Склад для виробництва безперервних неорганічних волокон

Склад для виробництва безперервних неорганічних волокон, який містить окис кремнію S1O2, окис алюмінію АЬОз, окис заліза РегОз, окис кальцію СаО, окис магнію МдО, окиси калію КгО та на трію ЫагО, який відрізняється тим, що склад доповнений окисом титану ТіСЬ та закисом заліза FeO, а зазначені компоненти включені у склад при такому їх співвідношенні, мас % Пропонований винахід відноситься до засобів виробництва мінеральних волокон, зокрема до складу для виробництва безперервних неорганічних волокон шляхом їх витягування з розплаву базальтових матеріалів Відомий склад для виробництва мінеральних волокон, який містить окис кремнію S1O2 окис алюмінію АЬОз, окис титану ТЮг,закис заліза FeO та окис заліза РегОз, окис кальцію СаО, окис магнію МдО, окис марганцю МпО при такому співвідношенні компонентів но, не формуєтья Найбільш близьким до пропонованого складу за технічною суттю є склад для виробництва безперервних неорганічних волокон, який містить окис кремнію S1O2, окис алюмінію АЬОз, окис заліза РегОз, окис кальцію СаО, окис магнію МдО, окиси калію К2О та натрію Na2O [А с 186663 СРСР, МПК 1 СОЗС 13/00, заявка 1037929/29 - 14 ВІД 16/11/1965] Окис заліза у зазначеному складі складає 8 - 10% мас % Для виробництва безперервних неорганічних волокон використовують піч, що традиційно складається з варочного басейну з карманом для загрузки зазначеного складу, сис окису алюмінію окису титану ТЮг закису заліза FeO окису заліза РегОз окису кальцію СаО окису магнію МдО окису марганцю МпО окису кремнію S1O2 8-23 0,5-3,0 0,1 -4,0 0,8-12 8-20 4,5-21 0,5-1,0 27-61 [А с 649670 СРСР, МПКЗ СОЗС 13/00, СОЗВ37/02, опубл 28/02/1979, Бюл №8] Недолік описаного складу полягає у проблемах, пов'язаних з одержанням безперервного волокна - нитки Ця проблема обумовлена розшаруванням складу при його нагріванні у скловарній печі, що призводить до того, що волокно, практич окису алюмінію АЬОз окису титану ТіСЬ закису заліза FeO | окису заліза Fe 2 O 3 J окису окису окису окису окису кальцію СаО магнію МдО калію КгО натрію №гО кремнію S1O2 17,5-18,5 0,5-0,9 О Q / С Z,y-4,0 2 , 5 - 3 , 5 0,1-0,9 2,0-3,5 5,5-6,5 решта теми барботажних ПІДВОДІВ, ЖИВИЛЬНИК З філ'єрами - отворами для витягування з них елементарних ниток Систему таких філ'єр називають філ'єрним полем Піч, окрім того, споряджена системами нагріву, контролю та управління процесом виробництва безперервних неорганічних волокон Недолік описаного складу, зокрема наявність окислу заліза, що складає 8 - 10% мас %, призводить при його розплавленні у печі до високого змочування і навіть затікання розплавом філ'єрного поля на виході з печі, що суттєво ускладнює процес одержання безперервної нитки Тому реально такий склад дозволяє одержати елементарну безперервну нитку діаметром не менше Юмкм Така нитка через досить великий діаметр є недо О (О О 49106 статньо міцною на розтяг і тому має обмежене застосування у виробництві У основу пропонованого винаходу поставлена задача створення такого складу для виробництва безперервних неорганічних волокон, за допомогою якого при розплавленні складу у печі можна було б уникнути високого змочування і затікання розплавом філ'єрного поля Задача вирішується шляхом вибору оптимальних компонентів і їх співвідношення у складі, що дозволяє суттєво зменшити діаметр елементарної нитки Поставлена задача вирішується у пропонованому складі, що, як і відомий склад для виробництва безперервних неорганічних волокон, який містить окис кремнію S1O2, окис алюмінію АЬОз, окис заліза РегОз, окис кальцію СаО, окис магнію МдО, окиси калію КгО та натрію ЫагО, а, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, склад доповнений окисом титану ТЮ2 та закисом заліза FeO, а зазначені компоненти включені у склад при такому їх співвідношенні, мас % окису алюмінію АІ2Оз окису титану ТЮ2 закису заліза FeO окису заліза Fe2O3 окису кальцію СаО окису магнію МдО окису калію КгО окису натрію Na2O окису кремнію S1O2 17,5-18,5 0,5-0,9 2,9-4,5 2,5-3,5 0,1 -0,9 2,0-3,5 5,5-6,5 решта (ДО 100%) ОКСИДИ заліза, як показали експерименти, є відповідальними у пропонованому складі саме за характер змочування філ'єрного поля У пропонованому складі сума оксидів заліза - закису заліза FeO та окису заліза Fe2O3 - становить 2,9 4,5мас % проти 15 - 20%мас % у прототипі, і є оптимальною для виробництва елементарної нитки діаметром 4,0 - б.Омкм при досить високій швидкості витягування Всі, наведені у формулі компонен ти, дозволяють одержати склад, що не розшаровується при його розплавленні у печі на окремі компоненти або групи компонентів, що призводить до одержання базальтової нитки з оптимальними характеристиками МІЦНОСТІ, а саме, границею пропорційності, границею пружності, границею МІЦНОСТІ при розтягу Авторами експериментально визначено, що при значенні суми оксидів заліза закису заліза FeO та окису заліза Fe2O3 - у складі менше 2,9мас % МІЦНІСТЬ одержаної елементарної нитки при розтягу є недостатньою, тому діаметр елементарної нитки перевищує б.Омкм, а при при значенні суми оксидів заліза - закису заліза FeO та окису заліза Fe2O3 - у складі більше 4,5мас % виникає збільшення змочування філ'єрного поля, що призводить до частих обривів елементарної нитки, потребує збільшення її діаметра Тому оптимальною є сума оксидів заліза - закису заліза FeO та окису заліза Fe2O3, що становить 2,9 - 4,5мас % Склад зазначених компонентів подають у піч, де його нагрівають до температури плавлення, витримують деякий час для його гомогенізації Потім вже гомогенізований розплав подають до живильника з філ'єрами 3 філ'єр розплав виходить у вигляді крапель, що мають форму цибулинки, які при зростанні їх маси відриваються від філ'єр, створюючи елементарні нитки Завдяки вибору оптимального співвідношення компонентів складу філ'єри не змочуються розплавом, а цибулинки мають майже однакові об'єми Спочатку ці нитки збирають безперервним витягуванням вручну, потім одержаний пучок заводять в канавку ролика ниткозбирача, швидко відводять їх під кутом 60 - 80°, намотують нитку на торець бобіни і запускають намотувальний механізм Витягування елементарних ниток виконують без зупинок та уповільнень В таблиці наведені дані щодо одержаних елементарних ниток при варіюванні компонетами складу Таблиця Вміст ОКСИДІВ, мас % № складу 1 2 3 4 5 б(прототип) АІ2Оз ТЮ2 18,0 17,5 18,0 18,5 18,0 10,0 0,8 0,5 0,8 0,9 0,8 FeO+ Fe2O3 СаО МдО К2О Na2O SiO2 2,2 2,9 3,5 4,5 5,0 2,5 2,5 3,0 3,5 2,5 10,0 10,0 0,8 0,1 0,8 0,9 0,8 4,5 2,5 2,0 3,0 3,5 2,5 3,0 5,5 5,5 6,2 6,5 5,5 4,0 решта решта решта решта решта 58,5 Таким чином, завдяки винайденому оптимальному співвідношенню компонентів, вдалося одержати елементарну нитку діаметром 4,0мкм за ра Середній діаметр одержаної елементарної нитки в мкм 6,0 4,0 3,9 4,0 6,3 11,0 хунок усунення змочування філ'єр розплавом, виготовленим з пропонованого складу у печі 49106 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71