Способ производства волокна из природного базальта

 

Изобретение может быть использовано на заводах по производству стеклянного волокна и волокна из природного базальта. Способ включает загрузку базальта, его плавление и гомогенизацию посредством пропускания электроэнергии через расплав базальта с помощью как минимум двух электродов в каждой зоне, причем удельный расход электроэнергии на 1 кг расплава в зонах плавления, гомогенизации и подачи расплава на фильерный питатель должен быть не менее 5 кВт, а промежуточное расстояние между электродами должно находиться в пределах 100-700 мм. Способ дополнительно включает стадию барботажа расплава базальта в зоне гомогенизации и/или в зоне плавления базальта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству волокна из природного базальта и может быть использовано на заводах по производству стеклянного волокна и волокна из природного базальта.

Базальтовые волокна по всем основным характеристикам существенно превосходят традиционное алюмоборосиликатное стекло, приближаясь по своим показателям к более дорогим высокомодульным волокнам. Это делает базальтовое волокно привлекательным для широкого круга потребителей.

Известен способ получения базальтового волокна, включающий подачу базальтовой породы, нагрев ее до температуры плавления, гомогенизацию расплава и вытягивание непрерывных волокон [1].

Недостатком известного способа является большое энергопотребление, материалоемкость конструкции печи и низкий коэффициент полезного времени процесса.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ получения базальтовых волокон, включающий загрузку базальта, подачу расплава на фильерный питатель, гомогенизацию расплава и формование волокон [2].

Недостатком известного способа является недостаточная степень осветления базальта, большая энергоемкость процесса и высокая материалоемкость.

Техническим результатом является повышение производительности и снижение энергоемкости; материалоемкости процесса и установки.

Технический результат достигается тем, что способ производства волокна из природного базальта, включающий загрузку базальта, плавление, подачу расплава на фильерный питатель, гомогенизацию расплава и формование волокон, причем плавление и гомогенизацию базальта осуществляют посредством пропускания электрической энергии через расплав базальта с помощью как минимум двух электродов в каждой зоне, удельный расход электроэнергии на 1 кг расплава на стадии плавления, гомогенизации и подачи расплава на фильерный питатель должен быть не менее 5 кВт, а промежуточное расстояние между электродами должно находиться в пределах 100-700 мм, причем способ дополнительно включает стадию барбатажа расплава базальта в зоне гомогенизации и/или в зоне плавления базальта, а на стадии гомогенизации расплава осуществляют локальную подачу тепловой энергии с помощью газовой или жидкостной форсунки на зеркало расплава в непосредственной близости или в зону подачи расплава в фильерный питатель, температура зеркала расплава в зоне подачи расплава должна быть выше температуры верхнего предела кристаллизации как минимум на 10^oC.

Заявляемый способ производства волокна из природного базальта представлен на чертеже.

Показан способ производства волокна из природного базальта, включающий зону плавления I, зону II гомогенизации природного базальта, зону III подачи расплава на фильерный питатель и зону IV формования волокон.

Установка оснащена как минимум 2-мя электродами 1 в зонах плавления I и гомогенизации II и двумя электродами 2 в зоне III подачи расплава на фильерный питатель.

Пример 1. Природный базальт в виде небольших кусков поступает в загузочное отверстие. Под действием передачи тепловой энергии от расплава базальта куски базальта плавятся. Температура расплава базальта, находящегося в варочной части, поддерживают за счет пропускания электроэнергии через расплав базальта с помощью двух электродов, промежуточное расстояние между которыми 100 мм. Затем базальт поступает в зону гомогенизации, где ведут осветление и дегазацию. Далее расплавленный базальт поступает на фильерный питатель, где под действием электрического тока (удельный расход электроэнергии на 1 кг расплава 5 кВт) набирает необходимую температуру для преодоления гидравлических сопротивлений и доводки расплава до определенной текучести. Температура зеркала расплава должна быть выше верхнего предела кристаллизации (порядка 1500^oC) на 10^oC, т.е. 1510^oC. Под действием гидростатического давления происходит формование волокон.

Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1, но промежуточное расстояние между электродами равно 700 мм, а удельный расход электроэнергии на 1 кг расплава равен 7 кВт.

Формула изобретения

1. Способ производства волокна из природного базальта, включающий загрузку базальта, плавление, подачу расплава на фильерный питатель, гомогенизацию расплава и формование волокон, отличающийся тем, что плавление и гомогенизацию природного базальта осуществляют посредством пропускания электроэнергии через расплав базальта с помощью как минимум двух электродов в каждой зоне, причем удельный расход электроэнергии на 1 кг расплава в зонах плавления, гомогенизации и подачи расплава на фильерный питатель должен быть не менее 5 кВт, а промежуточное расстояние между электродами должно находиться в пределах 100 700 мм.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно включает стадию барботажа расплава базальта в зоне гомогенизации и/или в зоне плавления базальта.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зону гомогенизации осуществляют подачу тепловой энергии с помощью газовой или жидкостной форсунки на зеркало расплава в непосредственной близости или в зону подачи расплава в фильерный питатель.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура зеркала расплава в зоне подачи расплава должна быть выше верхнего предела кристаллизации как минимум на 10^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1