RU2111181C1

RU2111181C1 - Method and apparatus for manufacturing continuous fiber from basalt raw material

Info

Publication number: RU2111181C1
Application number: RU96113637A
Authority: RU
Inventors: Б.К. Громков; А.Н. Трофимов; А.И. Жаров; Н.И. Комков; Н.Н. Шустров; Г.В. Анисимов; Л.И. Клочков; В.А. Дмитриев; Н.И. Тимофеев; В.Д. Бородин
Original assignee: Судогодский завод стекловолокна "Красный Химик"; Акционерное общество открытого типа "НПО Стеклопластик"
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1996-06-25
Publication date: 1998-05-20

Abstract

FIELD: INORGANIC FIBERS IN TEXTILE INDUSTRY. SUBSTANCE: basalt is loaded into furnace pan, melted, and directed into feeder jets through feed pipe. Process of feeding basalt melt into feeder jets through feed pipe and feed pipe-feeder jet attachment system is performed at operation temperature gradient in the direction of melt travel not exceeding $$$ 20 C, whereas ratio of basalt intake through jet pipe at free flow of melt to basalt melt intake through feeder jets should not be below 1.05. Apparatus contains heated die feeder, jet pipe, feed pipe-feeder jet attachment system, and fiber-admission unit. Above-mentioned attachment system constitutes a flange connection with gap within 2-8 mm, and minimum outside diameter of the flange should be by at least 10 mm larger than inside diameter of jet pipe. EFFECT: enhanced process efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству непрерывного волокна из базальтового сырья. The invention relates to the production of continuous fiber from basalt raw materials.

Известен способ получения волокон из стекла, авт.св. N 1209617 кл. C 03 B 37/09 1986) включающий плавление стекла, тепловую подготовку расплава и подачу его в зону формования. A known method of producing fibers from glass, ed. N 1209617 C. C 03 B 37/09 1986) including glass melting, heat treatment of the melt and its supply to the molding zone.

Недостатком известного способа являются большие отклонения температурного режима потока расплава при подаче его в струйный питатель, что приводит к снижению производительности и надежности эксплуатации оборудования. The disadvantage of this method is the large deviations of the temperature regime of the melt flow when it is fed into the jet feeder, which leads to a decrease in productivity and reliability of operation of the equipment.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения базальтовых волокон (патент РФ N 2039715, кл C 03 B 37/03, 1995), включающий загрузку базальта в бассейн печи, плавление его, подачу расплава в зону выработки, выработку волокна через питатель, вытягивание через фильеры. Closest to the proposed one is a method for producing basalt fibers (RF patent N 2039715, class C 03 B 37/03, 1995), which includes loading basalt into the furnace pool, melting it, feeding the melt into the production zone, producing fiber through a feeder, drawing through dies .

Недостатками указанного способа являются большие отклонения температурного режима потока расплава при подаче его в питатель и несоответствие расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении и расходе расплава базальта через фильерный питатель, что приводит к снижению производительности и надежности эксплуатации оборудования. The disadvantages of this method are large deviations of the temperature regime of the melt flow when feeding it to the feeder and the mismatch of the flow of basalt melt through the jet tube with free flow and flow of the basalt melt through the die feeder, which leads to a decrease in productivity and reliability of operation of the equipment.

Цель изобретения является повышение производительности, эксплуатационной надежности оборудования и снижение расхода платиновых сплавов. The purpose of the invention is to increase productivity, operational reliability of equipment and reduce the consumption of platinum alloys.

Поставленная цель достигается тем, что способ выработки непрерывного волокна из базальтового сырья, включающий загрузку базальта в бассейн печи, плавление его и подачу расплава базальта в фильеры питателя, причем процесс подачи расплава базальта в фильеры через питающую трубку, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя проходит при перепаде эксплуатационных температур по ходу движения расплава ±20^oC, в соотношение расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении расплава и расходе расплава базальта через фильеры питателя должно быть не менее 1,05.This goal is achieved by the fact that the method of producing continuous fiber from basalt raw materials, including loading basalt into the furnace pool, melting it and supplying basalt melt to the die of the feeder, the process of feeding basalt melt into the die through the feeding tube, the system of docking of the feeding tube and spinneret passes at differential operating temperatures during the melt movement ± 20 ^o C, a melt flow ratio basalt through the spray pipe by the free melt flow and melt flow rate basalt through spinnerets feeder should be at least 1.05.

наиболее близким к предлагаемому устройство получения базальтового волокна (ав. св. СССР N 1346603, кл. C 03 C 25/02) содержащее обогреваемый струйный фильерный питатель, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя и узел приемки волокна. closest to the proposed device for the production of basalt fiber (av. St. USSR N 1346603, class C 03 C 25/02) containing a heated inkjet spinneret feeder, a docking system for the supply tube and spinneret feeder and fiber receiving unit.

Недостатком указанного устройства является несовершенство стыкового узла между трубкой и струйным питателем, которое не обеспечивает сохранения максимальной изотермичности потока расплава базальта через стыковочный узел питающей трубки в струйный питатель, что приводит к снижению производительности и эксплуатационной надежности оборудования. The disadvantage of this device is the imperfection of the butt assembly between the tube and the jet feeder, which does not ensure the maximum isothermal flow of the basalt melt through the docking station of the supply tube to the jet feeder, which leads to a decrease in productivity and operational reliability of the equipment.

Целью изобретения является устранение вышеуказанных недостатков. The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages.

Поставленная цель достигается тем, что устройство выработки непрерывного волокна, содержащее обогреваемый фильерный питатель, струйную трубку, систему стыковки питающей трубки и фильерного питателя и узел приемки волокна, причем стыковочный узел струйной трубки и фильерного питателя представляет со фланцевое соединение с зазором, находящимся в пределах 2-8 мм, а минимальный внешний диаметр фланца должен быть как минимум на 10 мм больше внутреннего диаметра струйной трубки. This goal is achieved in that the continuous fiber generating device comprising a heated die feeder, a jet tube, a system for docking a feed tube and a die feeder, and a fiber receiving unit, wherein the docking unit of the jet tube and a die feeder has a flange connection with a gap within 2 -8 mm, and the minimum outer diameter of the flange must be at least 10 mm larger than the inner diameter of the jet tube.

Технический результат обеспечивается за счет того, что благодаря фланцевому соединению система стыковки питающей трубки и фильерного питателя имеет температуру, близкую к температуре питающей трубки, причем фланцевое соединение с зазором 2-8 мм обеспечивает герметичность системы стыковки и в то же время дает возможность вести процесс подачи расплава базальта к фильерам с перепадом эксплуатационных температур по ходу движения расплава не более ±20^oC. Эти отклонения по температурам создают условия уменьшения в целом эксплуатационных температур по питающей трубке и фильерному питателю.The technical result is achieved due to the fact that thanks to the flange connection, the docking system of the supply tube and the spinneret feeder has a temperature close to the temperature of the supply tube, and the flange connection with a gap of 2-8 mm ensures the tightness of the docking system and at the same time makes it possible to carry out the feeding process basalt melt to spinnerets with differential operating temperatures during the movement of the melt is not more than ± 20 ^o C. These temperature deviations create reducing conditions in general those operating perature of the supply tube and the bushing.

Вышеперечисленное значительно увеличивает эксплуатационную надежность устройства и повышает производительность труда. The above significantly increases the operational reliability of the device and increases productivity.

Предлагаемые способ и устройство для его осуществления представлены на чертеже. The proposed method and device for its implementation are presented in the drawing.

Пример. Для изготовления волокна базальтовое сырье загружают в печь (не показана), под действием термического воздействия базальт плавится, проходит гомогенизацию, частичную дегазацию и в виде расплава подается в питающую трубку 3, проходит под действием гидростатического давления через систему стыковки питающей трубки 3 и фильерного питателя 1, формуясь в непрерывные волокна, при этом перепад эксплуатационных температур по ходу движения расплава базальта составляет не боле ±20^oC.Example. For the manufacture of fiber, basalt raw materials are loaded into a furnace (not shown), basalt melts under the influence of heat, undergoes homogenization, partial degassing, and is fed into the feed tube 3 in the form of a melt, passes under the influence of hydrostatic pressure through the docking system of the feed tube 3 and spinneret feeder 1 , being formed into continuous fibers, while the difference in operating temperatures along the movement of the basalt melt is not more than ± 20 ^o C.

При наличии перепада эксплуатационных температур более ±20^oC возникает дополнительное гидравлическое сопротивление в системе стыковки питающей трубки и фильерного питателя, что в свою очередь заставляет увеличивать эксплуатационные температуры системы подачи расплава базальта и уменьшает гидростатическое давление на фильеры фильерного питателя.In the presence of a difference in operating temperatures of more than ± 20 ^o C there is an additional hydraulic resistance in the joint system of the supply tube and the die feeder, which in turn forces to increase the operating temperature of the basalt melt supply system and reduces hydrostatic pressure on the die of the die feeder.

При наличии перепада эксплуатационных температур меньше ±20^oC уменьшается гидравлическое сопротивление в системе стыковки питающей трубки и фильерного питателя. В соответствии с этим увеличивается гидростатическое давление на фильеры фильерного питателя, что увеличивает в конечном итоге производительность оборудования. В свою очередь при данных перепадах эксплуатационных температур появляется возможность снизить эксплуатационные температуры в целом.If there is a difference in operating temperatures less than ± 20 ^o C, the hydraulic resistance in the joint system of the supply tube and spinneret feeder is reduced. In accordance with this, the hydrostatic pressure on the spinneret die is increased, which ultimately increases the productivity of the equipment. In turn, with these differences in operating temperatures, it becomes possible to reduce operating temperatures in general.

При нарушении в сторону уменьшения расхода расплава базальта через струйную трубку при свободном истечении расплава и расхода расплава базальта через фильеры возникает возможность получить в фильерном питателе газовый пузырь, что нарушает работу питателя, снижая производительность, и приводит к преждевременному выходу из строя питателя. If the basalt melt flow rate through the jet tube is reduced in the direction of free flow of the melt and the basalt melt flow rate through the spinnerets, it becomes possible to obtain a gas bubble in the spinneret feeder, which disrupts the feeder operation, reducing productivity, and leads to premature failure of the feeder.

При большем соотношении (более 1,05) такой вероятности получения газового включения в фильерном питателе нет, что дает возможность стабильно вести процесс - увеличивается производительность. With a larger ratio (more than 1.05) there is no such probability of receiving a gas inclusion in the die feeder, which makes it possible to conduct the process stably - productivity increases.

Устройство для осуществления процесса выработки непрерывного волокна из базальтового сырья состоит из питающей трубки 3, системы 4 стыковки, представляющей фланцевое соединение с зазором 2-8 мм, и фильерного питателя 1 с фильерами 2. A device for implementing the process of producing continuous fiber from basalt raw materials consists of a feed tube 3, a docking system 4, representing a flange connection with a gap of 2-8 mm, and a die feeder 1 with dies 2.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Базальт загружают в печь (не показано), где он под действием термического воздействия плавится и в виде расплава подается в питающую трубку 3, проходит через систему 4 стыковки, состоящую из питающей трубки 3 и фильерного питателя 1, затем, вытекая через фильеры 2, расплав формируется в непрерывные волокна. Basalt is loaded into a furnace (not shown), where it melts under the influence of heat and is fed into a supply tube 3 in the form of a melt, passes through a docking system 4, consisting of a supply tube 3 and a spinneret feeder 1, then the melt flowing out through the spinnerets 2 formed into continuous fibers.

Благодаря фланцевому соединению система стыковки питающей трубки и фильерного питателя имеет температуру, близкую к температуре питающей трубки. Due to the flange connection, the docking system of the supply tube and spinneret feeder has a temperature close to the temperature of the supply tube.

Фланцевое соединение с зазором 2-8 мм обеспечивает герметичность системы стыковки, расплава в базальта при минимальном размере фланца 10 мм выходит в межфланцевое соединение, переходит в твердое состояние и закрывает зазор между фланцами, не давая вытекать расплаву базальта. A flange connection with a gap of 2-8 mm ensures the tightness of the docking system, the melt in basalt with a minimum flange size of 10 mm goes into the wafer connection, goes into a solid state and closes the gap between the flanges, preventing the basalt melt from flowing out.

При уменьшении размера диаметра фланца (меньше 10 мм внутреннего диаметра струйной трубки) появляется возможность разгерметизации системы стыковки питающей трубки 3 и фильерного питателя 1, что приводит к преждевременному выходу из строя устройства в целом. А когда размер фланца более 10 мм внутреннего диаметра струйной трубки, то система стыковки работает герметично и не дает значительно снижать температуру стыковочного узла, повышая тем самым производительность установки. When reducing the size of the diameter of the flange (less than 10 mm of the inner diameter of the jet tube), it becomes possible to depressurize the docking system of the supply tube 3 and the die feeder 1, which leads to premature failure of the device as a whole. And when the flange size is more than 10 mm of the inner diameter of the jet tube, the docking system works hermetically and does not significantly reduce the temperature of the docking station, thereby increasing the productivity of the installation.

Claims

1. The method of producing continuous fiber from basalt raw materials, including loading basalt into the furnace pool, melting it, supplying basalt melt to the nozzle dies, characterized in that the process of feeding basalt melt into dies through the feeding tube and the connection system of the feeding tube and the die feed differential operating temperatures during the movement of the melt is not more than ± 20 ^o C, a melt flow ratio basalt through the spray pipe by the free melt flow and melt flow basalt through file s runner should be at least 1.05.

2. A continuous fiber generating device comprising a heated die feeder, a jet tube, a docking system for the feed tube and the die feeder, and a fiber receiving unit, characterized in that the docking systems of the feed tube and the die feeder are a flange connection with a gap of 2-8 mm, and the minimum outer diameter of the flange must be at least 10 mm larger than the inner diameter of the jet tube.