生产矿物棉的装置制造方法及图纸

为了用如玄武岩之类材料制造矿物棉，本发明专利技术建议使用一种内离心纤化方法。尽管如玄武岩之类材料的熔体是稀薄液体，但此方法仍能以高产率生产出珠粒含量小的优质纤维。这是通过选择特定材料及在特定条件下进行纤化才有可能达到的。按本发明专利技术，为制得隔热用少珠粒矿棉，在粘度大于１００泊时需用内离心作用进行纤化，而用外离心作用纤化这种稀薄液态材料，则以数十泊的粘度进行。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

Device for producing mineral wool

In order to make mineral wool from materials such as basalt, the present invention recommends the use of an internal centrifugal fibrillation method. Although the melt of a material such as basalt is a dilute liquid, this method can yield high quality fibers with small amounts of beads at high yield. This is possible by the selection of specific materials and the development of fibers under certain conditions. According to the invention, for the preparation of heat insulation with less beads in mineral wool, the viscosity is greater than 100 when required in the centrifugal effect of Bo fiber, and by centrifugal effect of fiber material is the thin liquid, with dozens of Bo viscosity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用高熔点或高液化温度的热塑性矿物材料生产纤维的方法，以及用这种矿物棉构成的矿物棉毡，并涉及实施上述方法所适用的纤化装置。所述的矿物材料包括玄武岩、各种玻璃，如用高炉渣之类的钢铁工业副产品作原料制得的玻璃，或者与象生产玻璃棉用的玻璃相比，熔点或液化温度高得多而在液化温度下粘度低得多的类似原料。为简便起见，下面将这些原料称为“材料”。所述材料广泛应用于生产矿物棉，尤其是作隔热和隔音用的矿物棉。选择这些材料的原因，一方面是其成本低廉，另一方面是其性质，尤其是耐高温性能极佳。但是，它们的生产却出现一些特殊问题。这些问题特别与可加工这些材料的各种条件有关联。其中，它们的高熔点本身就已造成一种困难。这种熔点关系到必须将这些原料加热到确保其熔融的那种温度。生产中所涉及的问题，还关系到材料必须维持在高于这种温度的温度，以使材料可流过纤化装置。此外，相对于一般用玻璃生产纤维的特点在于，这些材料在非常接近液化温度的温度下，一般是很稀薄的。由此产生的各种困难从下文中的阐述可明确看出。同样，由于需要高温，同待纤化材料接触的设备受到严重腐蚀。这种设备的工作寿命对常用的玻璃来说，也是一个问题。对于液化温度高的材料来说，这个问题更为严重。迄今，上述各种困难使只有某些纤化技术可适用于所述的材料。这些技术基本上分为两类一类是以离心作用或离心旋转熔体来进行工作，一类使材料通过位置固定的喷嘴，并用经常加速到超音速的气流将材料喷成丝(喷吹法)。在用固定喷嘴的技术中，必须使用一种能耐受熔体侵蚀的喷嘴。通常使用以铂制成的喷嘴，它在这种高温下自身能经受住上述侵蚀。但是，每个喷嘴的生产能力有限。除此之外，该技术中所需用的喷丝气流会使能量成本相当高。借离心作用或离心旋转进行工作的方法能使每套装置有高产量。其中涉及为表示熔体呆在离心装置外部而称为“外离心”的技术。熔体或者加到一个圆盘的前面上，或者加到一个或多个柱状转动件的圆周面上。此技术的优点是，与熔体相接触的装置部件很简单。鉴于这种相对的简单性，所述部件，特别是离心叶轮轮缘，其价格就比较低廉，并且由于简单性而可在较短时间内更换部件。材料成本只占总生产成本的较小部分。因此，这些装置部件在与熔体接触时受到强烈磨损的这种情况不表明毫无妨碍。外离心作用生产矿物纤维的主要缺点在于，所得的产品在相同纤维量时，其性质无法同主要用所谓“内离心作用”生产的玻璃棉的性质相比。在外离心作用时，流在离心叶轮上的材料成许多小滴从离心叶轮上离心出来。看来纤维是由于离心装置表面和这种自身被拉成纤维的小滴之间的这种离心作用而形成的。可理解的是，在这样一种纤化机构中，很大部分被离心的材料以未纤化的颗粒形式留下来。就粒度大于100μm的颗粒而言，这部分可达原料的40%(重量)。有不同的方法可用来分离那些未纤化的颗粒，但所得的矿物棉决不会完全不含这种颗粒，而这种颗粒在大多数情况下不会带来好处，甚至对某些应用场合十分不利。这就指明，液滴的形成不仅仅是外离心作用的结果，而且也与所述材料的流变性质有关。本专利技术所加工的材料，一般都具有较小的粘度，即使在仅略高于液化温度的温度下。由于纤维易有折断并形成滴或珠的倾向，所以较稀薄的熔体难于纤化。外离心技术以一定方式利用了这种倾向，但并没有因此而消除其缺点。本专利技术的主要任务在于，揭示一种用高液化温度低粘度材料制造纤维的方法，该方法使以高产率生产几乎不含未纤化颗粒的矿物棉得以实现。本专利技术表明，用所述种类中的一种材料作原料，有可能生产矿物棉，其做法是，用周壁上有许多小直径通孔的离心装置，使熔体经受离心作用，熔体在离心力影响下，透过这些通孔，以纤维形式从离心装置中离心出来。在本专利技术工艺中，如果没有一种用抽丝气流操作的其它纤化法同内离作用一起使用，则在必要时，从离心装置离心出来的纤维还可用气流来吹，将纤维完全抽出。内离心作用技术在所述材料上的应用迄今一直未予考虑。出于各种原因，人们认为，这些内离心作用技术不适合这类材料。这首先涉及到一些同能达到令人满意的抽丝条件有关的问题。如上所述，所述材料的特性是，液化温度较高，且粘度非常小。在熔融温度下，它们比较起来就已是很稀薄的液态，而且在熔点下，粘度小于3200泊。这使它们区别于如通常用内离心作用加工的玻璃。在液化温度下，这些玻璃具有例如5000泊数量级这么高的粘度，以致于即使在显著高于液化温度下对其进行纤化时，粘度还为1000泊或更高。而在液化温度下已具有很小粘度的材料按本专利技术也可纤化。业已惊人地证明，当在操作范围内，特别在1200℃和1400℃之间，选择粘度至少为100泊的这种材料时，以及当这种材料在粘度大于100泊的条件下进行纤化时，用内离心作用可成功地对这种材料进行无珠粒纤化。本专利技术所用的材料先要在通常高于1200℃的温度下转化成熔融状态，而且在其熔融温度下，这些材料是很稀薄的，尤其是在液化温度下，其粘度μ经常低于3200泊(1gμ＜3.5)，尤其甚至低于1000泊(1gμ＜3)。生产玻璃纤维的内离心技术，正如现有技术中所述那样，对工艺温度有较严格的规定。鉴于在所考虑的温度下，常规玻璃组合物具有适合抽丝过程的粘度，生产玻璃纤维的内离心技术关于流变学观点就不太确切。在实际上总是高于液化温度的常规玻璃纤化温度下，粘度并不太高，这就有可能以较小的力抽出纤维。另一方面在液化温度下-以及与此同时也稍高于此温度-普通玻璃的粘度也不太低，这会在随纤维直径减小而越来越少为粘度所抵消的表面张力作用下，导致折断并形成小滴或珠粒。所以可以在向上邻接液化温度的范围内毫无问题地这样选择普通玻璃组合物的粘度，以在用内离心作用纤化时，使有利于纤化的粘度值例如为1000泊或更高。如已所述，所述材料同玻璃相比，在液化温度下就已是这样稀薄，不能指望用“内离心作用”对已熔材料进行令人满意的抽丝。本专利技术表明，如果在全部所述材料中，对液化温度下的粘度进行一定选择，并在一定条件下对这些材料进行纤化，就出乎意料地有可能用“内离心作用”来加工液化温度高而熔体非常稀薄的材料。本专利技术用所述材料生产矿物棉的方法首先在于，在这些材料中选择液化温度低于1400℃，并在1200℃和1400℃之间的温度范围内粘度大于100泊，尤其是粘度在100泊和300泊之间的那些材料，并将这种材料的熔体装入离心器中，该离心器的周壁上有许多供熔体流过的通孔，通过这些通孔，离心出粘度调节到100泊以上的熔体丝，并且为了形成纤维，必要时使其经受抽丝气流的作用。纤化在某个操作范围内进行，其中粘度大于100泊，同时该操作范围在1200℃和1400℃之间;后提及的温度上限，是考虑到离心器的寿命问题。在导致本专利技术的试验范围内已证明，所述材料可用于内离心作用的粘度范围，实际上一定要高于100泊，而这种材料在外离心时，以数十泊的显著低的粘度进行纤化。高于3000泊，粘度使材料透过离心器的通孔并抽丝成纤维都变得困难。低于100泊，因有缺陷纤维的危险而带来困难，此时，纤维会断裂，并且会形成小滴或珠粒。离心器中的熔体被保持在不使其固化的温度下。考虑到几乎无法控制的局部温度变化，甚至有必要维持比理论上设定的温度高的温度。为了防止材料在离心器中开始凝固所致的各种危险，适当考虑了数十度的温度波动范围。优先选择50℃左右的安全间隔，按本文档来自技高网...

【技术保护点】
用高液化温度下为很稀薄的，尤其在液化温度下粘度小于３２００泊的材料制造矿物棉的方法，其中将熔体送入离心器中，该离心器的周壁上有许多小直径通孔，经过这些通孔，将熔体离心成丝，必要时借助沿离心器周壁流动的气流，使所成的丝补充经受抽拉作用。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：巴蒂杰利让，贝尔纳让吕克，贝尔捷居伊，富尔塔克汉斯，
申请(专利权)人：伊索弗圣戈班，
类型：发明
国别省市：FR[法国]