Фильерный питатель для формования волокна из базальтовых расплавов Советский патент 1984 года по МПК C03B37/08 

Изобретение относится к производ ству волокна из расплавов горных по род типа базальта. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является фильерный питатель для формования волокна из базальтовых расплавов, включающий изготовленные из железосодержащих сплавов электрообогреваемую фильерную пластину и фильеры вьтолненные по центру с каналом цилиндрической формы С Преимуществом таких питателей является недефицитность материалов для их изготовления и отсутствие потерь драгметаллов, поэтому питате ли нашли широкое применение в произ водстве базальтового штапельного волокна по методу раздува струй рас плава воздухом (ВРВ). Недостатком, ограничивающим использование данных питателей для пр изводства других видов базальтового волокна (непрерывное, супертонкое и т.п.), является низкая производительность из-за малой устойчивости процесса формования нитей: наблюдается большая неравномерность по диаметру и обрывность нитей. Причиной этого является повмпенная смачиваемость железосодержащих сплавов, из которых выполнены фильеры, базальто вым расплавом, в котором содержится значительное количество ионов железа. Увеличение смачиваемости приводит к увеличению коэффициента трения между поверхностью и расплавом, в результате чего движение расплава по срезу фильеры, происходящее при образовании луковицы, замедляется, Снижение скорости расплава на периферии луковицы приво дит к его чрезмерному охлаждению и частичной кристаллизации, нарушающей устойчивость формования нитей. Повышение скоростц движения расплав в луковице путем уменьшения диаме ра фильер не дает положительного результата, так как, снижается темп ратура на срезе фильер за счет умен шения передачи тепла от фильерной пластины теплопроводностью через .стенку фильеры, уменьшение толщины стенок фильер снижает их механичес кую прочность, что приводит к повре дению фильер при чистке питателя. Цель изобретения - повышение про изводительности. 7 Поставленная цель достигается тем, что в фильерном питателе для формования волокна из базальтовых расплавов, включающем изготовленные из железосодержащих сплавов электрообогреваемую ф1й1ьерную пластину и фильеры, выполненные по центру с каналом цилиндрической формы, каждая фильера в зоне выхода расплава выполнена в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием к фильерному полю, причем соотношение размеров фильеры dg: d.: h составляет от 1: 1,8:1,2:0,8 до 1:2,6:1,6:1,2, где d(j - диаметр выходного отверстия, d - диаметр большего основания конуса, dj - диаметр меньшего основания конуса, h - высота конуса. Указанные пределы соотношения размеров питателя при заданном диаметре отверстия описывают толщину стенки и конусность фильеры и обоснованы следующим. При уменьшении соотношения размеров ниже нижнего предела стенка становится тонкой, а конусность уменьшается, что не обеспечивает сохранения температуры на срезе фильеры и ее механическую прочность. При увеличении соотношения размеров выше верхнего предела увеличивается толщина стенки на срезе сопла, что увеличивает размер луковицы и приводит к замедлению движения расплава по ее периферии, понижению температуры и кристаллизации. Оптимальными являются средние значения величин в указанных пределах соотношения размеров. На фиг. 1 изображен фильерный питатель, общий вид-, на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (одна из фильер в свёрном варианте исполнения в увеличенном масштабе). Фильерный питатель имеет изготовленную из железосодержащих сплавов фильерную пластину 1 и фильеры 2. На торцах фильерной пластины 1 расположены токоподводы 3, подключенные к источнику греющего тока. Фильерный питатель устанавливается под выработочным очком, в котором находится базальтовый расплав 4 для формирования непрерывных нитей 5. В соответствии с изобретением, соотношение обозначенных на фиг. 2 ,размеров d.: h выполнено в пределах от 1:1,8:1,2:0,8 до 1:2,6: : 1,6:1,2. В варианте изготовления питателя фрезерованием отливки (не

показано) указанные обозначения размеров относятся к конусной части фильеры, без учета технологических радиусов.

При работе питателя фильерная пластина 1 нагрета до рабочей температуры. Расплав 4 выходит из отверстия фильеры 2, образуя на срезе сопла луковицу небольшого размера, в результате чего скорость расплава повышена. Коническая форма фильеры 2 способствует сохранению как необходимой вьфаботочной температуры на срезе фильер, так и механической

прочности фильер. Повышение скорости движения расплава в луковице предотвращает его чрезмерное охлаждениеу устраняет кристаллизационные явления и повышает устойчивость процесса формования нитей 5. Это способствует повьш1ению его производительности.

Использование изобретения позволит расширить область применения фильерных питателей из недефицитных жаростойких сплавов, увеличить вьфаботку супертонких и непрерывных волокон из базальта, являющихся перспективными строительными материалами.

ФИЛЬЕРНЫЙ ПИТАТЕЛЬ ,ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ВОЛОКНА ИЗ БАЗАЛЬТОВЫХ РАСПЛАВОВ, включающий изготовленные из железосодержащих сплавов электрообогреваемую фильерную пластину и фильеры, выполненные по центру с каналом цилиндрической формы, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, каждая фильера в зоне выхода расплава выполнена в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием к фильерному полю, причем соотношение размеров фильеры do d-,: Ь сос тавляет от 1:1,8:1,2:0,8 до 1:2,6: :1,6:Ц2, где d - диаметр выходного отверстия, d - диаметр большего основания конуса, d - диаметр меньшего основания конуса, h - высота конуса. со 00 QD