Спосіб в.ф. кібола виробництва високосилікатних неорганічних волокон з гірських порід (варіанти), технологічна лінія для здійснення способу (варіанти), безперервне і штапельне волокно (варіанти), неорганічні то

1. Спосіб виробництва безперервних неорганічних волокон з гірських порід, який включає операції завантаження здрібненої гірської породи в плавильну піч, її плавлення, гомогенізацію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі, витягування волокна, його замаслювання і намотування на бобіну, який відрізняється тим, що як гірську породу використовують дацит або ріодацит, а перед завантаженням гірської породи в плавильну піч її підігрівають до температури 700-910°С, витримують при цій температурі 5-15 хвилин до видалення хімічно зв’язаної води і вигоряння органічних складових, потім породу піддають механо-каталітичній активації до одержання часток з розміром не більше 15 мкм і нагрівають до температури 2105-2200°С до одержання розплаву зі ступенем аморфності не менше 96 % і виділення з розплаву кварцитів, що непроплавилися, наступну гомогенізацію і стабілізацію розплаву проводять при температурі 14201710°С до одержання розплаву з в’язкістю не менше 130 Пуаз, а витягування волокон здійснюють із зони розплаву, яка розташована нижче поверхневого шару. 2. Спосіб виробництва штапельних волокон з гірських порід, який включає операції завантаження здрібненої гірської породи в плавильну піч, її плавлення, гомогенізацію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі та одержання штапельного волокна з розплаву, що витікає з фільєри, який відрізняється тим, що як 2 (19) 1 3 50688 4 наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі, витягування волокна, його замаслювання і намотування на бобіну, який відрізняється тим, ної печі, витягування волокна, його замаслювання і намотування на бобіну, який відрізняється тим, що як гірську породу використовують породу на що як гірську породу використовують граніт або основі піску з вмістом окису кремнію, що дорівнює ріоліт, породу перед завантаженням у плавильну або перевищує 73 %, перед завантаженням піску в піч підігрівають до температури 750-950°С і виплавильну піч його підігрівають до температури тримують при цій температурі 20-30 хвилин до 100-450°С і витримують при цій температурі 30-60 розтріскування конгломератів і видалення парів хвилин до видалення зв’язаної води і газоподібних води, потім породу піддають механо-каталітичній включень, підігріту сировину піддають механоактивації до одержання часток розміром не більше каталітичній активації до одержання часток розмі10 мкм і нагрівають до температури 2110-2500°С ром не більше 5 мкм, потім сировину нагрівають до одержання аморфного розплаву, наступну годо температури 2115-2550°С і витримують її при могенізацію і стабілізацію розплаву проводять при цій температурі до одержання аморфного розплатемпературі 1500-1750°С до одержання розплаву ву, гомогенізацію і стабілізацію розплаву провоз в’язкістю не менше 145 Пуаз, а витягування водять при температурі 1440-1730°С до одержання локон здійснюють із зони розплаву, яка розташорозплаву з в’язкістю не менше 160 Пуаз, а витягувана нижче поверхневого шару. вання волокон здійснюють із зони розплаву, яка 5. Спосіб виробництва штапельних волокон з гіррозташована нижче поверхневого шару. ських порід, який включає операції завантаження 8. Спосіб виробництва штапельних волокон з гірздрібненої гірської породи в плавильну піч, її плаських порід, який включає операції завантаження влення, гомогенізацію розплаву, наступну стабіліздрібненої гірської породи в плавильну піч, її плазацію розплаву у фідері плавильної печі, одервлення, гомогенізацію розплаву, наступну стабіліжання штапельного волокна з розплаву, що зацію розплаву у фідері плавильної печі, одервитікає з фільєри, який відрізняється тим, що як жання штапельного волокна з розплаву, що витікає з фільєри, який відрізняється тим, що як гірську породу використовують граніт або ріоліт, породу перед завантаженням у плавильну піч підігірську породу використовують породу на основі грівають до температури 750-950°С і витримують піску з вмістом окису кремнію, що дорівнює чи пепри цій температурі 20-30 хвилин до розтріскуванревищує 73 %, перед завантаженням піску в планя конгломератів і видалення парів води, потім вильну піч його підігрівають до температури 100породу піддають механо-каталітичній активації до 450°С і витримують при цій температурі 30-60 хвиодержання часток розміром не більше 10 мкм і лин до видалення зв’язаної води і газоподібних нагрівають до температури 2110-2500°С до одервключень, підігріту сировину піддають механожання аморфного розплаву, наступну гомогенізакаталітичній активації до одержання часток розміцію і стабілізацію розплаву проводять у фідері ром не більше 5 мкм, потім сировину нагрівають плавильної печі при температурі 1500-1750°С до до температури 2115-2550°С і витримують її при одержання розплаву з в’язкістю не менше 145 Пуцій температурі до одержання аморфного розплааз, а одержання штапельного волокна здійснюють ву, гомогенізацію і стабілізацію розплаву провошляхом роздування розплаву, що витікає з фільєдять у фідері плавильної печі при температурі ри. 1440-1730°С до одержання розплаву з в’язкістю не 6. Спосіб виробництва неорганічних тонкодисперменше 160 Пуаз, а одержання штапельного волосних лускатих часток з гірських порід, який вклюкна здійснюють шляхом роздування розплаву, що чає операції завантаження здрібненої гірської повитікає з фільєри. роди в плавильну піч, її плавлення, гомогенізацію 9. Спосіб виробництва неорганічних тонкодисперрозплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері сних лускатих часток з гірських порід, який вклюплавильної печі та одержання лускатих часток з чає операції завантаження здрібненої гірської порозплаву, що витікає з фільєри, який відрізняєтьроди в плавильну піч, її плавлення, гомогенізацію ся тим, що як гірську породу використовують грарозплаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері ніт або ріоліт, породу перед завантаженням у плаплавильної печі та одержання лускатих часток з розплаву, що витікає з фільєри, який відрізняєтьвильну піч підігрівають до температури 750-950°С і ся тим, що як гірську породу використовують повитримують при цій температурі 20-30 хвилин до розтріскування конгломератів і видалення парів роду на основі піску з вмістом окису кремнію, що води, потім породу піддають механо-каталітичній дорівнює чи перевищує 73 %, перед завантаженактивації до одержання часток розміром не більше ням піску в плавильну піч його підігрівають до тем10 мкм і нагрівають до температури 2110-2500°С ператури 100-450°С і витримують при цій темперадо одержання аморфного розплаву, наступну готурі 30-60 хвилин до видалення зв’язаної води і могенізацію і стабілізацію розплаву проводять у газоподібних включень, підігріту сировину піддафідері плавильної печі при температурі 1500ють механо-каталітичній активації до одержання 1750°С до одержання розплаву з в’язкістю не мечасток розміром не більше 5 мкм, потім сировину нше 145 Пуаз, а одержання лускатих часток здійснагрівають до температури 2115-2550°С і витринюють шляхом дроблення струменя розплаву, що мують її при цій температурі до одержання аморвитікає з фільєри. фного розплаву, гомогенізацію і стабілізацію розп7. Спосіб виробництва безперервних неорганічних лаву проводять у фідері плавильної печі при волокон з гірських порід, який включає операції температурі 1440-1730°С до одержання розплаву завантаження здрібненої гірської породи в плавиз в’язкістю не менше 160 Пуаз, а одержання лусльну піч, її плавлення, гомогенізацію розплаву, катих часток здійснюють шляхом дроблення струнаступну стабілізацію розплаву у фідері плавильменя розплаву, що витікає з фільєри. 5 50688 6 10. Технологічна лінія для здійснення способу за технологічна лінія додатково містить пристрій для будь-яким з пп. 1, 4 або 7, яка містить дозатор гірмехано-каталітичної обробки сировини, теплообської породи, плавильну піч, фідер, забезпечений мінник для попереднього підігріву гірської породи, фільєрою з живильником, яка призначена для вивстановлений на дозаторі, і засоби для дроблення ходу безперервного волокна, механізми для нанеструменя розплаву, що витікає з фільєри, причому сення замаслювача, намотування волокна на бовхід пристрою для механо-каталітичної обробки біну, збереження і складування одержуваного сировини з’єднаний з виходом дозатора гірської волокна, а також засоби контролю і керування тепороди, а вихід пристрою - із входом плавильної хнологічним процесом, яка відрізняється тим, що печі, вихід якої з’єднаний з фільєрою. технологічна лінія додатково містить пристрій для 13. Безперервне волокно, виготовлене з природмехано-каталітичної обробки сировини, теплообних матеріалів гірських порід способом за п. 1, яке відрізняється тим, що виготовлене з дациту або мінник для попереднього підігріву гірської породи, встановлений на дозаторі, усереднювальну камеріодациту. ру, яка містить корпус, дно, кришку, регульовані 14. Безперервне волокно, виготовлене з природзасувки на її вході і на виході, яка призначена для них матеріалів гірських порід способом за п. 4, яке відрізняється тим, що виготовлене з граніту або гомогенізації і стабілізації розплаву, нагрівач фільєри, причому вхід пристрою для механоріоліту. каталітичної обробки сировини з’єднаний з вихо15. Безперервне волокно, виготовлене з природдом дозатора гірської породи, а вихід пристрою - із них матеріалів гірських порід способом за п. 7, яке відрізняється тим, що виготовлене з піску з вмісвходом плавильної печі, вихід якої з’єднаний із входом усереднювальної камери, вихід усереднютом окису кремнію, що дорівнює чи перевищує вальної камери з’єднаний з фідером, забезпече73 %. ним фільєрою, що підігрівається. 16. Штапельне волокно, виготовлене з природних 11. Технологічна лінія для здійснення способу за матеріалів гірських порід способом за п. 2, яке відрізняється тим, що воно виготовлене з дациту будь-яким з пп. 2, 5 або 8, яка містить дозатор гірської породи, плавильну піч, фільєру, призначену або ріодациту. для виходу штапельного волокна, механізми для 17. Штапельне волокно, виготовлене з природних збереження і складування одержуваного штапельматеріалів гірських порід способом за п. 5, яке відрізняється тим, що воно виготовлене з граніту ного волокна, а також засоби контролю і керування технологічним процесом, яка відрізняється тим, або ріоліту. що технологічна лінія додатково містить пристрій 18. Штапельне волокно, виготовлене з природних для механо-каталітичної обробки сировини, тепматеріалів гірських порід способом за п. 8, яке відрізняється тим, що воно виготовлене з піску з лообмінник для попереднього підігріву гірської породи, встановлений на дозаторі, і засоби для вмістом окису кремнію, що дорівнює чи перевищує роздування струменя розплаву, що витікає з філь73 %. єри, причому вхід пристрою для механо19. Неорганічні тонкодисперсні лускаті частки, викаталітичної обробки сировини з’єднаний з вихоготовлені з природних матеріалів гірських порід способом за п. 3, які відрізняються тим, що вони дом дозатора гірської породи, а вихід пристрою - із входом плавильної печі, вихід якої з’єднаний з виготовлені з дациту або ріодациту. фільєрою. 20. Неорганічні тонкодисперсні лускаті частки, ви12. Технологічна лінія для здійснення способу за готовлені з природних матеріалів гірських порід способом за п. 6, які відрізняються тим, що вони будь-яким з пп. 3, 6 або 9, яка містить дозатор гірської породи, плавильну піч, фільєру, призначену виготовлені з граніту або ріоліту. для виходу високосилікатних неорганічних тонко21. Неорганічні тонкодисперсні лускаті частки, видисперсних лускатих часток, механізми для збеготовлені з природних матеріалів гірських порід способом за п. 9, які відрізняються тим, що вони реження і складування одержуваних високосилікатних неорганічних тонкодисперсних лускатих виготовлені з піску з вмістом окису кремнію, що часток, а також засоби контролю і керування техдорівнює чи перевищує 73 %. нологічним процесом, яка відрізняється тим, що Пропоновані винаходи відносяться до засобів виробництва високосилікатних неорганічних безперервних, штапельних і грубих волокон, а також лускатих часток із природних мінералів кислих гірських порід, до виробів, виготовлених з цих волокон -безперервного, штапельного, грубого і до лускатих часток. Використання високосилікатних неорганічних волокон із природних матеріалів кислих порід в якості сировини дає можливість випускати екологічно чисті, стійкі до атмосферних впливів матеріа ли, які заміняють у багатьох випадках азбест, скло, метал, деревину й інші матеріали, що використовуються в будівництві. Тому зростає потреба в цих матеріалах. Гірські породи за вмістом кремнію підрозділяються на ультраосновні (1), основні (2), середні (3) і кислі (4). Є велика кількість публікацій і патентів як вітчизняних, так і закордонних, в яких описані способи і пристрої для одержання неорганічних волокон з гірських порід 1, 2, 3. При цьому авторам невідомі публікації, патенти, які описують способи і 7 50688 8 пристрої для одержання неорганічних волокон з новы технологии получения базальтовых волокон кислих гірських порід (4). Однак, перевага одного з и их свойства. - В сб. научных трудов: Базальтоосновних оксидів кремнію (Si) у складі породи приволокнистые композиционные материалы и консводить до істотних змін властивостей одержуваних трукци. - Киев: Наукова думка. - 1980 - С. 54 – 81]. з них волокон, а саме, міцності, термостійкості, Недолік описаного способу полягає в тому, що хімічної стійкості. Так, наприклад, високосилікатне одержат описаним способом штапельні волокна скляне волокно S-2, що складається більше, ніж мають недостатню міцність на розрив, обумовлену на 95% із кремнезему SiO2і отримане в результаті наявністю в них сторонніх включень, що не видаобробки скловолокна гарячою кислотою на 40% ляються з розплаву через те, що використовується міцніше скла Е, в якому вміст SiO2 складає 55%. досить здрібненої породи. Недостатня міцність Тому створення засобів для використання кислих приводить до зменшення довжини волокон, що гірських порід в якості сировини, запаси якої, пракобмежує технологічні можливості способу. тично, необмежені на Землі, дасть можливість Найбільш близьким до варіантів пропоновановипускати недорогі порівняно з витратним, дорого способу виробництва неорганічних тонкодиспегим методом одержання високосилікатного склярсних лускатих часток з гірських порід, є спосіб, ного волокна S, високомодульні композиційні маякий включає операції завантаження здрібненої теріали. гірської породи в плавильну піч, її плавлення, гоВідомий спосіб виробництва безперервного могенізацію розплаву, наступну стабілізацію розпволокна з гірських порід, який включає операції лаву у фідері плавильної печі й одержання лускадроблення породи, її плавлення у плавильній печі тих часток з розплаву, що витікає з фільєри і витягування з розплаву через фільєру безперер[Патент Російської Федерації №1831856 МПК 6 вного волокна [Патент Російської Федерації С03В37/02, B22F9/02. Опубл. 27.03.95 Бюл. № 9]. 2102342, МПК 6 С03В37/00, Опубл. 20.01.1998р.]. Недолік описаного способу полягає в тому, що Як гірську породу в описаному способі використоодержані описаним способом лускаті частки мають вують породи базальтової групи від основного до недостатню хімічну стійкість і міцність на розрив, середнього складу, а температуру в плавильній що обумовлено наявністю в них сторонніх вклюпечі встановлюють у межах 1500 - 1600°С. чень, які не видаляються з розплаву через те, що Одержувані описаним способом волокна мавикористовується досить низький температурний ють недостатню міцність на розрив, обумовлену діапазон, обмежений температурою кипіння оснонаявністю сторонніх включень, температура плаввної маси здрібненої породи. Недостатні міцність і лення яких вище температури плавлення основної хімічна стійкість лускатих часток обмежують техмаси породи. нологічні можливості способу. Крім того, недоліком Найбільш близьким до варіантів пропонованоспособу є і неможливість регулювання фракційного способу виробництва безперервних неорганічго складу одержуваних лускатих часток і, у зв'язку них волокон по технічній суті і досягаемому рез чим, відсоток виходу однорідної фракції необхідзультату є спосіб виробництва безперервних ної дисперсності і товщини лускатих часток вияввисокосилікатних неорганічних волокон з гірських ляється низьким. порід, який включає операції завантаження здрібНайбільш близькою до варіантів пропонованої неної гірської породи в плавильну піч, її плавлентехнологічної лінії по технічній суті і досягаемому ня, гомогенізацію розплаву, наступну стабілізацію результату є технологічна лінія, що містить дозарозплаву у фідері плавильної печі, витягування тор гірської породи, плавильну піч, фідер, фільєру волокна, його замаслювання і намотування на з живильником, призначену для виходу волокна, бобіну [Патент України № 10762, МПК 6 С03В механізм нанесення замаслювача на волокно і 37/00, опубл. 25.12.1998. Бюл. № 6]. бобіну для намотування волокна [Патент РосійсьНедолік описаного способу полягає в тому, що кої Федерації 2118300, МПК 6 С03В 37/00, опубл. одержані з андезитової породи описаним спосо27.08.1998]. бом безперервні волокна мають недостатню міцНедолік описаної технологічної лінії полягає в ність на розрив, обумовлену наявністю в них стонедостатній міцності одержуваних на цій лінії воронніх включень, які не видаляються з розплаву локон. Це пов'язано, насамперед, з обмеженим через недостатній температурний діапазон, обметемпературою 1450°С температурним діапазоном жений температурою кипіння основної маси здріброботи плавильної печі, оскільки при цій темпераненої породи. Недостатня міцність приводить до турі з розплаву не можуть бути видалені включензменшення довжини волокон, їх розривам при наня, які у майбутньому, після одержання й остиганмотуванні на бобіну, що обмежує технологічні моня волокон, є концентраторами напружень і жливості способу. приводять до їх передчасного руйнування, наприНайбільш близьким до варіантів пропонованоклад, при намотуванні волокна на бобіну. го способу виробництва штапельних волокон по Найбільш близьким до варіантів пропонованотехнічній суті і досягаемому результату є спосіб го безперервного волокна є безперервне волокно, виробництва штапельних волокон з гірських порід, виготовлене з природних матеріалів гірських порід який включає операції завантаження здрібненої [Патент України № 10762, МПК 6 С03В 37/00, гірської породи в плавильну піч, її плавлення, гоопубл. 25.12.1998. Бюл. № 6]. могенізацію розплаву, наступну стабілізацію розпНайбільш близьким до варіантів пропонованолаву у фідері плавильної печі й одержання штапего штапельного волокна є штапельне волокно, льного волокна з розплаву, що витікає з фільєри одержане з гірських порід [Джигирис Д.Д., Волын[Джигирис Д.Д., Волынский А.К., Козловский П.П., ский А.К., Козловский П.П., Демьяненко Ю.Н., МаДемьяненко Ю.Н., Махова М.Ф., Лизогуб Г.М. Осхова М.Ф., Лизогуб Г.М. Основы технологии полу 9 50688 10 чения базальтовых волокон и их свойства. - В сб. могенізацію розплаву, наступну стабілізацію розпнаучных трудов: Базальтоволокнистые композилаву у фідері плавильної печі й одержання штапеционные материалы и конструкции. - Киев: Наукольного волокна з розплаву, що витікає з фільєри, ва думка. - 1980 - С. 54 – 81]. а, відповідно до винаходу, як гірську породу викоОднак виготовити штапельне волокно з гірсьристовують дацит або ріодацит, а перед завантаких порід кислого складу за пропонованим спосоженням гірської породи в плавильну піч її підігрібом не представляється можливим через низьку вають до температури 700 - 910°С і витримують температуру в печі і велику кількість сторонніх при цій температурі 5 - 15 хвилин до видалення включень. хімічно зв'язаної води і вигоряння органічних склаОписане штапельне волокно має велику кільдових, потім породу піддають механо-каталітичній кість неволокнистих включень і недостатню довактивації до одержання часток з розміром не біжину волокон, що обмежує технологічні можливосльше 15мкм і нагрівають до температури 2105 ті описаного штапельного волокна. 2200°С до одержання розплаву зі ступенем аморНайбільш близьким до варіантів пропонованих фності не менше 96% і виділення з розплаву кварнеорганічних тонкодисперсних лускатих часток є цитів, що непроплавилися, наступну гомогенізацію тонкодисперсні лускаті частки, виготовлені з приі стабілізацію розплаву проводять при температурі родних матеріалів гірських порід [Патент Російсь1420 - 1710°С до одержання розплаву з в'язкістю кої Федерації № 1831856 МПК 6 С03В 37/02, B22F не менше 130 Пас, а одержання штапельного 9/02. Опубл. 27.03.95 Бюл. № 9]. волокна здійснюють шляхом роздування розплаву, Описані тонкодисперсні лускаті частки мають що витікає з фільєри. недостатню міцність, обумовлену наявністю в них Поставлена задача вирішується й у третьому сторонніх включень. варіанті пропонованого способу, який, як і відомий В основу пропонованих винаходів поставлена спосіб виробництва неорганічних тонкодисперсних задача створення засобів одержання неорганічних лускатих часток з гірських порід, включає операції волокон із природних мінералів кислих гірських завантаження здрібненої гірської породи в плавипорід, а також таких виробів, виготовлених з цих льну піч, її плавлення, гомогенізацію розплаву, волокон - безперервного, штапельного, грубого наступну стабілізацію розплаву у фідері плавильволокна і тонкодисперсних лускатих часток, які ної печі й одержання лускатих часток з розплаву, мали б підвищені міцність на розрив, корозійну що витікає з фільєри, а, відповідно до винаходу, як стійкість і температуростійкість. Поставлена задагірську породу використовують дацит або ріодача вирішується за рахунок створення умов для цит, а перед завантаженням гірської породи в плавидалення з розплаву сторонніх включень, що вильну піч її підігрівають до температури 700 мають високі температури плавлення і кипіння, 910°С і витримують при цій температурі 5 - 15 хвишляхом застосування в якості сировини гірських лин до видалення хімічно зв'язаної води і вигорянпорід з високим вмістом SiО2 і, як наслідок, більш ня органічних складових, потім породу піддають високими температурами плавлення, що дозволяє механо-каталітичній активації до одержання часздійснювати нагрівання до видалення з розплаву ток з розміром не більше 15мкм і нагрівають до породи більшості сторонніх включень. температури 2105 - 2200°С до одержання розплаПоставлена задача вирішується в першому ву зі ступенем аморфності не менше 96% і видіваріанті пропонованого способу, який, як і відомий лення з розплаву кварцитів, що не проплавилися, спосіб виробництва неорганічних безперервних наступну гомогенізацію і стабілізацію розплаву волокон з гірських порід, включає операції заванпроводять при температурі 1420 - 1710°С до одетаження здрібненої гірської породи в плавильну ржання розплаву з в'язкістю не менше 130 Пас, а піч, її плавлення, гомогенізацію розплаву, наступну одержання лускатих часток здійснюють шляхом стабілізацію розплаву у фідері плавильної печі, дроблення струменя розплаву, що витікає з фільвитягування волокна, його замаслювання і намоєри. тування на бобіну, а, відповідно до винаходу, як Авторами експериментальне встановлені опгірську породу використовують дацит або ріодатимальні режимні параметри для здійснення споцит, а перед завантаженням при цій температурі 5 собів одержання високосилікатних неорганічних - 15 хвилин до видалення хімічно зв'язаної води і безперервних, штапельних волокон і тонкодиспервигоряння органічних складових, потім породу підсних лускатих часток з гірських порід типу дацит дають механо-каталітичній активації до одержання або ріодацит. Так, при підігріванні вихідної сирочасток з розміром не більше 15мкм і нагрівають до вини до температури нижче 700°С і витримці ментемператури 2105 - 2200°С до одержання розплаше 5 хвилин якість одержуваних волокон і тонкову зі ступенем аморфності не менше 96% і видідисперсних лускатих часток виявляється нижче лення з розплаву кварцитів, що непроплавилися, необхідної, оскільки при наступному одержанні наступну гомогенізацію і стабілізацію розплаву розплаву в ньому утворюються "непроплави" проводять при температурі 1420 - 1710°С до одекрихкі важкорозчинні в розплаві включення, які ржання розплаву з в'язкістю не менше 130 Пас, а істотно знижують якість одержуваного продукту. витягування волокон здійснюють із зони розплаву, Попереднє нагрівання вище 910°С і протягом біяка розташована нижче поверхневого шару. льше 15 хвилин економічно не виправдане. ОдерПоставлена задача вирішується і в другому жання в процесі механо-каталітичної обробки часваріанті пропонованого способу, який, як і відомий ток розміром більше 15мкм ускладнює одержання спосіб виробництва штапельних волокон з гірських однорідного розплаву і вимагає в майбутньому порід, включає операції завантаження здрібненої великих витрат на його нагрівання для одержання гірської породи в плавильну піч, її плавлення, горозплаву. Температури нижче 2105°С для одер 11 50688 12 жання розплаву не забезпечують видалення з роцію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у зплаву більшості твердих сторонніх включень фідері плавильної печі й одержання лускатих часкварцитів - і одержання розплаву з оптимальним ток з розплаву, що витікає з фільєри, а, відповідно ступенем аморфності - не менше 96%. Нагрівання до винаходу, як гірську породу використовують ж понад 2200°С практично не впливає на якість граніт або ріоліт, породу перед завантаженням у одержуваного продукту, тому економічно не виплавильну піч підігрівають до температури 750 правдано. Одержати гомогенізований і стабільний 950°С і витримують при цій температурі 20 - 30 розплав при температурі нижче 1420°С з оптимахвилин до розтріскування конгломератів і видалення пар води, потім породу піддають механольною в'язкістю - не менше 130 Пас - практично каталітичній активації до одержання часток розмінеможливо, а нагрівання понад 1710°С зменшує ром не більше 10мкм і нагрівають до температури ресурс фідера і фільєр, оскільки в розплаві прису2110 - 2500°С до одержання аморфного розплаву, тні активні речовини, що руйнують вогнетриви фінаступну гомогенізацію і стабілізацію розплаву дера на частки, які засмічують (забивають) фільєпроводять у фідері плавильної печі при темперари. турі 1500 - 1750°С до одержання розплаву з в'язкіПоставлена задача вирішується також і в четвертому варіанті пропонованого способу, який, як і стю не менше 145 Пас, а одержання лускатих відомий спосіб виробництва високосилікатних нечасток здійснюють шляхом дроблення струменя органічних безперервних волокон з гірських порід, розплаву, що витікає з фільєри. включає операції завантаження здрібненої гірської Авторами експериментально встановлені оппороди в плавильну піч, її плавлення, гомогенізатимальні режимні параметри для здійснення споцію розплаву, наступну стабілізацію розплаву у собів одержання високосилікатних неорганічних фідері плавильної печі, витягування волокна, його безперервних, штапельних волокон і тонкодисперзамаслювання і намотування на бобіну, а, відповісних лускатих часток з гірських порід типу граніту дно до винаходу, як гірську породу використовучи ріоліту. Так, при підігріванні вихідної сировини ють граніт або ріоліт, породу перед завантажендо температури нижче 750°С і витримці менше 20 ням у плавильну піч підігрівають до температури хвилин якість одержуваних волокон і тонкодиспер750 - 950°С і витримують при цій температурі 20 сних лускатих часток виявляється нижче необхід30 хвилин до розтріскування конгломератів і виданої, оскільки при наступному одержанні розплаву в лення пар води, потім породу піддають механоньому утворюються "непроплави" - крихкі важкокаталітичній активації до одержання часток розмірозчинні в розплаві включення, які істотно знижуром не більше 10мкм і нагрівають до температури ють якість одержуваного продукту. Попереднє на2110 - 2500°С до одержання аморфного розплаву, грівання вище 950°С і протягом більше 30 хвилин наступну гомогенізацію і стабілізацію розплаву економічно не виправдано. Одержання в процесі проводять при температурі 1500 - 1750°С до одемехано-каталітичної обробки часток розміром більше 10мкм ускладнює одержання однорідного ржання розплаву з в'язкістю не менше 145 Пас, а розплаву і вимагає в майбутньому великих витрат витягування волокон здійснюють із зони розплаву, на його нагрівання для одержання розплаву. Темяка розташована нижче поверхневого шару. ператури нижче 2110°С для одержання розплаву Поставлена задача вирішується й у п'ятому не забезпечують видалення з розплаву більшості варіанті пропонованого способу, який, як і відомий твердих сторонніх включень - кварцитів - і одерспосіб виробництва штапельних волокон з гірських жання аморфного розплаву. Нагрівання ж понад порід, включає операції завантаження здрібненої 2500°С практично не впливає на якість одержувагірської породи в плавильну піч, її плавлення, гоного продукту, тому економічно не виправдано. могенізацію розплаву, наступну стабілізацію розпОдержати гомогенізований і стабільний розплав лаву у фідері плавильної печі, одержання штапепри температурі нижче 1500°С з оптимальною льного волокна з розплаву, що витікає з фільєри, а, відповідно до винаходу, як гірську породу виков'язкістю - не менше 145 Пас -практично неможристовують граніт або ріоліт, породу перед заванливо, а нагрівання понад 1750°С зменшує ресурс таженням у плавильну піч підігрівають до темпефідера і фільер, оскільки в розплаві присутні рератури 750 - 950°С і витримують при цій човини, які засмічують фільєри. температурі 20 - 30 хвилин до розтріскування конПоставлена задача вирішується й у сьомому гломератів і видалення пар води, потім породу варіанті пропонованого способу, який, як і відомий піддають механо-каталітичній активації до одерспосіб виробництва високосилікатних неорганічних жання часток розміром не більше 10мкм і нагрівабезперервних волокон з гірських порід, включає ють до температури 2110 - 2500°С до одержання операції завантаження здрібненої гірської породи аморфного розплаву, наступну гомогенізацію і в плавильну піч, її плавлення, гомогенізацію розпстабілізацію розплаву проводять у фідері плавилаву, наступну стабілізацію розплаву у фідері плальної печі при температурі 1500 - 1750°С до одервильної печі, витягування волокна, його замаслювання і намотування на бобіну, а, відповідно до жання розплаву з в'язкістю не менше 145 Пас, а винаходу, в якості гірської використовують породу одержання штапельного волокна здійснюють шляна основі піску з вмістом окису кремнію, що дорівхом роздування розплаву, що витікає з фільєри. нює чи перевищує 73%, перед завантаженням Поставлена задача вирішується й у шостому піску в плавильну піч його підігрівають до темпеваріанті пропонованого способу, який, як і відомий ратури 100 - 450°С і витримують при цій темпераспосіб виробництва високосилікатних неорганічних турі 30 - 60 хвилин до видалення зв'язаної води і тонкодисперсних лускатих часток з гірських порід газоподібних включень, підігріту сировину піддавключає операції завантаження здрібненої гірської ють механо-каталітичній активації до одержання породи в плавильну піч, її плавлення, гомогеніза 13 50688 14 часток розміром не більше 5мкм, потім сировину ревищує 73%. Так, при підігріванні вихідної сиронагрівають до температури 2115 - 2550°С і витривини до температури нижче 100°С і витримці менмують її при цій температурі до одержання аморше 30 хвилин якість одержуваних волокон і тонкофного розплаву, гомогенізацію і стабілізацію розпдисперсних лускатих часток виявляється нижче лаву проводять при температурі 1440 - 1730°С до необхідної, оскільки при наступному одержанні розплаву в ньому утворюються "непроплави" одержання розплаву з в'язкістю не менше 160 крихкі важкорозчинні в розплаві включення, які Пас, а витягування волокон здійснюють із зони істотно знижують якість одержуваного продукту. розплаву, яка розташована нижче поверхневого Попереднє нагрівання вище 450°С і протягом бішару. льше 60 хвилин економічно не виправдане. ОдерПоставлена задача вирішується й у восьмому жання в процесі механо-каталітичної обробки часваріанті пропонованого способу, який, як і відомий ток розміром більше 5мкм ускладнює одержання спосіб виробництва штапельних волокон з гірських однорідного розплаву, тому що великі частки піску порід, включає операції завантаження здрібненої є концентраторами напружень і вимагають велигірської породи в плавильну піч, її плавлення, гоких витрат на його нагрівання для одержання розмогенізацію розплаву, наступну стабілізацію розпплаву. Температури нижче 2115°С для одержання лаву у фідері плавильної печі, одержання штаперозплаву не забезпечують видалення з розплаву льного волокна з розплаву, що витікає з фільєри, більшості твердих сторонніх включень і одержання а, відповідно до винаходу, в якості гірської викориаморфного розплаву. Нагрівання ж понад 2550°С стовують породу на основі піску з вмістом окису практично не впливає на якість одержуваного прокремнію, що дорівнює чи перевищує 73%, перед дукту, тому економічно не виправдане. Одержати завантаженням піску в плавильну піч його підігрігомогенізований і стабільний розплав при темпевають до температури 100 - 450°С і витримують ратурі нижче 1440°С з оптимальною в'язкістю - не при цій температурі 30 - 60 хвилин до видалення зв'язаної води і газоподібних включень, підігріту менше 160 Пас - практично неможливо, а нагрісировину піддають механо-каталітичнїй активації вання понад 1730°С зменшує ресурс фідера і фідо одержання часток розміром не більше 5мкм, льєр, оскільки в розплаві присутні активні речовипотім сировину нагрівають до температури 2115 ни, що руйнують вогнетриви фідера на частки, які 2550°С і витримують її при Іди температурі до засмічують (забивають) фільєри. одержання аморфного розплаву, гомогенізацію і Поставлена задача вирішується й у першому стабілізацію розплаву проводять у фідері плавиваріанті пропонованої технологічної лінії, яка, як і льної печі при температурі 1440 - 1730°С до одервідома технологічна лінія для здійснення першого, четвертого і сьомого варіантів способу, містить жання розплаву з в'язкістю не менше 160 Пас, а дозатор гірської породи, плавильну піч, фідер, одержання штапельного волокна здійснюють шлязабезпечений фільєрою з живильником, призначехом роздування розплаву, що витікає з фільєри. ною для виходу волокна, механізми для нанесення Поставлена задача вирішується й у дев'ятому замаслювана, намотування волокна на бобіну, варіанті пропонованого способу, який, як і відомий збереження і складування одержуваного волокна, спосіб виробництва високосилікатних неорганічних а також засоби контролю і керування технологічтонкодисперсних лускатих часток з гірських порід, ним процесом, а, відповідно до винаходу, техноловключає операції завантаження здрібненої гірської гічна лінія доповнена пристроєм для механопороди в плавильну піч, її плавлення, гомогенізакаталітичної обробки сировини, теплообмінником цію розплаву., наступну стабілізацію розплаву у для попереднього підігрівання гірської породи, фідері плавильної печі й одержання лускатих часвстановленим на дозаторі, усереднюваною каметок з розплаву, що витікає з фільєри, а, відповідно рою, що містить корпус, дно, регульовані засувки до винаходу, в якості гірської використовують пона її вході і на виході, призначеною для гомогеніроду на основі піску з вмістом окису кремнію, що зації і стабілізації розплаву, нагрівачем фільєри, дорівнює чи перевищує 73%, перед завантаженпричому вхід пристрою для механо-каталітичної ням породи в плавильну піч її підігрівають до темобробки сировини з'єднаний з виходом дозатора ператури 100 - 450°С і витримують при цій темпегірської породи, а вихід пристрою - із входом пларатурі 30 - 60 хвилин до видалення зв'язаної води і вильної печі, вихід якої з'єднаний із входом усерегазоподібних включень, підігріту сировину піддаднюваної камери, вихід усереднюваної камери ють механо-каталітичній активації до одержання з'єднаний з фідером, забезпеченим фільєрою, що часток розміром не більше 5мкм, потім сировину підігрівається. нагрівають до температури 2115 - 2550°С і витриПоставлена задача вирішується і в другому мують її при цій температурі до одержання аморваріанті пропонованої технологічної лінії, яка, як і фного розплаву, гомогенізацію і стабілізацію розпвідома технологічна лінія для здійснення другого, лаву проводять у фідері плавильної печі при п'ятого і восьмого варіантів способу, містить дозатемпературі 1440 - 1730°С до одержання розплаву тор гірської породи, плавильну піч, фільєру, призз в'язкістю не менше 160 Пас, а одержання лусканачену для виходу штапельного волокна, механізтих часток здійснюють шляхом дроблення струмеми для збереження і складування одержуваного ня розплаву, що витікає з фільєри. штапельного волокна, а також засоби контролю і Авторами експериментальне встановлені опкерування технологічним процесом, а, відповідно тимальні режимні параметри для здійснення сподо винаходу, технологічна лінія доповнена присобів одержання високосилікатних неорганічних строєм для механо-каталітичної обробки сировибезперервних, штапельних волокон і тонкодисперни, теплообмінником для попереднього підігрівансних лускатих часток з гірських порід на основі ня гірської породи, встановленим на дозаторі, і піску з вмістом окису кремнію, що дорівнює чи пе 15 50688 16 засобами для роздування струменя розплаву, що варіанті пропонованих високосилікатних неорганівитікає з фільєри, причому вхід пристрою для мечних тонкодисперсних лускатих часток, які, як, і хано-каталітичної обробки сировини з'єднаний з відомі, виготовлені з природних матеріалів гірсьвиходом дозатора гірської породи, а вихід приких порід, а, відповідно до винаходу, вони виготострою - із входом плавильної печі, вихід якої з'єдвлені з граніту чи ріоліту. наний з фільєрою. Поставлена задача вирішується й у третьому Поставлена задача вирішується й у третьому варіанті пропонованих високосилікатних неорганіваріанті пропонованої технологічної лінії, яка, як і чних тонкодисперсних лускатих часток, які, як, і відома технологічна лінія для здійснення третього, відомі, виготовлені з природних матеріалів гірсьшостого і дев'ятого варіантів способу, містить доких порід, а, відповідно до винаходу, вони виготозатор гірської породи, плавильну піч, фільєру, привлені з породи на основі піску з вмістом окису крезначену для виходу високосилікатних неорганічних мнію, що дорівнює чи перевищує 73%. тонкодисперсних лускатих часток, механізми для Пропонований спосіб є здійснюваним у випадзбереження і складування одержуваних високосику застосування як вихідної сировини кислих гірсьлікатних неорганічних тонкодисперсних лускатих ких порід - дациту чи ріодациту, граніту чи ріоліту, часток, а також засоби контролю і керування теха також порід на основі піску з вмістом окису кремнологічним процесом, а, відповідно до винаходу, нію, що дорівнює чи перевищує 73%, які складатехнологічна лінія доповнена пристроєм для меють в об'ємі сировини, що завантажується в теххано-каталітичної обробки сировини, теплообміннологічну лінію, понад 70%. ником для попереднього підігрівання гірської поВикористовувана сировина - здрібнена гірська роди, встановленим на дозаторі, і засобами для порода - має різноманітні включення, у тому числі дроблення струменя розплаву, що витікає з фільтакі, температура плавлення яких перевищує єри, причому вхід пристрою для механо1400°С. Вплив цих включень на одержуваний прокаталітичної обробки сировини з'єднаний з виходукт можна відчути в більшості випадків тільки дом дозатора гірської породи, а вихід пристрою - із після одержання волокна. Тому дуже важливим є входом плавильної печі, вихід якої з'єднаний з фівидалення цих включень до одержання безперерльєрою. вного, штапельного волокна і тонкодисперсних Поставлена задача вирішується й у першому лускатих часток. Зазначені включення іноді знаховаріанті пропонованого безперервного волокна, дяться в сировині в зв'язаному стані, тому, піддаяке, як і відоме, виготовлено з природних матеріаючи її механо-каталітичній обробці, вдається зруйлів гірських порід, а, відповідно до винаходу, воно нувати зв'язки речовин материнської гірської виготовлено з дациту або ріодациту. породи зі сторонніми включеннями і підготувати Поставлена задача вирішується і в другому сировину до їх видалення. При нагріванні до темваріанті пропонованого безперервного волокна, ператури приблизно 1200 - 1400°С ці включення яке, як і відоме, виготовлено з природних матеріаможуть залишатися у складі розплаву. Однак, як лів гірських порід, а, відповідно до винаходу, воно показали експерименти, більша частина цих вклювиготовлено з граніту або ріоліту. чень руйнується при підвищенні температури розПоставлена задача вирішується й у третьому плаву до 2100 - 2550°С і наступній витримці при варіанті пропонованого безперервного волокна, такій температурі протягом 10 - 60 хвилин. Ідея, яке, як і відоме, виготовлено з природних матеріаяка лежить у пропонованому рішенні, полягає в лів гірських порід, а, відповідно до винаходу, воно створенні умов для знеміцнення кристалічної ревиготовлено з породи на основі піску з вмістом шітки здрібненої гірської породи - сировини - шляокису кремнію, що дорівнює чи перевищує 73%. хом її попередньої механо-каталітичної обробки і Поставлена задача вирішується й у першому наступного швидкого нагрівання до температур, варіанті пропонованого штапельного волокна, яке, що перевищують 2100°С. як і відоме, виготовлено з природних матеріалів Серед природних матеріалів кислих гірських гірських порід, а, відповідно до винаходу, воно порід пропоновані матеріали мають наступний виготовлено з дациту чи ріодациту. хімічний склад (таблиця № 1). Поставлена задача вирішується і в другому Високий вміст окису кремнію, високі темпераваріанті пропонованого штапельного волокна, яке, тури плавлення і кипіння названих матеріалів, дояк і відоме, виготовлено з природних матеріалів зволяють використовувати їх для одержання висогірських порід, а, відповідно до винаходу, воно коміцних, температуростійких і корозійностійких виготовлено з граніту чи ріоліту. волокон, оскільки при температурах плавлення Поставлена задача вирішується й у третьому названих матеріалів удається видалити з них шківаріанті пропонованого штапельного волокна, яке, дливі домішки, які мають більш низькі температури як і відоме, виготовлено з природних матеріалів плавлення, забивають фільєри, з яких іде формугірських порід, а, відповідно до винаходу, воно вання безперервних, штапельних волокон і тонковиготовлено з породи на основі піску з вмістом дисперсних лускатих часток. окису кремнію, що дорівнює чи перевищує 73%. Для кращого перемішування розплаву і видаПоставлена задача вирішується й у першому лення газоподібних включень усереднювана камеваріанті пропонованих високосилікатних неорганіра встановлена на 1,2 - 2,5м нижче дна печі, з якої чних тонкодисперсних лускатих часток, які, як і розплав падає вертикально вниз на горизонтальну відомі, виготовлені з природних матеріалів гірсьплощадку усереднюваної камери. В результаті ких порід, а, відповідно до винаходу, вони виготоцього відбувається інтенсивне перемішування ровлені з дациту чи ріодациту. зплаву і бурхливе виділення з розплаву газоподібПоставлена задача вирішується і в другому них включень. Причому рівень розплаву в усеред 17 50688 18 нюваній камері підтримують у 2,0 - 2,5 рази вище, роздували у ШВ. По другому методу, штапельні ніж у печі. Ця умова дозволяє зберегти постійний волокна одержували відразу ж після одержання гідростатичний напір на фільєри і зберігати при розплаву в печі 6, який подавали на голівку роздцьому тепло, наближаючи процес одержання вомухування 25, де розплав перетворювали у ШВ. локон до адіабатичних умов. Для одержання грубих волокон також викорисОсобливістю пропонованих варіантів технолотовували жаростійкий живильник 26, обігрів якого гічної лінії є і те, що фідер забезпечений патрубздійснюється електричним струмом. Сформовані ками для випуску розплаву з фідера. Оскільки даструмені розплаву витягають у волокна за допомона технологія припускає використання високих гою дутьового пристрою потоком стиснутого повіттемператур, то можливе руйнування вогнетривів ря. Вузол волокноутворення 27 виконаний у випечі, усереднюваної камери фідера на частки, які, гляді зрізаної піраміди. Грубі волокна осаджуються з метою усунення їх попадання у фільєри, вивов камері волокноосадження 28 на сітці конвеєра, в дяться через встановлені по краях фідера зливні кінці якого встановлено дробильний пристрій 29. патрубки назовні. За допомогою пристрою 29 ГВ дробляться на відВ якості пристрою для механо-каталітичної різки визначеної довжини й упаковуються в тару обробки сировини пропонованих варіантів техно30. логічної лінії використовувалися кульовий млин Для одержання ГВ відповідного діаметра і не(KM), дезінтегратор (ДІ) і апарат вихрового шару обхідної довжини, які застосовують, наприклад, (АВШ). для дисперсного армування бетону, вироблюваСутність пропонованого винаходу пояснюєтьний вузол має регульовану засувку, якою за допося за допомогою графічних матеріалів. могою електропривода встановлюється необхідНа фіг.1 схематично показана пропонована ний рівень розплаву. технологічна лінія для одержання високосилікатЗ метою створення захисної плівки на поверхні них безперервних, штапельних волокон і тонкодиГВ, вони проходили хімобробку в камері 31. сперсних лускатих часток, які виготовлені з мінеДля одержання неорганічних тонкодисперсних ралів кислих гірських порід. лускатих часток (далі - луски) призначений один з На фіг.2 - схематично показана технологічна патрубків 32, для зливу розплаву з фідера, до яколінія одержання безперервних волокон. го жорстко прикріплена телескопічна труба 33, На фіг.З - схематично показана технологічна друга труба 34 встановлена з можливістю пересулінія одержання штапельних волокон. вання по першій трубі 33, верхній торець другої На фіг.4 - схематично показана технологічна труби 34 призначений для забору розплаву з філінія одержання грубих волокон. дера 17, а нижній торець першої труби 33 признаНа фіг.5 - схематично показана технологічна чений для випуску розплаву на робочу поверхню лінія одержання тонкодисперсних лускатих часток. 35 обертового тонкоформуючого елемента 36. Кожний з варіантів пропонованих технологічТонкоформуючий елемент 36 виконаний у виді них ліній містить ємності 1 для зберігання кислих конуса, вершина якого звернена до випускного гірських порід, доломіту, вапняку та інших компоотвору (патрубку) 32. нентів, теплообмінник 2, дозатор 3, механоСтрумінь розплаву через отвір 32 попадає на каталітичний активатор 4, завантажник мінералів робочу поверхню 35 обертового елемента 36, де 5, плавильну піч 6, зливний пристрій 7, патрубок під дією відцентрової сили перетворюється в тонку зливу 8, регульовану засувку 9, горизонтальну плівку. В момент сходу розплаву у виді тонкої пліусереднювану камеру 10, яка містить похилу пловки за допомогою кільцевої дутьової голівки 37 з щадку 11, накопичувальну ванну 12 з вбудованими виходом 38, під дією потоку газу з виходу плівка в неї соплами барботажу 13, пальники 14, протирозплаву у кромки поверхні твердіє. При цьому пінний поріг 15, басейн стабілізації розплаву 16, (одночасно) потік газів з виходу 39 диспергує зафідер 17, вироблювані вузли 18, фільєри з (пластверділу плівку на багато лускатих часток. Для тинами) живильниками 19, через які витягаються регулювання товщини часток є привід, кінематичбезперервні (БВ), штапельні (ШВ), і грубі (ГВ) воне зв'язаний із трубою 34. локна. Вироблювані вузли, фідер, усереднювана В якості пристрою для механо-каталітичної аккамера додатково забезпечені системами обігріву тивації використовували кульовий млин ШМ 900 x 20. Теплообмінник 2 з'єднаний з топковим просто1800, заповнений кварцовими кулями. При оберром печі 6 і горизонтальною усереднюваною катанні барабана кулі труться об його стінки І піднімерою 10. маються на деяку висоту, а потім вільно падають, З метою стабілізації процесу витяжки волокон, подрібнюючи сировину ударами і стиранням. Здрітехнологічна лінія забезпечена засобом для їх бнювання сировини проводиться як мокрим, так і обробки відразу ж після виходу з фільєр повітрясухим способами. Причому в першому випадку но-водяними гелієвими аерозолями (не показано). суспензія вільно зливається через порожню цапДля одержання БВ технологічна лінія забезпечена фу, а в другому - здрібнений матеріал розвантамеханізмом нанесення замаслювача 21 на волокжується через цапфу під дією власної ваги на зано і бобіною 22 для його намотування. ШВ одервантажник мінералів 5. KM використовується для жували двома методами. По першому, для одермодифікації сировини, доломітом, вапняком і їх жання ШВ у вироблюваному вузлі встановлювали сумішшю, а також іншими модифікаторами, наприфільєрну пластину 23 з жаростійкого сплаву або клад, Сr2O3, що приводить до збільшення міцності кераміки, над якою підтримували заданий рівень одержуваних пізніше високосилікатних волокон. розплаву, і за допомогою механізму 24 витягували Це можна пояснити утворенням абсорбційного первинні волокна, які потоком гарячих газів (ГГ) шару модифікатора на поверхні мінералів, що 19 50688 20 сприяє утворенню абсорбційних і хімічних зв'язків Наступну гомогенізацію і стабілізацію розплаву між частками модифікатора і мінералів. проводили в усереднюваній камері 10 і фідері 17 Гірські породи складаються з кристалів різної при температурі 1420 - 1710°С, після чого розплав зернистості - друз. З метою їх руйнування звичайнадходив на вироблюваний пристрій 18, який но і використовуються КМ, в яких друзи під дією встановлений над фільєрами 19 і через які витягаударів і обкатування кулями руйнуються. ли безперервні волокна. Одержані волокна піддаВ якості пристрою для механо-каталітичної вали замаслюванню за допомогою пристрою валобробки сировини використовували і дезінтегракового типу 21, а потім волокно намотували на тор, в якому сировина подрібнюється за рахунок бобіни 22. Брали зразки волокна і піддавали вишвидко обертових пальців. Дезінтегратор типу пробуванням на міцність, термостійкість. ВимірюУДА дозволяє при великій частоті обертання ротовали діаметр волокон за ГОСТ 6943.2-79, провора створювати дефекти в структурі зерен мінерадили випробування на розтяг відповідно до ГОСТ лів, що приводить до збільшення реакційної здат6943.5-79. Хімічну стійкість волокон до 2N розчину ності шихти і зменшенню часу варіння. При НСl визначали по втраті маси з поверхні здрібнюванні сировини в дезінтеграторі протікають 5000кв.см, при тригодинному кип'ятінні. Результамеханохімічні процеси не тільки на свіжоутворених ти випробувань зведені в таблицю 2. В результаті поверхнях, але й в об'ємі кристалів, що подрібнювипробувань було виявлено, що виготовлені проються. Ці процеси, насамперед, полягають в утвопонованим способом і на технологічній лінії безперенні великої кількості вакансій, що і приводить до рервні волокна мали більш високі, ніж у виготовзміни ряду фізичних (механічних) і хімічних власлених способом-прототипом, показники міцності тивостей здрібнених кристалів. При цьому, наприпри розтягу, термостійкість і хімостійкість. клад, знижується точка плавлення кристалів кисПриклад 2. Одержували безперервне волокно. лої гірської породи і їх розчинність. Після механоПоступали як у прикладі 1, але як сировину викокаталітичної обробки утворюється не просто здріристовували ріодацит. Властивості отриманих бнена речовина з такими ж характеристиками, як безперервних волокон представлені в таблиці [2], вихідна речовина, а нова -з іншими фізичними і з якої видно, що одержані волокна по ряду парафізико-хімічними характеристиками. метрів перевершують волокна - прототипу. Механо-каталітична обробка сировини провоПриклад 3. Одержували безперервне волокно. дилась в апаратах з вихровим шаром (АВШ), у Як вихідну сировину брали граніт, його перед заяких здрібнювання й активацію проводили за равантаженням у піч 6 підігрівали до температури хунок обертових металевих тіл у магнітному полі. 350°С і витримували при цій температурі 25 хвиВеликі частки SiO2 є в майбутньому розплаві лин до розтріскування конгломератів, видалення центрами кристалізації і в майбутньому виробі пар води й окису вуглецю. Потім сировину піддаконцентраторами напружень, тому при здрібнювали механо-каталітичній активації в дезінтегратованні SiO2 в апараті АВШ добиваються активності рі 4 до одержання часток розміром не більше не тільки за рахунок збільшення питомої поверхні, 10мкм. Одержану сировину в печі 6 нагрівали до але і за рахунок збільшення дефектності решітки, температури 2450°С до одержання аморфного причому, активність зростає не тільки на поверхні розплаву, в якому відсутні частки мінеральних зразка, але й в обсязі часток, за рахунок утворенфаз, що нерозплавилися. Гомогенізацію і стабіліня так званої «активної решітки», що виникає в зацію проводили в горизонтальній усереднюваній результаті розриву зв'язку Si - О, що в кінцевому камері і фідері при температурі 1500 - 1750°С, далі рахунку приводить до зменшення часу варіння і розплав надходив на вироблюваний пристрій 18, збільшенню міцності й однорідності волокон. де встановлені живильники з фільєрами 19, з яких Встановлено, що в результаті механічної активації витягали безперервні нитки. відбувається зниження температури твердофазОдержане безперервне волокно випробували них реакцій і здійснення реакцій, які без активації на міцність, хімо- і термостійкість. Результати вине спостерігалися. Механо-каталітична обробка пробувань представлені в таблиці [2]. Як видно з кислих гірських порід дозволяє понизити температаблиці 2, одержані волокна з граніту не уступають тури плавлення, прискорити процес одержання волокнам, отриманим по способу-прототипу. гомогенного розплаву скла по складу і температуПриклад 4. Одержували безперервне волокно. рі, тим самим підготувати розплав для одержання Поступали як у прикладі 3, але як сировину виковисокосилікатних неорганічних волокон з високими ристовували ріоліт. Характеристика одержаних експлуатаційними властивостями. безперервних волокон представлена в таблиці [2]. Приклад 1. Одержували безперервне волокно. Приклад 5. Одержували безперервне волокно. Як гірську породу використовували дацит (Д). ПеЯк вихідну сировину брали породу на основі піску ред завантаженням Д в плавильну піч 6, фіг.2, йоз вмістом окису кремнію, що дорівнює чи перевиго підігрівали до температури в середньому на щує 73%. Пісок у сировині складав від 60 до 95% 810°С і витримували при цій температурі в середваг, при цьому інший матеріал складався із суміші ньому 10 хвилин до видалення хімічно зв'язаної вапняку і доломіту. Оптимальною виявилася суводи і вигоряння органічних складових. Потім симіш, що містить від 70 до 90ваг. % піску., при цьоровину завантажували в дезінтегратор 4, подрібму найбільш переважна суміш з вмістом піску 75 нювали до 15мкм і через завантажник 5 одержану 85ваг. %. Кількість суміші з вапняку і доломіту шихту поступово подавали в піч 6, де нагрівали до складає від 5 до 40ваг %. Бажано, щоб суміш містемператури 2150°С, з метою одержання аморфтила від 10 до 30 ваг. %, найбільш переважними ного (96%) розплаву. Непроплавлені частки (у бімежами суміші, що складається з вапняку і долольшості кварцити), виводили через патрубок 8. міту є 15 - 25ваг %. Звичайно суміш містить-від 12 21 50688 22 до 40ваг % вапняку і від 2 до 15ваг % доломіту. представлені в таблиці 4. Бажано, щоб ці суміші містили від 14 до 30 ваг % Приклад 13. Одержували грубі волокна. Посвапняку і від 3 до 12ваг % доломіту. Найбільш петупали як у прикладі 11, але як сировину викорисреважними межами є 15 - 25 і 4 - 11ваг % відповітовували граніт. Технічні характеристики одержадно. Одержану шихту підігрівали до температури них грубих волокон представлені в таблиці 4. 350°С і висушували протягом 40 хвилин до видаПриклад 14. Одержували грубі волокна. Послення гідротехнічної води і газоподібних включень, тупали як у прикладі 11, але як сировину викориспотім одержану сировину піддавали механотовували ріоліт. Результати представлені в табликаталітичній активації в апараті з вихровим шаром ці 4. 4 до одержання часток піску розміром не більше Приклад 15. Одержували грубі волокна. Пос5мкм, далі сировину нагрівали в печі 6 до темпетупали як у прикладі 11, але як сировину викорисратури 2380°С і витримували при цій температурі товували шихту, що складається з піску і суміші до руйнування зерен, кристалів порід і одержання вапняку і доломіту. Характеристики одержаних аморфного розплаву, а гомогенізацію і стабілізагрубих волокон представлені в таблиці 4. цію розплаву проводили в горизонтальній усередПриклад 16. Одержували тонкодисперсні луснюваній камері і фідері при температурі 1440 каті частки. Для одержання тонкодисперсних лускатих часток поступали як у прикладі 1, але стру1730°С до одержання розплаву з в'язкістю 160 мінь розплаву через отвір 32 подавали на робочу Пас. Потім розплав перетікав у вироблюваний поверхню 35 обертового елемента 36, де під дією пристрій, встановлений над фільєрами, з яких вивідцентрової сили струмінь перетворюється в тонтягалося безперервне високосилікатне волокно. ку плівку. В момент сходу з обертового елемента Фізико-хімічні властивості неорганічних волорозплав у виді тонкої плівки за допомогою дутьокон, одержаних з модифікованих пісків представвої кільцевої голівки диспергувався на велику кільлені в таблиці 2, з якої видно, що одержані волоккість лускатих часток. Технічні характеристики вина не уступають волокнам, отриманим способомсокосилікатних лускатих часток, отриманих з прототипом. дациту, представлена в таблиці 5. Як видно з табПриклад 6. Одержували штапельні волокна. лиці 5, одержані лускаті частки не уступають по Поступали як у прикладі 1, але починаючи з етапу якості лускатим часткам, одержаним способомвитяжки з фільєрної пластини 23 за допомогою прототипом. спеціального механізму 24, волокна потоком гаряПриклад 17. Одержували тонкодисперсні лусчих газів роздували в штапельні волокна (фіг.3). каті частки. Поступали як у прикладі 16, але як Властивості отриманих високосилікатних штапесировину використовували ріодацит. Характерисльних волокон представлені в таблиці 3. тики одержаних лускатих часток представлені в Приклад 7. Одержували штапельні волокна. таблиці 5. Поступали як у прикладі 6, але як сировину викоПриклад 1.8. Одержували тонкодисперсні лусристовували ріодацит. Властивості одержаних каті частки. Поступали як у прикладі 16, але як штапельних волокон представлені-в таблиці 3. сировину використовували граніт. Технічні харакПриклад 8. Одержували штапельні волокна. теристики лускатих часток із граніту представлені Поступали як у прикладі 6, але як сировину виков таблиці 5. ристовували граніт. Властивості одержаних штаПриклад 19. Одержували тонкодисперсні луспельних високосилікатних волокон представлені в каті частки. Поступали яку прикладі 16, але як ситаблиці 3. ровину використовували ріоліт. Результати випроПриклад 9. Одержували штапельні волокна. бувань представлені в таблиці 5. Поступали як у прикладі 6, але як сировину викоПриклад 20. Одержували тонкодисперсні лусристовували ріоліт. Результати представлені в каті частки. Поступали як у прикладі 12, але як таблиці 3. сировину використовували шихту, що складається Приклад 10. Одержували штапельні волокна. з піску і суміші вапняку і доломіту. В результаті Поступали як у прикладі 6, але як сировину викопроведених експериментів було збільшено виробристовували шихту, що складається на 75 - 85% ництво тонкодисперсних часток заданої фракції. ваг з піску з вмістом SiO2 рівним чи більшим 95% і Товщину часток регулювали шляхом зміни рівня з 15 - 25% вапняку і 4 - 11ваг % доломіту. Резульрозплаву, що подавався на робочу поверхню 35 тати представлені в таблиці 3. обертового елемента 36 за допомогою електропПриклад 11. Одержували грубі волокна. Посривода, кінематично зв'язаного з трубою 34 забору тупали як у прикладі 1, але починаючи з етапу вирозплаву з фідера 17. Ступінь відхилення "К" частяжки волокна сформовані струмені розплаву виток по діаметру визначали як відношення малої осі тягаються у волокна за допомогою дутьового еліпса частки до великої. Характеристики одержапристрою 27 (фіг.4) потоком стиснутого повітря. них лускатих часток представлені в таблиці 5. Грубі волокна осаджували в камері волокноосаОдержане безперервне, штапельне, грубе водження 28 і дробили на відрізки заданої довжини локна і лускаті частки піддавали дослідженням на на пристрої 29. Технічні характеристики одержакислотостійкість, термостійкість і випробуванням них високосилікатних грубих волокон представлені на міцність при розтягу. Результати випробувань в таблиці 4. Як видно з таблиці 4, одержані грубі представлені в таблицях №№ 2, 3, 4 і 5. волокна не уступають волокнам, отриманим споУ результаті випробувань було виявлено, що собом-прототипом. продукція, виготовлена на пропонованих технолоПриклад 12. Одержували грубі волокна. Посгічних лініях відповідно до пропонованих способів тупали як у прикладі 11, але як сировину викорисмала показники кислотостійкості і міцності при ротовували ріодацит. Властивості грубих волокон 23 50688 24 зтягу такі, що перевищували аналогічні показники тані і для роботи з іншими мінералами (ультраосв продукції, виготовленій способами-прототипами, новні, основні, середні і різновиди пісків), в яких приблизно на 15 - 32%. Таких показників вдалося температури матеріалу, що піддається витягувандосягти за рахунок створення умов для видалення ню, нижче температур, що розглядаються в цьому з розплавів високотемпературних включень. винаході. Пропоновані винаходи можуть бути викорисТаблиця 1 № п/п Найменуван ня породи Дацит 1 Ріодацит 2 Граніт 3 Ріоліт 4 Пісок Дідівсьродовища 5 Кіль кість проб 6 5 6 5 12 SiО2 67,8068,95 67,9 68,5271,9 71,2 70,1872,83 72,12 73,0177,42 74,34 88,3-96,8 Аl2О3 15,3615,48 15,4 14,6-15,1 14,9 14,1-15,2 14,75 12,9214,91 13,98 Fе2О3 1,972,16 2,08 0,911,85 1,79 0,182,52 1,32 1,051,35 1,04 95,8 Граничний вміст хімічних компонентів в породі, ваг.% Середній вміст хімічних компонентів, ваг.% FeO ТіО2 МnО СаО MgO К2О Na2O 2,070,410,073,60,932,832,942,97 0,43 0,11 3,63 1,24 2,96 3,08 2,37 0,42 0,09 3.61 1,04 2,88 2,99 1,240,250,120,490,592,811,791,92 0,52 0,18 3,09 1,81 5,89 481 1,69 0,37 0,17 1,92 1,19 3,59 3,05 0,620,190,080,510,472,881,72,12 0,49 0,1 2,99 1,21 6,01 4,55 1,52 0,31 0,095 1,79 0,98 4,05 2,98 0,520,080,030,410,613,312,141,95 0,29 0,08 1,84 0,98 3,91 4,14 0,68 0,19 0,04 1,41 0,41 3,11 3,97 0,10,090,98 0,81 0,89 0,75 SO3 Р2О5 0,1-0,2 0,1 0.13 0,1 0,019 0,021 0,019 0,021 0,01 сліди 0,01 сліди 0,01 0,01 0.040,6 0,58 п.п.п. 0,490,69 0,58 0,160,51 0,29 0.390,74 0,5 0,651,0 0.83 1,441,59 1,51 Сумма 99,6 100,2 100,42 100,01 99,64 Таблиця 2 № п/п 1 2 3 4 5 6 Гірська по- Діаметр волокрода на. мкм Дадит [1| 5,6 - 12,4 Ріодацит [2] 5,3 - 12,7 Граніт [3] 5,5 - 11,8 Ріоліт [4] 4,7 - 12,5 Піски з вмістом 3,8 - 13,8 SiO2 > 73%, [5] Прототип 5,8 Міцність при розтягу, Мпа 2490 2550 2610 3115 Хімостійкість у 2N НСІ (98С, 3 год.) % 92 92,8 93,7 95,2 Температура застосування, С 700 - 865 720 - 880 750 - 920 880 - 1050 2350 91,1 600 - 720 2300 90,8 600 - 710 Таблиця 3 п/п 1 2 3 4 Показник властивостей шпательного волокна Довжина волокна, мм Кількість е волокнистих включень, % Температура застосування, С Гігроскопічність, % 1 10 – 45 Найменування, (номер) породи 2 3 4 12 – 40 15 – 42 12 – 44 5 10 – 40 прототип 10 – 40 1,9 – 4,8 2,0 – 4,9 1,9 – 4,8 1,8 – 5,0 2,0 – 4,9 2–5 865 880 920 1050 855* 700 0,45 0,41 0,35 0,2 0,88 1 *- короткочасно Таблиця 4 № п/п Показник властивостей грубого волокна 1 2 3 4 Діаметр волокна, мкм Довжина, мм Границя міцності при розтягу, МПа Лугостікість, %, не менше Найменування, (номер) породи 1 2 3 4 5 130 135 125 120 110 70 75 70 75 70 285 287 295 305 210 93,1 92,5 92,1 91,7 90,5 Відомий ТУ 023.005-89 115 +35 75 + 25 200 90 25 50688 26 Таблица 5 № п/п 1 Показник властивостей лускатих часток Розкид товщини на 100 часток, мкм, до 2 Ступінь відхилення, К 3 Стійкість в 2N НС1 (98 С, 3 год), % ** - Берестовецьке родовище базальтів 1 Найменування, (номер) породи 2 3 4 5 2,8 2,9 2,9 2,8 3 0,85 0,96 91,8 0,81 0,96 92,1 0,83 0,95 93,1 0,84 0,95 95,3 0,81 0,95 90,9 Прототип 3 0,8 - 0,95 77,6** 27 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 50688 Підписне 28 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601