[go: up one dir, main page]

UA18630U - Method for producing continuous basalt fiber - Google Patents

Method for producing continuous basalt fiber Download PDF

Info

Publication number
UA18630U
UA18630U UAU200605495U UAU200605495U UA18630U UA 18630 U UA18630 U UA 18630U UA U200605495 U UAU200605495 U UA U200605495U UA U200605495 U UAU200605495 U UA U200605495U UA 18630 U UA18630 U UA 18630U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
melting furnace
solution
melt
composition
fibers
Prior art date
Application number
UAU200605495U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Viktor Fedorovych Kibol
Oleksandr Borysovych Biland
Roman Viktorovych Kibol
Original Assignee
Viktor Fedorovych Kibol
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Viktor Fedorovych Kibol filed Critical Viktor Fedorovych Kibol
Priority to UAU200605495U priority Critical patent/UA18630U/en
Publication of UA18630U publication Critical patent/UA18630U/en

Links

Landscapes

  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

A method for producing continuous basalt fiber comprises operations of loading grounded composition into the melting furnace, melting thereof, homogenization of the melt, subsequent stabilization of the melt in the feeder of melting furnace, stretching the fiber, its lubrication and winding on the reel. Before loading composition into the melting furnace it is kept in the solution of alkali for 15-20 minutes.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Пропонована корисна модель стосується технології виробництва безперервних неорганічних волокон, 2 переважно, з розплавлених мінералів витягуванням. Згадані безперервні неорганічні волокна можуть бути використані для одержання термостійких ниток, ровінгів, рублених волокон, тканин, композиційних матеріалів і виробів на їх основі.The proposed useful model relates to the technology of production of continuous inorganic fibers, 2 mainly from molten minerals by drawing. The mentioned continuous inorganic fibers can be used to obtain heat-resistant threads, rovings, chopped fibers, fabrics, composite materials and products based on them.

У СНД і в інших країнах інтенсивно розвивається виробництво волокнистих матеріалів на основі мінеральних, скляних та інших волокон. Але зростаючі технічні вимоги до цих матеріалів, а також дефіцит сировини стримує 70 зростання обсягів їх виробництва.The production of fibrous materials based on mineral, glass and other fibers is intensively developing in the CIS and other countries. But the growing technical requirements for these materials, as well as the shortage of raw materials, restrains the growth of their production volumes.

Забезпечення зростаючих потреб у волокнистих матеріалах визначає різке підвищення їх якості. У зв'язку з цим у СНД розвивається промислове виробництво базальтових волокон і матеріалів на їх основі, де у якості вихідної однокомпонентної сировини використовуються гірські породи - базальти, габбро-діабази, порфірити та інші. 19 Використання базальтових волокон в якості сировини дає можливість випускати матеріали, що заміняють азбест, метал, деревину тощо.Ensuring the growing needs for fibrous materials determines a sharp increase in their quality. In this regard, the industrial production of basalt fibers and materials based on them is developing in the CIS, where rock rocks - basalts, gabbro-diabases, porphyrites and others - are used as the initial single-component raw materials. 19 The use of basalt fibers as raw materials makes it possible to produce materials that replace asbestos, metal, wood, etc.

Найбільш близьким до пропонованого способу за кількістю суттєвих ознак є спосіб одержання безперервного базальтового волокна, який включає операції завантаження здрібненого складу в плавильну піч, його плавлення, гомогенізацію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі, витягування волокна, його замаслювання і намотування на бобіну (патент на винахід РФ Мо02118300, МПК 6 СО3В37/02, 1998р.1.The closest to the proposed method in terms of the number of essential features is the method of obtaining continuous basalt fiber, which includes the operations of loading the crushed composition into the melting furnace, its melting, homogenization of the melt, subsequent stabilization of the melt in the feeder of the melting furnace, drawing out the fiber, oiling it and winding it on a bobbin ( invention patent of the Russian Federation Mo02118300, IPC 6 СО3В37/02, 1998.1.

Недолік описаного способу полягає у недостатній міцності і хімічній стійкості одержуваних у описаний спосіб безперервних волокон, оскільки температурний інтервал вироблення волокон вузький. Різниця між температурою вироблення волокна і верхньою границею кристалізації в середньому складає 70-100 2, що приводить до нестабільності процесу витяжки безперервного волокна, оскільки у зазначеному температурному режимі має місце первинна кристалізація розплаву, що приводить до обриву нитки. Практика показує, що 8 температура вироблення повинна бути не менше, ніж на 1109С вищою за температуру верхньої границі кристалізації.The disadvantage of the described method is the insufficient strength and chemical resistance of the continuous fibers obtained by the described method, since the temperature interval for the production of fibers is narrow. The difference between the temperature of fiber production and the upper limit of crystallization is on average 70-100 2, which leads to the instability of the continuous fiber drawing process, since in the specified temperature regime the primary crystallization of the melt takes place, which leads to thread breakage. Practice shows that the production temperature should be at least 1109C higher than the temperature of the upper limit of crystallization.

В основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такого способу, який би забезпечив одержання зміцнених і хімічно стійких волокон за рахунок створення умов для зменшення кількості дефектів на о 3о поверхні волокон. соThe proposed useful model is based on the task of creating a method that would ensure the production of strengthened and chemically resistant fibers by creating conditions for reducing the number of defects on the surface of the fibers. co

Поставлена задача вирішується пропонованим способом, який, як і відомий спосіб виробництва безперервного базальтового волокна, включає операції завантаження здрібненого складу в плавильну піч, його і плавлення, гомогенізацію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі, витягування (ее) волокна, його замаслювання і намотування на бобіну, а, відповідно до пропозиції, перед завантаженням складу в плавильну піч його витримують у розчині лугу протягом 15-20 хвилин, потім промивають проточною водою -- протягом 20-30 хвилин, а після промивання проточною водою завантажують у плавильну піч.The task is solved by the proposed method, which, like the known method of continuous basalt fiber production, includes the operations of loading the crushed composition into the melting furnace, its melting, homogenization of the melt, subsequent stabilization of the melt in the feeder of the melting furnace, pulling out (ee) fiber, oiling it and winding on a bobbin, and, according to the proposal, before loading the composition into the melting furnace, it is kept in an alkali solution for 15-20 minutes, then washed with running water for 20-30 minutes, and after washing with running water, it is loaded into the melting furnace.

Особливістю пропонованого способу є і те, що в якості розчину лугу використовують розчин гідроокису натрію (мМаон) і гідроокису калію (КОН) з концентрацією (0,1...0,5)М. « дю Ідея корисної моделі полягає у створенні умов для одержання розплаву з кислотністю рН 5-7. Оскільки, як з показали експерименти, саме така кислотність розплаву забезпечує одержання однорідного хімічного складу - с кислі компоненти розплаву, взаємодіючи з лужними, забезпечують одержання хімічно нейтрального розплаву. :з» При цьому в умовно нейтральному розплаві при його охолодженні не виникають газові мікропухирці, як в традиційних розплавах гірських порід, що суттєво зменшує кількість поверхневих дефектів на одержаних волокнах і дозволяє зменшити діаметр елементарних волокон без зменшення їх міцності. Авторами - 15 експериментально встановлений факт утворення на поверхні одержуваних волокон речовин, що мають структури подібні до структур преципітатів, які виникають після обробки шихти пропонованого складу перед Її (ее) зануренням у плавильну піч розчином лугу. Такі структури істотно підвищують поверхневу міцність волокон. б» Також авторами експериментально знайдені режимні параметри обробки даного складу від його завантаження в плавильну піч до одержання безперервних базальтових волокон. (95) 20 Так, при витримці пропонованого складу (шихти) у розчині лугу менше 15 хвилин ефект від використання о пропонованого способу практично не відчувається. Витримка ж шихти в розчині лугу більше 20 хвилин економічно не виправдана.A feature of the proposed method is that a solution of sodium hydroxide (mMaon) and potassium hydroxide (KOH) with a concentration of (0.1...0.5) M is used as a solution of alkali. du The idea of a useful model is to create conditions for obtaining a melt with an acidity of pH 5-7. Since, as experiments have shown, it is precisely this acidity of the melt that ensures a homogeneous chemical composition - the acidic components of the melt, interacting with the alkaline ones, ensure the production of a chemically neutral melt. At the same time, gas microbubbles do not appear in the conditionally neutral melt during its cooling, as in traditional rock melts, which significantly reduces the number of surface defects on the obtained fibers and allows the diameter of elementary fibers to be reduced without reducing their strength. The authors - 15 experimentally established the fact of the formation on the surface of the obtained fibers of substances having structures similar to the structures of precipitates, which arise after processing the charge of the proposed composition before its (ee) immersion in a melting furnace with a solution of alkali. Such structures significantly increase the surface strength of fibers. b" Also, the authors experimentally found regime parameters for processing this composition from loading it into the melting furnace to obtaining continuous basalt fibers. (95) 20 So, when the proposed composition (charge) is left in the alkali solution for less than 15 minutes, the effect of using the proposed method is practically not felt. Keeping the charge in the lye solution for more than 20 minutes is not economically justified.

Промивання шихти проточною водою виконується протягом 20-30 хвилин, оскільки цього часу досить для видалення лугу, наявність якого в шихті може призвести до корозії стінок плавильної печі. 59 Пропонований спосіб застосовували на складі шихти для одержання безперервного базальтового волокна, с який містить суміш окислів кремнію (5іО»), алюмінію (АІ»Оз), титану (ТіО»), заліза (РеоО»з і Ред), кальцію (Сад), магнію (Мо9О), марганцю (МпО), калію (К»О), натрію (Ма»О), барію (ВаО), при наступному співвідношенні компонентів, мас.бою: бо АІг2О3 15,90-18,10 тібо 0,75-1,20The charge is washed with running water for 20-30 minutes, as this time is enough to remove alkali, the presence of which in the charge can lead to corrosion of the walls of the melting furnace. 59 The proposed method was used in the composition of the charge for obtaining a continuous basalt fiber, which contains a mixture of oxides of silicon (5iO), aluminum (Al»Oz), titanium (TiO»), iron (ReoO»z and Red), calcium (Sad) , magnesium (Mo9O), manganese (MpO), potassium (K»O), sodium (Ma»O), barium (BaO), with the following ratio of components, weight: bo AIg2O3 15.90-18.10 or 0 ,75-1,20

ГеоОз-БеО -7,51-9,53GeoOz-BeO -7.51-9.53

Са 6,41-8,95 65 Мао 2,50-6,40Ca 6.41-8.95 65 Mao 2.50-6.40

Ко 1,60-2,72Ko 1.60-2.72

Маго 3,30-4,10Maybe 3.30-4.10

РОБ 0,23-0,50ROB 0.23-0.50

ОЗ 0,02-0,15OZ 0.02-0.15

Мпо 0,12-0,21Mpo 0.12-0.21

Вао 0,05-0,19 домішки до1,00Vao 0.05-0.19 impurities up to 1.00

Оз решта,oh the rest

В якості домішок в пропонованому складі є (у мас.9б):As impurities in the proposed composition there are (in mass. 9b):

Сг2Оз 0,010-0,0315Cg2Oz 0.010-0.0315

Со203 0,0005-0,0047Co203 0.0005-0.0047

Іо) 0,0079-0,0091 со 0,0065-0,0087 ло 0,0083-0,0159Io) 0.0079-0.0091 so 0.0065-0.0087 lo 0.0083-0.0159

СагОз 0,0029-0,0051SagOz 0.0029-0.0051

Вр2о 0,0049-0,0095Vr2o 0.0049-0.0095

Це) 0,0585-0,0923 7702 0,0127-0,0173It) 0.0585-0.0923 7702 0.0127-0.0173

Мого 0,0011-0,0019Mine is 0.0011-0.0019

М2О5 0,029-0,043 сполуки Е 0,06-0,11 сполуки СІ 0,0270-0,0520, 7 позначається на кількості структур подібних до структур преципітатів, що виділяються на поверхні. Розчини гідроокису натрію (Маон) і гідроокису калію (КОН) мають приблизно однакові хімічні властивості, але оскільки структура матеріалу шихти неоднорідна, деякі її фрагменти більш активно вступають у реакцію з гідроокисом о зр Натрію (МаонН), а інші - з гідроокисом калію (КОН). При цьому кількість гідроокису натрію (МаонН) і гідроокису калію (КОН) у розчині приблизно однакова. Концентрація розчину гідроокису натрію (Маон) і гідроокису калію і, (КОН) складає (0,1-0,5)М. Застосування більш концентрованих розчинів економічно не виправдано. «яМ2О5 0.029-0.043 compounds E 0.06-0.11 compounds SI 0.0270-0.0520, 7 is indicated by the number of structures similar to the structures of the precipitates that stand out on the surface. Solutions of sodium hydroxide (Maon) and potassium hydroxide (KOH) have approximately the same chemical properties, but since the structure of the charge material is heterogeneous, some of its fragments react more actively with sodium hydroxide (MaonH), and others - with potassium hydroxide (KOH ). At the same time, the amount of sodium hydroxide (NaOH) and potassium hydroxide (KOH) in the solution is approximately the same. The concentration of a solution of sodium hydroxide (Maon) and potassium hydroxide (KOH) is (0.1-0.5)M. The use of more concentrated solutions is not economically justified. "I

Така реалізація пропонованого способу забезпечує одержання зміцненого безперервного базальтового волокна. При цьому досягається також і підвищення термостійкості і кислотостійкості одержуваних безперервних соThis implementation of the proposed method ensures the production of reinforced continuous basalt fiber. At the same time, an increase in heat resistance and acid resistance of the obtained continuous so is also achieved

З5 ВОЛОКОН. -C5 FIBER. -

Спосіб здійснюють таким чином.The method is carried out as follows.

Подрібнений до дисперсності 1,0-5,0мм зазначений вище склад, подавали до ємності, заповненої розчином гідроокису натрію (МаОН) і гідроокису калію (КОН) з концентрацією 0,5М і температурою 209...-6096,.The above-mentioned composition, crushed to a dispersion of 1.0-5.0mm, was fed to a container filled with a solution of sodium hydroxide (MaOH) and potassium hydroxide (KOH) with a concentration of 0.5M and a temperature of 209...-6096.

Подрібнений склад витримували в зазначеному розчині протягом 15-20 хвилин при безперервному « перемішуванні. Потім розчин зливали і промивали подрібнену і оброблену розчином лугу шихту проточною й) с водою протягом 30 хвилин, а потім її висушували, пропускаючи повітря через шихту. Оброблену і висушену й шихту завантажували до плавильної печі, в якій встановлювали температуру 1400-20002С. З шихти одержували "» розплав, який витримували деякий час для його гомогенізації. Потім уже гомогенізований розплав подавали до зони формування волокна, яка являє собою живильник з фільєрами, де підтримували температуру, що перевищує температуру кристалізації одержаного розплаву. З філь'єр розплав виходив у вигляді крапель, що - утворюють цибулинки, які при збільшенні їх маси відривалися від філь'єр, утворюючи волокна. Витягування со волокон виконували без зупинок і уповільнень. Для попередження взаємного тертя в пучку волокон, їхнього взаємного склеювання, виконували замаслювання волокон на валковому замаслювальному пристрої.The crushed composition was kept in the indicated solution for 15-20 minutes with continuous stirring. Then the solution was drained and the crushed and alkali solution-treated charge was washed with running water for 30 minutes, and then it was dried by passing air through the charge. The processed and dried batch was loaded into the melting furnace, in which the temperature was set at 1400-20002C. A "" melt was obtained from the charge, which was kept for some time for its homogenization. Then the already homogenized melt was fed to the fiber formation zone, which is a feeder with spinnerets, where a temperature higher than the crystallization temperature of the resulting melt was maintained. The melt came out of the spinnerets in in the form of drops, forming bulbs, which, as their mass increased, broke away from the spinnerets, forming fibers. The extraction of the fibers was carried out without stopping and slowing down. To prevent mutual friction in the bundle of fibers, their mutual gluing, the fibers were lubricated on a roller oiling device .

Ге) Формування безперервного волокна відбувалося стійко.Ge) The formation of a continuous fiber took place steadily.

Як видно з таблиці 1, у порівнянні з прототипом температура верхньої границі кристалізації (Т вмк) о пропонованого складу була нижчою, а інтервал вироблення волокна розширений. 2 Крім того, експериментальна перевірка хімічної стійкості одержаних безперервних волокон до розчину соляної кислоти (НС), показала, що вони є більш кислотостійкими за волокна, виготовлені за способом-прототипом.As can be seen from Table 1, compared to the prototype, the temperature of the upper limit of crystallization (T in) of the proposed composition was lower, and the fiber production interval was extended. 2 In addition, an experimental test of the chemical resistance of the obtained continuous fibers to a solution of hydrochloric acid (HC) showed that they are more acid-resistant than fibers made by the prototype method.

Хімічну стійкість безперервних волокон до розчину кислот і лугів визначали по втраті маси з поверхні 5000см2 с при З-годинному кип'ятінні (таблиця 2). во б5The chemical resistance of continuous fibers to a solution of acids and alkalis was determined by the loss of mass from the surface of 5000 cm2 s during 3-hour boiling (table 2). in b5

Таблиця 2Table 2

Середовище Стійкість волокон, одержаних |Стійкість волокон, одержаних пропонованим способом, 90 по способу-прототипу, 90 вона 11111Environment Durability of fibers obtained | Durability of fibers obtained by the proposed method, 90 according to the prototype method, 90 it 11111

З таблиці З видно, що безперервні волокна, одержані з пропонованого складу і пропонованим способом, / мають високу стійкість не лише до кислот, а і до насиченого розчину лугу Са(ОН)», що визначає їх широке використання, наприклад, для виробництва фільтрувальних матеріалів, армуючих наповнювачів композитів тощо, стійких при експлуатації в агресивних середовищах.It can be seen from table C that the continuous fibers obtained from the proposed composition and the proposed method have a high resistance not only to acids, but also to a saturated solution of alkali Ca(OH)", which determines their wide use, for example, for the production of filter materials , reinforcing fillers of composites, etc., stable during operation in aggressive environments.

Джерела інформації: 1. Ку 2018491 С1, 28.02.79. 2. З) 649670А, 03.03.79.Sources of information: 1. Ku 2018491 C1, 28.02.79. 2. Z) 649670А, 03.03.79.

Claims (1)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Спосіб виробництва безперервного базальтового волокна, який включає операції завантаження здрібненого складу в плавильну піч, його плавлення, гомогенізацію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі, витягування волокна, його замаслювання і намотування на бобіну, який відрізняється тим, що перед завантаженням складу в плавильну піч його витримують у розчині лугу протягом 15-20 хвилин, потім промивають проточною водою протягом 20-30 хвилин, а після промивання проточною водою і висушування завантажують у плавильну піч. 29 2. Спосіб виробництва безперервного базальтового волокна за п. 1, який відрізняється тим, що як розчин шщ лугу використовують розчин гідроокису натрію (мМаон) і гідроокису калію (КОН) з концентрацією (0,1-0,5)М. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних о мікросхем", 2006, М 11, 15.11.2006. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. со (Се) (ее) ьо1. The method of production of continuous basalt fiber, which includes the operations of loading the crushed composition into the melting furnace, its melting, homogenization of the melt, subsequent stabilization of the melt in the feeder of the melting furnace, pulling out the fiber, oiling it and winding it onto a bobbin, which differs in that before loading the composition in the melting furnace, it is kept in a solution of alkali for 15-20 minutes, then washed with running water for 20-30 minutes, and after washing with running water and drying, it is loaded into the melting furnace. 29 2. The method of production of continuous basalt fiber according to claim 1, which is characterized by the fact that a solution of sodium hydroxide (mMaon) and potassium hydroxide (KOH) with a concentration of (0.1-0.5)M is used as a solution of alkali. Official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated circuits", 2006, M 11, 11/15/2006. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. so (Se) (ee) yo - . и? - (ее) (о) (95) (42) 60 б5- and? - (ee) (o) (95) (42) 60 b5
UAU200605495U 2006-05-19 2006-05-19 Method for producing continuous basalt fiber UA18630U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200605495U UA18630U (en) 2006-05-19 2006-05-19 Method for producing continuous basalt fiber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200605495U UA18630U (en) 2006-05-19 2006-05-19 Method for producing continuous basalt fiber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA18630U true UA18630U (en) 2006-11-15

Family

ID=37506878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU200605495U UA18630U (en) 2006-05-19 2006-05-19 Method for producing continuous basalt fiber

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA18630U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5047179B2 (en) Composition for producing continuous basalt fiber and method for producing the same
JP2009509909A5 (en)
RU2118300C1 (en) Method and device for production of basalt fiber
CN101811824B (en) Method for producting superfine glass wool
CN1138717C (en) Glass fiber suitable for reinforcing organic and/or inorganic materials
US20110236684A1 (en) Thermally resistant glass fibers
US8746012B2 (en) Composition and method of making a glass product with reduced greenhouse gas emission
CN1198727A (en) Method and apparatus for producing mineral fibres
CN101519272A (en) Solid waste red mud microfibers and production method thereof
EA018315B1 (en) Glass thread capable of reinforcing organic and/or inorganic materials
CN102531402A (en) Method for producing alkali-free glass fiber by albite serving as fluxible clarifying agent
PL84089B1 (en)
CN111977983B (en) Glass composition having excellent alkali resistance and yarn for textile
UA18630U (en) Method for producing continuous basalt fiber
FI119327B (en) Process for manufacturing silk-containing fiber
RU2018491C1 (en) Method for production of basalt fibers
CN102603197B (en) Method for producing alkali-free glass fiber by taking industrial slag as raw material
KR100660084B1 (en) Glass chambers, composites thereof, methods of making them, and methods of strengthening glass compositions
CN108625164B (en) Preparation method of environment-friendly energy-saving electronic-grade glass fiber cloth secondary slurry
RU2120423C1 (en) Method of manufacturing acid-resistant inorganic fibers from rocks
RU2074839C1 (en) Method of manufacturing basalt fibers
CN1242105C (en) Human body fluid dissoluble inorganic ceramic fiber textile material and process of production
CN105753001A (en) Method for washing and dealkalizing fiber in-situ synthesized calcium silicate
RU2540676C2 (en) Method of obtaining continuous basalt-based fibre
RU2361825C1 (en) Method of preparing basalt raw material