DK161828B - Apparat til fremstilling af mineralfibre af silikatholdige raastoffer, isaer basalt med et viskositetsmodul paa mindst 1,5 ved dyseblaesemetoden - Google Patents

Description

DK 161828 B

Opfindelsen angår et apparat til fremstilling af mineralfibre af s i 1 i katholdige råstoffer, især basalt, med et viskositetsmodul på mindst 1,5 ved dyseblæsemetoden ifølge det i indledningen til krav 1 angivne.

5

Ved det her anvendte begreb viskositetsmodul eller modulært viskositetsmodul, der er almindeligt i glasindustrien, skal der forstås den dimensionsløse kvotient, dannet af følgende almindelige bestanddele i en basalt klippe: 10 Si02 + 2A12Ο3 m= _

T i O2 + 2Fe203 + CaO + MgO + Na20 + K2O

hvor bestanddele skal indsættes i mol.

15

Ved et sådant apparat tilstræbes i alle tilfælde at opnå særlig fine og lange mi neralfibre, som indeholder færrest mulige utrukne rester, såkaldte perler (dvs. misdannede fibre, som, mens de endnu var varme, flød sammen til små kugler). Af denne 20 årsag udformer man den spalte mellem de to blæsedysehalvdele, som danner fiberopdelingskanalen så smal, som det er muligt for at opnå den nødvendige strømningsprofi 1 i kanalen til udtrækning og deformation af fibrene. Det har vist sig, at en udvidelse af spalten, f.eks. i forbindelse med arbejdet med 25 tykkere primærtråde til forøgelse af produktionsmængden, hurtigt medfører en forøgelse af andelen af perler, hvad der formodentlig kan føres tilbage til en ukontrolleret trykstigning i området omkring udgangen fra blæsedyseanordni ngen. Endvidere har det vist sig, at der ved høje temperaturer (ca. 1.400eC) 30 for primærtråden på udgangsåbningen fra fordelerkarret fortrinsvis fås korte men fine tråde med en mindre tykkelse, mens der ved lavere temperatur (ca. 1.330°C) fås længere og tykkere tråde dog således, at indholdet af perler tydeligt stiger. Endvidere synker produktionsmængden nødvendigvis på grund af 35 den, som følge af en forøget viskositet, nedsatte udstrømningshastighed for smelten fra udgangsåbningerne, når smeltetemperaturen formindskes.

DK 161828B

2 j

Mens der i de fleste anvendelsestilfælde uden videre tilstræbes en produktion af den finest mulige uld, som ved en høj produktion i reglen kan opnås relativ perlefri, er der dog j også anvendelsestilfælde, ved hvilke man ønsker tykkere tråde ! 5 af større længde, såfremt disse i vid udstrækning kan fås perlefri og med en høj produktivitet. Et sådant anvendelsestil- j fælde er f.eks. fremstilling af indsatslegemer til brug som lyddæmpere i gasudstødninger, som f.eks. automobi1 lydpotter ved hvilke, uldens gode udblæsningsforhold har central betyd-10 ning. Da fiberopbrydningsprocessen ved dyseblæsemetoden beherskes af mange påvirkningsstørrelser, som samvirker på en vanskeligt gennemskuelig måde, vil en omstilling af produktionen til fremstilling af fibre, f.eks. til lyddæmpere, afsløre betydelige problemer, og det vil ikke umiddelbart være muligt at 15 opnå en tilfredsstillende kvalitet eller produktivitet.

Det er formålet med opfindelsen at tilvejebringe et apparat til fremstilling af mi neralfibre, som med en høj produktivitet, altså en høj produktionsmængde, tillader fremstilling af 20 lange og relativt tykke fibre med en tykkelse på i givet fald væsentligt over 10 pm i vid udstrækning uden perler.

Dette formål opnås med et apparat af den i indledningen angivne art, der er ejendommelig ved det i den kendetegnende del af 25 krav 1 angivne.

Herved forstørres først og fremmest udgangstværsnittet af udgangsåbningerne fra fordelerkarret tydeligt, {hvilke åbninger i almindelighed andrager ca. 2 mm2, svarende til en diame-30 ter på ca. 1,5 mm med en cirkulær udgangsåbning) således, at der selv ved en lav smeltetemperatur fåes en tyk primær tråd, som første forudsætning for en høj produktion. Ved den yderligere foretagne forøgelse af vertikalafstanden mellem udgangsåbningerne i fordelerkarret og indblæsningsslidsen for driv-35 gassen, i reglen luft, fås en forholdsvis lang vej, på hvilken den tykke primære tråd udsættes for kølevirkningen, og den fremadtrækkende gnidning af sekundær luftstrømmen, der, som en

DK 161828 B

3 indblæsning gennem drivgasstrålen, indtrækkes fra oven i dysespalten sammen med primærtråden. Mens kølevirkningen i fuld udstrækning får betydning, bliver den fremadtrækkende gnidning af sekundærluftstrømmen, af hensyn til det store mål for dy-5 sespaltens bredde, kun i mindre grad virksomt således, at materialet til primærtråden allerede er relativt koldt i højde med i ndblæsni ngssl idsen, men dog når frem i relativt tykke tråde.

10 Som yderligere forholdsregler kan der tænkes på også at indføre drivgassen afkølet i dysespalten. I hvert tilfælde kan der arbejdes med en relativ dr ivgasmængde med et ringe blæsetryk på under 3 bar således, at fibernedbrydningen indledes med den størst mulige mængde drivgas, som på kendt måde, som følge af 15 i dysespalten indstillede hasti ghedsprof i ler, som giver en sideværts udbøjning af primærtråden og opspaltning i flere enkelttråde, som således ved sløjfedannelse kan udtrækkes yderligere. Disse indvirkninger af strømninger i dysespalten er smelten udsat for på de store vertikale længder af dysespalten 20 over en tilsvarende lang vejstrækning således, at trods en relativ stærk indledende afkøling og så at sige en kold fiberopdeling, dannes tykke fibre med en diameter på fra 10 pm eller mere. Det har i denne forbindelse overraskende vist sig, at en perledannelse ikke optræder således, som den med hensyn til 25 den store bredde af spalten i første omgang var frygtet, da der, som følge af den relativt lave drivgashastighed, kan arbejdes problemfrit med store dr ivgasmængder, at en fejlfri afgørelse af strømmen på udgangsenden fra dysespalten kan sikres uden et ukontrolleret trykstød.

30 I en særlig foretrukken udførelsesform ifølge krav 2 er der tilvejebragt luftledede læber i indblæsningsslidsen, som lokalt tydeligt indsnævrer dysespalten. Herved dannes der i højde med indblæsningsslidsen et udpræget trykspring som synes at 35 opdele de tykke relativt kolde primærtråde eksplosionsagtigt i enkelttråde til trods for dens mindre viskositet og større tykkelse, og disse enkelttråde kan da på deres relativt lange

DK 161828 B

4 ! i vejstrækning gennem dysespalten i det ønskede omfang trækkes perlefrit. Anvendelsen af luftledede læber eller særlige indre afgrænsninger af indblæsningsspalten til dannelse af en udpræget lokal tværsnitsforsnævring er i modstrid med de sædvanlige 5 fremgangsmåder ifølge hvilke, det forsøges at påvirke strømningen gennem indblæsningsslidsen så lidt som muligt. Til dette formål har man endda forskudt indblæssningsslidsen helt uden for dysespaltens område for at kunne tilføre drivgassen uden nogen mekanisk forstyrrelse i dysespalten og alene ved 10 udnyttelse af Coanda-væg-effekten (sammenlign f.eks. DE-PS 11 90 135).

Yderligere detaljer, karakteristiske træk og fordele ved opfindelsen vil fremgå af den efterfølgende beskrivelse af en 15 hensigtsmæssig udførelsesform under henvisning til tegningen, der viser

Fig. 1 et apparat ifølge opfindelsen vist skematisk og set forfra, 20

Fig. 2 samme apparat set fra siden, og

Fig. 3 detaljen i cirklen III i fig. 2 vist i naturlig målestok.

25

Som det anskueliggøres i fig. 1 og 2 tjener et apparat ifølge opfindelsen til at omdanne en med 1 betegnet mineralsk smelte foroven i apparatet til mi neralfibre, som aflægges på et transportbånd 3 til dannelse af en kontinuerlig mi neralfiberbane 2, 30 og som føres bort, på tegningens fig. 2, imod højre. Transportbåndet 3, er som antydet i fig. 2 forsynet med perforeringer 4, hvorigennem der på ikke nærmere vist måde kan udsuges luft eller gas, således som det er almindeligt anvendt i forbindelse med mi neralfiberfremst i 11 ing .

Smelten 1 tilføres fra et ikke nærmere vist smeltekar i det viste eksempel til to ved siden af hinanden anbragte fordeler- 35 5

DK 1618 2 8 B

kar 5, der hver er forsynet med en række udgangsåbninger 6 for smelten. Fordelerkarrene 5 er på sædvanlig og kendt måde fremstillet af platin og holdes ved hjælp af flammer i et tilstødende hulrum 7 på en ønsket temperatur.

5

Under udgangsåbningerne 6 er der, som det ligeledes i princippet er almindeligt ved dyseblæsemetoden anbragt dyseblæseanordnin-ger 8, der hver især består af to blæsedysehalvdele 9 og en derimellem anbragt dysespalte 10, hvorigennem der svarende til 10 den i fig. 2 synlige faldlinie 11 udtræder primærtråde af smelten, som udgår fra udgangsåbningerne 6, og disse primærtråde opdeles ved hjælp af drivgas, som tilvejebringes med et overtryk i blæsedysehalvdelenes hulrum 12, og som indblæses i dysespalten 10 ved hjælp af indblæsningsslidser, der ikke er 15 synlige i fig. 1 og 2. De processer, der principielt foregår i denne forbindelse er velkendt af fagfolk.

På den på tegningen nederste udgangsside fra blæsedyseanord-ningen 8 udtræder et strømbundt 31 (sammenlign med fig. 3), 20 sekundær luft indsuget på grund af sugevirkningen af den indblæste drivgas fra oversiden af blæsedyseanordnigen 8, sammen med forbrændingsafgangsgasser fra hulrummene 7 og de således dannede fibre ved endnu højere temperatur. Strømbundtet 31 når ind i den på dyselignende måde konvergerende ledeskakt 13, 25 hvorved der på dens overside endnu en gang indsuges sekundær luft til yderligere afkøling, og hvorved den således dannede fiber- gasblanding udtræder på udgangen af ledeskakten 13, under en fornyet koncentration. På grund af den langstrakte form af dysespalten 10 og ledeskakten 13 udformes strømbundtet na-30 turligvis tilsvarende langstrakt, og fremtræder kun som slanke kegler i den i fig. 2 og 3 anvendte afbildning. Ved den nedre ende af ledeskakten 13 er anbragt sprøjtedyser 14 til indsprøjtning af kølevæske, såsom kølevand og sprøjtedyser 15 til indsprøjtning af bindemiddel såsom phenolharpiks i flydende 35 konsistens. Dette er samtidig indgangsområdet for en faldskakt 16 med et første skaktafsnit 16a, et andet skaktafsnit 16b og et tredie skaktafsnit 16c anbragt oven over hinanden. I det

DK 161828 B

6 indre af faldskakten 16 afkøles de nedfaldne fibre yderligere j og fordeler sig over faldskaktens tværsnit således, at der på transportbåndet 3 fåes en jævn aflejring som en bane 2, hvorved de medbragte og med ind i faldskakten 16 indførte gasarter 5 udsuges som tidligere antydet.

Det nederste skaktafsnit 16c af faldskakten 16 har bevægelige sidevægge 18, der kan indstilles ved parallelforskydning i deres stilling, f.eks. gennem indstiΠingsled 19 og af en medio bringer eller koblingsanordning 17 forbundet med de tilstødende vægge af det midterste skaktafsnit 16b således, at de sideværts kanter af banen begrænses, således som det fremgår af fig. 1. Som det fremgår af det på tegningen viste snit af faldskakten 16, strækker for og bagvæggen 20 i det midterste 15 skaktafsnit 16b sig ind i det nederste skaktafsnit 16c, og danner således også for- og bagvæg i dette afsnit. For- og bagvæggene 20 af hele faldskakten 16 er anbragt stift, idet den i transportretni ngen, som er angivet med en pil 21, bageste væg er afkortet svarende til højden af mineralfiberbanen 2 20 således, at mi neralfiberbanen kan løbe ud fra faldskaktområdet 16, idet der ved udløbet ligeledes er indrettet en trykpåvirkning og en højdeudjævning ved hjælp af en eventuelt kølet valse 22.

25 Enkelte af faldskaktens 16 omgivende vægge er bevægelige, således f.eks. sidevæggene 18 af det nederste skaktafsnit 16c ved en parallelforskydning og efter behov også sidevæggene af det midterste skaktafsnit 16b ved en svingbevægelse omkring hængsler 23, dog er samtlige omgivende vægge i og for sig 30 stift udformede, og har altså ingen bevægelsesmulighed for en stadig selvrensning eller lignende. Derfor er samtlige omgivende vægge af faldskakten 16 udformet som dobbelte vægge og i det således dannede hulrum gennemstrømmet af en kølevæske, som kan tilføres gennem en tilslutning 24 og afgå gennem en tils-35 lutn ing 25.

Med hensyn til yderligere enkeltheder, kendetegn og fordele ved ledeskakten 13 og den i denne forbindelse indrettede over-

DK 161828 B

7 sprøjtning med vand og bindemiddel, samt udformningen af fald-skakten 16 henvises udtrykkeligt og fuldstændigt til de to parallelle danske patentansøgninger med samme ansøger og samme prioritetsdag med titlerne "apparat til fremstilling af mine-5 ralfibre fra silikatholdige råstoffer, såsom basalt ifølge dyseblæsemetoden" og "apparat til fremstilling af mineralfibre af silikatholdige råstoffer såsom basalt, især ifølge dyseblæ-semetoden".

10 Området omkring dyseblæseanordningen 8 er vist mere detaljeret i fig. 3, og som det fremgår af den tilhørende målestok, er ap-paratet ifølge opfindelsen vist i naturlig størrelse.

Den grundliggende opbygning af blæsedyseanordningen 8 såvel 15 som fordel erkar ret 5 med udgangsåbningerne 6 er allerede forklaret nærmere i det foregående. Som det fremgår af den detaljerede tegning i fig. 3 har dysespalten 10 parallelle vægge 26, hvis øvre ende har en runding 27. Rundingen 27 er omgivet af en luftledelæbe 28, som lader en indblæsningsslids 29 stå 20 fri hen til den nærliggende spaltevæg 26. Indblæsningsslidsens bageste ende står i forbindelse med et tilhørende hulrum 12 for trykluft eller trykgas. På denne måde frembringes en hastighedsprofil med en højere hastighed i området ud for spaltevæggen 26 o.g- en mindre hastighed i midterområdet af dysespal-25 ten 10. Denne vekselvirkning med smelten giver den nødvendige sløjfedannelse for fiberopde1 i ngen således som det er velkendt .

Udgangstværsnittet af udgangsåbningerne 6 fra fordelerkarret 5 30 kan f.eks. andrage 3,1 mm2, hvilket i forhold til sædvanlige udgangstværsn it er en meget høj værdi. Herved kan smelte fra fordelerkarret 5 strømme ud selv ved en relativ lav temperatur på ca. 1.3300 C og med en deraf følgende lav viskositet i tilstrækkelig mængde og fibernedbrydningen eller opdelingen kan 35 udsættes. Den lodrette afstand vA mellem udgangsåbningen 6 og den i samme højde liggende indblæsningsslids 29 andrager 11 mm, og er følgelig ligeledes valgt usædvanligt højt. Herved

DK 161828 B

8 opnås en yderligere afkøling af primærtråden indtil fiberen brydes over i højde med indblæsningsslidsen 29. Den horisontale bredde hB af dysespalten 10 ligger i eksemplet på 12 mm, altså ligeledes en usædvanlig høj værdi, hvad der i første om-5 gang har til følge, at den sammen med primærtråden indsugede sekundære strøm yderligere afkøler primærtråden effektivt, men dog kun i ringe grad foretrukket, da dens strømningshastighed er for ringe. Dermed opnås en relativ tyk, men dog relativ kold primærtråd i området ved indblæsningsslidsen 29. Der ra-10 ger 1 uftledelæberne ind i det frie spaltetværsnit, og danner derved en forsnævring af spaltebredden hB af dysespalten, og ender fortrinsvis med en relativ skarp yderkant 30 således, at der fremkommer en udpræget strømningsændring med et trykspring.

15 Dette trykspring understøtter vedvarende den omgående opbrydning af den kompakte, kolde primærtråd, som en "kold opbrydning", ifølge hvilken der svarende til længden af den tilstødende dysespalte vL står en igen usædvanlig stor længde på f.eks. 40 mm til rådighed for en fuldstændig opbrydning. På 20 grund af den gode indledende afkøling kommer det, til trods for den lange opbrydningsstrækning, næppe til perledannelse. Endvidere kan der arbejdes med en relativ ringe lufthastighed og med en stor luftmængde fra indblæsningsslidserne 29, såle-deds at der også undgås trykstød på udgangen af dysespalten 25 10, som igen ville kunne begunstige en perledannelse.

I det fra dysespalten 19 udtrædende strømbundt 31 foreligger der således fibre med en stor diameter på i givet fald mere end 10 pm og stor længde med minimal perledannelse, hvorved 3ø produktionsmængden, hvad angår den høje udløbsmængde til trods for en lav viskositet som følge af det store mål på udgangsåbningerne 6 er tilfredstillende.

35

Claims (2)

1. Apparat til fremstilling af mineralfibre af si 1ikatholdi-5 ge råstoffer, især basalt, med et modulært viskositetsmodul på mindst 1,5 ved dyseblæsemetoden, - med et smeltekar og mindst ét derfra forsynet fordelerkar (5) med udgangsåbninger (6) for primærtråde af smelten (1), - med en blæsedyseanordning (8) anbragt under og i afstand fra 10 udgangsåbningerne (6) symmetrisk om faldlinien (11) for primærtråden , - med en faldskakt (16) anbragt under blæsedyseanordningen (8), og - med et transportbånd (3) anbragt ved den nedre ende af fald-15 skakten (16) til aflægning og bortføring af de fremstillede mineralfibre som en kontinuerlig bane (2), hvorved blæsedyseanordningen (8) består af to blæsedysehalvde-le (9), som afgrænser en mellemliggende dysespalte (10), der optager et antal parallelt løbende primærtråde, og hver især 20 har en nedadrettet indblæsningsslids i29) for drivgassen i dysespalten (10)· i samme højde som den overfor liggende indblæs-ningsslids (29) i den anden dysehalvdel, kendetegnet ved, - at udgangsåbningerne (6) for fordelerkarret (5) hver har et 25 udgangstværsnit på mellem 1,5 mm2 og 3,5 mm2 især på ca. 3,1 mm2, - at den lodrette afstand (vA) mellem udgangsåbningerne (6) til forde1 erkarret (5) og indblæsningsslidsen (29) for drivgassen ligger mellem 8 mm og 15 mm, især ved 11 mm, 30. at den horisontale bredde (hB) af dysespalten (10) ligger mellem 6 mm og 15 mm, især ved 12 mm, og - at den lodrette længde (vL) af dysespalten (10) under ind-blæsningsslidsen (29) ligger mellem 5 mm og 80 mm, og især ved 40 mm. 35

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at ind-blæsningsslidserne (29) er afdækket imod midten af dysespalten DK 161828B 10 (10) af en luftledelæbe (28) som rager ind i dysespalten (10) med mindst 0,5 mm og fortrinsvis med mere end 1 mm således at der opnås en lokal formindskelse af bredden (hB) af dysespalten. 5 10 15 20 25 30 35