RU2352531C1 - Method for production of fiber from mineral raw materials - Google Patents
Method for production of fiber from mineral raw materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352531C1 RU2352531C1 RU2007129184/03A RU2007129184A RU2352531C1 RU 2352531 C1 RU2352531 C1 RU 2352531C1 RU 2007129184/03 A RU2007129184/03 A RU 2007129184/03A RU 2007129184 A RU2007129184 A RU 2007129184A RU 2352531 C1 RU2352531 C1 RU 2352531C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- fiber
- raw materials
- disk
- stream
- Prior art date
Links
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 24
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 19
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 abstract 2
- 238000007380 fibre production Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству минеральной ваты из волокна, при этом в качестве сырья для получения волокна используют природные минеральные материалы, например базальт.The invention relates to the production of mineral wool from fiber, while natural mineral materials, such as basalt, are used as raw materials for producing fiber.
Изобретение может быть использовано в промышленности строительных, теплоизоляционных материалов, применяемых в нефтехимической, металлургической, энергетической отраслях, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве.The invention can be used in the construction industry, thermal insulation materials used in the petrochemical, metallurgical, energy sectors, as well as in housing and communal services.
Известен способ получения минерального волокна из расплава, при котором струя расплава, вытекая из печи, попадает на вращающийся в горизонтальной плоскости диск. Под действием центробежной силы струя разбивается на мельчайшие струйки, которые отбрасываются по касательным направлениям, превращаясь в волокно. (Вельсовский В.Н. и др. Минеральные утеплители. М.: Стройиздат, 1963 г., с.48).A known method of producing mineral fibers from a melt, in which a stream of melt flowing out of the furnace, falls on a disk rotating in a horizontal plane. Under the influence of centrifugal force, the jet breaks into tiny trickles, which are discarded in tangential directions, turning into fiber. (Velsovsky V.N. et al. Mineral heaters. M: Stroyizdat, 1963, p. 48).
Недостатком этого способа является вероятность зашлаковывания летки для выпуска расплава на вращающийся диск.The disadvantage of this method is the likelihood of slagging of the tap hole to release the melt onto the rotating disk.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ плавления базальта в циклонной печи, в котором измельченный базальт вводят в водоохлаждаемую циклонную камеру, в которой создается высокая температура за счет сжигания топлива. Твердые и расплавленные частицы базальта сепарируют на цилиндрическую водоохлаждаемую стенку камеры, по которой жидкая пленка стекает в ванну. Из ванны расплав выводят через обогреваемую дымовыми газами летку. Основной поток дымовых газов удаляют через проход в центре днища кольцевой ванны, а небольшая часть газов выходит через летку. При этом волокно формируют центробежно-дутьевым способом (Сборник трудов ОКБ «ЭТХИМ». Теплообмен и эксплуатация стекловаренных печей в производстве стекловолокна. Выпуск 1, М., 1971, с.5-42; SU 984998).Closest to the claimed invention is a method of melting basalt in a cyclone furnace, in which crushed basalt is introduced into a water-cooled cyclone chamber in which a high temperature is created by burning fuel. Solid and molten basalt particles are separated on a cylindrical water-cooled wall of the chamber, through which a liquid film flows into the bath. From the bath, the melt is removed through a flue gas heated by flue gases. The main flue gas stream is removed through a passage in the center of the bottom of the annular bath, and a small portion of the gases exits through the notch. At the same time, the fiber is formed by the centrifugal-blasting method (Proceedings of the Design Bureau “ETHIM. Heat transfer and operation of glass melting furnaces in the manufacture of fiberglass. Issue 1, M., 1971, pp. 5-42; SU 984998).
Недостатком этого способа являются вероятность отклонения струи расплава, вытекающей на диск, потоком дымовых газов и, как следствие, ухудшение качества волокна, увеличение количества неволокнистых включений («корольков»). Кроме того, слетающие с диска струи расплава попадают на стенки камеры волокнообразования, что также увеличивает количество неволокнистых включений.The disadvantage of this method is the probability of deviation of the jet of melt flowing to the disk, the flow of flue gases and, as a result, the deterioration of the quality of the fiber, the increase in the number of non-fibrous inclusions ("Kings"). In addition, melt jets flying from the disk fall on the walls of the fiberization chamber, which also increases the number of non-fibrous inclusions.
В основу изобретения положена задача увеличения выхода волокна и улучшения его качества при плавлении минерального сырья в циклонной печи.The basis of the invention is to increase the yield of fiber and improve its quality during the melting of mineral raw materials in a cyclone furnace.
Поставленная задача достигается тем, что согласно способу получения волокна из минерального сырья, включающему подачу и расплавление исходного сырья в циклонной печи за счет сжигания топлива, выпуск расплава через летку, обогреваемую частью дымовых газов, формирование минерального волокна центробежно-дутьевым методом путем подачи струи расплава на вращающийся вокруг вертикальной оси диск, последующий раздув расплава, транспортирование волокна газовым потоком и отвод дымовых газов, струю расплава стабилизируют путем отвода основного объема обогревающих летку дымовых газов тремя (как минимум) потоками через отверстия, равномерно расположенные по периметру патрубка, установленного под леткой, часть дымовых газов, обогревающих летку, отводят совместно со струей расплава и затем смешивают с транспортирующим газовым потоком, причем основную часть последнего подают в виде многоструйного потока, направленного спутно вращению диска, а основную часть струй транспортирующего газового потока направляют таким образом, что пограничный слой расширяющихся струй касается боковой поверхности диска.The problem is achieved in that according to the method for producing fiber from mineral raw materials, including feeding and melting the feedstock in a cyclone furnace by burning fuel, releasing the melt through a notch heated by a portion of the flue gases, forming the mineral fiber by the centrifugal-blast method by feeding a melt jet to a disk rotating around a vertical axis, subsequent blowing of the melt, transportation of the fiber by a gas stream and removal of flue gases, the melt stream is stabilized by removing the main volume of flue gases heating the letka with three (at least) streams through openings evenly spaced around the perimeter of the nozzle installed under the letka, part of the flue gases heating the letka is removed together with the melt stream and then mixed with the transporting gas stream, the main part of the latter being fed into in the form of a multi-jet stream directed in a direction that rotates the disk, and the main part of the jets of the conveying gas stream is directed so that the boundary layer of the expanding jets touches the side howling surface of the disk.
На фиг.1 представлена схема установки, реализующей способ получения волокна из измельченного минерального сырья, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Figure 1 presents a diagram of a plant that implements a method of producing fiber from crushed mineral raw materials, figure 2 - section aa in figure 1.
Установка включает винтовой питатель 1 для подачи исходного сырья в вертикальную циклонную плавильную камеру 2 с цилиндрической водоохлаждаемой стенкой 3. В верхней части циклонной камеры 2 тангенциально установлены горелки 4 для сжигания топлива, в нижней части циклонной камеры 2 расположен водоохлаждаемый пережим 5 с кольцевой ванной 6 для сбора расплава и газоход 7 с наклонным подом, по которому расплав поступает к выпускной летке 8. Под леткой 8 расположен патрубок 9, через который струю расплава направляют на вращающийся вокруг вертикальной оси диск 10. По периметру патрубка 9 равномерно расположены три (как минимум) отверстия, через которые отводят основной объем обогревающих летку дымовых газов. Патрубок 9 соединен с камерой волокнообразования 11, к которой присоединен выходной патрубок 12. Камера волокнообразования 11 может быть выполнена цилиндрической или в виде многогранника, например восьмигранника, на пяти сторонах которого расположены прямоугольные сопла 13 подачи транспортирующего газа. Шестое сопло, расположенное также на стене камеры волокнообразования 11, ориентировано на центр сечения выходного патрубка 12. Седьмое воздушное сопло расположено в начале выходного патрубка 12 и ориентировано в центр нижней половины выходного сечения патрубка 12. Сопла, расположенные на стенках восьмигранника, ориентированы таким образом, что пограничный слой расширяющихся струй транспортирующего газового потока касается боковой поверхности диска. При таком расположении сопел в центральной части камеры 11 образуется зона с малыми скоростями, а основная часть транспортирующего газового потока движется с высокими скоростями в пристенной зоне камеры 11.The installation includes a screw feeder 1 for feeding the feedstock into a vertical cyclone melting chamber 2 with a cylindrical water-cooled wall 3. Burners 4 are tangentially installed in the upper part of the cyclone chamber 2 for burning fuel; in the lower part of the cyclone chamber 2 there is a water-cooled pinch 5 with an annular bath 6 for the collection of the melt and the flue 7 with an inclined hearth, through which the melt enters the outlet notch 8. Under the notch 8 there is a nozzle 9 through which the melt stream is directed to a vertical rotating hydrochloric drive axis 10. As the nozzle 9 uniformly perimeter are three (at least) the openings through which remove the bulk of heated flue gases taphole. The pipe 9 is connected to the fiberization chamber 11, to which the outlet pipe 12 is connected. The fiberization chamber 11 can be made cylindrical or in the form of a polyhedron, for example an octahedron, on whose five sides there are rectangular nozzles 13 for conveying gas supply. The sixth nozzle, also located on the wall of the fiberization chamber 11, is oriented to the center of the cross section of the outlet pipe 12. The seventh air nozzle is located at the beginning of the outlet pipe 12 and oriented to the center of the lower half of the outlet cross section of the pipe 12. The nozzles located on the walls of the octahedron are oriented in such a way that the boundary layer of the expanding jets of the conveying gas stream touches the side surface of the disk. With this arrangement of nozzles in the central part of the chamber 11, a zone with low velocities is formed, and the bulk of the transporting gas flow moves with high velocities in the wall zone of the chamber 11.
Способ получения волокна из природного минерального сырья (например, базальта) осуществляют следующим образом.A method of producing fiber from natural mineral raw materials (for example, basalt) is as follows.
Измельченное сырье загружают в бункер винтового питателя 1 и равномерно подают в верхнюю зону циклонной плавильной камеры 2. Необходимый температурный режим в плавильной камере 2 поддерживают путем сжигания топлива в горелках 4. Тангенциальная установка горелок 4 и высокая скорость вылета газовой смеси обеспечивают крутку потока в плавильной камере 2. В закрученном газовом потоке происходит быстрый прогрев частиц сырья и сепарация их на цилиндрическую водоохлаждаемую стенку 3 циклонной камеры. В тонкой пленке создаются условия для интенсивного теплообмена между частицами и высокотемпературным газовым потоком, что обеспечивает эффективное плавление твердых частиц, образование устойчивого расплава и его дегазацию. Расплав стекает в кольцевую ванну 6, находящуюся в нижней части циклонной камеры 2, и затем через проем в стенке водоохлаждаемого пережима 5 сливается в газоход 7. По наклонному поду газохода расплав поступает к выпускной летке 8, из которой через патрубок 9 струю расплава направляют на вращающийся вокруг вертикальной оси диск 10 для формирования волокна. Основную часть дымовых газов из плавильной камеры 2 отводят через газоход, в котором установлен рекуператор для подогрева воздуха, направляемого для сжигания топлива и раздува волокна. Подогрев воздуха позволяет утилизировать тепло отходящих дымовых газов и снизить расход топлива на проведение процесса. Для предотвращения образования настылей в зоне вывода расплава и зашлаковывания летки часть высокотемпературных дымовых газов направляют на обогрев летки 8.The crushed raw material is loaded into the hopper of the screw feeder 1 and uniformly fed into the upper zone of the cyclone melting chamber 2. The required temperature in the melting chamber 2 is maintained by burning fuel in the burners 4. The tangential installation of the burners 4 and the high speed of the gas mixture exit ensure the flow is twisted in the melting chamber 2. In the swirling gas stream, the particles of the raw material are rapidly heated and separated into a cylindrical water-cooled wall 3 of the cyclone chamber. In a thin film, conditions are created for intense heat exchange between particles and a high-temperature gas stream, which ensures effective melting of solid particles, the formation of a stable melt and its degassing. The melt flows into the annular bath 6, located in the lower part of the cyclone chamber 2, and then merges into the gas duct 7 through the opening in the wall of the water-cooled clamp 5. The melt flows to the outlet notch 8 through the inclined hearth of the gas duct, from which the melt stream is directed to the rotating around the vertical axis of the disk 10 to form the fiber. The main part of the flue gases from the melting chamber 2 is discharged through a gas duct in which a recuperator is installed to heat the air directed to burn fuel and blow the fiber. Heated air allows you to utilize the heat of the exhaust flue gases and reduce fuel consumption for the process. To prevent the formation of accretions in the zone of the melt exit and slagging of the notch, part of the high-temperature flue gases is sent to heat the notch 8.
Для исключения отклонения струи расплава отвод основного объема дымовых газов, обогревающих летку, осуществляют через отверстия, равномерно расположенные по периметру патрубка 9. Оставшуюся часть дымовых газов, обогревающих летку, отводят совместно со струей расплава и затем смешивают с транспортирующим газовым потоком. Отвод дымовых газов совместно со струей расплава позволяет стабилизировать температуру и, как следствие, вязкость расплава, подаваемого на диск 10 для формирования волокна.To avoid deviation of the melt stream, the main volume of flue gases heating the notch is vented through openings evenly spaced around the perimeter of nozzle 9. The remaining part of the flue gases heating the notch is diverted together with the melt stream and then mixed with the transporting gas stream. The removal of flue gases together with the jet of melt allows you to stabilize the temperature and, as a consequence, the viscosity of the melt supplied to the disk 10 to form the fiber.
Срывающиеся с диска капли расплава под действием центробежных сил формируются в волокно и попадают в зону основной части транспортирующего газового потока, направленного спутно вращению диска, подхватываются им, вытягиваются в длинные нити и через выходной патрубок 12 выносятся в улавливающую камеру. При этом вращающийся диск со стекающим на него расплавом находится в малопроточной зоне с вялыми потоками, которые не могут оказать серьезного физического влияния на эту зону. Высокие скорости транспортирующего газового потока в пристенной зоне камеры волокнообразования практически исключают возможность попадания струй расплава на стенки камеры, что способствует получению более длинных нитей и снижает содержание в волокне «корольков».Melt droplets tearing off the disk under the action of centrifugal forces are formed into the fiber and fall into the zone of the main part of the transporting gas stream directed in a direction that rotates the disk, are picked up by it, drawn into long threads and carried through the outlet pipe 12 to the capture chamber. In this case, the rotating disk with the melt flowing down onto it is located in a low-flow zone with sluggish flows, which cannot have a serious physical effect on this zone. The high velocity of the transporting gas stream in the wall zone of the fiberization chamber virtually eliminates the possibility of melt jets entering the chamber walls, which contributes to the production of longer filaments and reduces the content of “kings” in the fiber.
Организация процесса получения волокна из минерального сырья согласно предлагаемому способу позволяет повысить качество и увеличить выход кондиционного волокна.The organization of the process of obtaining fiber from mineral raw materials according to the proposed method can improve the quality and increase the yield of conditioned fiber.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129184/03A RU2352531C1 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Method for production of fiber from mineral raw materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007129184/03A RU2352531C1 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Method for production of fiber from mineral raw materials |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2352531C1 true RU2352531C1 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=41017697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007129184/03A RU2352531C1 (en) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | Method for production of fiber from mineral raw materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2352531C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543228C2 (en) * | 2012-08-24 | 2015-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Эффективные инженерные решения" | Production of fibres from mineral stock and device to this end |
| RU2804530C1 (en) * | 2022-06-10 | 2023-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ВОРОНЕЖСКИЙ КОМБИНАТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ" | Method for production of mineral wool thermal insulation materials based on basalt rocks and resulting mineral wool insulation based on environmentally friendly basalt rocks |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU984998A1 (en) * | 1981-07-02 | 1982-12-30 | Киевская Научно-Исследовательская Лаборатория Базальтового Волокна И Изделий Из Него Министерства Промышленности Строительных Материалов Усср | Device for process staple fiber |
| RU2128149C1 (en) * | 1997-07-21 | 1999-03-27 | Тихонов Роберт Дмитриевич | Process of manufacture of fibers from thermoplastic material and gear for its implementation |
| EP0953547A2 (en) * | 1998-04-29 | 1999-11-03 | Isover Saint-Gobain | Fibre drawing apparatus and process for producing mineral wool |
| RU2233810C2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-08-10 | Виктор Фэдоровыч Кибол | Method of production of high-silicate inorganic fibers from rock (versions), production line for realization of this method (versions), continuous and staple fibers (versions), inorganic fine-dispersed scaly particles (versions) obtained by this method |
-
2007
- 2007-07-30 RU RU2007129184/03A patent/RU2352531C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU984998A1 (en) * | 1981-07-02 | 1982-12-30 | Киевская Научно-Исследовательская Лаборатория Базальтового Волокна И Изделий Из Него Министерства Промышленности Строительных Материалов Усср | Device for process staple fiber |
| RU2128149C1 (en) * | 1997-07-21 | 1999-03-27 | Тихонов Роберт Дмитриевич | Process of manufacture of fibers from thermoplastic material and gear for its implementation |
| EP0953547A2 (en) * | 1998-04-29 | 1999-11-03 | Isover Saint-Gobain | Fibre drawing apparatus and process for producing mineral wool |
| RU2233810C2 (en) * | 2002-06-06 | 2004-08-10 | Виктор Фэдоровыч Кибол | Method of production of high-silicate inorganic fibers from rock (versions), production line for realization of this method (versions), continuous and staple fibers (versions), inorganic fine-dispersed scaly particles (versions) obtained by this method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2543228C2 (en) * | 2012-08-24 | 2015-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Эффективные инженерные решения" | Production of fibres from mineral stock and device to this end |
| RU2804530C1 (en) * | 2022-06-10 | 2023-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ВОРОНЕЖСКИЙ КОМБИНАТ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ" | Method for production of mineral wool thermal insulation materials based on basalt rocks and resulting mineral wool insulation based on environmentally friendly basalt rocks |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101626984B (en) | Process and apparatus for making mineral fibres | |
| US6209355B1 (en) | Method for melting of glass batch materials | |
| US4337074A (en) | Process for production of mineral wool fibers | |
| JPS5857374B2 (en) | Fiber manufacturing method | |
| CN108330233A (en) | A kind of molten slag dry-type centrifugal granulation and residual neat recovering system with slag caching and flow control function | |
| JP6677707B2 (en) | Apparatus for melting glass, including furnaces, channels and barriers | |
| US11034606B2 (en) | Method and an apparatus for making a mineral melt | |
| EP2051946B1 (en) | Process for making mineral fibres | |
| DK166960B1 (en) | METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING GLASS PRODUCTS | |
| EP2788294B1 (en) | A method for recycling material when making a mineral melt | |
| RU2352531C1 (en) | Method for production of fiber from mineral raw materials | |
| CA2065357C (en) | The destruction and re-use of mineral wool scrap | |
| US6245282B1 (en) | Apparatus and method for forming fibers from thermoplastic fiberizable materials | |
| US3990878A (en) | Glass melting apparatus | |
| RU2270810C2 (en) | Rock wool production method and plant | |
| CN103189320A (en) | Apparatus and method for producing mineral melts | |
| CN116425411B (en) | Microfiber glass wool blowing molding device | |
| RU2217392C2 (en) | Unit for production of mineral low-melting melts of super-thin basalt fiber | |
| RU2016852C1 (en) | Cyclone glass furnace | |
| RU2266872C2 (en) | Method and apparatus for manufacturing mineral filaments | |
| WO2009134216A1 (en) | Method for producing fibres from rocks and a plant for carrying out said method | |
| SU1299988A1 (en) | Method for removing non-fibrous inclusions from mineral wool | |
| SU1121572A1 (en) | Cyclone melting unit | |
| JPS62143829A (en) | Glass product manufacturing method and equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140731 |