УСТРОЙСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН Российский патент 2019 года по МПК C03B37/02 

Изобретение относится к непрерывному плавлению, обработке расплава базальта и производству непрерывных базальтовых волокон.

Обычно устройство изготовления непрерывных базальтовых волокон включает подачу подготовленной шихты (дробленная базальтовая порода), ее подогрев, плавление, подогрев расплава, удаление не базальтовых примесей, дегазацию расплава базальта, непрерывное формирование расплава в непрерывные базальтовые волокна. Кипящий слой расплава формируется за счет применения перфорированного гарнисажного ограждения.

Известен способ для непрерывного плавления базальта, заключающийся в том, что базальтовую шихту подают в печь, где она плавится за счет теплоты радиационного излучения, конструкция имеет существенный участок подогрева базальтовой шихты, зону плавления шихты, участок расплавленного базальта и требует перегрева расплава для естественной дегазации, и с помощью фильерных установок получают непрерывные базальтовые волокна. Данный способ описан в учебнике «Основы производства базальтовых волокон и изделий» / Д.Д. Джигирис, М.Ф. Махова, - М: Теплоэнергетик, 2002.

Недостатком данного способа является большой расход энергии, существенный габариты и загрязненность расплава базальта.

Ближайшим аналогом к предлагаемому устройству является устройство получения непрерывного базальтового волокна (RU 2412120).

Устройство содержит бункер с дозатором и загрузчиком базальтового сырья с загрузочным устройством, плавильную печь, ванну печи, плавильную площадку, порог ванны, коллектор дымоудаления, горелки печи, теплообменник - рекуператор, фидер, фидерные горелки, фильерные питатели, механизм нанесения замасливателя, механизм намотки волокна на бобины.

Недостатками ближайшего аналога являются сложная конструкция, которая имеет значительные теплопотери, большое потребление энергоносителя на поддержание высоких температур в плавильной печи, стабилизирующей секции и длинном фидере. Плавильная печь, стабилизирующая секция и фидер со сливными устройствами соединены последовательно, что делает путь расплава от места загрузки и плавления базальта до места выработки расплава через фильерные питатели достаточно длинным. Это требует значительных расходов энергии для поддержания высоких температур расплава по всему пути его следования. Кроме этого для естественной дегазации требуются существенные габариты устройства и высокая температура, которые приводят к тепловым потерям и перерасходу энергоресурсов. В конструкции отсутствует технологическая возможность по удалению легких и тяжелых фракций не базальтовых элементов, что приводит к ухудшению качества базальтовых нитей (их загрязненность) и более частым остановам устройства для удаления из агрегата неизбежно попадаемых примесей.

Техническая задача состоит в улучшении качества изделия, удешевлении производства и уменьшении тепловых потерь.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве, содержащем фидерную печь, бункер с дозатором и загрузчиком базальта, теплообменник, плавильную печь с ванной и фидер, при этом печь и фидер перекрыты сводом, в котором размещены горелки, в фидере установлены фильерные питатели, под которыми размещены механизмы нанесения замасливателя и намотки волокна на бобины, согласно изобретению, в начале печи установлен конвейер для подачи шихты, далее под печи выполнен наклонным, перфорированным, с установленным под ним насосом для подачи газа, затем под выполняют горизонтальным, под которым, также как и в торцевых стенках печи, расположена система охлаждения в виде труб, а в зоне выгрузки установлена перегородка, отделяющая зону вакуумирования с установленным в ней нагнетательным насосом.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство содержит фидерную печь 1, бункер 2 с дозатором и загрузчиком базальта, теплообменник 3, печь и фидер перекрыты сводом 4 с установленными горелками 5, фильерные питатели 6, под которыми размещены механизмы нанесения замасливателя 7 и намотки волокна на бобины 8, конвейер 9, под печи 10 с перфорацией 11 и с установленным под ним насосом 12, перегородку 13, зону вакуумирования 14 с установленным нагнетательным насосом 15, систему охлаждения в виде труб 16 под горизонтальной частью пода 17 и в торцевых стенках 18 в районе выгрузки, над зоной выгрузки выполнено отверстие 19.

Устройство работает следующим образом:: шихту по конвейеру 9 подают в зону подогрева шихты до температур 250-600°С и удаляют влагу путем подачи газа через перфорацию 11, после чего она попадает в зону кипящего слоя. Далее она попадает в зону выравнивания температур, где с помощью теплообменника 3 выравнивается температура расплава. В зоне происходит дегазация расплава, которая создается в зоне вакуумирования 14, после чего расплав попадает в зону непрерывной разливки. Устанавливаются два или более щелевых или струйных фильерных питателей 6, через которые наматывающей машиной 8 происходит вытяжка и намотка на бобины первичных непрерывных волокон. Количество фильерных питателей, установленных в фидере, может быть увеличено. Для разогрева в момент пуска и в исключительных случаях для поддержания требуемых температур расплава в фидерах на их своде установлены фидерные горелки 5 (в нормальном, устоявшемся режиме горелки не работают).

Благодаря наличию стенки 13 предусмотрен пережим, позволяющий организовать минимальный слой базальтового расплава для эффективной дегазации расплава в зоне вакуумирования 14. Здесь же предусмотрено технологическое отверстие 19 для создания разряженной атмосферы.

Изобретение относится к устройству для получения непрерывных базальтовых волокон. Устройство содержит фидерную печь, бункер с дозатором и загрузчиком базальта, теплообменник, при этом печь и фидер перекрыты сводом с установленными горелками, в фидере установлены фильерные питатели, под которыми размещены механизмы нанесения замасливателя и намотки волокна на бобины. В начале печи установлен конвейер для подачи шихты, далее под печи выполнен наклонным, перфорированным, с установленным под ним насосом для подачи газа, затем под выполняют горизонтальным, под которым, так же как и в торцевых стенках печи, расположена система охлаждения в виде труб, а в зоне выгрузки установлена перегородка, отделяющая зону вакуумирования с установленным в ней нагнетательным насосом. Технический результат – улучшение качества получаемых волокон. 1 ил.

Устройство для производства базальтовых непрерывных волокон, содержащее фидерную печь, бункер с дозатором и загрузчиком базальта, теплообменник, при этом печь и фидер перекрыты сводом с установленными горелками, в фидере установлены фильерные питатели, под которыми размещены механизмы нанесения замасливателя и намотки волокна на бобины, отличающееся тем, что в начале печи установлен конвейер для подачи шихты, далее под печи выполнен наклонным, перфорированным, с установленным под ним насосом для подачи газа, затем под выполнен горизонтальным, под которым, так же как и в торцевых стенках печи, расположена система охлаждения в виде труб, а в зоне выгрузки установлена перегородка, отделяющая зону вакуумирования с установленным в ней нагнетательным насосом.