Фідер скловарної печі

Изобретение относится к области производства стекловолокон и засыпок, в частности, к устройствам для получения волокон из расплава термопластичных материалов. Известен фидер печи, содержащий желоб, стенки которого расположены выше уровня зеркала расплава. Днище этого фидера снабжено выработочным отверстием. Такой фидер используется в производстве грубы х и тонких штапельных волокон [1]. Недостатком этого фидера является низкое качество получаемых штапельных волокон. В частности, отсутствует стабильность диаметра волокон, что обусловлено недостаточным проваром расплава - нет однородности и по химическому составу, и по температуре за счет недостаточной гомогенизации расплава процент неволокнистых включений в получаемых волокнах высокий. Такой фидер стекловаренной печи не может быть использован для получения непрерывных волокон, где требуется особенно тщательная гомогенизация расплава как по химическому составу, так и температуре. Известен фидер стекловаренной печи. Этот фидер снабжен дополнительными горелками, установленными над выработочным отверстием. Это позволит температур у в полости фидера значительно повысить, в результате чего градиент температуры резко увеличится. Днище этого фидера облицовано тугоплавким материалом, что позволяет выдерживать в нем повышенную температуру. Кроме этого, в приметенной облицовке фидера использован материал, обладающий электропроводностью. Это позволяет пропускать через него электрический ток, что позволяет в свою очередь повысить температуру в глубине расплава - на дне пода фидера. В результате градиент температуры расплава уменьшается [2]. Однако химический состав остается не гомогенизован, а следовательно, качество волокон остается низким. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является фидер стекловаренной печи, включающий канал подачи расплава, образованный стенками, сводом, в котором смонтирована горелка, и подом, в котором установлена выступающая из расплава в топочное пространство вставка с сообщающимися вертикальными и горизонтальными каналами [3]. Применение такого фидера позволяет получать стекловолокна повышенного качества без дополнительных для этого энергозатрат за счет того, что вставка выполнена с вертикальными трубками, которые соединены горизонтальными каналами, расположенными ниже зеркала расплава, причем площадь сечения горизонтальных каналов меньше площади сечения вертикальных. Внутренняя поверхность вертикальных трубок выполнена гофрированной. Такая вставка фидера позволяет использовать тепло продуктов горения для поддержания температуры в зоне выработки. В результате достигнут определенный успех в повышении качества получаемого волокна и засыпок. Однако, в процессе выработки волокон и засыпок из однокомпонентных горных пород возникает потребность дальнейшего улучшения качества волокон и засыпок за счет изменения соотношения тех или иных химических составляющих. Обеспечить улучшение качества волокна и засыпок за счет изменения его химсостава с помощью рассматриваемого фидера не представляется возможным. Вследствие этого качество получаемых волокон остается на надлежащем уровне. В основу изобретения поставлена задача создания такого фидера стекловаренной печи, который позволил бы повысить качество получаемых волокон за счет создания условий для концентрации восстановленного железа в нижней части углубления фидера и его выведения наружу. Поставленная задача решается тем, что фидер стекловаренной печи, включающий канал подачи расплава, образованный стенками, сводом, в котором смонтирована горелка, и подом, в котором установлена выступающая из расплава в топочное пространство вставка с сообщающимися вертикальными и горизонтальными каналами, согласно изобретению, он снабжен установленной в своде барботажной трубкой, торец которой расположен в нижней части углубления, выполненного в поду, вставка выполнена из двух частей, расположенных по обе стороны канала подачи расплава, каждая из которых снабжена токопроводом и соединена с токопроводящей шиной, причем одна часть вставки установлена в углублении пода и соединена с минусовой токопроводящей шиной. Горелка вмонтирована в свод между двумя частями вставки на равном расстоянии между ними. Повышение качества волокна и засыпок достигнуто следующим образом. Поскольку оксиды металлов в расплаве горных пород находятся в состоянии диссоциации, то под действием пропускаемого через расплав электрического тока их представляется возможным осаждение у той или иной вставки, например, смонтированной в углублении, в которое подведен по барботажной трубке восстановитель (природный газ, угарный газ, водород и т.д.). В результате, благодаря реакции восстановления может быть достигнуто восстановление железа согласно реакциям: В результате восстановленное железо будет концентрироваться в нижней части углубления фидера и подканалу вставки будет отводиться наружу, за счет восстановления железа расплав будет непрерывно обедняться окислами железа. В результате по каналу второй вставки с зеркала расплава будут поступать на выработку расплав, обогащенный окислами SiO и обедненный окислами железа, которых, например, в базальтовых расплавах бывает 15 - 20%. С таких обедненных окислами железа расплавов представляется возможным получить качественные непрерывные волокна, пригодные для изготовления качественных тканей из волокон, получаемых из горных пород. Кроме этого, такие волокна будут пригодны и для прошива холстов из штапельных стекловолокон. Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг.), на котором представлен фидер стекловаренной печи в разрезе. Фидер стекловаренной печи включает свод 1, под 2, стенки 3, канал 4, образованный ими, осевой канал подачи расплава 5, горелки 6, смонтированные в своде, вставку 7, смонтированную в поде, вставку 8, смонтированную в углублении пода 9, минусовую токоподводящую шину 10, плюсовую токоподводящую шину 11, барботажную трубку 12, смонтированную в своде и сходящую нижним торцом в углубление пода с зазором, канал вставки 13 для отвода расплава, обогащенного восстановленным железом, канал вставки 14 для отвода расплава обедненного окислами железа. Работает фидер стекловаренной печи следующим образом. В канал фидера 4, образованного сводом 1, стенками 3, подом 2, по осевому каналу подачи расплава 5 поступает расплав из печи. Он равномерно распределяется по поверхности пода, теряя при этом температуру. Для поддержания его температуры горелкой 6 подается непрерывно газовоздушная смесь, которая сгорая отдает тепло расплаву. При заполнении вставок 7 и 8 через плюсовую и минусовую шины 10 и 11 пропускают электрический ток. Проходя через расплав между вставками, электрический ток отдает расплаву дополнительное тепло с одной стороны и способствует диссоциированной части расплава концентрироваться у той или иной вставки. Через барботажную трубку 12 в углублении пода 9 подается восстановитель, например природный газ, смешанный с воздухом в соотношении ниже 1 : 10. В результате часть природного газа не полностью сгорает, образуя угарный газ CO. Этот газ вступает в реакцию с окислами железа, находящимися в термопластичном расплаве в жидком состоянии. Реакция идет в направлении: Образовавшийся углекислый газ с продуктами сгорания отводится наружу, а восстановленное железо концентрируется в углублении пода, где оно разогревается электрическим током до жидкотекучего состояния и по каналу вставки 13 отводится вместе с расплавом на потребление. Обедненный расплав окислами железа по каналу вставки 14 направляется на выработку. Поскольку в расплаве не будут присутствова ть окислы железа в обычном процентном соотношении, качество волокон существенно улучшится; повысится их жаростойкость, увеличится эластичность, расширится зона температур выработки. Источники информации 1. Авторское свидетельство СССР №507533, кл. C03B37/00, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР №504711, кл. C03B37/04, 1976. 3. Авторское свидетельство СССР №937366, кл. C04B37/09, 1980 (прототип).