DE2032811A1

DE2032811A1 - Glass fibre nozzle area - having inconel (rtm) cooling pipes

Info

Publication number: DE2032811A1
Application number: DE19702032811
Authority: DE
Inventors: Walter William Toledo Ohio Harris (V.St.A.)
Original assignee: Johns Manville
Current assignee: Johns Manville
Priority date: 1970-06-29
Filing date: 1970-06-29
Publication date: 1972-01-05

Abstract

The hollow cooling pipes fitted below the base of a glass melt containing vessel fitted with multitudes of nozzles in its floor for streams of glass for glass fibre production are made from an alloy having the following wt.% composition: Ni:71-81, up to 1% Co, Cr:13-19, Fe:5-9 (inconel 600 R.T.M.). The pipes are pref. elliptical, with the largest dia. parallel to the direction of fibre flow. The pipes are considerably cheaper than the noble metal pipes employed hitherto for this purpose.

Description

Metallische Kühlungsrohre, vorzugsweise zur Verwendung in Vorrichtungen zur Herstellung von Glasfasern Die Erfindung bezieht sich auf Metallrohre, die für die Kühlung bei der Herstellung von Glasfasern Anwendung finden.Metallic cooling tubes, preferably for use in devices for the production of glass fibers The invention relates to metal pipes that are used for the cooling in the manufacture of glass fibers are used.

Vorrichtungen zur Herstellung von Glasfasern besitzen bekaun -licheine Schmelzglaskammer, in deren Basis- oder Bodenfläche eine Viezahl feiner Offnungen eingebracht ist, durch welche ein dünner Strahl Schmelzglas austritt, um nachfolgend einen verdünnten Faden zu bilden. Zur Abkühlung dieser Glasfasern sind Ktihlrohre vorgesehen, durch die eine Kühlflüssigkeit zur Wärmeableitung hindurchgeleitet wir. Die verwendeten Kühlrohre bestehen aus einer Legierung, die sich insbesondere aus.Nickel, Chrom und Eisen zusammensetzt und sind in der Nähe der Austrittsöffnungen der Glasfäden angeordnet, um das austretende Schmelzglas entsprechend abzukühlen.Devices for the production of glass fibers are known to have one Fused glass chamber with a large number of fine openings in the base or bottom surface is introduced, through which a thin jet of fused glass emerges to subsequently to form a thinned thread. Cooling tubes are used to cool these glass fibers provided, through which we passed a cooling liquid for heat dissipation. The cooling tubes used are made of an alloy, in particular made of nickel, Chromium and iron are composed and are located near the exit openings of the glass threads arranged to cool the emerging fused glass accordingly.

Gewöhnlich sind Hilfsmittel vorgesehen, die der Temperatursteuerung dienen, um so eine effektiveund-genaue'R6'güIation für den uebergang des geschmolzenen Glases in einen fecten Glasfaden sicherzustellen. Die Viskosität der Schmelze ist von einem verhältnismäßig niedrigen Wert, d.h. von einem sehr flüssigen Zustand, zumindest innerhalb des Bodenbereiches innerhalb der Schmelzkammer, sehr schnell zu erhöhen, um dadurch den Ausfluß aus den genannten Öffnungen störungsfrei zu ermöglichen und insbesondere einen ununterbrodenen Austritt des Glases aus den Öffnungen sicherzustellen. Die Viskosität des austretenden Glasfadens muß also in kürzester Zeit stark erhöht werden, wodurch auch eine Verdünnung des Flüssigkeitsstromes zu einem Faden geeigneter Dicke erreicht werden kann, und die Bruch- oder Rißgefahr des Fadens auf ein Minimum herabsetzbar ist. Es sind verschiedene Kühlvorrichtungen bekannt geworden, die unmittelbar innerhalb des Bereiches des austretenden flüssigen Glasfadens vorgesehen werden, wobei die verwendeten Rohre durch Wasser oder eine andere geeignete Kühlflüssigkeit gekühlt werden. Da die Kühlrohre außerordentlich aggre siven Umgebungsbedingungen unterworfen sind, so beispielsweise hohen Temperaturen in Verbindung mit die Rohroberflächen angreifenden schädlichen Dämpfen und dergleichen, werden die bekannten Rohre aus sehr hochwertigen Legierungen hergestellt, wobei zumindest einige der hierfür verwendeten Metallkomponenten sehr teuer sind.Aids for temperature control are usually provided serve to provide an effective and precise guideline for the transition of the molten material To ensure that the glass is in a perfect glass thread. The viscosity of the melt is of a relatively low value, i.e. of a very fluid state, at least within the bottom area within the melting chamber, very quickly to increase, in order to allow the outflow from said openings without interference and in particular to ensure an uninterrupted exit of the glass from the openings. The viscosity of the emerging glass thread must therefore be greatly increased in a very short time be, whereby a dilution of the liquid flow to a thread more suitable Thickness can be achieved, and the risk of breakage or tearing of the thread to a minimum is degradable. There are various cooling devices known that directly be provided within the area of the exiting liquid glass thread, the tubes used by water or another suitable cooling liquid be cooled. Because the cooling tubes are extremely aggressive ambient conditions are subjected, for example, to high temperatures associated with the pipe surfaces attacking harmful vapors and the like, the known pipes are made of made very high quality alloys, at least some of the ones used for this Metal components are very expensive.

Die bisher verwendeten Materialien bestehen gewöhnlich aus Platin, Gold, Silber, Palladium und dergleichen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kühlrohre für die Kühlrohre für die genannten Vorrichtungen zur Herstellung von Glasfäden aller Art zu schaffen1 die bei gleichbleibender Qualität ohne die teuren Zusätze der verwe;ndeten Legierungen auskommen.The materials used so far are usually made of platinum, Gold, silver, palladium and the like The invention is based on the object Cooling tubes for the cooling tubes for the aforesaid devices for the production of To create glass threads of all kinds1 while maintaining the same quality without the expensive ones Additions of the alloys used get by.

Diese rufgabe wird für eine Kühlvorrichtung zur Steuerung der Temperatur in Vorrichtungen zur Herstellung von Glasfäden, welche aus einer Schmelzglas enthaltenden Rammer mit einer Vielzahl feiner Öffnungen in deren Basis besteht, durc welche dunne Ströme von Schmelzglas, die zu Fasern verdünnt werden, austreten, und wobei eine Vielzahl hohler Kühlrohre unter der Basis zwischen den dünnen Austrittsöffnungen innerhalb derselben angeordnet sind, und durch welche eine geeignete Kühlflüssigkeit hindurchtritt, dadurch gelöst, da13 die Rohre aus einer Legierung der folgenden Zusammen--setzung bestehen; 71 - 81 % Wickel bis zu n % Kobalt 13 bis 19 % Chrom - 9% Eisen Nach der Erfindung wird eine sehr wirtschaftliche und hochwirksame Kühlvorrichtung für die Verwendung in Verrichtungen zur Jerstellung von Glasfasern geschaffen. Die kostenmäßig aus verhältnismäßig billigen Metallegierungen Destehenden Rohre sind im wesentlichen auch bei den vorliegenden sehr ungünstigen Umweltsbedingungen unangreifbar und außerordentlich widerstandsfähig.This task is for a cooling device to control the temperature in devices for the production of glass threads, which are made of a fused glass containing Rammer with a multitude of fine openings in the base, through which there are thin Streams of fused glass, which are thinned into fibers, emerge, and with a Multiple hollow cooling tubes under the base between the thin outlets are arranged within the same, and through which a suitable cooling liquid passes through, solved by the fact that the tubes are made of an alloy of the following Composition exist; 71 - 81% winding up to n% cobalt 13 to 19% chromium - 9% iron According to the invention is a very economical and highly effective cooling device for use in production facilities created by fiberglass. Those made of relatively cheap metal alloys in terms of cost The existing pipes are essentially very unfavorable even in the case of the present ones Environmental conditions invulnerable and extremely resistant.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht auch darin, daß eine sehr praktische Kühlvorrichtung aus Metallrohren für die Verwendung in glasfädenherstellenden Vorrichtungen geschaffen wird, welche sowohl in den Kosten außerordentlich niedrig liegt als auch sehr vorteilhaft bezüglich ihrer Unterhaltung bzw. des Service ist.An essential feature of the invention is that a very practical cooling device made of metal tubes for use in glass fiber manufacturing Devices are created which are both extraordinarily low in cost as well as being very beneficial in terms of their entertainment and service.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen eine beispielsweise Änsführungsform der Erfindung, und es bedeutet: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung von Teilen der Schmelzglaskammer und der Austrittsöffnungen innerhalb deren Basis sowie die Kühlrohre iu unmittelbarer Nähe derselben und Fig. 2 eine Draufsicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 in Pfeilrichtung gesehen.The accompanying drawings show an exemplary embodiment of the invention, and it means: Fig. 1 is a perspective view of parts the melting glass chamber and the outlet openings within their base as well as the Cooling tubes in the immediate vicinity of the same and FIG. 2 shows a plan view along the Line 2-2 of Fig. 1 seen in the direction of the arrow.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 ganz allgemein die die Glasfasern ausformende Verrichtung, bei der ein feiner Strahl Schmelzglas durch Oeffnungen in der Basis einer Schmelzglaskammer hindurchgezogen wird. Die in ihrem Aufbau an sich bekannte Kammer 11 enthält das Schmelzglas, wobei in deren Basis bzw. Bodenfläche eine Vielzahl feiner Öffnungen 12 eingebracht ist. Unterhalb und in der Nähe der Basis 13 der Schmelzglaskammer 11 sind mehrere hohle Kühlrohre 1L vorgesehen, die so ageordnet sind, daß sie sich zwischen den schmalen Austrittsöffnungen 12 für die Glasfäden erstrecken.In Fig. 1, the reference numeral 10 generally designates the glass fibers shaping performance in which a fine jet of fused glass through openings is pulled through in the base of a fused glass chamber. The in their structure known chamber 11 contains the fusible glass, wherein in the base or bottom surface a plurality of fine openings 12 is introduced. Below and near the Base 13 of the melting glass chamber 11 are provided a plurality of hollow cooling tubes 1L, which are arranged so that they are between the narrow outlet openings 12 for the glass threads extend.

Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Kühlrohre 14 zu einer die Flüssigkeit übertragenden Einheit zusammengefaßt. Hierfür ist ein einheitlicher Flüssigkeitseinlaß und ein Flüssigkeitsauslaß vorgesehen. J)as Einlaßrohr 15 ist mit dem anschluß 1(3, etwa einem Gewindenippel und Auslaßrohr 17 mit einem Anschluß 18, der ebenfalls ein Gewindenippel oder eine andere geeignete Vorrichtung zur Verbindung der Rohrleitung mit einer Kühlwasserquelle oder einer anderen Kühlflüssigkelt sein kann, versehen. Zur Verbindung jedes Kühlrohres 14 mit den Eintritts- und Auslaßrohren 15 und 17 können beliebige herkömmliche Hilfsmittel verwendet werden, so können etwa Schraubverbindungen oder Verbindungsmuttern und dergleichen mehr Anwendung finden. Eine derartige einheitliche Zusammenfassung von Eintritts- und Auslaßrohrleitungen erieichtert die Installation der einheit und' verringert die Zahl der erforderlichen Verbindungen. Die Anordnung kann dadurch weiter vereinf acht werden, daß di Köhlrohre im wesenltichen parallel zueinander @ngeordnet werden, wobei eine weitere Vervollständigung dadurch möglich ist, daß das Muster der Austrittsöffungen in der Basis der Schmelzglaskammer, vorzugsweise in Reihenform oder in eine anderen geometrischen unordnung vorliegt.As can be seen in particular from FIG. 2, the cooling tubes 14 are closed combined in a unit transmitting the liquid. For this is a uniform Liquid inlet and a liquid outlet are provided. J) the inlet pipe 15 is with connection 1 (3, for example a threaded nipple and outlet pipe 17 with a connection 18, which also has a threaded nipple or other suitable device for connection the pipeline with a source of cooling water or another cooling liquid can, provided. To connect each cooling tube 14 to the inlet and outlet tubes 15 and 17, any conventional means can be used, so can such as screw connections or connecting nuts and the like more application Find. Such a uniform combination of inlet and outlet pipelines established the installation of the unit and 'reduces the number of connections required. The arrangement can be further simplified by the fact that the coal tubes are essentially parallel to each other, with a further completion thereby it is possible that the pattern of the outlet openings in the base of the fused glass chamber, preferably in a row or in some other geometric disorder.

Darüber hinaus ist es zur Vergrößerung der Effektivität der Kühlvorrichtung vorteilhaft, den Abstand so klein wie möglich zu halten, was durch eine entsprechende Abflachung der Rohre erreichbar ist, wobei diese,wie bei 19 gezeigt, in weser@-lichen einen ovalen Querschnitt erhalten. zinke solche Rohrform erleichtert die Möglichkeit einer zusammengedrängten Anordnung. Die wirksame Kühbberfläche im Zwischeabereich der Austrittsöffnungen des Schmelzglases wird dadurch auf ein Maximum vergrößert, wobei die Rohre 14 so angeordnet sind, daß ihr größter Durchmesser parallel zur Richtung der Schmelzglasfäden liegt.In addition, it is used to increase the effectiveness of the cooling device It is advantageous to keep the distance as small as possible, which is achieved by means of a corresponding Flattening of the tubes can be achieved, this, as shown at 19, in weser @ -lichen get an oval cross-section. zinc tube shape facilitates the possibility a huddled arrangement. The effective cooling surface in the intermediate area the outlet openings of the fusible glass are thereby enlarged to a maximum, the tubes 14 being arranged so that their largest diameter is parallel to the Direction of the fused glass filaments lies.

In Übereinstimmung mit der Erfindung werder sehr praktische und wirkungsvolle Kühlrohre aus einer wie folgt prozentual zusammengesetzten Legierung hergestellt, wobei sich die Prozentzahlen auf 100% des Gesamtgewichts beziehen: etwa 71 bis 81 % Nickel, bis zu etwa 1 % Kobalt, ca. 13 bis 19 % Chrom, ungefähr 5 bis 12 % Eisen. Vorzugsweise werden 76,5 Nickel, 16 % Chrom und 7,5 % Eisen verwendet. Ein geeignetes handelsübliches Material für die genannte Zusammensetzung wird von der Firma International Nickel Company unter dem Handelsnamen "INCONEL600" vertrieben, welches aus der ungefähren Zusammensetzung aus Nickel plus Spuren von (traces of) 76 % Kobalt, 15,8 % Chrom, 7,2 % Eisen, 0,2 % Mangan, 0,2 % Silicium, 0,04 % Kohlenstoff und 0,1 % Kupfer besteht.In accordance with the invention, they become very practical and effective Cooling tubes made of an alloy with the following percentage composition, where the percentages relate to 100% of the total weight: about 71 to 81 % Nickel, up to about 1% cobalt, about 13 to 19% chromium, about 5 to 12% iron. Preferably it will be 76.5 Nickel, 16% chromium and 7.5% iron used. A suitable commercially available material for said composition is provided by sold by the International Nickel Company under the trade name "INCONEL600", which consists of the approximate composition of nickel plus traces of (traces of) 76% cobalt, 15.8% chromium, 7.2% iron, 0.2% manganese, 0.2% silicon, 0.04% carbon and 0.1% copper.

Um eine adäquate physikalische Reinheit zu erhalten, welche den obengennannten aggressiven und ungünstigen Bedingungen widersteht, welche von gleicher Dauer und gleichem Umfang auf die Kühlung einwirken, wobei auch ständige Temperaturwechsel auftreten, sind die Wandungen der Kühlrohre von einer Dicke, die ungefähr zwischen 0,025 bis 0,127 cm liegt, und die zur Erreichung einer maximalen Wirksamkeit, vorzugsweise zwischen 0,0635 bis 0,0889 cm (0,025 bis 0,035 inch) beträgt.In order to obtain adequate physical purity similar to that mentioned above withstands aggressive and unfavorable conditions which are of equal duration and act to the same extent on the cooling, with constant temperature changes occur, the walls of the cooling tubes are of a thickness that is approximately between 0.025 to 0.127 cm, and that for maximum effectiveness, preferably is between 0.0635 to 0.0889 cm (0.025 to 0.035 inches).

Die erfindungsgemäßen Kühlrohre in Verbindung mit herkömmlichen Vorrichtungen zur Ausformung von Glasfäden sind auch bei sehr aggressiven und negativen Umweltsbedingungen außerordentlich widerstandsfähig, was insbesondere für die hier auftretenden hohen Temperaturen und die korrosiv wirkenden Dämpfe der Glasschmelze auch über längere Zeitperioden von Monaten zutrifft. Besonders vorteilhaft ist bei den erfindungsgemäßen Rohren die Tatsache, daß sie gegenüber bisher zur Anwendung gebrachten Rohren wesentlich billiger sind.The cooling tubes according to the invention in connection with conventional devices for shaping glass threads are also in very aggressive and negative environmental conditions extremely resistant, which is especially true for the high that occur here Temperatures and the corrosive vapors of the glass melt over longer periods of time Time periods from Months applies. Is particularly advantageous at the pipes according to the invention the fact that they have been used compared to so far brought pipes are much cheaper.

Vergleichsweise sei hierzu erwähnte-, daß Rohre mit der etwa gleichen Widerstandsbeschaffenheit aus einer Palladium-Platin-Legierung etwa 650 $, Rohre aus Palladium ca. 112 $5 solche aus Holybden ca. 25 # pro Rohr kosten, während die erfindungsgemäßen Rohre nur etwa 1,50 # kosten.By way of comparison, it should be mentioned that pipes with approximately the same Palladium-platinum alloy resistance texture about $ 650 tubes from palladium around $ 112 5 those from Holybden cost around # 25 per tube, while the Pipes according to the invention only cost about 1.50 #.

Die erfindungsgemäßen Rohre sind darüber hinaus außerordentlich günstig für eine Chromierungsbearbeitung geeignet, welche aus der Inkontaktbringung der Oberfläche mit fein verteiltem Chrom- und Aluminiumpulver besteht, wobei dieses Pulver auf die Legierungsoberfläche zur Steigerung der Widerstandskraft und Wirksamheit aufgeschmolzen wird.The pipes according to the invention are also extremely inexpensive suitable for a chrome plating process, which results from the contacting of the Surface consists of finely divided chrome and aluminum powder, this Powder on the alloy surface to increase resistance and effectiveness is melted.

Claims

Expectations

1. Cooling device for controlling the temperature in fiberglass manufacturing Devices with a chamber containing the fused glass, which a plurality of has narrow openings in its base for the exit of fine fused glass streams, and wherein a plurality of hollow cooling tubes are arranged below the base, which are located between the openings and through which the liquid is passed through is, that the cooling tubes from one The alloy consists of the following metal components: 71 to 81% nickel up to 1% cobalt 13 to 19% chromium 5 to 9% iron.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the tubes Have wall thicknesses of 0.025 cm to 0.127 cm.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the cooling tubes are oval in cross-section, with the largest diameter is preferably perpendicular to the base of the fusible glass chamber.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the surfaces of the metal alloy tubes have powdery chromium and aluminum.