[发明专利]纤维化纺丝机

说明书

本发明涉及一种用于通过离心使熔融材料纤维化为矿物纤维，特别地玻璃纤维的纺丝机(1)，其包含：‑外周带筒(2)，优选截锥形的带筒，其被刺穿有孔(9)，以在所述离心过程中使熔融材料穿过并通过拉伸获得纤维，‑轮心(3)，其将所述外周带筒(2)连接到用于将纺丝机固定在纤维化装置中的上法兰(6)，‑卷边(4)，其使所述外周带筒(2)在所述纺丝机的底部中延伸并与之形成角度β，所述纺丝机特征在于，角度β严格小于90°。

技术领域本发明涉及一种纤维化纺丝机(assiette de fibrage)，其特别用于形成矿物纤维以生产矿物棉，特别是玻璃棉。

用于生产用于绝缘应用中的玻璃纤维的常用方法使通过离心的拉制与通过空气的拉制相结合。

这种方法的核心在于旨在允许熔融玻璃被拉成长丝的关键部件：它是纺丝机，在本领域中也称为离心机或“spinner”。如专利申请WO2005/052208中所述，它是一种无底离心机，以耐火合金(例如基于铬)铸造。包含离心机或纺丝机的这种纤维化装置的一个示例例如在申请FR2443436中得到描述，对于其操作的更多细节可以参考该申请。

已知地，该部件的侧向部分，称为侧向带筒(bande latérale)或外围带筒，被刺穿有多个孔，孔直径通常为约0.5至3mm。在纤维生产过程中，纺丝机通常以每分钟约1500至3000转的转速旋转。在离心力的作用下，玻璃被向外推并穿过孔，从而形成纤维，然后将其向下朝向底部并通过热气体射流进行拉制。纺丝机经受特别苛刻的使用条件。首先，在纺丝机的侧向带筒处的温度是高的，因为当熔融玻璃到达纤维化装置内部时，熔融玻璃为大约1000℃至1200℃的温度。其次，旋转和温度梯度的存在由于差异膨胀导致出现较高的机械应力。最后，纺丝机在对于合金的腐蚀性介质中工作，其一方面导致孔的腐蚀，从而导致结构机械强度降低，另一方面导致合金在与玻璃接触的表面附近的铬贫化，最终使与材料相关的机械强度减弱。这些各种因素共同限制了纺丝机的寿命。因此，必须定期将其拆除和更换，从而导致昂贵的生产停工或调整。另外，这些难熔合金部件中的每一个均具有高成本，并且这不仅对产率而且对工艺的总成本具有不可忽略的影响。

这一系列问题已经众所周知。存在多种增加纺丝机寿命的可能方法：如上文已引用的公开物所述，已经尝试了改变纤维化条件或替代地优化合金的组成以使其更具抵抗性。

根据另一种途径，专利US5591459教导增加附加装置，该附加装置使得可以减少纺丝机的变形。

此外，根据从公开物WO02/064520中已知的方法，为了提高生产能力和减少工艺的能量消耗，已经发展了纤维化条件。在这种背景下，纺丝机的构造在侧向带筒中包含更多的孔，从而增大了玻璃的通过横截面积。不幸的是，这种解决方案有时会导致纺丝机的机械强度出现明显的劣化，从而导致其寿命显著减少，这可能会减少多达25％。需要提高纺丝机的机械强度，以延长其使用寿命。图1中的照片示出了一种劣化方式，其表现为在纺丝机的敏感区域中出现裂纹，特别是在纤维化带筒中部的水平裂纹。

本发明在于纺丝机的新颖形状和构造，所述纺丝机的新颖形状和构造使得可以减少在最敏感的部分，即最容易破裂的部分：穿孔带筒中的机械应力。这种改变还使得可以维持纺丝机的刺穿轮廓，其被预先进行构造以确保最终产品的良好质量(例如根据公开WO99/65835中所述的原理进行)。因此，根据本发明的纺丝机构造使得可以改善纺丝机在纤维化条件下的机械性能及其热机械强度，并最终通过减小在带筒中的应力来明显延长其寿命。更特别地，通过减小应力，减少了不可逆的粘塑性变形，与蠕变现象有关的变形，从而允许延迟裂纹的发生。

更具体地，根据本发明，寻求在不会不利地影响孔眼参数(特别是纤维化带筒中的孔的数量，密集度和布局)的情况下改变纺丝机的形状。此外，根据本发明开发的纺丝机可以在不对纤维化生产量或条件进行任何改变的情况下进行使用。另外，与专利US5591459中提出的思想相比，对于操作者不需要安装附加元件来限制纺丝机变形。

更具体地，本发明涉及一种用于通过离心从熔融材料纤维化为矿物纤维，特别地玻璃纤维的纺丝机，其包含：