Устройство для вытягивания волокна из расплава тугоплавких стекол

 

„„SU„„932760 A 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 03 В 37/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 плавильный сосуд с фильерами в дне, расположенный в рабочем пространстве печи, образованном внутренней поверхностью высокотемпературного резистивного оксидного электронагревателя без прямого контакта с ним, механизм намотки и холодильник, расположенный под фильерами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества волокна за счет обеспечения постоянства его диаметра, а также повышения устойчивости стеклоплавильного сосуда, оно снабжено соединенным с дном стеклоплавильного сосуда дополнительным высокотемпературным электронагревателем, (21) 3232136> .33 (22) 06.01.81 (46) 07.03.91. Бюл. И- 9 (71) Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности (72) Ю.С.Торопов, С.Ю.Плинер, Д,С.Рутман, Г.А.Таксис, N.Ñ.Àñëàíoâà и В.Е.Хазанов (53) 666.189.212 (088.8) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТЯГИВАНИЯ

ВОЛОКНА ИЗ РАСПЛАВА ТУГОПЛАВКИХ

СТЕКОЛ, включающее высокотемпературную печь, оснащенную высокотемпературным резистивным оксидным электронагревателем и средствами его предварительного нагрева, стеклоИзобретение относится к области производства стекловолокна, а именно к .изготовлению стекловолокна из тугоплавких стекол, применяемых для изготовления тканых теплозащитных огнеупорных материалов °

Известно устройство для производ+ ства стекловолокна, включающее стеклоплавильный сосуд из высокоогнеупорного материала с фильерами в его днище, холодильник, расположенный под днищем между фильерами, для регулирования темппературы вытягиваемых нитей на выходе из фильер, металлический электронагреватель с токоподводящими электродами для нагрева стекломассы в сосуде, метал» лический корпус печи с внутренней огнеупорной футеровкой, питатель стеклопланильного сосуда и механизм намотки стекловолокна, Стеклоплавильный сосуд этого устройства соединен в одно целое с электронагревателем и изготовлен из высокоогнеупорного материала, Роль высокотемпературного нагревателя выполняет слой металлического покрытия, нанесенного на стенки сосуда и защищенного снаружи газо-. плотным слоем из окислов.

Характеристика теплового поля стеклоплавильного сосуда зависит от конструкции металлизированного слоя и не может изменяться по конфигурации в процессе работы. Изменение температуры в днище сосуда неизбежно связано с изменением температурного поля a самом сосуде, где обеспечиваОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

932760 ется гидростатическое давление расплава. Регулирование температуры в области формирования нити обеспечивается только использованием холодильника, что мало эффективно. В

5 результате этого ухудшается качество вытягиваемых нитей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положильному эффекту,к изобретению является устройство для вытягивания волокна из расплава тугоплавких стекол, включающее высокотемпературную печь, оснащенную резистивным оксидным высокотемпературным электронагревателем и средствами его предварительного нагрева, стеклоплавильный сосуд с фильерами в дне, расположенный в рабочем

npocтранствеу ОбразОВЯККОм В TðåHHåH поверхностью высокотемпературного электронагревателя без прямого контакта с ним, холодильники, расположенные под фильерами, механизм намотки волокна.

Недостатки данно го ус трой с тв а заключаются в следующем.

Температурный режим в стеклоплавильном сосуде определяется фиксированным положением его в рабочей камере печи и может быть изменен

/ интенсивностью тепловыделения на нагревателе и перемещением сосуда внутри рабочей камеры.

Кроме того, отмечается неустойчивость стеклонлавильного сосуда в

35 печи, так как независимое крепление

его в условиях высоких температур и требование соблюдения строгого режима равномерности температуры цо всему днищу не поддается точному теплотехническому расчету и является трудно практически осуществимым.

Целью изобретения является улучшение качества волокна эа счет обеспечения постоянства его диаметра, а также повышение устойчивости стеклоплавильного сосуда.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для вытягивания волокна иэ расплава тугоплавких стекол, снабжено соединенным с дном стеклоплавильного сосуда дополнительным

° высокотемпературным электронагревателем.

Наличие в устройстве дополнительного электронагревателя обеспечивает оперативное регулирование температурного режима в дне стеклоплавильного сосуда и на фильерах, Благодаря этому в области формирования нити устраняются явления замерзания фильер и перегорания нити, а также обеспечивается получение качественного волокна с постоянным диаметром.

Дополнительный нагрев днища стеклоплавильного сосуда и фильер увеличивает термоградиент в области формирования нити, что устраняет перерождения стекла на поверхности нити, то есть способствует повышению качества последних.

Кроме того, выполнение стекло- ° плавильного сосуда в виде единой конструкции с дополнительным электронагревателем, имеющим самостоятельное крепление, позволяет повьгсить устойчивость сосуда, Это создает предпосылки для удобства центрирования при установке стеклоплавильного сосуда в печи.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, вертикальный разрез.

Устройство для вытягивания волокна из расплава тугоплавких стекол содержит печь 1 в металлическом корпусе с огнеупорной футеровкой 2, оснащенную реэистивным оксидным высокотемпературным электронагревателем 3 и нагревателями 4 его предварительного нагрева, стекплоплавильный сосуд 5 с фильерами 6 в дне, механизм намотки 7 и холодильник 8.

Со стороны нижней части печи установлен дополнительный высокотемпературный электронагреватель 9, верхняя часть которого соединена с дном стеклоплавильного сосуда.

Высокотемпературный электронагреватель 3 выполнен на основе диоксида циркония в виде трубы с односторонними вырезами. Расширенный частью электронагреватель опирается на высокоогнеупорную футеровку 2 печи. На торцах расширенной части нагревателя укреплены токоподводящие электроды 10, прижатые сверху крышкой 11, перекрывающей верхнюю горловину печи. .Вокруг электронагревателя расположены высокоогнеупорные кольцевые экраны 12, разделяющие высокоогнеупорный нагреватель от электронагревателей предварительного нагрева в виде силитовых стержней, Дополнительный высокотемпературный нагреватель аналогичен основному

9327 нагревателю, но установка его в печи иная, Утолщенная расширенная часть дополнительного электронагревателя

9 обращена вниз и торцами опирается на электроды 13, расположенные на

5 электроизоляционной конической керамической подставке 14, укрепленной на станине 15. Для намотки нити 16, вытягиваемой из стекломассы 17, предназначен барабан механизма намотки 7.

Устройство работает следующим образом, Стеклоплавильный сосуд 5 загружают. стеклянной шихтой через питатель в крышке печи (на чертеже не показано), После этого включают силитовые электронагреватели 4 и разогревают высокотемпературный электронагреватель 3 до температуры 1200ОС, пока он не . 20 станет достаточно электропроводным.

После этого на верхние электроды 10 подают силовое электрическое питание дозами, исключающими локальный перегрев всей конструкционной керамики и 25 разрушение ее.

После прогрева стеклоплавильного сосуда включают нижний высокотемпературный электронагреватель 9 и, регулируя силовую электрическую на- 30 грузку на нем, добиваются свободного истечения стекломассы 17 на торцы фильеры 6 и оттягивают нити 16 с проводкой их на барабан механизма намотки 7. Затем, корректируя выделяемую мощность на нагревателях, положение находящегося под фильерами холодильника 8, режим расхода в нем хладагента и скорость вытягиваемой нити, устанавливают нужный режим выработки волокна, соответствующий требуемому . качеству продукции. По окончании процесса получения волокна выключение производят сначала снижением температуры на высокотемпера.турных электронагревателях с отклюо чением их от электросети при 1200 C

60 6 и дальнейшим снижением температуры на силитовых нагревателях с отключением их при 300-500 С.

Во время работы высокотемпературных электронагревателей силитовые электронагреватели работают при пониженной нагрузке или могут быть отключены.

Рекомендуемая скорость нагрева и охлаждения должна гарантировать сохранность конструкционных керамических элементов устройства. Минимальная скорость нагрева и охлаждения

60 град/ч. Она может быть увеличена в зависимости от конкретного исполнения устройства.

В качестве дополнительного электронагревателя, в зависимости от назначения, производительности и технологии выработки волокна могут быть использованы нагреватели не только указанной формы, но и другие пластинчатые, стержневые, трубные. В равной степени форма стеклоплавильного сосуда, а также тип и форма основного высокотемпературного электронагревателя не îrpаничивается.

Устройство позволяет производить стекловолокно из тугоплавких стекол, например, кварцевых, при температуре до 2000 С в условиях кислородсодержащей газовой среды рабочего пространства.

Указанное техническое решение позволяет повысить качестве стекловолокна за счет обеспечения постоянства его диаметра, устранить перерождения стекла на поверхности нити, исключить обрывы и перегары нити при вытяжке.

Кроме того, повышается устойчивость стеклоплавильного сосуда.

Применение"данного изобретения позволит повысить производительность установки за счет повышения ее надежности.

Редактор О.Филиппова Техред Л.Олейник. Корректор И.Самборская

Заказ 1058 Тираж 308 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101