Многофильерный питатель для формирования минерального волокна из горных пород

 

Изобретение относится к области производства минеральных волокон из минеральных расплавов, а именно к области фильерных питателей для производства непрерывного минерального волокна, и может быть использовано при получении минеральных волокон посредством высокотемпературной переработки минеральных горных пород. Питатель содержит корпус, в нижней части которого расположена фильерная пластина, а в верхней - трубка подвода расплава минерального вещества, а также систему подогрева. Система подогрева включает подведенные к торцевым сторонам корпуса токоподводы и расположенные вдоль боковых внешних сторон корпуса по меньшей мере две электрические лампы, способные создать тепловой поток мощностью 20 - 30% от мощности, подводимой к токоподводам. Техническая задача изобретения - увеличение времени выработки без обрыва минеральных волокон. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства минеральных волокон из минеральных расплавов, а именно к области фильерных питателей для производства непрерывного минерального волокна, и может быть использовано при получении минеральных волокон посредством высокотемпературной переработки минеральных горных пород.

Известен фильерный питатель для формования волокна из базальтовых расплавов (SU авторское свидетельство 1098917, С 03 В 37/08, 1984). Указанный фильерный питатель содержит изготовленные из железосодержащих сплавов электрообогреваемую с торцов фильерную пластину, причем каждая фильера в зоне выхода расплава выполнена в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием к фильерному полю, и содержит центральный канал цилиндрической формы.

Недостатком известной конструкции следует признать ее принципиальную непригодность к формированию непрерывных волокон из-за отсутствия возможности локального прогрева расплава в корпусе питателя при значительной длине фильерной пластины.

Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в увеличении времени выработки без обрыва минеральных волокон.

Технический результат, получаемый при реализации предложенного изобретения, состоит в уменьшении себестоимости получаемых из расплава горных пород минеральных волокон за счет увеличения времени выработки без обрыва минеральных волокон.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать конструкцию многофильерного питателя для получения минерального волокна из расплава горных пород, содержащую корпус, в нижней части которого расположена фильерная пластина, а в верхней - трубка подвода расплава минерального вещества, а также систему подогрева, причем система подогрева содержит подведенные к торцевым сторонам корпуса токоподводы и расположенные вдоль боковых внешних сторон корпуса по меньшей мере две электрические лампы, способные создать тепловой поток мощностью от 20 до 30% от мощности, подводимой к токоподводам. При этом могут быть использованы как лампы, способные генерировать ИК - излучение, в частности, инфракрасная лампа, так и кварцевая галогенная лампа.

В предпочтительном варианте реализации указанные лампы расположены по обеим внешним боковым сторонам корпуса. Количество используемых ламп зависит от длины фильерной пластины, и его подбирают таким образом, чтобы было возможно осуществить локальный подогрев корпуса питателя с содержащимся в нем расплавом. Дополнительно корпус питателя может содержать перфорированный экран, расположенный над фильерной пластиной. Между указанным экраном и фильерной пластиной может быть расположена дополнительная вертикально установленная пластина, жестко закрепленная на экране и фильерной пластине.

Предпочтительно указанная дополнительная пластина разделяет пространство между экраном и фильерной пластиной на равные части. Указанные экран и пластина, расположенная под экраном, позволяют дополнительно локализовать участки расплава с обеспечением возможности их локального подогрева. Преимущественно корпус, пластина и экран питателя выполнены из платиново-родиевого сплава или любого другого электропроводящего и теплопроводящего материала, устойчивого при температуре плавления горных пород и инертного к материалу расплава. Обычно корпус питателя бывает выполнен в форме параллелепипеда, однако возможно использование формы корпуса, по меньшей мере крышка которого не параллельна фильерной пластине, лежащей в основании корпуса. С учетом необходимого подвода энергии к расплаву в корпусе токоподводы желательно выполнять с возможностью подведения электрического тока мощностью 4 - 40 кВт.

При реализации совокупности признаков, введенной в независимый пункт формулы изобретения, обеспечивается возможность плавного регулирования параметров расплава горной породы при одновременном уменьшении расхода электроэнергии, подаваемой к фильерному питателю. Уменьшение расхода электроэнергии в совокупности с повышением однородности тепловых характеристик расплава приводит к увеличению ресурса работы питателя, а также к стабилизации температуры фильерной пластины. Все вышеизложенное позволяет уменьшить себестоимость получаемого минерального волокна.

На чертеже приведена схематично конструкция предложенного питателя, при этом использованы следующие обозначения: корпус 1 питателя, токоподвод 2, фильерная пластина 3, трубка 4 подвода расплава, внешняя лампа 5.

Предложенное устройство в предпочтительном варианте использования фильерной пластины, содержащей 400 фильер, содержит две кварцевые галогенные лампы мощностью 0,4 КВт, расположенные по обе боковые стороны многофильерного питателя, перфорированный экран, расположенный над фильерной пластиной, и дополнительно установленную между экраном и фильерной пластиной вертикально ориентированную пластину, разделяющую подэкранный объем питателя на равные части. Расплав горной породы (базальта), полученный любым известным способом, поступает от фидера в корпус питателя. Температура расплава составляет примерно 1380 - 1450^oС. Поток расплава проходит через отверстия в экране. При прохождении потока через экран происходит гомогенизация потока с выравниванием его температуры по объему расплава, а также подогрев, поскольку перфорированный экран кроме функции гомогенизации расплава дополнительно выполняет функцию нагревателя. Использование бокового подогрева расплава базальта позволяет выровнять температурный профиль расплава, поступающего на фильеры по обе стороны от вертикально установленной пластины. Затем расплав проходит через фильеры, причем образующиеся минеральные волокна наматывают на бобины. При этом дополнительное использование бокового подогрева расплава кварцевыми лампами позволило увеличить в среднем время выработки без обрыва минеральных волокон до 0,7 часа, что позволило уменьшить себестоимость получаемых из расплава горных пород минеральных волокон в среднем на 22%.

Использование совокупности признаков, введеной в независимый пункт формулы, позволяет обеспечить возможность плавного регулирования параметров расплава горной породы при одновременном уменьшении расхода электроэнергии, подаваемой к фильерному питателю. Уменьшение расхода электроэнергии в совокупности с повышением однородности тепловых характеристик расплава приводит к увеличению ресурса работы питателя, а также к стабилизации температуры фильерной пластины.

Все вышеизложенное позволяет уменьшить себестоимость получаемого минерального волокна.

Формула изобретения

1. Многофильерный питатель для получения минерального волокна из расплава горных пород, содержащий корпус, в нижней части которого расположена фильерная пластина, а в верхней - трубка подвода расплава минерального вещества, а также систему подогрева, отличающийся тем, что система подогрева содержит подведенные к торцевым сторонам корпуса токоподводы и расположенные вдоль боковых внешних сторон корпуса по меньшей мере две электрических лампы, способные создать тепловой поток мощностью 20-30% от мощности, подводимой к токоподводам.

2. Питатель по п. 1, отличающийся тем, что использована электрическая лампа, способная генерировать ИК-излучение.

3. Питатель по п.1, отличающийся тем, что использована кварцевая галогенная лампа.

4. Питатель по п.1 или 3, отличающийся тем, что указанные лампы расположены по обеим внешним боковым сторонам корпуса.

5. Питатель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что дополнительно корпус питателя содержит перфорированный экран, расположенный над фильерной пластиной.

6. Питатель по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что между указанным экраном и фильерной пластиной расположена дополнительная вертикально установленная пластина, жестко закрепленная на экране и фильерной пластине.

7. Питатель по п.6, отличающийся тем, что указанная дополнительная пластина разделяет пространство между экраном и фильерной пластиной на равные части.

8. Питатель по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что корпус, пластина и экран питателя выполнены из платиново-родиевого сплава или любого другого электропроводящего и теплопроводящего материала, устойчивого при температуре плавления горных пород и инертного к материалу расплава.

9. Питатель по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что корпус питателя выполнен в форме параллелепипеда.

10. Питатель по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что токоподводы выполнены с возможностью подведения электрического тока мощностью 4-40 кВт.

РИСУНКИ

Рисунок 1