Спосіб підготовки розплаву на виробку

Спосіб підготовки розплаву на виробку, що включає подачу сировини на виробку, и нагрів до температури, перевищуючої температуру оплав Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів, а саме до способів підготовки розплаву на виробку для виготовлення як волокнистих, так і не волокнистих виробів, і може бути використаним на підприємствах будівельної індустрії, в ХІМІЧНІЙ, металургійній промисловості та інших галузях, які виробляють волокна та ІНШІ вироби із розплаву термопластичних матеріалів Відомий спосіб отримання виробів із розплаву термопластичних матеріалів (патент України №10749, бюл №4,1996) Згідно з цим способом гомогенізують розплав шляхом витримування його в зоні гомогенізації при певній температурі, що залежить від ХІМІЧНОГО складу матеріалу без будьякої додаткової дії Такий спосіб гомогенізації відрізняється надзвичайною простотою його практичної реалізації, оскільки для цього необхідно підтримувати лише заданий режим термообробки розплаву Завдяки цьому він знайшов широке використання в практиці Але якість розплаву подавального на виробку є низькою, внаслідок чого виготовлювані з нього волокна мають підвищену обривність, збільшений діаметр та значний відсоток не волокнистих включень Це зумовлено по-перше тим, що в'язкість розплаву видавального на виробку не відповідає потребі створення високоякісних волокон із-за неоднорідності присутніх в розплаві компонентів, які відрізняються за температурою їх плавлення Подруге, ці компоненти нерівномірно розподілені в лення, гомогенізацію отриманого розплаву, який відрізняється тим, що розплав гомогенізують шляхом багаторазової зміни товщини струменя, при цьому в місцях найменшої товщини на дзеркало розплаву діють високотемпературним енергоносієм до досягнення його перегріву, а на донну частину в цих місцях діють періодично холодоагентом з періодичністю циклів в залежності від ХІМІЧНОГО складу компонентів розплаву, при цьому КІЛЬКІСТЬ місць мінімальної товщини струменя розплаву змінюють в залежності від зміни КІЛЬКОСТІ включень в розплаві, температура плавлення яких перевищує температуру плавлення сировини розплаві А гомогенізація розплаву шляхом витримування його в зоні гомогенізації певний час навіть при температурі, значно перевищуваній температуру плавлення сировини вагомого результату не дає Більше того, гомогенізація розплаву шляхом відстоювання його в зоні постійної температури дає негативний ефект - зменшується продуктивність виробки Застосування механічних способів гомогенізації із гірських порід ускладнюється їх значною в'язкістю та значною температурою виробки, досягаючої 1250-1280°С При такій температурі механічні засоби значно зменшують свою МІЦНІСТЬ Застосування барботажних способів перемішування розплаву також має свої негативні наслідки Продув розплаву стисненим повітрям значно знижує температуру розплаву та змінює термобаланс печі в сторону збільшення витрат енергії на одиницю виробленої продукції, що підвищує собівартість виробів Найбільш близьким за технічною сутністю та досягненому ефекту є спосіб одержання неорганічних розплавів із гірських порід та виробки волокон з них ( патент України №110738, МПК СОЗВ 37/05, бюл №4,1996) Цей спосіб підготовки і гомогенізації розплаву термопластичного матеріалу із гірських порід включає подрібнення сировини, подачу подрібненої сировини в плавильну піч, нагрів сировини до температури плавлення та гомогенізацію розплаву шляхом направленої дії на поверхню дзеркала постійно переміщуваного СО го сч ю 52334 розплаву струменів розжарених газів під кутом до дзеркала розплаву При цьому кут нахилу одного ряду струменів розжарених газів зсунутий відносно другого ряду на 180° Це дає певний ефект покращення гомогенізації за рахунок перемішування дзеркала розплаву Цей спосіб гомогенізації розплаву має свої позитивні сторони Оскільки струмені високотемпературних газів направлені під кутом до дзеркала розплаву у взаємно протилежних напрямках, то досягається ефект перемішування верхніх шарів та переміщення розплаву з різними швидкостями вглиб шару розплаву По-друге, дія струменів розжарених газів створює доріжки заглиблення за рахунок того, що розплав знаходиться в стані цілеспрямованого переміщення Однак, це не дає можливості отримання високого ступеню гомогенізації, оскільки між доріжками залишається поле необробленого струменями розплаву Більше того, струмені діють на дзеркало розплаву, а глибинні шари розплаву залишаються практично в нерухомому стані внаслідок низької теплопрозорості розплавів гірських порід Внаслідок цього на глибині, близькій до донної частини печі, розплав залишається нерухомим Таким чином, за температурою нагріву і рівномірності розподілу найбільш високотемпературних по плавленню включень розплав залишається недостатньо гомогенізованим Головною причиною недостатності гомогенізації розплаву являється відсутність можливості управління процесом досягнення як температурної однорідності, так і рівномірності розподілу в об'ємі включень з температурою плавлення, яка значно перевищує температуру плавлення більшості компонентів розплаву В основу пропонованого винаходу поставлена задача розробити спосіб підготовки розплаву на виробку, який забезпечив би підвищення якості гомогенізації як термооднорідністю, так і однорідністю розподілу в об'ємі розплаву часток з найбільшою температурою плавлення гірської породи Поставлена мета досягається тим, що в способі підготовки розплаву на виробку, що включає подачу сировини на виробку, и нагрів до температури, перевищуючої температуру оплавлення, гомогенізацію отриманого розплаву, згідно з винаходом, розплав гомогенізують шляхом багаторазової зміни товщини струменю, при цьому в місцях найменшої товщини на дзеркало розплаву діють високотемпературним енергоносієм до досягнення його перегріву А на донну частину в цих місцях діють періодично холодоагентом з періодичністю циклів в залежності від ХІМІЧНОГО складу компонентів розплаву, при цьому КІЛЬКІСТЬ МІСЦЬ мінімальної товщини струменю розплаву змінюють в залежності від зміни КІЛЬКОСТІ включень в розплаві, температура плавлення яких перевищує температуру плавлення сировини Задачу досягнуто за рахунок переміщення розплаву по каналу гомогенізації печі зі зміною його глибини При цьому над місцями "мілин" розплаву встановлені високопотужні пальники, які забезпечують перегрів розплаву в дзеркалі "мілин", і додатково періодично відводиться температура від донної частини Внаслідок цього в МІСЦІ "МІЛИН" ШВИДКІСТЬ руху розплаву в дзеркалі значно 4 перевищує швидкість середніх шарів і ще більше перевищує швидкість переміщення нижніх шарів розплаву В результаті найбільш зріджені і підігріті шари струменю розплаву опереджують глибинні шари, що і дає ефект перемішування Оскільки, охолодження нижніх шарів розплаву в зоні "мілин" відбувається періодично в міру потреби, то це і є управління процесом гомогенізації Це дає можливість на 20 - 30% зменшити обривність виготовлюваних безперервних волокон та на 10 - 20% зменшити їх діаметр за рахунок не тільки рівномірності розплаву за в'язкістю, а і рівномірності розподілу включень, які характеризуються найвищою температурою плавлення Крім цього, застосування такого способу гомогенізації розплаву дало змогу досягти ефекту подрібнення включень, які відрізняються від основної маси розплаву високою температурою плавлення, що також підвищує якість гомогенізації Заявлений спосіб підготовки розплаву на виробку характеризується простотою його реалізації та управління технологією терморегулювання для досягнення найбільшої однорідності по в'язкості та по рівномірності в одиниці об'єму різних компонентів Він реалізується слідуючим чином В піч завантажують подрібнену до необхідної величини гірничу породу В печі підтримують температуру на 80-100°С перевищуючу температуру плавлення породи Отриманий розплав накопичується в зоні плавлення печі При заповненні цієї зони, відгородженої від зони гомогенізації поперечним порогом, змонтованим на поверхні дна печі та забезпеченим по всій його довжині кишенеподібним каналом, в який періодично підводиться холодоагент, розплав тонкою плівкою переливається в зону гомогенізації, яка може бути забезпечена декількома такими порогами На розплав площини кожного порогу діє струмінь високотемпературного газу, який перегріває розплав, перетікаючий через кожний поріг Внаслідок цього швидкість верхнього шару розплаву збільшується, а в'язкість його значно зменшується При цьому по кишеневим каналам порогів періодично подається холодоагент, який дає змогу затримувати швидкість руху найнижчих шарів розплаву, які повільніше заповнюють заглибини між порогами Отже, найбільш швидкорухомі шари розплаву досягають дна заглибин, внаслідок чого досягається багаторазове змішування розплаву з метою досягнення високо однорідного розплаву за його температурою В зонах перегріву розплаву на площинах порогів досягається ефект повного розплавлення включень, які потребують значно вищої температури нагріву, ніж ІНШІ компоненти Внаслідок цього надтермостійкі включення практично настільки оплавляються і зменшуються в розмірах, що на якість однорідності практично не впливають Підвищення температури розплаву без управління процесом гомогенізації за рахунок перегріву розплаву не дає позитивного ефекту, оскільки при цьому розплав стає настільки зрідженим, що з фільєрних отворів замість "цибулинок", з яких необхідно і можливо витягувати неперервну нитку, витікає струмінь розплаву Значне зниження температури розплаву веде до збільшення обривності волокон Завдяки оптимальному витримуванню співвідношення па 5 52334 6 раметрів перегріву розплаву та його охолодження для проведення чисток фільєрного поля вдається досягти суттєвого підвищення якості виТаким чином, заявлений спосіб підготовки готовлюваних виробів, наприклад, неперервного розплаву на виробку з використанням нерівномірволокна та досягти зменшення діаметру непереності глибини переміщення розплаву на виробку рвних ниток, зменшення розкиду волокон по діаволокон при перегріві його в місцях мілин та цикліметру, підвищення продуктивності дебіту виробки, чному відборі теплаздонної частини мілин дає модосягти однорідності МІЦНОСТІ волокон за їх довжижливість забезпечити оптимальну підготовку його ною та підвищення таких параметрів як технолопдля максимального покращення параметрів, видочність обслуговування процесу виробки волокон, бутих з нього виробів Це і являється необхідною і зменшення обривності волокон в процесі виробки, достатньою передумовою збільшення якості вироліквідацм можливості запливу фільєрних отворів з бів послідуючими зупинками виготовлення волокон 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