельство169217, кл, С 03 В 37/06,2. Авторское свидетельство СС139971, клф С 03 В 37/06,(54)(57) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН путем раздуввертикальной струи расплава струей энергоносителя, движушейся поступательно через цилиндрическое сопло, установленное впереди струи расплава, в камеру волокцоосаждения с стводным конв"= йером, отлцчаюшийся тем, что, с целью получению ультиатоц;:оговолокна с цъзким содержанием неволокнистых включений, снижения энергозатрат на его производство и обеспечения возможности переработкц расплавов,обладаюц;их небольшим интервалом температуры, в котором возможно волокнообразованце прц раздуве струи расплаваструей энергоносителя, последней дополнитецьпо придают вращательное движение а на струю расплава воздействуют акусти- ж ческцм полем с частотой от 10 до 70 кГц и акустической мощностью 10-220 Вт.С:Изобретение относится к производствутеплоизоляционных материалов, а именноминеральной ваты,Известен способ формования минеральных волокон путем раздува вертикальнойструи минерального расплава энергоносителем, выходящим через дутьевое устройство, установленное впереди струирасплава, в камеру волокнообраэования сотводным конвейером, причем раздувструи минерального расплава осуществляют по всему ее периметру в замкнутомпространстве1 .Недостатком данного способа являютсявысокие энергозатраты и низкое качество1волокна.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 отводнымконвейером2 3 .Однако качество получаемого волокназависит от скорости, придаваемой энергоносителем струе расплава, С увеличением этой скорости происходит расщепление струи расплава на все большеечисло отдельных струек и наблюдаетсяуменьшение среднего диаметра волокон.При этом диаметр волокон может бытьМеньшен до определенного предела впервую очередь иъ-за того, что существует предельная критическая величинаскорости энергоносителя, равная местнойскооости звука, которая постоянна длякаждой системы энергоноситель - расплав и практически не зависит от скорости истечения энергоносителя.Последнее объясняется тем, что засчет взаимодействия энергоносителя срасплавом происходит резкий нагревэнергоносителя, а в соответствии с теорией истечения газов в случае нагреваструи газа, вытекающей с дозвуковойскоростью, ее скорость повышаетс доместной звуковой, а в соответствии с теорией истечения гаков в случае нагревавой скоростью, ее скорость снижаетсядо местной звуковой,Кроме того, скорость истеченияэнергоносителя не целесообразно увеличивать и по экономическим соображениям,так как ори приближении скорости энергоносителя к критической существенновозрастают энергозатраты и дальнейшееснижение среднего диаметра волокнастановится нецелесообразн ым, Следуеттакже отметитьчто простое увеличениескорости энергоносителя приводит к ув 5 личению скорости охлаждения частиц орасплава, сокрашению времени волокнообразования и смешению участка траектории, на котором происходит вытягиваниечастиц расплава в волокно, в областьболее низких температур. Вследствиеэтого расплавы, обладающие небольшиминтервалом температуры, в которомвозможно волокнообразование (такназываемые "короткие" расплавы), не могутбыть переработаны в качественное волокно известным способом,Таким образом, недостатками извесного способа являются наличие пределауменьшения толщины волокна, высокие 20 50 30 35 40 45 энергозатраты и невозможность переработки "коротких" расплавов,Целью изобретения является получениеультратонкого волокна с низкам содержанием неволокнистых включений, снижениеэнергозатрат на его производство и обеспечение возможности переработки распла-вов, обладающих небольшим интерваломтемпературы, в котором возможно воЛокнообразование,Поставленная цель достигается тем, чточто согласно способу формования минеральных волокон путем раздува вертикальнойструи расплава струей энергоносителя,движущейся поступательно .через цилиндрическое сопло, установленное впередиструи расплава, в камеру волокноосаждения с отводным конвейером, при раздувеструи расплава струей энергоносителя,последней дополнительно придают вращательное движение, а на струю расплававоздействуют акустическим полем с частотой до 10 до 70 кГц и акустическоймощностью 10-200 Вт,Как известно, струя энергоносителявоздействует на струю расплава двояко",расщепляет ее за счет собственных колебаний энергоносителя на элементарныеструйки и вытягивает их в волокна затот 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 3 ) или специальной обоймы внутри сопла с1049443 4туры, в котором возможно волокнообре). зование.Воздействие на струю расплава высокочастотного акустического поля большой интенсивности облегчает расщепление струи расплава на тонкие элементарные струйки и ускоряет процесс волокнообразования,едний мет мкм вестный О, 80(8, 0 лагае- О, 40(4, 0) 70 0 5(3,О, 40(4, 0) О, 35(3, 5) О, 35(3, 5) 0 0 0 0 20 При этом давление энебыло снижено до О, 35-0, Оболее, чем в два раза. ос ителя МПа, т ость я интенсивностигаема носителя ого аспл еского поляволяет сн м дновр еменн аемогоВНИИПИ Заказ 8346/23Тираж 486 Подписи П Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,илиа тангенциально направленными щелями к оси цилиндрического сопла (вариант 1 фПридание 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 тояиии, что обусловливает возможность переработки в волокно расплавов, обладающих небольшим интервалом темпераВолокно, полученное по известному способу, при температуре вытекающего 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 полученное 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 плавкишихты состава; 50 мас. % %0и 50 мас.% АЙО по предлагаемомуи известному способу.Полученные результаты представленыв таблице. Таким образом, высокараспада струи расплава, дза счет придания струе эндополнительного врашательнния и воздействия на стрвысокочастотного акустичбольшой интенсивности, поззить энергозатраты, при оповышении качества поллокна.